本书以诺贝尔物理学奖的获奖时间为主线，对历届获奖者生平、实验、发明发现等进行了深入浅出的解析，同时也对人们容易混淆的科普概念作出精确的定义，并穿插大量精美图片，以助读者理解，旨在给读者呈现一个世纪以来物理科学的发展史。

人类一直参与其中的可见与不可见的物质世界，从一开始就与人类存在着多种形式的交流，它的状态可能是日常的，也可能是出人意料的、隐秘的。这种模糊的关系，直到物理学的出现才变得明朗起来。物理学企图以简练的数学语言。描述世界的所有物理现象。在力、运动、能量、空间和时间的诸多关系中揭示世界的内在秩序。现代物理学的发现和研究也许走得更远，其研究成果似乎也更为微观和抽象，它们分别是原子物理学、量子力学、低温物理学、核物理学等等，这些领域的发展成果极大地影响着现代生活。

诺贝尔物理学奖从1901年开始颁发，它代表着物理学在当年的巅峰水平。《时空向度的现代探索》为诺贝尔奖获得者100年图说系列丛书之一。以诺贝尔物理学奖获奖时间为主线，对历届获奖者生平、实验发明等进行了深入浅出的解析，穿插大量精美图片，同时也对人们容易混淆的科普概念作出了精确的定义，并附有物理学相关知识索引，以助读者理解。

前言

1901年度

威尔姆·康拉德·伦琴

1902年度

亨德里克·安顿·洛伦兹

彼得·泽曼

1903年度

安东尼·亨利·贝克勒尔

玛丽·居里

皮埃尔·居里

1904年度

斯特拉特·瑞利

1905年度

菲利普·爱德华·E·A·勒纳德

1906年度

约瑟夫·约翰·汤姆森

1907年度

阿尔伯特·A·迈克尔森

1908年度

加利布里·埃尔·李普曼

1909年度

古列尔莫·马可尼

卡尔·F·布劳恩

1910年度

约翰尼斯·迪德里克·范德瓦尔斯

1911年度

威廉·维恩

1912年度

尼尔斯·达伦

1913年度

卡末林·昂内斯

1914年度

马克思·冯·劳厄

1915年度

威廉·劳伦斯·布拉格

威廉·亨利·布拉格

1917年度

查尔斯·格洛弗·巴克拉

1918年度

马克思·普朗克

1919年度

约翰尼斯·斯塔克

1920年度

查尔斯·爱德华·纪尧姆

1921年度

阿尔伯特·爱因斯坦

1922年度

尼尔斯·玻尔

1923年度

罗伯特·爱德华·密立根

1924年度

卡尔·西格班

1925年度

詹姆斯·弗兰克

古兹塔维·赫兹

1926年度

吉恩·B·佩兰

1927年度

阿瑟·霍利·康普顿

查尔斯·T·威尔逊

1928年度

欧文·威廉姆斯·里查森

1929年度

路易斯·德·布罗意

1930年度

钱德拉塞卡·文卡塔·拉曼

1932年度

维尔纳·卡尔·海森伯

1933年度

埃文·薛定谔

保罗·A·M·狄拉克

1935年度

詹姆斯·查德威克

1936年度

维克托·弗朗西斯·赫斯

卡尔·戴维·安德森

1937年度

卡里顿·J·戴维森

乔治·帕吉特·汤姆森

1938年度

恩里科·费米

1939年度

瑞利斯特·o·劳伦斯

1943年度

欧特·斯特恩

1944年度

埃思德·I·拉比

1945年度

沃尔夫冈·泡利·

1946年度

P．威廉姆斯·布里奇曼

1947年度

爱德华·v·阿普顿

1948年度

布朗·p·M·布莱克特

1949年度

汤川秀树

1950年度

弗兰克·鲍威尔

1951年度

埃内斯特·汤姆·s·瓦尔顿

约翰·D·科克罗夫特

1952年度

菲利克斯·布洛赫

爱德华·M·珀塞尔

1953年度

弗里茨·泽尔尼克

1954年度

马克思·玻恩

w·博思

1955年度

波利卡普·库什

威利斯·E·兰姆

1956年度

威廉姆·肖克利

约翰·巴丁

威尔·H·布拉顿

1957年度

杨振宁

李政道

1958年度

帕维尔·A·切仑科夫

艾利·M·弗兰克

埃哥尔·Y·塔姆

1959年度

埃米利欧·G·西格里

欧文·张伯伦

1960年度

唐拉德·阿瑟·格拉塞

1961年度

罗伯特·霍夫思塔特

罗德夫·L·穆思堡尔

1962年度

列夫·达维多维奇·朗道

1963年度

E·保罗·维格纳

玛丽亚·G·梅耶

吉哈姆斯·H·D·詹森

1964年度

查尔斯·H·汤斯

尼克尔·G·巴索夫

埃尔克斯塔·M·普洛霍罗夫

1965年度

理查德·P·费曼

朱利安·s·施温格

朝永振一郎

1966年度

阿尔弗雷德·卡斯特勒

1967年度

汉斯·阿尔伯特·贝特

1968年度

路易斯·阿尔瓦雷斯

1969年度

马瑞·G·盖尔曼

1970年度

汉利斯·G·阿尔文

路易斯·E·F·尼尔

1971年度

丹尼斯·盖博

1972年度

约翰·巴丁

罗恩·N·库珀

约翰·罗伯特·施里弗

1973年度

江崎玲于奈

埃维阿·加埃沃

布瑞恩·戴维·约瑟夫森

1974年度

马丁·赖尔

恩特里·赫威斯

1975年度

阿格·玻尔

本·R·莫特尔森

詹姆斯·雷恩瓦特

1976年度

丁肇中

波顿·里克特

1977年度

约翰·H·v·范弗莱克

菲里浦·w·安德森

里维尔·F·莫特

1978年度

波特·c·卡皮查

阿恩·A·彭齐亚斯

罗伯特·威尔逊

1979年度

西德蒙·李·格拉肖

西特文·温伯格

艾伯德斯·萨拉姆

1980年度

詹姆斯·w·克罗宁

威尔·L·菲奇

1981年度

卡·M·西格班

尼克尔斯·布洛姆伯根

阿尔·L·肖洛

1982年度

肯尼斯·G·威尔逊

1983年度

沙伯瑞姆安·钱德拉塞卡

威廉姆·A·福勒

1984年度

卡罗·鲁比亚

西蒙·v·范德梅尔

1985年度

冯·克利青

1986年度

埃瑞尼斯特·鲁斯卡

哥德·宾尼

亨利瑞齐·罗雷尔

1987年度

J·齐诺·柏诺兹

卡尔·A·缪勒

1988年度

里恩·M·莱德曼

米利文思·施瓦茨

杰克·斯坦博格

1989年度

罗曼·F·拉姆齐

沃尔夫冈·保罗

汉斯·德莫尔特·

1990年度

杰罗米·I·弗里德曼

汉尼·w·肯德尔

理查德·泰勒

1991年度

皮埃尔·德让纳

1992年度

乔治·夏帕克

1993年度

约瑟夫·泰勒

拉塞尔·A·赫尔斯

1994年度

伯特论·布罗克豪斯

克利福德·沙尔

1995年度

弗雷德里克·莱因斯

马丁·佩尔

1996年度

戴维·李

道格拉斯·奥谢罗夫

罗伯特·理查森

1997年度

朱棣文

克洛德·科恩·塔诺季

威廉·菲利普斯

1998年度

崔琦

霍斯特·斯特默

罗伯特·劳克林

1999年度

格拉尔杜斯·霍夫特

马丁内斯·韦尔特曼

2000年度

赫伯特·克罗默

泽罗斯·阿尔费罗夫

杰克·基尔比

2001年度

埃里克·康奈尔

卡尔·韦曼

沃尔夫冈·凯特勒

2002年度

雷蒙德·戴维斯

小柴昌俊

里卡尔多·贾科尼

2003年度

维塔利·金茨堡

阿列克谢·阿布里科索夫

安东尼·莱格特

2004年度

戴维·格罗斯

弗兰克·威尔茨克

戴维·波利茨

2005年度

罗伊·格劳伯

约翰·霍尔

特奥多尔·w·亨施

索引

玛丽·居里

玛丽·居里(法国，1867—1934年)原是波兰人，1867年11月7日生于华沙的一个教师家庭，她的父母都是天主教土地所有者的后代，且都是知识分子，她是家中的第四个女儿。在她4岁时，母亲便去世了。那时，德国侵占了波兰，这使得她父亲的工作机会受到了限制，家境日渐窘困。于是，玛丽的父亲只好在家收寄宿学生，而她则帮助料理家务和干了6年之久的家庭教师。由于德国对波兰的侵略使她在后来的生活中尤其痛恨入侵者。出于对祖国的怀念，在她后来的研究中找到的化学元素“钋”就是为纪念她的祖国而命名的。而正是玛丽6年家教收入的资助，才使得她的姐姐布朗妮得以去巴黎学习，并在后来取得医学博士学位。1891年玛丽也到法国巴黎求学。她的生活简朴贫穷，由于刻苦学习，成绩优良，获得奖学金才得以继续完成学业。1892年玛丽取得了物理学硕士学位，并在巴黎认识了皮埃尔·居里。为科学献身的理想把他们联系在一起，于1895年结成了夫妻。

皮埃尔·居里

皮埃尔·居里(法国，1859—1906年)出生于巴黎，祖父和父亲欧仁·居里都是具有中等医术的内科医生。皮埃尔出身于有产阶级，他的父母生活简朴，全家感情相投，知识方面的兴趣也十分接近。在皮埃尔小的时候，父母看出了他孤独自立和富有幻想的性格，意识到他不适合到普通的学校里去学习，于是便在家里教他读书。童年时期，皮埃尔反应有些迟钝，只能集中精力学一门课程。在家中，皮埃尔表现出了对大自然的极端热爱。14岁那年，在为他请来了家庭教师之后，他明显地显露出了数学和物理上的才能。16岁时，皮埃尔通过了大学资格考试。不久，他又获得了巴黎大学硕士学位并留校任教。1880年曾与其兄长雅克·居里一起，发现了压电效应，这是一项很重要的发现。当时皮埃尔年仅2l岁。后来他继续研究晶体，取得了不少成果。1900年，皮埃尔被提升为巴黎大学理学院教授，继而研究磁学，发现铁磁材料的磁性随温度变化的性质。这时他已成为法国知名的实验物理学家。

1903年，皮埃尔·居里获伦敦皇家学会Davy奖章及诺贝尔物理学奖；1904年又获意大利科学协会Maneuci金质奖章。他的主要著作有《P．居里著作》《物质在不同温度下的磁性》等。

居里夫妇的研究贡献

居里夫妇对放射性元素进行了深入研究。他们在成吨的铀矿中寻找未知元素。1898年7月，发现了放射性元素“钋”；同年12月，又发现了放射性元素“镭”。此后，他们测定了这些元素的放射性及原子量。由于镭的放射性强度比铀高200万倍，它的发现有力地推动了放射性现象的研究，开创了原子时代。

值得一提的是，在1906年皮埃尔·居里车祸身亡后，居里夫人强忍悲痛，继续从事放射性研究。1908年，皮埃尔·居里的遗作由玛丽整理修订后出版。1910年，玛丽自己的学术专著《放射性专论》问世。经过深入而细致的研究，玛丽在助手们帮助下，制备和分析金属镭获得成功，再一次精确地测定了镭元素的原子量。她还精确地测定了氧的半衰期，由此确定了镭、铀镭系以及铀镭系中许多元素的放射性半衰期，并研究了钢的放射化学性质。在这些研究基础上，玛丽又按照门捷列夫周期律整理了这些放射性元素的蜕变转化关系。

由于居里夫人在分离金属镭和研究它的性质上所做的杰出贡献，1911年她又荣获了诺贝尔化学奖，成为第一个在不同学科领域获得两次诺贝尔奖的科学家。居里夫人的忘我献身精神、严格的科学态度和她的成就一样，受到世界科学界的广泛推崇。后人将放射性强度的单位命名为居里。

但是长期的劳累，特别是放射性物质对身体的损害，使她日渐虚弱。科学的事业心支撑着她，让她忽视了疾病对她的侵扰，当她对病情有所觉察后，却更狂热地投身于工作。只要是身体还可以动，她就要到实验室去，当她感到实在体力木支时，就坚持在家里写书，抓紧生命的最后一刻做最后的奉献。她的主要著作有《放射性物质的研究》《放射性专论》《镭的标定和放射性测量》《玛丽·斯克罗多道夫斯卡·居里文集》。

居里夫人一生获得的荣誉奖项颇多，主要有诺贝尔物理学奖(1903年)，诺贝尔化学奖(1911年)，美国放射学会金质奖章(1922年)等等。作为一位在她那个时代，智商受到男性轻视的女性，在不同的科学领域两次获得诺贝尔奖，这是迄今为止绝无仅有的。她的获奖，是对女性智慧之光的充分肯定。

1934年7月4日，长期积蓄体内的放射l生物质所造成的恶性贫血即白血病终于夺去了居里夫人宝贵的生命。她虽然离开了人世，但是她为人类所做的贡献以及她的崇高品行将永远铭记在人们的心里。

P19-23

物理学“physlcs”一词的最早起源，见于亚里士多德《物理学》书名。它是一门古老的，以客观实际为依据的实验科学，它关注的是物质运动本身。它同时也是自然万象与我们交流的一种语言，它的秩序、简练、互补、守恒以及抽象，无不在阐述自然界一种质朴的永恒之美。

物理学的发展经历了两个时期：经典物理学和近代物理学。从16世纪伽利略将实验与逻辑推理方法引入自然科学研究之后，牛顿创立了三大定律，奠定了经典物理学的基础。此后，麦克斯韦建立了电磁学图像，成就了经典物理学的第二个里程碑。20世纪初，爱因斯坦相对论的出现标志着经典物理学的结束以及近代物理学的开始。

20世纪是物理学史上的飞速发展时期，它集经典物理学与近代物理学之大成，并在各个方面取得了辉煌成就。由此，瑞典皇家科学院从1901年起，开始正式颁发诺贝尔物理学奖。该奖项是世界公认的国际最高级别奖项，所有获奖者的成就都与人类现代生活紧密联系。X射线的发现产生了X射线天文望远镜，无线电的发明推动了电信服务，晶体管的出现才有了如今轻便的笔记本电脑。这些获奖者的成果，巨大地改变了人们的生活质量及工作效率，同时，它也代表着人类的智慧与永不满足的探索精神。

在过去的100年中，物理大师们不仅用他们的研究成果推动了人类历史的进步，他们的伟大人格也彪炳千秋：爱因斯坦拒绝了以色列总统职位而继续于物理研究；居里夫人为了提炼镭元素在成吨的沥青中寻求；普朗克在种种家庭磨难下提出了量子理论……他们高尚的品格让那些追逐功利者汗颜。

编者以诺贝尔物理学奖的获奖时间为主线，对历届获奖者生平、实验、发明发现等进行了深入浅出的解析，同时也对人们容易混淆的科普概念作出精确的定义，并穿插大量精美图片，以助读者理解，旨在给读者呈现一个世纪以来物理科学的发展史。

感谢读者阅读本书，让我们共同感受大师们的智慧之光与崇高的人格力量!