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· 对“全民基本收入”的数学分析
· 充满“科学元素”的2018年诺贝尔
· 别开生面的2018年诺贝尔物理奖
· 杨安泽(Andrew Yang)和《对普通
· 行为经济学和2017年诺贝尔经济学
· 引力波探测:成就“不可能之任务
· 怎样制定好的合同?2016年诺贝尔
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· 椰子:椰风阵阵,思绪如河
· 山哥:山哥的文化广场
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· 高伐林:老高的博客
分类目录
【政治经济-2020大选】
 · 对“全民基本收入”的数学分析
【旧贴回顾】
 · 衔接量子与经典物理:2012年物
 · 数字通信介绍(5) 什么是MIMO?
 · “免费”的代价
 · 美国的收入差距:社会流动性(完)
 · 那是谁建的?谈谈大小政府之争
 · 成功者的心态
 · 政经随想(5)资本主义之后是什么
 · 亚洲传统价值在西方:财富还是包袱
【书山有路-心理篇(2)】
 · 自律的本能
 · 诚信的心理学
 · 如何点燃天才的火花?
 · 怎样对待老与死?(下)
 · “双管齐下”的变革秘诀
 · 实现自我,完成中年转变 -- 《中年
 · 成功有秘诀吗?《超人》读后
 · 惊险小说中的上品 -- 《Ambler War
【书山有路-宗教篇】
 · 关于道德与宗教问题与网友的讨论
 · 进化论是上帝的克星吗?(下)
 · 进化论是上帝的克星吗?(上)
【政治经济-12大选】
 · 论保守派该投票克林顿
 · 美国大选投票:除了“罗马”别无选
 · 谁动了Medicare的奶酪?(下)
 · 谁动了Medicare的奶酪?(上)
 · 那是谁建的?谈谈大小政府之争
 · 正戏开场——简评美国两党全国大会
【政治经济:政经随感(2)】
 · LGBT与“宗教自由案”
 · 奥巴马健保的新考验
 ·  美国的言论自由与政治正确
 · 美国铁路面面观
 · 提高执政效率:自适应(下)
 · 提高执政效率:自适应(上)
 · 谁是乐善好施之人?
 · 美国中期选举:谁是赢家?
 · 围观美国打老虎
 · 美国教育体系中的“扶贫”措施
【政治经济-美国华人】
 · 华人和黑人:盟友还是对手?
 · 亚裔传统月:关于美国亚裔的几个统
【书山有路-心理篇(3)】
 · 性别差异与神经心理学
 · 怎样对待老与死?(上)
 · 思维快慢道(下)
 · 思维快慢道(中)
 · 思维快慢道(上)
 · 如何避免决策误区(下)
 · 如何避免决策误区(上)
 · 沟通技巧:“粘性学”(下)
 · 沟通技巧:“粘性学”(上)
 · 习惯的力量
【政治经济:亚裔爬藤(2)】
 · 高院判决,平权与亚裔入学
 · 控告哈佛歧视案讨论小结(转)
 · 反抗种族歧视,何不从帮助亚裔子弟
 · 亚洲传统价值在西方:财富还是包袱
【书山有路-经济篇(3)】
 · 《国家为何失败》读后
 · 北欧模式与《北欧理论》
 · 关于认识论:涌现和贝叶斯法则
 · 从《大空头》看颠覆性创新
 · 收入差别,市场经济与左右之争
 · 保守主义该怎样帮助穷人?
 · 从金融危机看政府的角色(上)
 · 资本:贫富差距之源?(下)
 · 资本:贫富差距之源?(中)
 · 资本:贫富差距之源?(上)
【学海无涯-诺贝尔经济奖】
 · 充满“科学元素”的2018年诺贝尔经
 · 行为经济学和2017年诺贝尔经济学奖
 · 怎样制定好的合同?2016年诺贝尔经
 · 大数据经济学 (2015年诺贝尔经济学
【政治经济:亚裔爬藤(1)】
 · 亚裔学子的大学门槛:几本有关书籍
 · 虎妈猫妈,异途同归?
 · 亚裔学子的大学门槛:统计证据一例
 · 亚裔学子:大学门槛格外高
【政治经济-收入差距】
 · 收入差别,市场经济与左右之争
 · 保守主义该怎样帮助穷人?
 · 美国的收入差距:社会流动性(完)
 · 美国的收入差距:政府能做什么?
 · 美国收入差距的原因
 · 美国的收入差距:谁是最富和最穷的
 · 美国的收入差距:中产阶级与贫穷劳
 · 美国的收入不平等:非主流意见
 · 美国收入不平等:引言与现状
【政治经济:政经随感(1)】
 · 简讯:美国竞选经费比往年减少
 · 再谈科学的威力与局限
 · 读奥巴马“国情咨文”有感
 · 政经随想(5)资本主义之后是什么
 · 政经随想(4):民主与市场经济
 · 政经随想(3)美国的末日到了吗?
 · 政经随想(2) 美国经济困境与全球
 · 政经随想(1)关于美国国债的几点争
【书山有路-经济篇(2)】
 · 大政府,小政府,聪明政府
 · 回首金融危机的来龙去脉(下)
 · 回首金融危机的来龙去脉 (上)
 · 窥视右派的内心:读《美丽的美国》
 · 中国起飞的发动机 ——民工
 · 介绍Peter Drucker
 · 信息时代的新生态 – What Would G
 · 书评:《讨还资本主义的灵魂》
【书山有路-政治篇(2)】
 · 一个犹太复国主义者的反思
 · 从金融危机看政府的角色(下)
 · 谁是乐善好施之人?
 · 关于普世价值的随想
 · 谈谈美国公知(4/4)
 · 谈谈美国公知(3/4)
 · 谈谈美国公知(2/4)
 · 谈谈美国公知(1/4)
 · 第三只眼看民主与专制
 · 赖斯与她的自传《无上光荣》
【书山有路-传记篇(2)】
 · 格林斯潘《动荡年月:新世界的冒险
【学海无涯-数字通信】
 · 数字通信介绍(5) 什么是MIMO?
 · 数字通信介绍(4) OFDM为何如此热
 · 数字通信介绍(3)信道编码
 · 数字通信介绍(2)香农与信息论
 · 数字通信介绍(1) 调制
【学海无涯-心理学(2)】
 · 心态是衡量快乐的一杆秤
 · 千里送鹅毛的心理学
【学海无涯-诺贝尔物理奖(2)】
 · 别开生面的2018年诺贝尔物理奖
 · 引力波探测:成就“不可能之任务”
 · 量子漩涡的奥妙-2016年物理诺贝尔奖
 · 神秘的中微子
 · 换灯泡,得诺奖
 · 半个世纪后的大奖:2013年诺贝
 · 衔接量子与经典物理:2012年物
 · 谈谈2011年物理诺贝尔奖:成功的道
 · 对称破缺之美:2008年物理诺贝尔奖
 · 石墨烯的传奇:2010年诺贝尔物理奖
【政治经济-美国政治(2)】
 · 剖析美国国债难题:让数字说话
 · 大政府能救美国吗?
【政治经济-美国教育(2)】
 · 美国理科教育(5)教育改革话题
 · 美国理科教育 (4) “不让一个孩子
 · 美国理科教育(3)成绩差距
 · 谈谈美国理科教育(2)教育与国力(
【政治经济-美国经济】
 · 关于美国经济的对话
 · 奥巴马的赤字
【政治经济-国际政经】
 · 阿富汗天上掉馅饼儿,福兮,祸兮?
 · 中国的优势在哪里?
 · 关于美国核武新政策的随想
 · 伊斯兰与西方文明:冲突还是和解?
【政治经济-美国贫困】
 · 美国的救济陷阱
 · 社会阶层分析的标尺:收入还是消费
 · 美国穷人:另外的百分之十五(下)
 · 美国穷人:另外的百分之十五(中)
 · 美国穷人:另外的百分之十五(上)
【政治经济-随想杂谈】
 · 用事实说话:循证决策
 · 关于维基解密与媒体的随想
 · 谁打败了麦卡锡?
【政治经济-税法福利】
 · 扯扯美国的“税务局丑闻”
 · 关于税法数据的分析 (评《纽约时报
 · 税季谈税
 · 社会安全保险及其危机
【政治经济-健保改革(2)】
 · “健保法案”为何“好事多磨”?
 · 美国医疗保险:既太多又太少
 · 健保法案解读(4)健保改革的目标达
 · 健保法案解读(3)怎样从Medicare“
 · 健保法案解读(2)“公共选项”与政
【政治经济-健保改革(1)】
 · 健保改革法案H.R.3962解析(1):算
 · 美国医疗服务真是倒数第一吗?
 · 奥巴马能完成医疗改革大业吗?
 · 旧文重贴:美国政治的下一个热点话
【政治经济-金融危机(2)】
 · 关于做空,赌博与趁火打劫的随想
 · 从高盛的“欺骗”与“趁火打劫”谈
【政治经济-金融危机(1)】
 · 冒险的代价:美国“信贷社危机”回
 · 旧贴重放:关于AIG副总裁辞职信的讨
 · 旧文重发:“奖金门”争论中震耳欲
 · 华尔街的信用危机
【生活百感-心态心情(2)】
 · 人到中年:从耕种到收获的过渡
【生活百感-子女教育(1)】
 · 如何点燃天才的火花?
 · 谈谈美国高中课外活动(下)
 · 谈谈美国高中课外活动(上)
 · 孩子该读文科还是理科?
 · 中小学数学的存废之辩
 · 虎妈猫妈,异途同归?
 · 从“网上直播”引起的自杀谈起
 · 育儿漫谈:“高指标人”和“多情趣
 · 也谈大学教育:作为家长的期望和对
【生活百感-新大陆点滴】
 · 也谈一位“海二代”:国防部CIO高井
 · 从“网上直播”引起的自杀谈起
 · 民族主义是非谈
 · 节日食谱:中式烤火鸡
 · 美国进入“节俭时代”
【生活百感-人际社会】
 · 谈谈《蜗居》中的三个男人
 · 关于人际交流的模式: 何时需要较真
 · 参与公益,从娃娃抓起
 · 科学与宗教之我见
【学海无涯-全球变暖(2)】
 · 全球变暖的科学根据之检讨(7)其他资
 · 全球变暖的科学根据之检讨(6)关于全
 · 全球变暖的科学根据之检讨(5)全球变
【学海无涯-全球变暖(1)】
 · 全球变暖的科学根据之检讨 (4) 有
 · 全球变暖的科学根据之检讨 (3) 人为
 · 全球变暖的科学根据之检讨(2) 全
 · 全球变暖的科学根据之检讨(1) 目
【学海无涯-博弈论】
 · 也谈博弈
【学海无涯-科学方法】
【学海无涯-科普读物】
 · 无所不在的“网络”
 · 科学的未知与伪科学 -- 《科学的十
【书山有路-科普篇(2)】
 · 也论科普的风格 – 三本科普书的读
 · 人脑比电脑到底强在哪里?
 · 无所不在的“网络”
 · 科学的未知与伪科学 -- 《科学的十
【历史纵横】
 · 美国南北战争:到底是为了统一还是
 · 真相,正义与和解:“肯特屠杀”以
 · 谁打败了麦卡锡?
 · 西雅图的“地下城”
【法律观察】
 · 邦联旗与言论自由
 · 美国最高法院关于GPS跟踪的判决
 · 案例分析:“米兰达警告”与“毒树
【好文欣赏】
 · 好文欣赏:《糖水》
 · 转载mendel文:《从“胎教”开始》
 · 甘阳:自由主义:贵族的还是平民的
 · 【转贴】朱学勤:金重远 复旦首席教
 · 好文推荐:村外
 · 酒到陈时味方醇
 · 转贴:“專訪袁偉時:不恪守法治觀
 · ZT: 铁腕戴上丝绒手套
 · 血缘(转帖)
 · 秦晖: 全球化的第三种可能
【政治经济-美国教育(1)】
 · 美国理科教育(2)教育与国力(上)
 · 谈谈美国中小学理科教育(1)关于国
 · 谈谈美国中小学理科教育(1)关于国
 · 从华府公立学校总监Michelle Rhee
【政治经济-美国政治(1)】
 · 奥巴马2.0?
 · 从华府公立学校总监Michelle Rhee
 · 也谈工会
 · 谈谈美国的民主制度:“一票定乾坤
【生活百感-心态心情(1)】
 · 放暑假乐!休博到九月。
 · 初秋随想
 · 人生如流水,只有变化是永恒
 · 人性与理性:你是“99一族”吗?
 · 随感:后院的野猫
【生活百感-愚人节笑话】
 · 祸中祸:日本核电站释放超级细菌
【学海无涯-心理学(1)】
 · 诡异的数字暗示:参照效应
 · “诱饵效应”和“心理相对论”
 · 从“破釜沉舟”谈起
 · 千里送鹅毛的心理学
【学海无涯-诺贝尔物理奖(1)】
 · 诺贝尔物理奖介绍2007:巨磁阻和自
 · 闲谈CCD
 · 闲谈光纤
【学海无涯-科技译文(2)】
 · 引力究竟是什么?
【学海无涯-科技译文(1)】
 · 大脑是怎样工作的?
 · 人类终将访问火星吗?
 · 战争是我们生物本性的归宿吗?
 · 科学重要吗?
【书山有路-政治篇(1)】
 · 自我推销的范文- 读奥巴马的《大胆
 · 信仰与政治
 · 伊斯兰与西方文明:冲突还是和解?
 · 《世界是平坦的》书评
【书山有路-心理篇(1)】
 · 面对灾难,你准备好了吗?
 · 完整大脑与后信息时代 《A Whole N
【书山有路-科普篇(1)】
【书山有路-经济篇(1)】
 · 古狗随想录(下):一统天下,“不
 · 古狗随想录 (上):“掌控中的混乱
 · 关于做空,赌博与趁火打劫的随想
 · 信息时代的新生态 – What Would G
【书山有路-文学篇(1)】
 · 一扇管窥当代大学生心灵的窗户——
 · 道可道,非常道 – 读《遥远的救世
【书山有路-传记篇(1)】
 · 华盛顿政治的一扇窗口:Tenet自传读
 · 《食祷爱》:心灵疗伤的良方
 · 股神巴菲特的人生 ——《滚雪球》读
 · 洋“愚公”的故事 – 《Three Cups
【学海无涯】
 · 充满“科学元素”的2018年诺贝尔经
 · 别开生面的2018年诺贝尔物理奖
 · 行为经济学和2017年诺贝尔经济学奖
 · 引力波探测:成就“不可能之任务”
 · 关于认识论:涌现和贝叶斯法则
 · 神秘的中微子
 · 大数据经济学 (2015年诺贝尔经济学
 · 换灯泡,得诺奖
 · 半个世纪后的大奖:2013年诺贝
 · 衔接量子与经典物理:2012年物
【书山有路】
 · 北欧模式与《北欧理论》
 · 自律的本能
 · 关于认识论:涌现和贝叶斯法则
 · 性别差异与神经心理学
 · 保守主义该怎样帮助穷人?
 · 诚信的心理学
 · 如何点燃天才的火花?
 · 怎样对待老与死?(下)
 · 怎样对待老与死?(上)
 · 一个犹太复国主义者的反思
【政治经济】
 · 对“全民基本收入”的数学分析
 · 杨安泽(Andrew Yang)和《对普通人
 · 论保守派该投票克林顿
 · LGBT与“宗教自由案”
 · 华人和黑人:盟友还是对手?
 · 奥巴马健保的新考验
 ·  美国的言论自由与政治正确
 · 保守主义该怎样帮助穷人?
 · 美国铁路面面观
 · 美国的救济陷阱
【生活百感】
 · 如何点燃天才的火花?
 · 谈谈美国高中课外活动(下)
 · 谈谈美国高中课外活动(上)
 · 放暑假啦!休博到秋天
 · 孩子该读文科还是理科?
 · 休博到明年一月
 · 停博一阵
 · 也谈一位“海二代”:国防部CIO高井
 · 纪念汶川地震五周年
 · 中小学数学的存废之辩
【朝华午拾】
 · 为什么调制解调器会有不同速度?
 · 什么是网路电话?
 · 旧文重贴:谈谈学习中的思考
 · 菜鸟上路——我的第一份工
 · 怀念敬爱的黄老师
 · 感恩节前话感恩
 · 数学竞赛与我
 · 哲人讲座
存档目录
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11/01/2019 - 11/30/2019
10/01/2019 - 10/31/2019
08/01/2019 - 08/31/2019
07/01/2019 - 07/31/2019
05/01/2017 - 05/31/2017
04/01/2017 - 04/30/2017
03/01/2017 - 03/31/2017
02/01/2017 - 02/28/2017
11/01/2016 - 11/30/2016
10/01/2016 - 10/31/2016
07/01/2016 - 07/31/2016
06/01/2016 - 06/30/2016
04/01/2016 - 04/30/2016
02/01/2016 - 02/29/2016
01/01/2016 - 01/31/2016
12/01/2015 - 12/31/2015
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10/01/2015 - 10/31/2015
09/01/2015 - 09/30/2015
06/01/2015 - 06/30/2015
05/01/2015 - 05/31/2015
04/01/2015 - 04/30/2015
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11/01/2014 - 11/30/2014
10/01/2014 - 10/31/2014
09/01/2014 - 09/30/2014
12/01/2013 - 12/31/2013
11/01/2013 - 11/30/2013
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04/01/2010 - 04/30/2010
03/01/2010 - 03/31/2010
02/01/2010 - 02/28/2010
01/01/2010 - 01/31/2010
12/01/2009 - 12/31/2009
11/01/2009 - 11/30/2009
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别开生面的2018年诺贝尔物理奖
   

2018年的诺贝尔物理学奖发给了美国的阿斯金(Arthur Ashkin),法国的毛罗(Garard Mourou)和加拿大的斯蒂柯兰德(Donna Strickland),表彰他们在激光技术方面做出的贡献。激光领域的工作得奖已经有很多次了。但是这个奖却有不少特别的地方。

通常我们说起激光,其最重要的特点就是高度的单色性和平行性。而这次得奖的两个工作,利用的却是多频率和多方向的激光。而且这两个工作的价值不是关于激光原理,而是将激光用作科学研究的工具。

2018年物理奖表彰了两个工作。一个是阿斯金的“光学镊子”工作。我们在中学物理中都学过,光线在进入和离开介质时会发生折射和反射。在量子层次上说,那就是光子在介质的作用下发生偏转。按照牛顿第三定律,这时候介质也会受到一个反作用力,称为光压。虽然在日常生活中光压通常非常微小可以忽略不计,但当微米级的小球在强力激光照射下时,它受到的光压可以轻松抵消重力。(其实在更大的尺度上光压也有表现。彗星的尾巴就是光压的结果。人们也设想建造巨大的“光帆”来收集来自太阳的光压作为宇宙航行的动力。)

反射引起的光压是把介质球推向光的传播方向。而折射引起的光压的结果是把介质球推向光场更强的地方。所以如果有一个光场分布是中间强,边缘弱,那介质球就可以稳定地停留在光场中心了。阿斯金的工作就是利用这个性质,用透镜把激光聚焦形成一个“光学镊子”,把微小物体“钳”在焦点并可以随着光束移动。阿金斯并利用这个工具开创了很多生物研究的技术。他可以把细胞或细菌连接在小玻璃球上,用光学镊子带着它旅行。他也可以用光学镊子来带动DNA片段在细胞体内移动。阿金斯的同事朱棣文(Steven Chu,现为斯坦福大学教授)获得1997年诺贝尔奖的工作“原子陷阱”也是基于阿金斯的光学镊子。

如果说阿金斯的工作关键是用激光造成高度不均匀的光场分布,那另一个得奖工作 ——毛罗和斯蒂柯兰德的“超高功率激光”就是利用超短激光脉冲的非单色性了。

超高功率的激光是非常有用的研究工具,因为它能造成多种非线性的光学现象,也能为物理过程提供超大能量(如触发核聚变反应)。提高激光功率的办法是制造超短(飞秒级,甚至更短)的脉冲,这样把能量集中到很短的时间里,功率自然就高了。但问题是制造出超短脉冲后还需要进一步放大。但那时候的功率太高了,会烧毁放大材料。所以放大材料的能力限制了最后的输出功率。斯蒂柯兰德在跟从毛罗在美国的罗切斯特大学做博士研究时,领到的任务就是设法解决这个难题。

按照傅立叶分析原理,超短的脉冲必然具有很大的频宽。也就是说那时候的激光不是单一波长,而是由很多波长组成的。这些波长的光按照一定的相位关系相加,就成了超短脉冲。但如果改变这个相位关系,那个脉冲就会被“拉长”,功率也会降低。斯蒂柯兰德和毛罗就根据这个原理,用具有色散性能的光纤来“拉长”超短脉冲。在这种光纤中,不同波长的光传播速度略有不同,所以它们到达终点的时间也不同,这样脉冲就散开了。把脉冲“拉长”后就可以轻松放大,然后用一个光栅来纠正色散,恢复原来的相位关系。这样,被放大后的超短脉冲就诞生了。后来他们进一步用光栅代替了光纤,使得结果更可控,性能也更好。自从他们八十年代中期发明这个技术之后,激光功率如半导体工业中的“摩尔定律”那样一直稳步指数增加,现在已经提高了十个数量级。不用说,相关的物理研究也是如虎添翼了。

这两个工作原理上都不复杂高深,但都是“跳出盒子”式的创新,因为它们都不是利用激光的公认优点:平行性和单色性。(当然也只有从平行和单色出发,才能制造出这些工作需要的精密聚焦和超短脉冲。)这些工作的价值不在于对物理原理理解的加深,而在于为科学研究提供了非常有用的工具。

除了具体的得奖工作外,2018年物理奖还有一些独特的地方。得奖者之一斯蒂柯兰德是历史上继居里夫人(1903,她也是第一位得诺贝尔奖的女性)和吉奥普-梅耶(1963)后的第三位得物理学奖的女性。另一个传奇是:她的得奖工作发表在一篇只有三页长的论文中,而那是那位26岁的研究生的第一篇论文。另一位得奖者阿斯金是当时历史上年纪最大的得奖者(96岁),但这个记录在2019年被化学奖得主古德依那夫(97岁)打破。

另外,阿斯金是贝尔实验室的第九位诺贝尔奖得主。他在1992年从贝尔实验室退休,但仍在家里的实验室从事研究。阿斯金得奖后,贝尔实验室(现在被诺基亚公司拥有)总裁还发表文章,宣传贝尔实验室“既重视产品又重视人文进步”,作为一个工业实验室却产生很多一流科学工作。其实至今所有贝尔实验室的得奖工作都是在八十年代初AT&T解体之前或之后不久做出的。从那以后,贝尔实验室迫于商业竞争压力,在基础研究方面的投入和产出都断崖式下降。现在已经不能想象他们会做出诺贝尔级工作(除非有特别好的运气)。所以,2018年的物理奖也可以算是对贝尔实验室那个黄金年代的一个纪念吧。

 


 
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