Десять лауреатов Нобелевской премии по физике и их реальные открытия

С 1901 года Нобелевскую премию по физике получили 227 человек. Большинство из них известны, если вообще известны, не за те открытия. Вот что на самом деле сделали десять из них — и почему это важно.

Альфред Нобель в своем завещании 1895 года оставил инструкции по финансированию премии для того, кто в области физики «сделал наиболее важное открытие или изобретение». Первая премия была присуждена в 1901 году Вильгельму Рентгену за открытие рентгеновских лучей. С тех пор ее получили 227 человек, и этот список представляет собой приблизительную карту того, как был построен современный мир: ядерная энергия, лазер, транзистор, GPS и МРТ-сканирование — все это берет начало в физике, отмеченной премиями.

Большинство лауреатов не являются общеизвестными именами, а те, кто известен, как правило, запоминаются по неверной причине. Эйнштейн — самый яркий пример: он широко ассоциируется с теорией относительности, но в его Нобелевской цитате 1921 года упоминается фотоэлектрический эффект — открытие того, что свет приходит дискретными порциями энергии, а не непрерывной волной — потому что теория относительности в то время считалась комитетом недостаточно доказанной. Мария Кюри получила свою премию в 1903 году, за восемь лет до второй Нобелевской премии по химии, которая сделала ее первым человеком, получившим премию дважды.

У премии также есть хорошо задокументированное «слепое пятно». У Цзянь-Сюн провела эксперимент в 1956 году, который доказал, что четность не сохраняется в слабых ядерных взаимодействиях — Нобелевская премия 1957 года досталась двум теоретикам, которые попросили ее проверить это, а не ей. Джоселин Белл Бернелл открыла первый пульсар, будучи аспиранткой в 1967 году; Нобелевская премия 1974 года за это открытие досталась ее научному руководителю. Оба случая широко обсуждаются в истории науки как примеры того, как премия иногда присуждалась теоретикам, а не экспериментаторам, которые выполняли работу.

Чтение о физике, стоящей за всем этим, обычно означает одно из двух: главу учебника, написанную для тех, кто уже изучает предмет, или биографию, достаточно длинную, чтобы охватить всю жизнь, лишь малая часть которой касается самого открытия. Мало что написано для читателя, который хочет узнать о самом моменте — что было проверено, что это доказало и как мир изменился после этого — в формате короткого рассказа.

Почему список лауреатов не совсем совпадает со списком людей, которые двигали физику вперед

Частично этот разрыв объясняется собственными правилами премии. Номинации хранятся в тайне в течение пятидесяти лет, прежде чем будут опубликованы, премия не может быть присуждена после смерти лауреата, и не более трех человек могут разделить награду за один год — жесткое ограничение, которое становится реальной проблемой, когда открытие было сделано большой командой или когда авторство оспаривалось в то время. Из физиков, получивших премию с 1901 года, только три были женщинами: Мария Кюри в 1903 году, Мария Гёпперт-Майер в 1963 году и Донна Стрикленд в 2018 году — пятидесятипятилетний разрыв между второй и третьей. Статистический анализ истории премии показал, что этот паттерн вряд ли можно объяснить одной лишь случайностью, что является частью того, почему такие случаи, как с У и Белл Бернелл, рассматриваются в истории науки не как отдельные упущения, а как примеры структурного «слепого пятна» в том, как премия иногда присуждалась за открытия.


Десять таких историй, проиллюстрированных

Wonder Science, одна из двенадцати библиотек WonderBooks, рассказывает десять из них в виде коротких иллюстрированных историй — одно открытие, один сеанс, страница озвученного аудиоряда вместе с текстом. Вот о чем каждая из них, в порядке присуждения премии.

1. Альберт Эйнштейн — 1921

Награжден за фотоэлектрический эффект — открытие того, что свет ведет себя как дискретные порции энергии, а не за работу по теории относительности, за которую его чаще всего помнят.

Альберт Эйнштейн — обложка книги — Wonder Science
Альберт Эйнштейн → История Альберта Эйнштейна на Wonder Science Открыть Wonder Science →

2. Мария Кюри — 1903

Награждена за исследования радиоактивности, совместно с Пьером Кюри и Анри Беккерелем — за восемь лет до ее второй Нобелевской премии по химии, которая сделала ее первым человеком, получившим премию дважды.

Мария Кюри — обложка книги — Wonder Science
Мария Кюри → История Марии Кюри на Wonder Science Открыть Wonder Science →

3. Нильс Бор — 1922

Награжден за свою модель расположения электронов внутри атома, которая примирила десятилетия противоречивых экспериментальных результатов.

Нильс Бор — обложка книги — Wonder Science
Нильс Бор → История Нильса Бора на Wonder Science Открыть Wonder Science →

4. Макс Планк — 1918

Награжден за открытие того, что энергия излучается и поглощается фиксированными порциями, а не непрерывным потоком — идея, которая открыла область квантовой физики.

Макс Планк — обложка книги — Wonder Science
Макс Планк → История Макса Планка на Wonder Science Открыть Wonder Science →

5. Эрвин Шрёдингер — 1933

Награжден за волновое уравнение, которое описывает вероятность нахождения частицы, а не ее точное положение — один из основополагающих инструментов квантовой механики.

Эрвин Шрёдингер — обложка книги — Wonder Science
Эрвин Шрёдингер → История Эрвина Шрёдингера на Wonder Science Открыть Wonder Science →

6. Поль Дирак — 1933

Награжден за уравнение, объединяющее квантовую механику со специальной теорией относительности, которое предсказало существование антиматерии за годы до ее наблюдения.

Поль Дирак — обложка книги — Wonder Science
Поль Дирак → История Поля Дирака на Wonder Science Открыть Wonder Science →

7. Энрико Ферми — 1938

Награжден за работу, демонстрирующую новые радиоактивные элементы, полученные при бомбардировке нейтронами, что является основополагающим для ядерной физики.

Энрико Ферми — обложка книги — Wonder Science
Энрико Ферми → История Энрико Ферми на Wonder Science Открыть Wonder Science →

8. Джеймс Чедвик — 1935

Награжден за открытие нейтрона — электрически нейтральной частицы, присутствующей в ядре почти каждого атома.

Джеймс Чедвик — обложка книги — Wonder Science
Джеймс Чедвик → История Джеймса Чедвика на Wonder Science Открыть Wonder Science →

9. Донна Стрикленд — 2018

Награждена за разработку метода генерации высокоинтенсивных, ультракоротких лазерных импульсов, используемого сейчас в коррекционной хирургии глаза и прецизионном производстве.

Донна Стрикленд — обложка книги — Wonder Science
Донна Стрикленд → История Донны Стрикленд на Wonder Science Открыть Wonder Science →

10. Андреа Гез — 2020

Награждена за наблюдательные доказательства существования сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Андреа Гез — обложка книги — Wonder Science
Андреа Гез → История Андреа Гез на Wonder Science Открыть Wonder Science →

Часто задаваемые вопросы

Кто получал Нобелевскую премию по физике более одного раза?

Никто не получал премию по физике дважды. Мария Кюри — единственный человек, получивший две Нобелевские премии в разных науках — по физике в 1903 году и по химии в 1911 году — но ее вторая награда сама по себе не была премией по физике.

Почему так мало женщин получили Нобелевскую премию по физике?

С 1901 года ее получили только три женщины: Мария Кюри (1903), Мария Гёпперт-Майер (1963) и Донна Стрикленд (2018). Статистические исследования истории премии указывают на реальное, измеримое предубеждение, а не на случайность, усугубляемое такими случаями, как с У Цзянь-Сюн и Джоселин Белл Бернелл, когда премия доставалась теоретикам, предложившим эксперимент, а не физикам, которые его проводили.

Может ли ученый получить Нобелевскую премию после своей смерти?

Нет — устав Нобелевского фонда не допускает посмертных награждений, что является одной из структурных причин, по которым некоторые крупные открытия так и не получили премию, даже когда вклад первооткрывателя был широко признан при его жизни.

Продолжайте читать