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2014年10月09日
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第B02版:先驱深度
日美三科学家凭蓝光LED获诺奖 全球15亿人受益
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获物理学奖的日本科学家赤崎勇


获物理学奖的日本科学家天野浩


获物理学奖的日本科学家中村修二


奥基夫(左)和莫泽夫妇获生理学或医学奖

  据诺贝尔官方网站消息,赤崎勇、天野浩和中村修二因发明「高亮度蓝色发光二极管」获得2014年诺贝尔物理学奖。
  诺贝尔奖评选委员会在声明中称,三位获奖者在发现新型高效、环境友好型光源,即蓝色发光二极管(LED)方面做出巨大贡献。在蓝光LED的帮助下,白光可以以新的方式被创造出来。使用LED灯,我们可以拥有更加持久和更加高效的灯光代替原来的光源。
  此前广受外界关注的加州大学伯克利分校华裔教授杨培东和斯坦福大学华裔教授张首晟无缘获奖。

  蓝光LED:第二次照明革命

  赤崎勇、天野浩、中村修二在上世纪90年代早期,从半导体中发现蓝色光束,于是他们引发了一场照明技术的重大变革。没有蓝色光束的红绿二极管,就无法造出白光。尽管付出很多努力,但是30年来,蓝色LED依然给科学界和生产方带来不少挑战。
  但是他们在别人都失败的时候取得了成功。赤崎勇与天野浩在名古屋大学一同合作,中村修二则受雇于在日本德岛的日亚化学公司。他们的发明是革命性的。爱迪生的白炽灯泡点亮了20世纪,而21世纪将闪耀在LED之下。
  油灯的效能是0.1流明/瓦,19世纪的灯泡是16流明/瓦,20世纪的萤光灯管是70流明/瓦,21世纪的LED灯效能则高达300流明/瓦。
  白色LED灯发射出明亮的白色光束,不但持久并且高效。通过每单位电机输入功率(以瓦特为单位)中更高的光通量(以流明为单位),它们不断得到更新。最近的一次纪录便达到300lm/W,这相当于16个普通灯泡、近70个萤光灯。
  全世界大约四分之一的耗电量是用于照明的,而LED的出现便为节省地球资源做出了贡献。同时,由于LED可以持续高达10万个小时,和白炽灯泡的1000个小时以及萤光灯的1万个小时相比,LED又帮助节省了材料的消耗。
  世界上缺乏电网的人口将超过15亿,LED灯的出现给他们带来了希望,因为LED的低功耗,一些当地的廉价太阳能就足以达到要求。
  蓝色LED的发明仅仅20年,但是在以全新的方式创造白灯方面已经贡献颇丰,造福人类。
  赤崎勇,1929年生,日本工程学、物理学家,曾任松下电器研究员,现任名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。赤崎勇开发了氮化鎵结晶化技术,并完成世界第一个高亮度的蓝色发光二极管。
  天野浩,1960年生,日本工程学家,专长半导体器件制造,现任名城大学、名古屋大学教授。曾与赤崎勇合作,完成世界第一个高亮度的蓝色发光二极管。
  中村修二,1954年生,日裔美籍电子工程学家,高亮度蓝色发光二极管与青紫色激光二极管的发明者,世称「蓝光之父」。现任美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授。他于1993年在日本日亚化学工业株式会社(Nichia Corporation)就职期间,基于GaN开发了高亮度蓝色LED,从而广为人知。当时,开发一种蓝色LED被认为是不可能的,此前的20年间只有红色和绿色LED。中村修二教授的创新使得LED生产商能够生产三原色(红、绿和蓝)LED,从而使实现1600万色成为可能。或许最为重要的是,LED行业利用这种新技术来开始白色LED(半导体生态光源)的商业化生产。

  英国挪威三科学家分享生理学或医学奖

  此前一天,英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫、挪威科技大学教授梅·布里特·莫泽及其丈夫爱德华·莫泽因发现「大脑中的GPS」——组成大脑定位系统的细胞,而获得今年诺贝尔生理学或医学奖。莫泽夫妇也成为第五对获诺贝尔奖的夫妇。
  诺贝尔奖评选委员会在声明中介绍,「我们如何知道我们身处何方?我们怎么找到从一个地方到另一个地方的路径?我们如何存储这些信息,从而能够在下一次立即找到这条路?」三位获奖科学家的研究为我们解答了这些疑问。尽管三位科学家研究所处的时空并不相同,但是他们的研究都和大脑定位系统的细胞有关,揭示了大脑中的「GPS」定位和导航系统是如何工作的。
  1971年,奥基夫就发现了构成这一体系的第一个组成部分。他发现,大脑的海马体里有一种特殊的神经细胞,每当老鼠身处屋子的特定位置时,这种细胞的一部分就会被激活。而当老鼠到了房间内的其他位置时,另外一些细胞则被激活。奥基夫认为,这些「位置细胞」构成了房间位置的一幅地图。
  34年之后的2005年,莫泽夫妇发现了大脑定位机制的另外一项关键组成部分。据诺贝尔奖官网称,他们确认了另外一种神经细胞,将其称为「网格细胞」。这种细胞能够产生一种坐标系统,从而使得精确定位与路径搜寻成为可能。二人的后续研究则揭示了位置和网格细胞是如何令定位和导航成为可能的。
  生理学或医学奖奖金共800万瑞典克朗(约合人民币678万),奥基夫将获得该项诺奖一半的奖金,莫泽夫妇共同分享另一半。
  莫泽夫妇可以说是学术界的「神雕侠侣」,两人在同一所大学读书,大学一毕业就结婚,因为志趣相投一同赴英留学,又一起回到祖国,在同一所大学任教。
  过去十年间,两人已经成为所在研究领域的领军人,发表了论文无数,也得过多项专业奖项。
  两人都是挪威人,梅·布里特·莫泽比丈夫大一岁,她在奥斯陆大学学习心理学,也在那里遇到了后来的丈夫爱德华。爱德华在奥斯陆大学拿到了三个学位:数学及统计,心理学及神经生物学。1995年,两人同时在奥斯陆大学获得了神经生理学博士学位。
  莫泽夫妇两人一起到爱丁堡大学做博士后研究员,随后又一同回到挪威科技大学。爱德华比妻子早两年晋陞为教授,目前是科维理系统神经科学研究所的主任。梅·布里特2000年晋陞为神经科学教授,目前是特隆赫姆神经计算中心的主任。
  爱德华也与另外一位得主奥基夫颇有渊源,在英国期间,他曾在奥基夫的实验室中做过访问学者。

  十个诺奖小常识:希特勒比丘吉尔更接近和平奖

  诺贝尔奖由瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)于1895年设立。美国联合通讯社推出了一组「是真是假」的小问题,以帮助我们加深对诺贝尔奖的了解。

  1:你只能获得一次诺贝尔奖
  假。你能获得多少次诺贝尔奖并没有限制。美国科学家约翰·巴丁于1956年和1972年两次荣获物理学奖,英国生物化学家桑格弗雷德里克于1958年和1980年两次荣获诺贝尔化学奖。

  2:你只能在一个诺贝尔奖类别中被提名
  假。法国的居里夫人于1903年获得物理学奖,并于1911年获得诺贝尔化学家。而作为科学家与和平主义者的莱纳斯·鲍林,1954年获诺贝尔化学奖,并于8年后获得诺贝尔和平奖。

  3:诺贝尔奖不能被撤销真。
  诺贝尔法规关于这一点很明确:一旦你获得了诺贝尔奖,它就永远属于你。第10条规定表明:「任何上诉均不能改变诺贝尔奖评审团的决定。」因此,那些网上呼吁某一个诺贝尔奖被收回的请愿书,没有任何效用。

  4:四个人可同时获得一项诺贝尔奖
  假。诺贝尔奖有关规定表明,诺贝尔奖可被授予多个获奖者,但在任何情况下,奖项不得授予超过3个获奖者。

  5:希特勒被提名诺贝尔和平奖
  真。为了推动「国家之间的友爱」和全球裁军,这位纳粹独裁者由瑞典国会议员E.G.C.勃兰特(E.G.C.Brandt)于1939年提名。勃兰特后来撤回了提名,称它充满了讽刺意味。这正说明,任何人都可以被提名,但这并没有说明任何人都有机会获得诺贝尔奖。

  6:温斯顿·丘吉尔(Winston Churchill)曾经获得过诺贝尔和平奖
  假。这位雄辩的英国保守党领袖确实赢得了诺贝尔奖,但是其所获得的为诺贝尔文学奖,而不是和平奖。丘吉尔因其对历史和传记的掌握以及在精彩的演讲中对崇高人性的捍卫被授予1953年诺贝尔文学奖。

  7:诺贝尔奖可以追授给予
  假。自1974年以来,只有活著的人会被评奖委员会考虑授予诺贝尔奖。然而,在2011年,当诺贝尔基金会宣布获奖者名单时,发现医学奖的获奖者拉尔夫·斯坦曼(Ralph Steinman)已于几天前去世时,仍坚持授予其诺贝尔奖,他所应得的那份奖金被授予给他的遗孀。

  8:诺贝尔奖获得者中超过百分之九十四为男性
  真。847名诺贝尔得主中只有44名女性,占百分之五。其中15人获得了和平奖,只有一人获得经济学奖,那就是2009年的埃莉诺·奥斯特罗姆(Elinor Ostrom)。诺贝尔奖评委们声称他们不会在选择获奖者时考虑性别因素,获奖结果清楚地反映了男性在很多研究领域中历来占据统治优势。

  9:诺贝尔经济学奖非诺贝尔所创
  真。阿尔弗雷德·诺贝尔在其遗嘱中最初设立的五个奖项是医学、物理、化学、文学和和平奖,经济学奖不在其列。经济学奖是由瑞典中央银行于1968年为了纪念诺贝尔而创立的。它和其他奖项一起宣布,同样享受110万美元奖金并在每年12月的诺贝尔颁奖典礼上颁发。其官方名称为「纪念阿尔弗雷德·诺贝尔瑞典银行经济科学奖」。

  10:所有的诺贝尔奖都在斯德哥尔摩颁发
  假。按照阿尔弗雷德·诺贝尔的愿望,和平奖在挪威首都奥斯陆宣布以及颁奖。没人知道他为什么要采用这种方式,但他在世时瑞典和挪威加入了同一个联盟。
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