诺贝尔奖错过的科学家
吴健雄证明了一项诺贝尔奖理论。乔瑟琳·贝尔·伯奈尔发现了脉冲星。两人都没有因此获奖。以下是实际发生的情况以及原因。
1956年12月,物理学家吴健雄在哥伦比亚大学的实验室里度过了假期,她正在进行一项实验,将放射性钴-60冷却到接近绝对零度。她正在测试一种基本自然对称性,即宇称性,是否真的在原子核内部成立。结果是否定的。吴健雄的实验结果表明,自然界在亚原子尺度上存在一个优先方向——这一发现意义重大,以至于第二年,即1957年,诺贝尔物理学奖就颁给了提出这一想法并请她进行测试的两位理论家。但奖项没有颁给吴健雄,尽管她进行了实验并证明了他们的理论是正确的。
十一年后,在大洋彼岸,剑桥大学研究生乔瑟琳·贝尔·伯奈尔在她亲手帮助建造的射电望远镜记录的数英里图纸上,发现了一个奇怪的、有节奏的信号——每1.337秒出现一次的脉冲,速度太快且规律性太强,超出了当时已知天体现象的范畴。她发现了脉冲星,这种快速旋转的中子星后来成为天文学最有用的工具之一。1974年,诺贝尔奖首次颁发给天文学发现,但该奖项颁给了她的导师。
吴健雄实际证明了什么
1956年10月,理论物理学家李政道和杨振宁发表了一篇论文,指出宇称性——即自然界与其镜像行为相同的假设——从未在放射性衰变等弱核相互作用中进行过实际测试,尽管人们普遍认为它在任何地方都成立。吴健雄是李政道在哥伦比亚大学的同事,当时已被公认为她那一代最严谨的实验物理学家之一,她放下自己的工作来验证这一理论。她的团队测量了钴-60原子核在极度低温下自旋对齐时,是否会沿着自旋轴向两个方向等量发射β粒子。结果并非如此。她在1956年12月底测得的不平衡性推翻了弱相互作用中的宇称守恒,这一结果重塑了物理学家对宇宙基本对称性的理解。在她的职业生涯中,吴健雄曾被提名诺贝尔奖二十三次,但从未获奖。
贝尔·伯奈尔实际发现了什么
贝尔·伯奈尔是安东尼·休伊什的博士生,她帮助建造了一台射电望远镜,旨在通过类星体的闪烁来探测它们。她每月手工筛选近100米的图表记录纸,发现了一个她称之为“一点点杂乱”的奇怪痕迹,并追溯到一个以几乎完美的规律性脉冲的源头。她和休伊什花了数周时间排除汽车、卫星和故障设备的干扰,半开玩笑地将信号昵称为LGM(小绿人),直到贝尔·伯奈尔在天空的另一个地方发现了第二个类似规律的脉冲源——这证明信号是自然的,而非人造的。这些天体最终被证实是脉冲星:中子星每秒旋转多次,像灯塔一样将一束辐射扫过地球。1974年,诺贝尔奖因这一发现颁给了休伊什和天文学家马丁·赖尔。贝尔·伯奈尔在采访中表示,她并不介意被遗漏,并指出当时诺贝尔委员会通常不认可研究学生。
一种模式,而非两个孤立的案例
诺贝尔奖规定,单个奖项最多只能有三名获奖者,不设追授奖,并且取决于在年初截止日期前提交的提名——吴健雄的决定性结果于1957年2月发表,距离当年提名截止仅数周,历史提名档案显示,她和其他证实宇称不守恒的团队都未能及时获得提名。对诺贝尔奖历史的统计研究发现,像吴健雄和贝尔·伯奈尔这样的结果——理论家或导师比进行测量的实验者或学生更受认可——经常发生,足以被视为一种结构性模式,而非偶然。贝尔·伯奈尔最终在其他地方获得了荣誉:2018年,她获得了300万美元的“基础物理学特别突破奖”,她将所有奖金捐赠用于资助进入物理学领域的代表性不足群体的奖学金。
以插图故事讲述
他们在奇妙科学中的故事
常见问题
吴健雄是否曾获得诺贝尔奖?
没有。在她职业生涯中,她曾被提名诺贝尔物理学奖二十三次,但从未获奖,尽管她进行了1956-57年的实验,推翻了宇称守恒,并使李政道和杨振宁因她所验证的理论获得了1957年的奖项。
为什么乔瑟琳·贝尔·伯奈尔没有因发现脉冲星而获得诺贝尔奖?
1974年诺贝尔物理学奖因发现脉冲星而颁给了她的导师安东尼·休伊什和天文学家马丁·赖尔,而不是贝尔·伯奈尔,她当时是一名研究生,并做出了实际的发现。她曾公开表示不介意,此后也获得了其他重要荣誉,包括2018年特别突破奖。
用通俗的话来说,什么是脉冲星?
脉冲星是一种快速旋转的中子星——大质量恒星爆炸后留下的极其致密、坍缩的核心——它每次旋转都会像灯塔一样将一束辐射扫过地球。贝尔·伯奈尔在1967年通过其精确规律的无线电脉冲探测到了第一个脉冲星。