2011诺贝尔物理学奖

历届诺贝尔物理奖获得者名单

历届（1901年-2020年）诺贝尔物理学奖获得者名单如下： 1、1901年：威尔姆·康拉德·伦琴（德国）发现X射线 2、1902年：亨德瑞克·安图恩·洛伦兹（荷兰）、塞曼（荷兰）关于磁场对辐射现象影响的研究 3、1903年：安东尼·亨利·贝克勒尔（法国）发现天然放射性；皮埃尔·居里（法国）、玛丽·居里（波兰裔法国人）发现并研究放射性元素钋和镭 4、1904年：瑞利（英国）气体密度的研究和发现氩 5、1905年：伦纳德（德国）关于阴极射线的研究 6、1906年：约瑟夫·汤姆生（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子 7、1907年：迈克尔逊（美国）发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究 8、1908年：李普曼（法国）发明彩色照相干涉法（即李普曼干涉定律） 9、1909年：伽利尔摩·马克尼（意大利）、布劳恩（德国）发明和改进无线电报；理查森（英国）从事热离子现象的研究，特别是发现理查森定律 10、1910年：范德华（荷兰）关于气态和液态方程的研究 11、1911年：维恩（德国）发现热辐射定律 12、1912年：达伦（瑞典）发明可用于同燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动调节装置 13、1913年：卡末林－昂内斯（荷兰）关于低温下物体性质的研究和制成液态氦 14、1914年：马克斯·凡·劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现象 15、1915年：威廉·亨利·布拉格、威廉·劳伦斯·布拉格（英国）用X射线对晶体结构的研究 16、1916年：未颁奖 17、1917年：查尔斯·格洛弗·巴克拉（英国）发现元素的次级X辐射特性 18、1918年：马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克（德国）对确立量子论作出巨大贡献 19、1919年：斯塔克（德国）发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象 20、1920年：纪尧姆（瑞士）发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性 21、1921年：阿尔伯特·爱因斯坦（德国）他对数学物理学的成就，特别是光电效应定律的发现 22、1922年：尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（丹麦）关于原子结构以及原子辐射的研究 23、1923年：罗伯特·安德鲁·密立根（美国）关于基本电荷的研究以及验证光电效应 24、1924年：西格巴恩（瑞典）发现X射线中的光谱线 25、1925年：弗兰克·赫兹（德国）发现原子和电子的碰撞规律 26、1926年：佩兰（法国）研究物质不连续结构和发现沉积平衡 27、1927年：康普顿（美国）发现康普顿效应；威尔逊（英国）发明了云雾室，能显示出电子穿过空气的径迹 28、1928年：理查森（英国）研究热离子现象，并提出理查森定律 29、1929年：路易·维克多·德布罗意（法国）发现电子的波动性 30、1930年：拉曼（印度）研究光散射并发现拉曼效应 31、1931年：未颁奖 32、1932年：维尔纳·海森伯（德国）在量子力学方面的贡献 33、1933年：埃尔温·薛定谔（奥地利）创立波动力学理论；保罗·阿德里·莫里斯·狄拉克（英国）提出狄拉克方程和空穴理论 34、1934年：未颁奖 35、1935年：詹姆斯·查德威克（英国）发现中子 36、1936年：赫斯（奥地利）发现宇宙射线；安德森（美国）发现正电子 37、1937年：戴维森（美国）、乔治·佩杰特·汤姆生（英国）发现晶体对电子的衍射现象 38、1938年：恩利克·费米（意大利）发现由中子照射产生的新放射性元素并用慢中子实现核反应 39、1939年：欧内斯特·奥兰多·劳伦斯（美国）发明回旋加速器，并获得人工放射性元素 40、1940—1942年：未颁奖 41、1943年：斯特恩（美国）开发分子束方法和测量质子磁矩 42、1944年：拉比（美国）发明核磁共振法 43、1945年：沃尔夫冈·E·泡利（奥地利）发现泡利不相容原理 44、1946年：布里奇曼（美国）发明获得强高压的装置，并在高压物理学领域作出发现 45、1947年：阿普尔顿（英国）高层大气物理性质的研究，发现阿普顿层（电离层） 46、1948年：布莱克特（英国）改进威尔逊云雾室方法和由此在核物理和宇宙射线领域的发现 47、1949年：汤川秀树（日本）提出核子的介子理论并预言∏介子的存在 48、1950年：塞索·法兰克·鲍威尔（英国）发展研究核过程的照相方法，并发现π介子 49、1951年：科克罗夫特（英国）、沃尔顿（爱尔兰）用人工加速粒子轰击原子产生原子核嬗变 50、1952年：布洛赫、珀塞尔（美国）从事物质核磁共振现象的研究并创立原子核磁力测量法 51、1953年：泽尔尼克（荷兰）发明相衬显微镜 52、1954年：马克斯·玻恩（英国）在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献；博特（德国）发明了符合计数法，用以研究原子核反应和γ射线 53、1955年：拉姆（美国）发明了微波技术，进而研究氢原子的精细结构；库什（美国）用射频束技术精确地测定出电子磁矩，创新了核理论 54、1956年：布拉顿、巴丁（犹太人）、肖克利（美国）发明晶体管及对晶体管效应的研究 55、1957年：李政道、杨振宁（美籍华人）发现弱相互作用下宇称不守衡，从而导致有关基本粒子的重大发现 56、1958年：切伦科夫、塔姆、弗兰克（苏联）发现并解释切伦科夫效应 57、1959年：塞格雷、欧文·张伯伦(OwenChamberlain)（美国）发现反质子 58、1960年：格拉塞（美国）发现气泡室，取代了威尔逊的云雾室 59、1961年：霍夫斯塔特（美国）关于电子对原子核散射的先驱性研究,并由此发现原子核的结构；穆斯堡尔（德国）从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯堡尔效应 60、1962年：达维多维奇·朗道（苏联）关于凝聚态物质，特别是液氦的开创性理论 61、1963年：维格纳（美国）发现基本粒子的对称性及支配质子与中子相互作用的原理；梅耶夫人（美国人.犹太人）、延森（德国）发现原子核的壳层结构 62、1964年：汤斯（美国）在量子电子学领域的基础研究成果，为微波激射器、激光器的发明奠定理论基础；巴索夫、普罗霍罗夫（苏联）发明微波激射器 63、1965年：朝永振一郎（日本）、施温格、费因曼（美国）在量子电动力学方面取得对粒子物理学产生深远影响的研究成果 64、1966年：卡斯特勒（法国）发明并发展用于研究原子内光、磁共振的双共振方法 65、1967年：贝蒂（美国）核反应理论方面的贡献，特别是关于恒星能源的发现 66、1968年：阿尔瓦雷斯（美国）发展氢气泡室技术和数据分析，发现大量共振态 67、1969年：盖尔曼（美国）对基本粒子的分类及其相互作用的发现 68、1970年：阿尔文（瑞典）磁流体动力学的基础研究和发现，及其在等离子物理富有成果的应用；内尔（法国）关于反磁铁性和铁磁性的基础研究和发现 69、1971年：加博尔（英国）发明并发展全息照相法 70、1972年：巴丁、库柏、施里弗（美国）创立BCS超导微观理论 71、1973年：江崎玲于奈（日本）发现半导体隧道效应；贾埃弗（美国）发现超导体隧道效应；约瑟夫森（英国）提出并发现通过隧道势垒的超电流的性质，即约瑟夫森效应 72、1974年：马丁·赖尔（英国）发明应用合成孔径射电天文望远镜进行射电天体物理学的开创性研究；赫威斯（英国）发现脉冲星 73、1975年：阿格·N·玻尔、莫特尔森（丹麦）、雷恩沃特（美国）发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系，并且根据这种联系提出核结构理论 74、1976年：丁肇中、里希特（美国）各自独立发现新的J/ψ基本粒子 75、1977年：安德森、范弗莱克（美国）、莫特（英国）对磁性和无序体系电子结构的基础性研究 76、1978年：卡皮察（苏联）低温物理领域的基本发明和发现；彭齐亚斯、R·W·威尔逊（美国）发现宇宙微波背景辐射 77、1979年：谢尔登·李·格拉肖、史蒂文·温伯格（美国）、阿布杜斯·萨拉姆（巴基斯坦）关于基本粒子间弱相互作用和电磁作用的统一理论的贡献，并预言弱中性流的存在 78、1980年：克罗宁、菲奇（美国）发现电荷共轭宇称不守恒 79、1981年：西格巴恩（瑞典）开发高分辨率测量仪器以及对光电子和轻元素的定量分析；布洛姆伯根（美国）非线性光学和激光光谱学的开创性工作；肖洛（美国）发明高分辨率的激光光谱仪 80、1982年：K·G·威尔逊（美国）提出重整群理论，阐明相变临界现象 81、1983年：萨拉马尼安·强德拉塞卡（美国）提出强德拉塞卡极限，对恒星结构和演化具有重要意义的物理过程进行的理论研究；福勒（美国）对宇宙中化学元素形成具有重要意义的核反应所进行的理论和实验的研究 82、1984年：卡洛·鲁比亚（意大利）证实传递弱相互作用的中间矢量玻色子[[W+]],W-和Zc的存在；范德梅尔（荷兰）发明粒子束的随机冷却法，使质子-反质子束对撞产生W和Z粒子的实验成为可能 83、1985年：冯·克里津（德国）发现量子霍耳效应并开发了测定物理常数的技术 84、1986年：鲁斯卡（德国）设计第一台透射电子显微镜；比尼格（德国）、罗雷尔（瑞士）设计第一台扫描隧道电子显微镜 85、1987年：柏德诺兹（德国）、缪勒（瑞士）发现氧化物高温超导材料 86、1988年：莱德曼、施瓦茨、斯坦伯格（美国）产生第一个实验室创造的中微子束，并发现中微子，从而证明了轻子的对偶结构 87、1989年：拉姆齐（美国）发明分离振荡场方法及其在原子钟中的应用；德默尔特（美国）、保尔（德国）发展原子精确光谱学和开发离子陷阱技术 88、1990年：弗里德曼、肯德尔（美国）、理查·爱德华·泰勒（加拿大）通过实验首次证明夸克的存在 89、1991年：皮埃尔·吉勒德－热纳（法国）把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中 90、1992年：夏帕克（法国）发明并发展用于高能物理学的多丝正比室 91、1993年：赫尔斯、J·H·泰勒（美国）发现脉冲双星，由此间接证实了爱因斯坦所预言的引力波的存在 92、1994年：布罗克豪斯（加拿大）、沙尔（美国）在凝聚态物质研究中发展了中子衍射技术 93、1995年：佩尔（美国）发现τ轻子；莱因斯（美国）发现中微子 94、1996年：D·M·李、奥谢罗夫、R·C·理查森（美国）发现了可以在低温度状态下无摩擦流动的氦同位素 95、1997年：朱棣文、W·D·菲利普斯（美国）、科昂·塔努吉（法国）发明用激光冷却和捕获原子的方法 96、1998年：劳克林、霍斯特·路德维希·施特默、崔琦（美国）发现并研究电子的分数量子霍尔效应 97、1999年：H·霍夫特、韦尔特曼（荷兰）阐明弱电相互作用的量子结构 98、2000年：阿尔费罗夫（俄国）、克罗默（德国）提出异层结构理论，并开发了异层结构的快速晶体管、激光二极管；杰克·基尔比（美国）发明集成电路 99、2001年：克特勒（德国）、康奈尔、卡尔·E·维曼（美国）在“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”以及“凝聚态物质性质早期基本性质研究”方面取得成就 100、2002年：雷蒙德·戴维斯、里卡尔多·贾科尼（美国）、小柴昌俊（日本）“表彰他们在天体物理学领域做出的先驱性贡献，其中包括在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面的成就。” 101、2003年：阿列克谢·阿布里科索夫、安东尼·莱格特（美国）、维塔利·金茨堡（俄罗斯）“表彰三人在超导体和超流体领域中做出的开创性贡献。” 102、2004年：戴维·格罗斯（美国）、戴维·普利策（美国）和弗兰克·维尔泽克（美国），为表彰他们“对量子场中夸克渐进自由的发现。” 103、2005年：罗伊·格劳伯（美国）表彰他对光学相干的量子理论的贡献；约翰·霍尔（JohnL.Hall，美国）和特奥多尔·亨施（德国）表彰他们对基于激光的精密光谱学发展作出的贡献 104、2006年：约翰·马瑟（美国）和乔治·斯穆特（美国）表彰他们发现了黑体形态和宇宙微波背景辐射的扰动现象 105、2007年：法国科学家艾尔伯·费尔和德国科学家皮特·克鲁伯格，表彰他们发现巨磁电阻效应的贡献 106、2008年：日本科学家南部阳一郎，表彰他发现了亚原子物理的对称性自发破缺机制。日本物理学家小林诚，益川敏英提出了对称性破坏的物理机制，并成功预言了自然界至少三类夸克的存在 107、2009年：美籍华裔物理学家高锟因为“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖；美国物理学家韦拉德·博伊尔和乔治·史密斯因“发明了成像半导体电路——电荷藕合器件图像传感器CCD”获此殊荣 108、2010年：瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究 109、2011年：美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔·波尔马特、美国/澳大利亚物理学家布莱恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯因“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”获得2011年诺贝尔物理学奖 110、2012年：法国巴黎高等师范学院教授塞尔日·阿罗什、美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学波尔得分校教授大卫·维因兰德因“发现测量和操控单个量子系统的突破性实验方法”获得2012年诺贝尔物理学奖 111、2013年：比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因希格斯玻色子（上帝粒子）的理论预言获2013年诺贝尔物理学奖 112、2014年：日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，因发明蓝色发光二极管（LED）获2014年诺贝尔物理学奖 113、2015年：日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳，因在发现中微子振荡方面所作的贡献分享2015年诺贝尔物理学奖 114、2016年：三位美国科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨，因在理论上发现了物质的拓扑相变以及在拓扑相变方面作出的理论贡献分享2016年诺贝尔物理学奖 115、2017年：三位美国科学家基普·S·索恩、巴里·巴里什以及雷纳·韦斯，因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献而获得2017年诺贝尔物理学奖 116、2018年：美国科学家亚瑟·阿斯金、法国科学家杰哈·莫罗以及加拿大科学家唐娜·斯特里克兰，因在激光物理领域的突破性发明而获得2018年诺贝尔物理学奖 117、2019年：美国科学家詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究而获得2019年诺贝尔物理学奖，瑞士科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星而获得2019年诺贝尔物理学奖 118、2020年：英国数学物理学家罗杰·彭罗斯，德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔和美国天文学家安德里亚·格兹共同获得2020年诺贝尔物理学奖

诺贝尔物理学奖获得者名单？

北京时间10月5日17点45分，2021年诺贝尔物理学奖揭晓。瑞典皇家科学院宣布，将该奖项授予Syukuro Manabe、Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi，以表彰其在理解复杂物理系统方面的开创性贡献。历届（1901年-2020年）诺贝尔物理学奖获得者名单如下： 1、1901年：威尔姆·康拉德·伦琴（德国）发现X射线 2、1902年：亨德瑞克·安图恩·洛伦兹（荷兰）、塞曼（荷兰）关于磁场对辐射现象影响的研究 3、1903年：安东尼·亨利·贝克勒尔（法国）发现天然放射性；皮埃尔·居里（法国）、玛丽·居里（波兰裔法国人）发现并研究放射性元素钋和镭 4、1904年：瑞利（英国）气体密度的研究和发现氩 5、1905年：伦纳德（德国）关于阴极射线的研究 6、1906年：约瑟夫·汤姆生（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子 7、1907年：迈克尔逊（美国）发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究 8、1908年：李普曼（法国）发明彩色照相干涉法（即李普曼干涉定律） 9、1909年：伽利尔摩·马克尼（意大利）、布劳恩（德国）发明和改进无线电报；理查森（英国）从事热离子现象的研究，特别是发现理查森定律 10、1910年：范德华（荷兰）关于气态和液态方程的研究 11、1911年：维恩（德国）发现热辐射定律 12、1912年：达伦（瑞典）发明可用于同燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动调节装置 13、1913年：卡末林－昂内斯（荷兰）关于低温下物体性质的研究和制成液态氦 14、1914年：马克斯·凡·劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现象 15、1915年：威廉·亨利·布拉格、威廉·劳伦斯·布拉格（英国）用X射线对晶体结构的研究 16、1916年：未颁奖 17、1917年：查尔斯·格洛弗·巴克拉（英国）发现元素的次级X辐射特性 18、1918年：马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克（德国）对确立量子论作出巨大贡献 19、1919年：斯塔克（德国）发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象 20、1920年：纪尧姆（瑞士）发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性 21、1921年：阿尔伯特·爱因斯坦（德国）他对数学物理学的成就，特别是光电效应定律的发现 22、1922年：尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（丹麦）关于原子结构以及原子辐射的研究 23、1923年：罗伯特·安德鲁·密立根（美国）关于基本电荷的研究以及验证光电效应 24、1924年：西格巴恩（瑞典）发现X射线中的光谱线 25、1925年：弗兰克·赫兹（德国）发现原子和电子的碰撞规律 26、1926年：佩兰（法国）研究物质不连续结构和发现沉积平衡 27、1927年：康普顿（美国）发现康普顿效应；威尔逊（英国）发明了云雾室，能显示出电子穿过空气的径迹 28、1928年：理查森（英国）研究热离子现象，并提出理查森定律 29、1929年：路易·维克多·德布罗意（法国）发现电子的波动性 30、1930年：拉曼（印度）研究光散射并发现拉曼效应 31、1931年：未颁奖 32、1932年：维尔纳·海森伯（德国）在量子力学方面的贡献 33、1933年：埃尔温·薛定谔（奥地利）创立波动力学理论；保罗·阿德里·莫里斯·狄拉克（英国）提出狄拉克方程和空穴理论 34、1934年：未颁奖 35、1935年：詹姆斯·查德威克（英国）发现中子 36、1936年：赫斯（奥地利）发现宇宙射线；安德森（美国）发现正电子 37、1937年：戴维森（美国）、乔治·佩杰特·汤姆生（英国）发现晶体对电子的衍射现象 38、1938年：恩利克·费米（意大利）发现由中子照射产生的新放射性元素并用慢中子实现核反应 39、1939年：欧内斯特·奥兰多·劳伦斯（美国）发明回旋加速器，并获得人工放射性元素 40、1940—1942年：未颁奖 41、1943年：斯特恩（美国）开发分子束方法和测量质子磁矩 42、1944年：拉比（美国）发明核磁共振法 43、1945年：沃尔夫冈·E·泡利（奥地利）发现泡利不相容原理 44、1946年：布里奇曼（美国）发明获得强高压的装置，并在高压物理学领域作出发现 45、1947年：阿普尔顿（英国）高层大气物理性质的研究，发现阿普顿层（电离层） 46、1948年：布莱克特（英国）改进威尔逊云雾室方法和由此在核物理和宇宙射线领域的发现 47、1949年：汤川秀树（日本）提出核子的介子理论并预言∏介子的存在 48、1950年：塞索·法兰克·鲍威尔（英国）发展研究核过程的照相方法，并发现π介子 49、1951年：科克罗夫特（英国）、沃尔顿（爱尔兰）用人工加速粒子轰击原子产生原子核嬗变 50、1952年：布洛赫、珀塞尔（美国）从事物质核磁共振现象的研究并创立原子核磁力测量法 51、1953年：泽尔尼克（荷兰）发明相衬显微镜 52、1954年：马克斯·玻恩（英国）在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献；博特（德国）发明了符合计数法，用以研究原子核反应和γ射线 53、1955年：拉姆（美国）发明了微波技术，进而研究氢原子的精细结构；库什（美国）用射频束技术精确地测定出电子磁矩，创新了核理论 54、1956年：布拉顿、巴丁（犹太人）、肖克利（美国）发明晶体管及对晶体管效应的研究 55、1957年：李政道、杨振宁（美籍华人）发现弱相互作用下宇称不守衡，从而导致有关基本粒子的重大发现 56、1958年：切伦科夫、塔姆、弗兰克（苏联）发现并解释切伦科夫效应 57、1959年：塞格雷、欧文·张伯伦(OwenChamberlain)（美国）发现反质子 58、1960年：格拉塞（美国）发现气泡室，取代了威尔逊的云雾室 59、1961年：霍夫斯塔特（美国）关于电子对原子核散射的先驱性研究,并由此发现原子核的结构；穆斯堡尔（德国）从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯堡尔效应 60、1962年：达维多维奇·朗道（苏联）关于凝聚态物质，特别是液氦的开创性理论 61、1963年：维格纳（美国）发现基本粒子的对称性及支配质子与中子相互作用的原理；梅耶夫人（美国人.犹太人）、延森（德国）发现原子核的壳层结构 62、1964年：汤斯（美国）在量子电子学领域的基础研究成果，为微波激射器、激光器的发明奠定理论基础；巴索夫、普罗霍罗夫（苏联）发明微波激射器 63、1965年：朝永振一郎（日本）、施温格、费因曼（美国）在量子电动力学方面取得对粒子物理学产生深远影响的研究成果 64、1966年：卡斯特勒（法国）发明并发展用于研究原子内光、磁共振的双共振方法 65、1967年：贝蒂（美国）核反应理论方面的贡献，特别是关于恒星能源的发现 66、1968年：阿尔瓦雷斯（美国）发展氢气泡室技术和数据分析，发现大量共振态 67、1969年：盖尔曼（美国）对基本粒子的分类及其相互作用的发现 68、1970年：阿尔文（瑞典）磁流体动力学的基础研究和发现，及其在等离子物理富有成果的应用；内尔（法国）关于反磁铁性和铁磁性的基础研究和发现 69、1971年：加博尔（英国）发明并发展全息照相法 70、1972年：巴丁、库柏、施里弗（美国）创立BCS超导微观理论 71、1973年：江崎玲于奈（日本）发现半导体隧道效应；贾埃弗（美国）发现超导体隧道效应；约瑟夫森（英国）提出并发现通过隧道势垒的超电流的性质，即约瑟夫森效应 72、1974年：马丁·赖尔（英国）发明应用合成孔径射电天文望远镜进行射电天体物理学的开创性研究；赫威斯（英国）发现脉冲星 73、1975年：阿格·N·玻尔、莫特尔森（丹麦）、雷恩沃特（美国）发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系，并且根据这种联系提出核结构理论 74、1976年：丁肇中、里希特（美国）各自独立发现新的J/ψ基本粒子 75、1977年：安德森、范弗莱克（美国）、莫特（英国）对磁性和无序体系电子结构的基础性研究 76、1978年：卡皮察（苏联）低温物理领域的基本发明和发现；彭齐亚斯、R·W·威尔逊（美国）发现宇宙微波背景辐射 77、1979年：谢尔登·李·格拉肖、史蒂文·温伯格（美国）、阿布杜斯·萨拉姆（巴基斯坦）关于基本粒子间弱相互作用和电磁作用的统一理论的贡献，并预言弱中性流的存在 78、1980年：克罗宁、菲奇（美国）发现电荷共轭宇称不守恒 79、1981年：西格巴恩（瑞典）开发高分辨率测量仪器以及对光电子和轻元素的定量分析；布洛姆伯根（美国）非线性光学和激光光谱学的开创性工作；肖洛（美国）发明高分辨率的激光光谱仪 80、1982年：K·G·威尔逊（美国）提出重整群理论，阐明相变临界现象 81、1983年：萨拉马尼安·强德拉塞卡（美国）提出强德拉塞卡极限，对恒星结构和演化具有重要意义的物理过程进行的理论研究；福勒（美国）对宇宙中化学元素形成具有重要意义的核反应所进行的理论和实验的研究 82、1984年：卡洛·鲁比亚（意大利）证实传递弱相互作用的中间矢量玻色子[[W+]],W-和Zc的存在；范德梅尔（荷兰）发明粒子束的随机冷却法，使质子-反质子束对撞产生W和Z粒子的实验成为可能 83、1985年：冯·克里津（德国）发现量子霍耳效应并开发了测定物理常数的技术 84、1986年：鲁斯卡（德国）设计第一台透射电子显微镜；比尼格（德国）、罗雷尔（瑞士）设计第一台扫描隧道电子显微镜 85、1987年：柏德诺兹（德国）、缪勒（瑞士）发现氧化物高温超导材料 86、1988年：莱德曼、施瓦茨、斯坦伯格（美国）产生第一个实验室创造的中微子束，并发现中微子，从而证明了轻子的对偶结构 87、1989年：拉姆齐（美国）发明分离振荡场方法及其在原子钟中的应用；德默尔特（美国）、保尔（德国）发展原子精确光谱学和开发离子陷阱技术 88、1990年：弗里德曼、肯德尔（美国）、理查·爱德华·泰勒（加拿大）通过实验首次证明夸克的存在 89、1991年：皮埃尔·吉勒德－热纳（法国）把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中 90、1992年：夏帕克（法国）发明并发展用于高能物理学的多丝正比室 91、1993年：赫尔斯、J·H·泰勒（美国）发现脉冲双星，由此间接证实了爱因斯坦所预言的引力波的存在 92、1994年：布罗克豪斯（加拿大）、沙尔（美国）在凝聚态物质研究中发展了中子衍射技术 93、1995年：佩尔（美国）发现τ轻子；莱因斯（美国）发现中微子 94、1996年：D·M·李、奥谢罗夫、R·C·理查森（美国）发现了可以在低温度状态下无摩擦流动的氦同位素 95、1997年：朱棣文、W·D·菲利普斯（美国）、科昂·塔努吉（法国）发明用激光冷却和捕获原子的方法 96、1998年：劳克林、霍斯特·路德维希·施特默、崔琦（美国）发现并研究电子的分数量子霍尔效应 97、1999年：H·霍夫特、韦尔特曼（荷兰）阐明弱电相互作用的量子结构 98、2000年：阿尔费罗夫（俄国）、克罗默（德国）提出异层结构理论，并开发了异层结构的快速晶体管、激光二极管；杰克·基尔比（美国）发明集成电路 99、2001年：克特勒（德国）、康奈尔、卡尔·E·维曼（美国）在“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”以及“凝聚态物质性质早期基本性质研究”方面取得成就 100、2002年：雷蒙德·戴维斯、里卡尔多·贾科尼（美国）、小柴昌俊（日本）“表彰他们在天体物理学领域做出的先驱性贡献，其中包括在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面的成就。” 101、2003年：阿列克谢·阿布里科索夫、安东尼·莱格特（美国）、维塔利·金茨堡（俄罗斯）“表彰三人在超导体和超流体领域中做出的开创性贡献。” 102、2004年：戴维·格罗斯（美国）、戴维·普利策（美国）和弗兰克·维尔泽克（美国），为表彰他们“对量子场中夸克渐进自由的发现。” 103、2005年：罗伊·格劳伯（美国）表彰他对光学相干的量子理论的贡献；约翰·霍尔（JohnL.Hall，美国）和特奥多尔·亨施（德国）表彰他们对基于激光的精密光谱学发展作出的贡献 104、2006年：约翰·马瑟（美国）和乔治·斯穆特（美国）表彰他们发现了黑体形态和宇宙微波背景辐射的扰动现象 105、2007年：法国科学家艾尔伯·费尔和德国科学家皮特·克鲁伯格，表彰他们发现巨磁电阻效应的贡献 106、2008年：日本科学家南部阳一郎，表彰他发现了亚原子物理的对称性自发破缺机制。日本物理学家小林诚，益川敏英提出了对称性破坏的物理机制，并成功预言了自然界至少三类夸克的存在 107、2009年：美籍华裔物理学家高锟因为“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖；美国物理学家韦拉德·博伊尔和乔治·史密斯因“发明了成像半导体电路——电荷藕合器件图像传感器CCD”获此殊荣 108、2010年：瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究 109、2011年：美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔·波尔马特、美国/澳大利亚物理学家布莱恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯因“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”获得2011年诺贝尔物理学奖 110、2012年：法国巴黎高等师范学院教授塞尔日·阿罗什、美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学波尔得分校教授大卫·维因兰德因“发现测量和操控单个量子系统的突破性实验方法”获得2012年诺贝尔物理学奖 111、2013年：比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因希格斯玻色子（上帝粒子）的理论预言获2013年诺贝尔物理学奖 112、2014年：日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，因发明蓝色发光二极管（LED）获2014年诺贝尔物理学奖 113、2015年：日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳，因在发现中微子振荡方面所作的贡献分享2015年诺贝尔物理学奖 114、2016年：三位美国科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨，因在理论上发现了物质的拓扑相变以及在拓扑相变方面作出的理论贡献分享2016年诺贝尔物理学奖 115、2017年：三位美国科学家基普·S·索恩、巴里·巴里什以及雷纳·韦斯，因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献而获得2017年诺贝尔物理学奖 116、2018年：美国科学家亚瑟·阿斯金、法国科学家杰哈·莫罗以及加拿大科学家唐娜·斯特里克兰，因在激光物理领域的突破性发明而获得2018年诺贝尔物理学奖 117、2019年：美国科学家詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究而获得2019年诺贝尔物理学奖，瑞士科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星而获得2019年诺贝尔物理学奖 118、2020年：英国数学物理学家罗杰·彭罗斯，德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔和美国天文学家安德里亚·格兹共同获得2020年诺贝尔物理学奖

2011年获诺贝尔物理学奖的科学家是怎么证明宇宙是在加速膨胀的?

2011年获得诺贝尔物理学奖的科学家是珀尔马特、里斯和施密特，他们通过分析特定类型的超新星爆发时发现，超过50颗超新星所显现的光度比先前预期暗淡。对这一结果的解释，是宇宙正在加速扩张。此次获奖的珀尔马特和施密特分别领导两个研究小组，用最先进的天文观测工具对准了一种“Ia型超新星”。这种超新星是由密度极高而体积很小的白矮星爆炸而成。由于每颗“Ia型超新星”爆发时质量都一致，它们爆炸发出的能量和射线强度也一致，因此在地球上观测“Ia型超新星”亮度的变化，可以准确推算出它们和地球距离的变化，并据此计算出宇宙膨胀的速度。两个研究小组总共观测了约50颗遥远的“Ia型超新星”，并于1998年得到了一致的结论：宇宙的膨胀速度不是恒定的，也不是越来越慢，而是不断加快。

关于2011年诺贝尔物理学奖，想知道宇宙加速膨胀的后果是什么？整个宇宙会变成冰吗？

评2011诺贝尔物理学奖：宇宙加速膨胀

作者：沙寅岳 ShaYinYue
通信地址：中国浙江省宁波市鄞州区横溪镇桃园新村路下9号105室，邮编：315131
Room105,9,TaoYuanXinCun,HengXiTown,NingBoCity,Z.J.315131,CHINA

科学研究始终围绕着三个问题：是什么？怎么样？为什么？

天体的光谱线存在普遍性的红栘现象，但光谱的红移与光的本质有关，光是什么？是粒子还是波？如果光是波，那么，只要二点之间的距离不变和发射接收时间相同，那么，波的频率不变，这样，光谱引力红移是波长变长，这样，引力红移不仅是光速的变化，而且是速度变快，显然，是不合理的。如果光是一种粒子，那么，光一定是旋转的电偶极子，且旋转轴的方向与光的运动方向垂直，光的众多的现象和性质都证明这一解释成立。光由于是旋转的电偶极子，因此，每一个光子都是一个独立的电磁波的波源，光所产生的电磁波的频率符合多普勒效应，而光作为一种物质粒子，符合物质粒子的运动规律。光速变快时，光谱紫移，光速变慢时，光谱红移。天体光谱线存在普遍性的红移现象，红移表示光速变小，而要使光速变小，可以有多种解释，根据物质粒子的速度矢量合成原理，光源远离会使光速变小，光在经过媒介时会因能量损失而红移，光在离开一天体时在引力场中作减速运动，等等。如果把光谱红移解释为天体在远离，由于速度的变化量与距离成正比，这样，天体越远，离开的速度越快，这样的解释结果是天体在足够远时运动速度会超过光速，并且速度越来越快，直到无限；其次是能量从何而来，任何能量都不能使物质的运动产生这样的结果；最后是宇宙的起源问题，一切都能无中生有吗？在宇宙起源之前又是什么？这些都是永远无法解决的问题，因此，这一解释显然是不合理的。我们知道康普顿效应，我们知道光在空气中速度变慢，而回到真空又恢复到原来的速度，由此可知，光的速率是不变的，光在空气媒介中，微观的运动路径是弯曲的，根据康普顿效应，光速会变小，只是变化量极其微小，但对于宏观的宇宙，极其微小的变化也会因遥远的距离和微小的累积而显示出来，这是对天体光谱线普遍性的红移现象的最合理最科学的解释。由此可知，光的速度为：Ct = Co×e^（-t/T），光的运动速度以指数的方式变小，光速的变化量与光所通过的距离成正比。根据速度矢量合成原理，仙王座造父变星δ的周期为：5.3662963天（5天8小时47分28秒），造父变星δ的光度从最低点到最高点的时间为：1.47天，造父变星的径向速度为：16.8千米/秒，那么，造父变星速度的最高点向前移动的距离为：0.606574075天光程，造父变星δ的距离为：29.634488218光年（10824.18648234天光程），天文距离误差：891光年/29.6345光年 = 30.06632。如果现代天文学所测定的时间137亿年是正确的，那么，正确的宇宙光学时间常数为：T = 137/ 30.06632 = 4.5566亿年。所谓的暗物质并不存在，问题的原因是天文学的距离误差为三十倍。与其把天体光谱线普遍性的红移现象解释为暗物质暗能量推动宏观物体的运动，不如解释为光通过宇宙空间中的媒介因康普顿效应造成能量损失而减速。有大量的充分的事实和证据证明：宇宙空间最初到处都是均匀分布的处于临界稳定状态的中子，后中子转变为氢元素，氢元素因万有引力的作用而聚合形成巨大的纯氢球体，氢核聚变大爆炸产生所有种类的化学元素，并形成星系，宇宙是稳定的、进化的和无限的。（即使宇宙空间存在暗能量，其对物体作用的结果只能是万有引力。）
光速极限与X射线频率极限
设有两根平行导线，设导线的电流为Q1/t 和Q2/t，设有两根平行导线，设导线的运动电荷为导线所带的电量，那么，两根导线的电排斥力和磁吸引力刚好相等，也就是两根导线的相互作用力为零。
我们知道电子在空间中可以作直线的惯性运动，因此，可以省去导线，这样，同一方向光速运动的电子相互作用力为零。由此所获得的结论是：电子不可能通过电力和磁力被加速到光速。
光速是电子运动的极限速度，根据光电效应定律或电光效应定律，X射线极限频率的能量刚好是经典力学的光速运动的电子的能量，由此证明，电子的运动速度达到光速时符合经典力学。
根据普朗克量子力学和爱因斯坦光电效应定律，有如下公式成立：
（1÷2）×Me×C×C=h×Fm=Qe×U
式中Me为电子质量，C为光速，h为普朗克常数，Fm为X射线极限频率，Qe为电子电量，U为电压。我们取：电子的质量Me为：9.10953447E-31 Kg；电子的电量Qe为：1.602189246E-19 C；普朗克常数h为： 6.62617636E-34 J•s；光速C为：2.99792458012E+8 m/s。那么，由公式计算获得：
X射线的极限频率Fm为：6.177953042E19 Hz；电压U为：255501.6925 V。
由上可知：光速极限与X射线频率极限是对应的，而且计算结果符合经典力学关系，即当电子的运动速度达到极限运动速度光速时，电子的能量为25.5502万电子伏特，由此证明：牛顿的经典力学是正确的。

宇宙大爆炸理论

内容简介

1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀。

1965年，彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射，后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹，从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获1978年诺贝尔物理学奖。20世纪科学的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的体现。他对于宇宙起源后10-43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释。

宇宙的起源：最初是比原子还要小的奇点，然后是大爆炸，通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子，这些粒子在能量的作用下，逐渐形成了宇宙中的各种物质。至此，大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而，至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持，而且我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。

全文

今天我给大家演讲的题目是《宇宙是从大爆炸中诞生的吗》，大家一看这个题目就会联想翩翩，首先想到很奇怪，再一个感觉觉得有点不可思议，怎么会是大爆炸呢？那我们就看一下，这个宇宙究竟是怎样诞生的，为什么我们会想到大爆炸？

上一个世纪最早想到这件事情的是一个匈牙利的天文学家叫勒马特，他怎么想到的呢？我们知道上一个世纪初期以后，物理学的发展都很快。 其中在物理学里边有一个很重要的规律，就是这个物质结构和次序都是从简单到复杂，那么描写这个量呢？有一个物理参数叫做熵，这个熵说什么呢？就是说任何一个事物，宇宙世界，这个发展次序都是从简单到复杂。所以我们宇宙中的熵也是在不断地增加，从简单到复杂，最简单是什么呢？最简单就是一个小的单元。 所以勒马特就想到，这个宇宙最初的可能就是从一个原始的原子诞生的，然后这个原子演变演变最后演变成现在的宇宙。这就符合这个物理规律，这个熵是不断增加的。这是勒马特最早提出来的一个设想。

但是真正想到大爆炸理论，还是从我们物理学里边的老祖宗开始，也就是上一个世纪最伟大的物理学家爱因斯坦。大家知道，爱因斯坦创立了广义相对论，这张照片是爱因斯坦非常天真的一张照片。那么他创立了广义相对论以后，这个广义相对论最主要的一个用途就是来描写宇宙。所以广义相对论产生以后，就有了一个理论基础来描述我们的宇宙，但是光有这么一个理论还不行，还需要天文学家有一个实践。天文学家里边有一位非常有名的人哈勃。大家知道天上飞着一个空间望远镜，就叫做哈勃空间望远镜。为什么呢？就是为了纪念哈勃，这位天文学家有很大的功劳，他主要的功劳是什么呢？他证明了宇宙在不断地膨胀，通过观测来证明。

那么有这两点。一个是有了一个广义相对论；一个是有观测事实。这个观测事实呢，就证明了我们的宇宙在不断地膨胀。 这两件事情加在一起，当时就有几位物理学家首先提出了大爆炸的思想，那么主要的一位叫做伽莫夫。伽莫夫就想到，如果按照广义相对论的理论再加上一些原子的反应过程，就有可能推算出我们宇宙的演化历史。伽莫夫有个学生叫阿尔文，他把这个稿子投到当时著名的一个刊物叫《物理学评论》，一位编辑也是他的朋友叫做贝瑟。伽莫夫就建议把他的名字也加上，所以这篇文章最后就按照希腊文的三个字母αβγ，就变成叫做αβγ理论。

中间有其他的一些人又做了很多的修正和补充，就使得这个理论慢慢就越来越完善。 那么这个大爆炸理论提出来以后，它最核心的一点他就指出来，如果他这个理论要是成立的话，我们这个宇宙一边膨胀，一边降低温度。那么降到现在，宇宙最边沿的就是四周的温度，应该降到多少度呢？应该降到五度左右，大家注意，这个五度是指的绝对温标。我们说绝对温标是这样，如果它要是五度的话，相当于摄氏温度负二百多度，摄氏温度的负273度才是绝对温标的0度，这个温度是非常非常低。但是他预言了这件事情，非常的凑巧，他预言了以后呢！就等待着看看有没有观测的结果，天文学家也做了很多努力去观测。但是一想这个温度这么低，你们可以想一想，这样低的一个温度去观测，那实在是太困难了，也就是说，零下负二百多度去观测，那太困难了，天上星星的温度都比这高得多。

但就在这时，有两位工程师是贝尔实验室的两位工程师，一位叫彭齐亚斯，一位叫威尔逊。他们两个人在做什么实验呢？就在做通信实验，用他背后这个天线在做通信实验。他们为了使他这个通信实验的灵敏度提高，他们就把这个天线做得非常的精致，也就是说噪音非常低，那么他这个天线如果在传输的时候，它的温度大约也就是三百度，如果说不做传输工作，它本身就是它本身固有的噪音应该非常非常低。他们认为几乎就应该到了绝对温度的0度，也就是说要到了负273度，他们认为最多有0.5度，这个天线的本底噪音就这么低。那么它这样低，他们要实验，那么这个天线对到任何一个地方。你们可以想一想，都有温度。只有对在什么地方，对到宇宙，对到天空，如果对到天空里边，不对着太阳，也不对着其他的星球，那个地方的温度应该是什么呢？应该是0度，而且应该是绝对0度，一点温度都没有。但是对着宇宙以后呢！非常出乎他们的意料，总是有那么一点温度干扰他们这个仪器，也就是说，仪器里边总接收到那么一点温度。

这时候他们就通知了在普林斯顿当时正在从事理论研究的一些天文学家，这些天文学家知道以后欣喜若狂，说你们这个东西太重要了，就是伽莫夫预言的大爆炸的这个温度。 是不是呢？这就是后来在他们的启发下做的测量，那么测量的结果的的确确存在着，我们管它叫做微波背景辐射，这就是全宇宙中的微波背景辐射。

那么这个辐射是什么特征呢？这个辐射很有意思，如果我们把这个辐射仔细分析一下，看上去好像有点不均匀。这个颜色就代表一个温度，好像北边稍微温度高一点，南边温度稍微低一点。其实不然，这一点点差别，并不是宇宙背景辐射的差别，而是由于我们地球的运动，使得温度有一点点改变。如果你把这一点点温度修正了以后，你就会发现这个宇宙四周来的辐射是完全均匀的，这是第一点。

第二点更重要的，这个辐射是一个黑体辐射。我们看一下什么叫黑体辐射，就说这个辐射的谱形是由于有温度来造成的。 我们说这种辐射有各种可能性，你比如说X射线辐射，那就不是黑体辐射，可能某一个仪器发射的。如果说你烤这个煤火炉，在煤火炉旁边烤，这个就是典型的热辐射。它出来的谱就是典型的黑体谱。而这个谱大家看一下，上边的每一个每一个点就是具体的观测值。那横坐标，就是它的波长，纵坐标就是它的强度。这个谱是一个黑体谱，换句话说，我们这个宇宙的四周，的的确确是一个完全均匀的，一个黑体的辐射的一个剩余谱。这个理论和大爆炸的理论非常吻合，因为大爆炸认为我们的宇宙不断膨胀，一边膨胀温度就一边降低，降到现在大约是5度左右，因此它测出来是2.7度或者大约说是3度，正好和这个理论非常吻合。然后那些天文学家就鼓励他们赶紧发表你们的文章。这两个人就在《天体物理学》杂志上投了一篇稿子，题目就叫做《对天线的一次的温度的过热的测量》。就说我测量来测量去，天线有一点过热。就这么一篇文章，不足千字的文章，就决定了我们宇宙的确是从大爆炸来的，所以很快这两个人就获得了诺贝尔物理学奖，这个理论也就被大家承认了。

在座的一定要想，你就光这么一条理论就认为是大爆炸，会不会还有其他的可能性？这一条是非常重要的，为什么说这一条非常重要呢？因为这一条不是先有的观测，后去搞的理论。而是我们先有了一套理论，而这条理论就是以大爆炸为基础。那么这个观测呢，果然就出来了。而且这套理论在观测验证以前，认为好像是也很难想像，说我们这个宇宙是大爆炸有点不可思议。所以这个观测出来以后，对大爆炸理论是一个非常有利的支持，这是最重要的一个支持之一。

除此之外还有一个重要的支持。既然你是大爆炸，那我们这个宇宙意味着什么呢？在不断地膨胀，是不是不断膨胀，也要由观测来验证，那么这个观测主要就是由哈勃来完成的 ，在上个世纪的20年代到30年代，哈勃工作在美国的威尔逊天文台。他在观测什么？他在观测河外星系。我们说哈勃本来还有一个功劳，他就证明了除了银河系之外还有和我们银河系一样的，很多的河外星系。这是他的一个功劳，但是他另外一个功劳比这个功劳还要大。他就是去测量这些河外星系相对于银河系有没有运动，他就测量这个，怎么测量呢？就测量河外星系的运动速度，我们说运动速度是可以测量的，通过测量它的光谱，根据多谱勒运动，我们就可以算出它的运动速度来，那么测量的结果非常地惊人。

怎么个惊人法呢？就发现我们宇宙就像气球一样，在不断地膨胀，在不断地扩大。什么叫在不断地膨胀呢？就说我们看到的河外星系，每一个星系我们测量它的速度以后都发现这个速度是一个正的速度，也就说这个河外星系在远离我们，无一例外。所有的河外星系都在远离我们，而且这个远离是非常有规律的。所以这个宇宙的膨胀就非常有利的支持了大爆炸理论，我们看一下这个膨胀的过程，大家看出来了吧，这就是模拟宇宙在不断膨胀的情况。

除了宇宙膨胀以外，还有没有其他的观测事实来证明大爆炸理论呢？我们说还有一个非常重要的观测事实，什么观测事实呢？就是我们测量宇宙中的元素的含量，我们说宇宙中的元素， 当初根据大爆炸理论的话，应该是首先生成的是元素中最简单的元素。最简单元素是什么呢？是氢，所以宇宙中氢是首先产生的，而且氢的含量应该非常多，那么有了氢以后，这个氢在逐渐地通过原子核的聚变过程。就是说原子核和原子核通过聚变反应，在不断地生成更重的元素，那么紧接着氢，下一个要生成的元素是什么呢？就是氦，也就是说氢通过聚变反应来生成氦，这个反应非常非常重要，为什么说重要呢？目前呀，所有的恒星它的产能，也就说它辐射的能量就是通过氢聚变成氦得到的原子核的能量。当然最典型的是什么呢？就是我们的太阳，我们太阳为什么发光呢？如果你指望着像烧煤球炉子一样，来烧煤球，那得多少煤也不行，靠其他的化学也不行，维持这么多年是不可能的。那么惟一的就是太阳上边的氢，通过聚变过程来生成氦，这样一个核反应过程就给我们提供了几乎是无穷无尽的能量。你看重要不重要？非常重要。我们可以顺便说一下，我们这个人类开发核能源，很重要的原因，就是通过太阳的产能得到的启发。

比方说我们地面用的氢弹就是一种聚变反应，原子弹是一个分裂反应那么现在人类还不满足，正在搞受控热核反应，受控热核反应是什么呢？就是制造一些小太阳，如果那个要实现的话，你可以想像看，氢都可以聚变成氦。好了，既然宇宙中的元素，是有恒星在燃烧过程中通过氢来聚变成氦，当然这有个过程。我图上面说的很清楚，它也聚变成氦的同位素，叫做氘，然后再合成叫做氚，最后就合成有四个中子和质子的氦。

那么这个过程我们可以算出来，宇宙中大体上有多少个恒星，这个恒星的年龄有多大？那么现在宇宙中应该有多少氢？有多少氦？就算出来了。那算出来的结果和观测非常地不符合，怎么不符合呢？如果说我们这个宇宙中的氦完全是由每一个单个的恒星，通过氢聚变成氦的热核反应产生的。那么宇宙中的氦大概有多少呢？也不过只有百分之几，只有百分之几，占到总含量的百分之几。可是我们现在测量结果发现宇宙中的氦非常多，多到有多少呢？宇宙中的氦大约占了宇宙中总元素的四分之一，也就是说有25％是氦，70％多是氢，然后再加上其他的一些元素。那么这个问题就来了，这些氦是怎么产生的呢？就要问这个问题。

那么用正常的办法，我们把天上所有的恒星都把它整个都加起来，把它年龄也计算出来。然后产生了多少氦？我们可以算出来，用这些正常的手段是绝对产生不了宇宙中这么多氦的。那么最后的结论是什么呢？只有在当初通过一个非常时期，也就是说一次大爆炸的过程，那么在大爆炸过程中就会迫使很多氢聚变成氦，然后在造我们这个恒星的时候，就不单是纯粹由氢来造了。而是由氢再加上氦一起来造的这个恒星。所以恒星在造的时候，已经就含了好多个氦的元素含量已经多了，因此我们现在测出来宇宙中的元素含量才有了这么多的氦。所以我们概括起来大家就知道了，一个主要的观测事实呢，就是说宇宙是膨胀的。还有一个非常重要的观测事实呢，我们宇宙膨胀到现在，它的剩余温度正好和我们预算的一样，它的温度是多少呢？我们说是3度K或者说摄氏负270度。还有一条就是宇宙中有这么多的氦元素，也是通过大爆炸来产生的。所以我们总括起来，有哪些证据来支持大爆炸呢？就有这么多证据，第一个就是叫微波背景辐射。第二个就是哈勃定律，也就是说宇宙在膨胀。

除此之外还有一个很重要的理由，什么理由呢？就是我们宇宙的年龄，如果我们说宇宙的年龄是无限大，那就没有起始了，就没有大爆炸这一说了，现在我们测量的结果，宇宙的年龄是有限的，不但是有限的，而且我把年龄也测出来了。宇宙的年龄有多大呢？我们说小于二百亿年，我们宇宙的年龄小于二百亿年，目前倾向性的看法认为宇宙的年龄大约是一百五十亿年。我经常说这个年龄很好记，怎么记呢？你就把这个“亿”字去掉，就是一百五十年。那就是说我们努努力，科学发展以后，健康条件好了，有可能活到一百五十岁，差不多人的极限。我们知道太阳它的寿命大约是一百亿年。现在太阳已经活了差不多是五十亿年了，还有五十亿年，这就是宇宙的年龄，大约就是小于二百亿年。那么这四个证据，就证明了我们这个宇宙可能是通过一次大爆炸产生的。这就是大体上我给大家一个轮廓，有这么一个理论，有这么多观测事实。

大家肯定要问你这么大轮廓这么一说究竟怎么一炸就炸出个宇宙来？我就想像不出来。孙悟空从石头里边出来那毕竟是神话，一蹦就蹦出来了。你这个宇宙是我们所有的星球的居住地，就是包罗万象才叫宇宙了。怎么会这么一爆炸就爆炸出宇宙来，所以我必须回答你，就是说这个宇宙究竟是怎样一步一步来的。

那么最近我们国内流行一本书叫做《时间简史》，是由英国的一个物理学家和天文学家霍金写的，就描述了宇宙的演化，大家很感兴趣，实际上在他之前还有一本书也不错，叫做《最初三分钟》。那本书就是专门写我们这个宇宙最初的状态怎么来的，这个最初的状态听起来，那就有点更离奇，它物理的味道就更重。所以呢，大家得要好好听，要不然你就不可以理解，那么我也尽我最大的努力把这个事情给大家讲清楚。

那么最初怎么来的呢？我们说最初这个宇宙通过膨胀以后慢慢来产生，但是这个诞生的时间是非常非常快，有多快呢？三分钟造就一个宇宙，你信不信呢？我们来看一看三分钟就给你造就一个宇宙，那么宇宙最初始的时候，宇宙的年龄是多大呢？0.01秒。这时候的温度是多少度呢？是十的十一次方度，也就是说一千亿度。这个宇宙是个什么状态，我说这个宇宙是一团混沌。这团混沌是什么样子的，我有一个动画片可以给大家看一下，这就是我们那个宇宙最初的情况，那这宇宙是什么？这一团混沌就是比我们现在知道的这些个电子也好、中子也好、质子也好、原子也好，更基本的粒子，或者说这是一堆叫做夸克。所以有种说法，在最初的时候就是一个夸克星，就是一个夸克的海洋，就是一团混沌，什么都不是，都是造就物质的基本原料的温度是非常非常高，一千亿度，那么在这么高的温度下，这堆东西不可能产生任何东西，因为大家都是平权的，在里边就是自己在那儿漫游。那么这堆东西有一个特点，什么特点呢？它在不断地扩张，也是必然要扩张，为什么呢？温度很高，它一扩张的时候这个温度就降低了。那么我们看一下由0.01秒扩张到1秒，也就是1秒钟的工夫就膨胀了。膨胀了以后，它这个温度降到了十的十次方，一百亿度。这时候就出现电子、中子和质子，为什么呢？因为这时候温度降低以后，它里边的一些反应，就使得一些光子慢慢通过反应过程，光子就会变成电子，然后再可以聚合成中子和质子，这是温度降低以后。

如果我们的温度再降低降到3分钟，这时候的温度差不多十的九次方，也就是10亿度的样子。在这个温度下，这个宇宙出现一些轻的元素，什么元素呢？氢和氦。我们来看一下，由于温度降低，原初的这些东西就开始有一个聚合反应。你看一下，它们就聚合聚合，出现了一些什么呢？氢、氦这些元素就产生了。有了这个元素以后，就等于我们盖大楼一样，就有了基本的砖瓦了。这就是我们宇宙最主要的原材料，只要是有了氢再加上氦，我们这个宇宙就可以造起来了。我们这个宇宙由于温度在不断地降低，就造就了氢和氦。那么再稍微确切一点，到了3分45秒我们基本的元素就都造成了。换句话说，我们这个宇宙的雏形就产生了。因此我们说宇宙是最初三分钟，如果再说的确切一点，最初的3分45秒钟，我们这个宇宙的大厦就基本上奠基了，就可以了。你们想想我们宇宙造的怎么样？速度是够快的。你们学校里边要是盖一座大楼的话还得盖一年，我们宇宙三分钟宇宙的基石就奠起来了，剩下的工作就好办了，怎么叫好办了呢？因为我们宇宙中的基本原材料有了，氢也有了，氦也有了。以后我们就拿这些氢和氦再去造星球，慢慢我们的宇宙就一步一步就把它造起来了。

问：何老师您好，我想问一下，你说这个宇宙现在是在膨胀吗？我想问一下它到底是什么作用力使它在膨胀呢？

答：宇宙的膨胀呢，现在是一个事实，这个事实是什么原因呢，就是的的确确我们宇宙因为当初在不断地膨胀，现在没有力量把它拉住，拉不住。所以宇宙就不断地在膨胀下去，这是一个观测事实，那么这个宇宙会不会永远膨胀下去呢？现在我们知道拉住宇宙膨胀的惟一的力量还是靠引力，因此要想把宇宙不让它继续膨胀下去，把它拉住，那就只有增加宇宙中的引力。那这就是天文学家的一个任务，我们想法找到宇宙中更多的物质，增加了宇宙的相互吸引力，那它就会慢慢的膨胀一段时间以后就会收缩回来，现在我们还找不到其他的力来制止宇宙来膨胀，只有靠引力。

问：老师我想问一下宇宙的年龄是通过什么方法测量出来的？

答：这个问题问的很好，你怎么知道宇宙的年龄是一百五十亿年呢？我们有几种测量方法，其中一个方法呢，就是根据哈勃定律。我们说宇宙是在膨胀，而且这个膨胀的规律非常简单，就是一个线性的，距离越远膨胀速度越大，非常简单的一个线性关系。那么你这个膨胀的斜率，也就是哈勃常数，我把它倒过来，就是哈勃常数的倒数，正好就是宇宙从最初的一点膨胀到现在的时间。那么这个年龄呢，我们就管它叫做哈勃年龄，这是一个很重要的。用到现在， 那么哈勃常数也是越小的话，那就说这个年龄经历的越长。那哈勃常数就越大呢，这个年龄呢，这个年龄就越大，那么哈勃常数越大呢。这个年龄就越小，为什么呢？很简单，因为膨胀到现在了，你膨胀的速率慢，也就是哈勃常数小，膨胀到现在需要的时间呢就越长。所以天文学家一个很重要的任务，要想测量准宇宙的年龄，你就要把这个哈勃定律里边的哈勃常数来测准。我们放哈勃空间望远镜，很重要的理由就想把哈勃常数测准。那么现在测量的结果呢，这个哈勃常数还不是特别的小，所以我们宇宙的年龄也不是特别的大。大约是一百五十亿年，另外一个我们可以算一算，在宇宙中，一些星球的年龄，特别是我们可以算一算星团的年龄。就这个星团的年龄，就是好多星球组成在一起的我们叫做星团，我们把这个星团的年龄算一下，因为这个星团正好是从非常年轻的恒星，还有非常老的恒星，那么有刚生成的，还有很老的恒星。那么这一个星团的年龄我们是可以测出来的，我们通过它这个在一个图上的一个反应，我们可以测出来它年龄是一百多亿年。除此之外我们还有更直接的方法来测，怎么叫更直接的方法呢？就是通过同位素来测量，比方我们测量地球上边的铀的同位素，通过铀位素衰变的周期来测量地球的年龄。我们测量出来地球的年龄是四十多亿年，此外我们还可以从宇宙飞来的陨石里边测量它上边同位素的含量，也可以确定年龄。总之通过所有的这些因素我们加在一起，就估算出来这个宇宙的年龄不超过二百亿年，那么大家现在倾向于说一百五十亿年。

问：我想请问老师一下，因为宇宙它在0.01秒刚开始的年龄的时候，它所处的空间宇宙外部空间是一个什么样的状态？

答：这个问题问的也很好，那么宇宙在0.1秒钟的时候，或者在0.01秒的时候，宇宙空间非常非常小，那么小到多小呢？小到你想像它有多小就有多小，绝对比你想像的还要小。你把它想像的像一个米粒那么大，那么我这个宇宙比那个米粒小多了。大家经常在问这个问题，那么这个米粒外头是什么？我们不知道，因为我们就生活在我们这个宇宙里边，我们只知道我们这个宇宙，宇宙以外的事情我们不知道。很可能宇宙外边还有一个宇宙，那个宇宙是另外一个独立的宇宙。可惜目前我们这个宇宙和宇宙还没有连通，不要说宇宙和宇宙没有连通了，我们宇宙内部的星球之间都还没有沟通。所以宇宙外头的事情我们是一概不知，如果你要想知道的话，只能从理论上推测。那么还有一种说法就认为，我们这个宇宙看上去就是一个大黑洞，那外边这个宇宙呢，也是一个大黑洞。所以都是黑洞和黑洞，老死不相往来，谁也不知道谁。但是我们这个宇宙呢，就是从这么小的空间不断不断地膨胀，就是我们现在的就是我们现在的宇宙状态。

问：老师我想问一下，现在科学家能不能确定地球在宇宙空间中的位置？

答：这个很容易，现在天文学家把地球在宇宙空间的位置确定的非常的精确，精确到什么程度呢？大家从历史上来说，以为老子天下第一。就这个地球，地球就是中心，大家知道后来有一位哥白尼，就把我们的地球搬了搬家，地球不是中心。谁是中心呢？太阳是中心，那么天文家后来再一发现，对不起，太阳也不是中心。太阳也不过就是我们的银河系里非常普通的星球，离银河系的中心大概是五万光年，所我们就想，地球从宇宙的角度来看实在是太渺小了。

问：老师我想问一个问题，就是在一开始的时候，您提出了一个熵的概念，而根据熵增原理，熵越大这个体系就越稳定。而对于咱们这个宇宙，如果是处在一个熵增的过程当中，它会不会发展到最后就成所有的星球都发展成碎片？而如果以这样的说法看来，那它不就又回到了最初混沌的状态了吗？还有一个问题就是说现在宇宙的边缘的温度大概是2.7K.您又说，它会处在一个继续降温的过程当中，而降到一个温度之后，它又会有可能收缩，任何一个体系它都有趋向自我稳定的一个趋势，如果是这样的话，那它是不是有一个相对稳定的温度？

答：这个问题问的比较好，也比较深入，我们说现在从热力学的原理来讲，的确熵是增加了。这个增加这样，就因为呢，这个状态总是从有序到无序，这个熵的概念看起来很神秘，实际上在很多方面都可以用到熵，我可以给你引申一下，比方说我们可以用熵的概念描绘我们一个城市。我们城市来讲的话，一开始总是熵比较小，所谓熵比较小，就是我们城市供应的都是食品等等都是非常有序的。经过我们城市消化了以后等等，都变成垃圾了。那熵怎么样？就增加了，那你要想这个城市维持得好，就需要在这城市里边注入负熵，也就是让它更有序化。这样的话不使得这个城市越来越混乱，都变成垃圾了，这就是熵的一个基本的概念。我们的宇宙也是这样，目前的宇宙的的确确是处在熵增加的状态，熵在不断地增加。但是我说了，可能增加到一定程度以后，会由无序又逐渐的走向有序，也就是说它可能又凝聚。凝聚以后原来小的一些星球都可能凝聚成更大的星球，使得更有序，那熵就减小了，这种可能是存在的。

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宇宙大爆炸理论

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1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀。

1965年，彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射，后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹，从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获1978年诺贝尔物理学奖。

20世纪科学的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的体现。他对于宇宙起源后10-43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释.

宇宙的起源：最初是比原子还要小的奇点，然后是大爆炸，通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子，这些粒子在能量的作用下，逐渐形成了宇宙中的各种物质。至此，大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而，至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持，而且我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。