2025年诺贝尔物理学奖揭晓！其中两位曾获得我国颁发的奖项

10月6日，2025年诺贝尔生理学或医学奖揭晓！（附解读）

当地时间10月7日，瑞典皇家科学院决定将2025年诺贝尔物理学奖授予科学家约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃、约翰·M·马蒂尼，以表彰他们在量子力学领域的贡献。

解读：人类首次在宏观世界

看到“子弹穿墙”

2025年是量子力学诞生一百周年。量子力学描述的是什么？是在单个粒子尺度上才“显现”的物理特性。在量子物理学中，这些现象比光学显微镜所能观测到的还要小得多，它们被称为“微观”现象。

这与由大量粒子构成的“宏观”现象形成对比。例如，一个日常生活中常见的球，由分子组成来描述的话就是天文数字级别的，它不会表现出任何量子力学效应。人们都知道，每次把球扔向墙壁，它都会反弹回来。然而，一个单独的粒子在其微观世界中，有时却能直接穿过类似墙的障碍，出现在“墙”的另一侧。这种量子力学现象被称为“隧穿”。

今年的诺贝尔物理学奖，表彰了那些在宏观尺度上、涉及大量粒子的情况下，成功观测到量子隧穿现象的实验。1984年和1985年，约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马丁尼斯三位科学家在美国加州大学伯克利分校进行的一系列实验，构建了一个包含两个超导体的电路。超导体是能够以零电阻传导电流的材料，这两个超导体之间由一层完全不导电的薄材料隔开。但在实验中，他们证明了可以控制并研究一种现象：超导体中的所有带电粒子协同运动，表现得就像一个单一的粒子，充满整个电路。

这种类粒子系统被束缚在一个有电流流动但没有电压的状态中。在实验中，该系统通过量子隧穿效应展现出了量子特性：从零电压状态中逃逸出来，并产生一个电势差（电压）。

与此同时，今年的三位获奖者还证明了这一系统的能量是量子化的——即它只能以特定的、分立的量吸收或释放能量。

两位诺奖得主曾

获得我国颁发的奖项

中国科学院物理研究所研究员范桁认为，三位诺奖得主所发现的、基于宏观超导约瑟夫森结的量子效应，构成了当今超导量子计算的物理基础。目前，超导量子计算发展迅速，无论在可扩展性还是稳定性方面都展现出巨大潜力，而这三位获奖科学家，正是这一领域的重要奠基人。

约翰·克拉克和米歇尔·H·德沃雷特曾获得我国颁发的2021年度墨子量子奖。“给这两位颁发墨子量子奖，主要是表彰他们作为领军人物开创了超导量子电路。”中国科学技术大学教授、墨子量子科技基金会秘书长陆朝阳说。

陆朝阳介绍，约翰·克拉克在超导和超导电子学方面作出了重大贡献，特别是在超导量子干涉期间的开发和应用领域。他的研究团队首次观测到了介观系统中能级的量子化，他们在实验上证实了就像原子一样，单个约瑟夫森结也具有分立的能级。而米歇尔·H·德沃雷特在利用超导电路来实现量子信息处理方面作出了重要贡献。

约翰·M·马丁尼斯是2019年谷歌实现量子优越性的核心人物。2014年，他率领美国加州大学圣塔芭芭拉分校的12人实验团队整体加入量子人工智能实验室。“此后五年间，他们从几个量子比特到最终完成53个比特的‘悬铃木’处理器，关键进展均由马丁尼斯主导推进。”范桁介绍，正是他将超导量子计算从实验室原理验证，推向了芯片级工程实现的新阶段。

诺贝尔物理学奖小知识

诺贝尔物理学奖是根据诺贝尔1895年的遗嘱而设立的五个诺贝尔奖之一，该奖旨在奖励那些对人类物理学领域里作出突出贡献的科学家。自1901年以来，共颁发了118项诺贝尔物理学奖。

最年轻的诺贝尔物理学奖得主是25岁的威廉·劳伦斯·布拉格因为发现了关于X射线衍射的布拉格定律，1915年与其父威廉·亨利·布拉格一同获得诺贝尔物理学奖。

最年长的获奖者亚瑟·阿什金在96岁。由于在激光物理领域的突破性发明，他与热拉尔·穆鲁、唐娜·斯特里克兰荣获诺贝尔物理奖。特别而言，由于“光镊与光镊在生物系统领域的应用”，阿什金获颁诺贝尔物理奖，并且可拿到一半奖金，由于“制成高强度的超短光学脉波的方法”，热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰共同分享另外一半奖金。

近5年诺贝尔物理学奖得主：

2024年：美国普林斯顿大学科学家约翰·霍普菲尔德（John J. Hopfield）和加拿大多伦多大学科学家杰弗里·辛顿（Geoffrey E. Hinton）获奖，以表彰他们“基于人工神经网络实现机器学习的基础性发现和发明”。

2023年：诺贝尔物理学奖授予皮埃尔-阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨-克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮-勒惠利尔(Anne L’Huillier)，以表彰他们“开发了产生阿秒光脉冲的实验方法，用于研究物质中的电子动力学”。

2022年：诺贝尔物理学奖被授予科学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)，约翰·弗朗西斯·克劳泽(John F. Clauser)和安东·塞林格(Anton Zeilinger)，以表彰他们为纠缠光子实验、证明违反贝尔不等式和开创性的量子信息科学所作出的贡献。

2021年：美国普林斯顿大学的真锅淑郎（Syukuro Manabe）和德国马克斯·普朗克气象研究所的克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）因“物理模拟地球气候，量化变化和可靠地预测全球变暖”而共同分享一半奖金。另一半奖金由意大利罗马大学乔治·帕里西（Giorgio Parisi）获得，理由是“发现从原子到行星尺度的物理系统的无序和波动的相互作用”。

2020年：英国物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）因为发现黑洞形成是对广义相对论的可靠预测，独享一半奖金；美国国家科学院院士莱恩哈德·根策尔（Reinhard Genzel）和美国天文学家安德烈娅·盖兹(Andrea Ghez) 因为发现银河系中央存在超大质量的致密物体，共享2020年诺贝尔物理学奖的另一半奖金。

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来源：科技日报、果壳网、青塔、南方都市报

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