學生的研究成果也可獲諾貝爾獎

金仲輝

2015年10月屠呦呦獲得諾貝爾生理學獎，成為我國首位獲得諾貝爾科學獎項的本土科學家.讀者小杰問：“獲諾貝爾物理學獎的科學家都有重大的研究成果，那么在他們作出這些研究成果的時候是否已經是非常著名的物理學家了呢？”答案是否定的.一些學生在求學時間所作出的研究成果，日后也獲得了諾貝爾物理學獎.

當光和物質相互作用時，無法用光的波動性來解釋它們的一些物理現象（例如光電效應），而用光的微粒性可以解釋它們.在20世紀初，光具有波粒二象性曾使許多物理學家感到困惑，但是法國的年輕博士生德布羅意卻接受此觀點，不僅如此，他還從力學理論和光學理論類比中，深信電子一類的實物粒子也應具有波動性，而不能把它們簡單地視為微粒.1923年，德布羅意提出了著名的德布羅意公式.來描述實物粒子的波動性，

德布羅意的大膽假設，當時并沒有引起很大注意，由于經典物理學的傳統觀念在作祟.這種將粒子看成既有粒子性又有波動性的觀念太超出一般人們的認識.但是他的這個創新思想受到他的導師朗之萬的支持和愛因斯坦的贊揚.愛因斯坦說：“瞧瞧吧，看來瘋狂.可真是站得住腳呢.”德布羅意的實物粒子具有波動性（稱物質波）的假設最終被實驗證實.德布羅意由于提出物質波的理論而獲得1929年的諾貝爾物理學獎.

1962年.年僅22歲的英國牛津大學研究生約瑟夫森對兩塊超導金屬（S）間的薄絕緣層（I）如圖1、所發生的量子隧道效應，在理論上作了卓有成效的研究，獲得了1973年的諾貝爾物理學獎.何謂量子隧道效應？我們知道，在一電路中若在兩個普通金屬片（N）中接入一定厚度的絕緣體，電路將無法產生電流，我們常認為這是由于電子能量不夠大，無法穿越這個絕緣體而造成的.當兩塊普通金屬片（N）之間絕緣體（I）的厚度很薄（如1nm）時（如圖2），電子將可能以一定的概率穿過絕緣體，從而在電路中有電流通過.這就是所謂的量子隧道效應，從經典物理學來看這是不可能的，可是后來這種效應被實驗證實.該效應的本質是粒子具有波動性，

以求學期間的研究成果獲諾貝爾物理學獎的，不僅有德布羅意和約瑟夫森，還有德國的穆斯堡爾（1958年獲慕尼黑工業大學博士學位）因為在1957年發現“穆斯堡爾效應”獲1961年諾貝爾物理學獎：美國的施里弗（1957年獲伊利諾伊大學博士學位）和導師巴丁，以及庫珀在1957年一起囟建立超導的BCS理論共獲1972年諾貝爾物理學獎.