本书由韩国科学技术振兴国民勋章获得者鼎力奉献，清华大学、北京大学权威专家审订，中国工程院叶铭汉院士、秦伯益院士及著名高分子化学家胡亚东联袂热情推荐。

诺贝尔奖给人类带来了什么？诺贝尔奖如何影响了人类生活？百年诺贝尔奖见证了20世纪几乎全部的重大科学发现、发明，以其权威性和公正性而受到全世界的关注和尊重。这套从日常生活角度系统介绍诺贝尔奖科学奖的图书，以通俗易懂、生动有趣的方式，带领我们漫游诺贝尔奖创造的奇妙世界，感受诺贝尔奖发明创造给我们生活带来的诸多便利及实惠，了解诺贝尔奖获得者的非凡经历，探索人类发明创造的动力和效应。

本书系统地介绍了历届诺贝尔物理学奖获得者的业绩及其生平事迹。

诺贝尔奖给人类带来了什么?诺贝尔奖如何影响了人类生活?百年诺贝尔奖见证了20世纪几乎全部的重大科学发现、发明，以其权威性和公正性而受到全世界的关注和尊重。这套从日常生活角度系统介绍诺贝尔奖科学奖的图书，以通俗易懂、生动有趣的方式，带领我们漫游诺贝尔奖创造的奇妙世界，感受诺贝尔奖发明创造给我们生活带来的诸多便利及实惠，了解诺贝尔奖获得者的非凡经历，探索人类发明创造的动力和效应。

本书引领你踏上诺贝尔奖物理学之旅。皮肤晒黑何以蕴藏着量子理论的秘密?自动门的开闭如何运用了光电效应的原理?星球大战计划建立在怎样的激光技术基础上?全息照相术为我们提供了什么样的新的思考空间?超导技术如何使得传说中的飞行魔毯成为现实?时间穿梭机能否穿越时空的界线?宇宙大爆炸理论揭示了宇宙创生怎样的玄机?统一场理论何以成为爱因斯坦一生的未竟之梦?凡此种种，都被作者用生动的语言娓娓道来，科学从未如此与生活息息相关。

走进诺贝尔奖创造的世界，这里有人类最优秀、最精华的一切，这里有人类精神的最高智慧，这里有生命价值的最充分体现。

前言

死亡商人的遗嘱：诺贝尔奖神话的诞生

先驱者的足迹：万丈高楼从地起

有线和无线电话：地球村由此而诞生

广播和电视：现代文明的伟大器物

x射线：一次纯属偶然的发现

放射能：邮差总按两次铃

量子理论：充满诱惑的迷宫

自动门：光电效应的绝妙运用

电脑和晶体管：一切尽在掌握之中

星球大战：光怪陆离的激光技术

全息照相术：前卫艺术家的宠儿

磁悬浮列车：自由飞行的魔毯

时间穿梭机：假如时光可以倒流

超光速旅行：乘着飞船去宇宙冲浪

光速每秒30万千米：失之毫厘，谬以千里

威尔逊云室：捕捉宇宙射线的蛛丝马迹

宇宙大爆炸理论：探索宇宙创生之谜

统一场理论：爱因斯坦的未竟之梦

先驱者的足迹：万丈高楼从地起

依照目前为止的学术观点来看，人类的起源最早可以追溯到距今400万年前的阿法南猿人，它们和现在的我们一样拥有臀部和两条腿，可以直立行走。比这一学说流传时间更长的是另一种观点，即认为早在距今500万年前原始人类就出现了，但这一观点至今仍未获得权威的认可。在此之后，出现了距今大约50万年前的古生人类北京人以及距今30万年前的穴居人类，而现生人类克罗马农人则是在大约4万年前才出现。古生人类在进化过程中灭亡，现生人类也被新石器时代的人类所灭，之后仅留下现代人类生存至今。

有关现代人类出现的学说尽管很多，但总的来说，下面的这个发展脉络还是为大多数学者所一致认同。最初，人类的祖先利用天然的石头和木棍，按照自己所需要的用途打造成工具使用。从人类开始制造并使用工具的那天起，人类和其他的动物的巨大差异也就由此产生。这样伴随着人类熟练使用工具之岳，差异开始进一步加大，其中的一部分仍然为原始动物，而另一部分则进化成了近代人类。

但据推测，人类真正开始具备现代人种的特征则是始于距今约1万年前的新石器时代。在距今约1万年前，最后的冰河明开始消退，温暖的气候重回大地，原本以狩猎采摘为生的人类开始进入农耕时代。

新石器时代历经金石器时代、青铜器时代，直至发展到铁器时代，伴随着新的生产工具的出现和使用，人类对于自然的了解也在逐渐增加。随着制造狩猎工具、农耕用具、武器等技术水平的不断提高，人类所需的知识，尤其是自然科学知识也开始逐步积累起来。参照月亮周期所制定的阴历和参照太阳周期所制定的阳历为人们所使用，一天有24个小时，一小时又被划分为60分钟。显然，这些知识以及技术上的进步为自然科学的萌芽奠定了坚实的基础。

公元前6世纪的古希腊哲学家泰勒斯(Thales)曾尝试着用自然规律去解释自然现象，他曾说过“水是万物的本源”。他认为大地好似一个圆盘，而水悬浮在其上，水无处不在，雨就可以看做是天上的水重回大地。

德谟克里特(Demokritos)认为所有的物质都是由不可分割的最小微粒组成，他将这种微粒称之为原子。原子(atom)一词即源于“再也不能分割”之意的古希腊词汇“atomos"。

亚里士多德(Aristoteles)是古代力学体系及科学方法论的奠基人，他认为宇宙是由土、水、空气、火四大元素组成。他指出：一个重的元素垂直下落，是它回复到原本固有位置的一种自然运动，如果反其道行之，非要让其按曲线路径进行放射体运动，那就是一种强制运动。

欧几里得(Euclid)对数学知识加以整理并使其体系化，确立了数学证明的逻辑顺序。埃拉托斯特尼(Eratosthenes)测算出地球的周长为44500千米，这和地球实际的大约4万千米的周长相比，仅仅相差了10％。

阿基米德(Archimedes)发现了浮力定律，并对重心、比重等问题进行了科学研究。他还利用杠杆原理发明了各种各样的机械。传说他曾用一面巨大的透镜聚焦太阳光点燃了罗马舰队的船只；他还曾经用大型起重机打败过罗马的舰船。

托勒密(Klaudios Ptolemaios)主张地球中心说的宇宙观。阿拉伯的卡利夫·阿尔玛门在巴格达设立天文观测台，他为了绘制世界地图，还挖掘了埃及的胡夫大金字塔。

阿拉伯人撰写了浩瀚的科学书籍，还对具备化学技术含量的炼金术有所研究。阿拉伯人将金属看做是水银和硫黄相互作用后的产物。尽管如此，阿拉伯人笃信他们所身处的自然世界必定处于真主的支配之下，真主是任何时候都可以凌驾于自然法则之上的神圣力量，因此他们认为利用科学方法所获取的真理必然有其局限性。

自罗马帝国分裂为东西罗马后起，到公元11世纪为止的500年间，西欧大体上处于黑暗时期。在漫长的岁月里一直没有任何特别联系的西欧世界和阿拉伯世界却因为12世纪的一场十字军东征而开始有了正式接触。在此期间，东方国家所发明的造纸术、印刷术、指南针等重要技术通过阿拉伯传人欧洲。

特别是指南针的传入，不仅大大激发了人们远洋航海的欲望，同时也成为相关领域科学研究的原动力。中世纪的远洋航海和现代航海有所不同，由于必须要借助天体观测和海图的帮助，因此天文学知识、地理学以及船体便利设施的开发都是极为必需的。

另一方面，随着中国火药技术的传人，原本以刀剑作为决斗武器的欧洲骑士阶层便彻底地没落了，因为拥有绝对王权的君主垄断了先进武器。

火药和大炮不仅对中世纪社会产生了强大的震撼力，同时也为思想界的革新创造了契机。大炮的出现开辟了一个测算子弹爆炸现象、子弹飞行等问题的全新科学领域，要解释火药爆炸原理就需要借助化学和物理学，要研究爆发力就需要弄清楚蒸汽装置在哪里，要制造炮体就需要制铁产业发展起来，尤其值得一提的是，通过对子弹运动轨迹的研究引出了新的动力学，而这也恰恰成为数学发展的契机。

再加上绝对王权的诞生，一直以来支配着欧洲中世纪的、以基督教为中心的宗教观从基础上被撼动，并最终成为促使新思想萌发的契机。国王们和教会相合作，成立了大学等研究机构，专门从事学术的科研及教育，这些都成为日后科学革命的中坚力量。

由此而引发了轰轰烈烈的文艺复兴运动和宗教革新运动。在文艺复兴的知识复兴过程中，新科学初生的萌芽已经长出，在学校中学生已经开始接受与自然相关的教育。尽管宗教革命主要以解决宗教伦理以及宗教团体内部存在的腐化问题为主，但对于相关的科学性问题也产生了直接影响。因为宗教改革家们认为科学型思维对于他们新思想的传播是极为有利的，因而积极鼓励拓展科学知识。

哥白尼(Nicolaus Copernicus)提出地动说在天文学界掀起了一场革命，接着开普勒(Johannes Kepler)发表了太阳系的行星以太阳为中心做椭圆运动的学说。伽利略(Galileo Galilei)用自己发明的望远镜发现了木星的卫星，证明了哥白尼地动说的准确性。

这时，一个将科学史向前推进一大步的天才诞生了，他便是准确阐明力和运动间关系、奠定力学体系基础、开启新的科学思维时代的牛顿(Sir Isaac Newton)。牛顿发明了牛顿式反射望远镜，发现了光的干涉波纹即所谓的“牛顿环”，建立了古典力学定律：即物体在无外力作用下所维持的惯性运动是匀速直线运动。而且当时悬而未决的行星和彗星的运动难题，也因为他所发现的万有引力定律而被攻克。

运用牛顿的力学定律和微积分，可以将物体的运动用数学公式呈现出来，与力学相关联的很多现象也可以用简单的物理学法则加以说明。因此在牛顿力学定律问世后，每当科学家们有新的发现时，几乎全都是先定义新的物理量，然后再利用牛顿的力学定律推导出新物理量之间的关系式。

法国数学家拉格朗日(Joseph Louis de Lagrange)曾经说过：“对人类而言，只要出现一个像牛顿这样的伟大科学家就足够了。如今自然的基本原理已被全部揭开，数学家已变得无所事事。”另一位著名数学家拉普拉斯(PieiTe Sireon Marquis deLaplace)甚至宣称：“对我来说，宇宙的初级条件已经有所不同，这样的话我可以预测出未来宇宙的一切。”

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每年10月中旬，无一例外地都会有一个备受媒体关注的新闻焦点，这就是在瑞典和挪威公布的五项诺贝尔奖获奖者名单。

然而，绝大多数人几乎都不会去关心有关报道，因为他们认为诺贝尔奖获得者是一群特殊的人群，和自己没有多大关系，物理学、化学、生理学或医学方面的奖项尤其令他们感到陌生，许多人光是看获奖论文的题目就感到头疼，对于其研究内容及获奖原因则更是一无所知。在他们看来，诺贝尔奖获得者研究的都是一般人根本无法理解，只有极少数天才科学家才能破解的难题。虽然诺贝尔奖获得者的身份令人羡慕，但一般人也明白，就算自己二次投胎也依旧无法获此殊荣，诺贝尔奖离自己的现实生活毕竟太遥远了。

这种普遍的想法一半对一半错。首先，纵观截至1999年约450名在科学领域获得诺贝尔奖的学者，他们中的大多数人都在相关的专业领域取得了非凡的成就，尽管也有类似爱因斯坦那样小时候学习很糟糕或者普通人也一样获得诺贝尔奖的传闻，但这样的人只不过是极个别的特例，根本不足为凭，尤其是在步入当代社会以来，随着评选标准的提高，诺贝尔奖的竞争也就变得越来越激烈。

诺贝尔奖得主大多是终其一生专注于某一领域的研究，因此，类似诺贝尔奖初创时期仅仅凭借一两个有意义的发明或者发现而荣登奖项宝座的情况已越来越少见，有一些人即便取得了足以被授予奖项的成绩，但由于没有进一步从事这一领域的研究工作。而错失了获奖的资格。

如果从结果的角度来看，诺贝尔奖并未出现将奖项颁发给大众未知领域研究成果的先例。尽管获奖论文本身晦涩难懂，但是论文中的研究成果几乎都是与大众生活息息相关的，只是普通人并不了解诺贝尔奖的研究成果到底与我们的生活有着多大联系罢了。

关于诺贝尔奖的设立，阿尔弗雷德·诺贝尔曾留下了这样一段遗嘱：

将此利息划分为五等份，分配如下：一份奖给在物理界有最重大的发现或发明的人；一份奖给在化学上有最重大的发现或改进的人；一份奖给在医学和生理学界有最重大的发现的人；一份奖给在文学界创作出具有理想倾向的最佳作品的人；最后一份奖给为促进民族团结友好、取消或裁减常备军队以及为和平会议的组织和宣传尽到最大努力或作出最大贡献的人。

和科学相关的3个领域继承诺贝尔这一遗志，绝大多数研究项目不再仅仅着眼于人类知识的扩充，同时也着眼于各种各样生活日用必需品的开发，在此基础上取得的成果也日渐成为诺贝尔奖的主要颁奖对象。

我们不妨以就职于一家大型企业的39岁的洪明昊部长为例，来看一看诺贝尔奖离我们的生活究竞有多么的近。

洪明昊大学毕业后即通过公开招聘进入公司，一直以来都兢兢业业地为公司服务，到目前为止，他仍然坚持每周末都去公司加班准备材料。对待公司的后起之秀，洪部长照顾有加，不论任何事他都亲力亲为，被同事们戏称为“工作狂”，然而对于家庭生活，他却有所疏忽。洪部长一年中和家人一起外出就餐的机会不会超过一两次，尽管如此，家里人对于洪部长这种投身事业的行为还是相当理解的。

然而，正是这样一个忘我工作的人，最近却遇上了一件意想不到的烦心事。在不久前公司例行的定期检查中，洪部长被查出身体某处有异样，并接到需要作进一步详细检查的通知。从要求其接受进一步详细检查的角度来看，他很有可能患上了什么大病。

一周前，洪部长又进行了一次全身检查，再次验血、照X射线透视、测心电图，通过超声波电脑仪对身体各个部位进行了断层透视，甚至连最新技术核磁共振成像的头部透视扫描也没落下。

由于担心自己患上了癌症，此时的洪部长百感交集。他一想到自己的大孩子才小学五年级，小的那个不过小学二年级，假如自己倒下来的话，那么妻子一个人带着孩子该怎样生活?前景真是一片黑暗。再加上因为此前只知道拼命工作。也没能给家人留下多少财产，此刻的洪部长只希望能再多活10年就好。

星期六上午，洪部长像往常一样在6点钟闹铃响起后便悄悄起床，洗漱完毕后，来到客厅里将电视打开。电脑也随之自动运行起来。他开始处理电子邮件和传真，这是一份由美国分公司发来的有关合同草案的最终报告书，他用激光打印机将报告书打印出来，画出报告书中的重点条款并进行仔细研读。这时，妻子端来一杯用微波炉加热过的牛奶，他一饮而尽。

到了7点30分，洪部长带上手机，提着装有垃圾的塑料袋走出家门。公寓的门厅内装有防盗系统的电子摄像头，可以自动监控公寓内的状况。洪部长将垃圾袋扔进停车场旁边的垃圾桶里后，便向医院方向出发。车内的音响放着莫扎特的乐曲。他比预想的时间要快，8点30分已经到医院了。

通过医院的自动门进入大厅后，洪部长直奔检查中心，在那里等待的人已经有不少了。在等候9点预约时间到来的这段时间里，洪部长浏览了书架上摆放的期刊，上面居然还有1993年的杂志!杂志上刊登了在1993年大田世界博览会上首次推出磁悬浮列车、全息照相术等尖端技术的新闻，另一本杂志则以克隆人和通过基因鉴别抓捕逃犯的新闻为题材做了一期专刊。

听到护士喊号，他走进主治医生的房间，医生正在通过仪器仔细查看他的诊疗卡片，洪部长的心开始怦怦地跳起来。医生告诉他，从检查的结果来看，他的血糖指数尽管还没有达到糖尿病的血糖标准140mgJ／dl，还不需要进行胰岛素治疗，但135mg／dl的血糖指数已接近警戒线，应当引起注意。医生还说他有轻度的脂肪肝，并将X射线透视片中带有脂肪的白色部分指给他看。总的来说，尽管健康状况尚不存在大的问题，但人一过了40岁，就应当注意要勤于锻炼、缓解压力了。医生告诫他。压力是诱发癌症的罪魁祸首，同时也提醒他不要暴饮暴食。

洪部长用略带责备的口气追问道：既然没有发现任何异样，那么接受进一步检查的理由又何在呢?对此，医生向他解释道：这是为了遵循对公司高层实权部门的负责人实施特别检查的要求。因为接受进一步检查的缘故，导致洪部长白白浪费了一个星期的时间，现在听说身体没有任何异常后，心情反倒没预想中的那么畅快。

洪部长接着去了公司，心情愉快地处理完各项事务。下午1点，他一下班，便赶回家中，带上妻子和孩子们一起去了民俗村。因为是极为难得的一次全家外出游玩，所以孩子们显得格外开心。孩子们在每一个照相景点都不停地按快门，胶卷很快就用完了，于是又买了两卷新胶卷。

在回来的路上，洪部长一家又顺道去了一家大型折扣店。买了一些生活日用品：玻璃纸的餐盘、塑料台布、一套树脂杯、快干笔、聚乙烯的垃圾桶、空白录像带、贝多芬的CD等等，在食品区又买了一箱烧酒和两瓶葡萄酒，因为服装区在进行名牌服饰大甩卖，一家人又买了不少涤纶面料的高尔夫系列球裤、T恤和袜子。他们拿着所有东西来到收银台，收银员麻利地刷了商品上的条码并进行结算后，洪部长用信用卡结了账。

从折扣店里出来，全家人去了一家年轻人常去的连锁餐厅。那里的营业员通过一种比普通手机更为便捷的“个人数字助理”(PDA：Personal Digital Assistant)为他们订餐，洪部长还点了一款新开发上市的人气饮料——水果口味的清凉饮品。回家的路上，道路两边商店的霓虹灯闪亮生辉。

洪部长既欣慰于进一步的检查中并没有发现癌症等恶疾的结果，同时难得的一次与家人共度周末也令他很开心。在孩子们去打电脑游戏的时候，他和妻子一起看电视。一个频道播放的是关于开发原子弹的特别节目，另一个频道播放的则是必须终止使用氟利昂、DDT等公害元凶的节目，两个频道交替着看了一会儿后，他们便回卧室准备就寝了。

但洪部长此时还没有睡意，他便将床头柜上的白炽灯打开，躺在床上看了一会儿新出版的科学杂志，很快睡意袭来，便关上灯，睡了一个久违的好觉。

洪明昊部长一家一天的日程与大多数普通家庭的日常生活没什么两样，既然如此，读者朋友们一定会很好奇，那为什么还要把洪部长一家的行程描写得如此细致呢?

笔者的意图恰恰在此，从一个没有任何特别之处的普通家庭的例子中所能获得的感受，关键就在于这些感受。洪部长一家也好，读者朋友们也好，人们平常在无意识状态下所使用的几乎所有的日常用品，都是诺贝尔奖的成果，或者说是在诺贝尔奖研究成果的基础上开发出来的，而这一切正是我们之前所未曾意识到的。

我们不妨来记录一下，洪明昊部长一家仅在星期六一天之内所接触的事物中，究竟有多少是和诺贝尔奖有关的。电视机、收音机、电话、电脑、X射线透视、心电图、电脑断层透视、核磁共振成像、牙刷、牙膏、激光打印机、传真机、微波炉、手机、塑料垃圾袋、防盗摄像头、自动门、磁悬浮列车、全息照相术、胰岛素、彩色胶卷、玻璃纸餐盘、塑料台布、树脂杯、聚乙烯、录像带、啤酒、葡萄酒、涤纶、条码、清凉饮料、个人数字助理、原子弹、氟利昂、DDT、白炽灯、霓虹灯等等。

以上众多的产品要么是诺贝尔奖的产物，要么是在获奖研究成果的基础上派生出来的产物。总而言之，诺贝尔奖从诞生至今仅仅100多年，却实实在在地改变了整个人类的生活。

而那些为了发明这些产品而努力研究的科学家们，他们的功劳是有目共睹的。尽管在一部分产品中，有一些是和科学没有任何关系的门外汉似的发明或发现，但是这种情况同样离不开科学，如果没有科学知识作基础，开发科技产品是不可能的。这样看来。在我们的周围，科学占据着重要地位，诺贝尔奖其实离我们很近。

但是，那些将科学视为一件头疼之事的人们，哪怕自己在科学方面一无所知，就因为有科学家们会为他们解决所有的难题，所以他们公然宣称自己没有学习科学的必要。他们中还有一些人认为自己既然没有成为科学家的理想，也就没有必要学科学了。

然而，科学的重要之处，并不在于人们依据科学原理发明出了日常所用的汽车、电视机、电唱机、机器人等先进工具，而在于依据科学原理所发现的新知识使我们的生活更加丰富多彩，并且唯一能够阻止一些独裁者或科学家利用科学技术伤害人类的只能是普通大众，如果普通大众不懂科学的话，又怎么能作出阻制独裁者行为的理性判断呢?

的确，并不是所有的人都一定要成为科学家，大部分人只要达到能够进行科学思考的知识水准也就足矣，但是如果能对构筑现代文明基石的科学发展保持持续关注的话，那又有什么不好?笔者写作此文的目的也就是想告诉广大读者：现代物质文明是建立在科学技术的基础上的。

在本书中，我们充分体谅那些认为所有科学都很难，或者一看见数学公式就嚷嚷头疼的人们，除非在万不得已的情况下，我们尽可能不使用数学公式，因为我们想要告诉读者的并不是尖端科技奥秘的难度和复杂性。而是基本原理的独创性和创新性。

最后，这本书的每一章节都是独立成篇的，尽管很多章节间有着一定的相关性，但读者完全可以根据自己的喜好，选择任一章节开始阅读。尽管纵观诺贝尔奖获奖名录可以发现，获奖对象间存在着一定的延续性，但大体上来看，独创性领域的获奖比例更高。