有哪些诺贝尔奖的研究不那么出名，却深刻影响了我们的生活？

balabala

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有些诺贝尔奖获得者或者他们的研究，在大众中相当出名，比如居里夫人的镭放射性、爱因斯坦的光电子效应（虽然他更出名的是相对论）、薛定谔的量子力学、沃森和克里克的 DNA、杨振宁和李政道的宇称不守恒。
但是有哪些诺奖的研究，在大众心目中不怎么出名，却深刻地影响了我们的生活呢？

原文地址：https://www.zhihu.com/question/65854099

继续前进

出名不出名我说不上来，但是要是说深刻影响我们的生活，GMR一定跑不掉啊！


（图片来自网络）
2007年诺贝尔物理学奖授予法国科学家 Albert Fert 和德国科学家 Peter Grünberg，以表彰他们在巨磁电阻效应发面的重要贡献。
啥是巨磁电阻（Giant Mageto Resistance）呢？
电阻这个概念不用解释了，初中电学知识。磁电阻就是在磁场下电阻会有变化。这很好理解，一般来讲，加了磁场，电子运动的时候就会转圈圈，这样形成电流的时候电子运行的路程就边长了，受到的阻碍也就变得多了，因此大多数材料的磁电阻都是正的，即加的磁场越大，电阻越大。当然也有一些特殊情况下，会出现负的磁阻的现象。比如前几年当然沸沸扬扬的Weyl半金属，在实际材料中首次观测到了粒子物理里面找寻了八十来年的手性的Weyl费米子，就是一个典型的负磁阻的材料。
那知道磁阻的概念，巨磁阻就更是很直观了，就是“巨大的磁电阻”嘛！其实，除了巨磁阻（GMR）之外，过去一段时间关于磁阻还有两种比较突出的，庞磁阻（Colossal Magneto Resistance, CMR）和隧穿磁阻（Tunneling Magneto Resistance, TMR）.
扯得远了，还是回到咱们说的CMR，1988年Fert研究组以及Grunberg研究组各自独立的发现了CMR现象。这距离2007年获奖，仅仅花了不到20年的时间。这个时间长度在漫漫的诺贝尔奖历史上也算是排的上号的了吧！
但这不是最牛的，关键这个GMR出现以后，就迅速改变了我们的生活。说白了，就是彻底解放了我们的笔记本电脑、手机、硬盘、U盘......一切与数据读写存储有关的东西。我们知道，数据存储读写的本质，就是在硬件上构建表达0和1的体系，并能够精确的人为控制。GMR的横空出世，意味着我们可以很方便的利用很小的磁性变化，获得一个巨大的电阻变化的相应，电阻的变化，直接就反映为电流信号的变化，也就是我们存储数据里面0和1的信号变化了。简单的讲，通过GMR效应，非常高效的讲磁信号转化为电信号。这直接推动了大容量、小型化的信息时代的巨大革命。1997年，NVE公司首先推出了基于GMR效应的半导体数字式传感器，随后IBM公司也推出了相关的读出磁头产品。要知道，这距离两位科学家发现GMR效应，才刚刚过去了9年！随后的几年时间里面，各大公司纷纷推出了相关的电子产品，完全的开辟了信息时代数据存储的新篇章啊！
童鞋，此刻，看看您手上那几十上百GB存储空间的手机，看看旁边1个TB甚至更多的移动硬盘。GMR效应用了20年的时间，创造了一个“发现了就应用，应用了就得奖”的奇迹！
致敬！

PS：
曾经有幸听过Albert Fert教授的报告，老爷子神采奕奕，PPT也做得很炫酷。但是那时候我还是个懵懂少年，法国人说的英文实在是听不太懂。当时照的照片现在也早已找不到了，早知道有机会答这个题，怎么当时也得硬着头皮找老教授合个照啊~

感恩由您

嗯......这个「不出名」肯定是对公众而言的，大概是因为没写进小学/中学课本......能摘取诺奖桂冠，不论是人还是研究，想必在业内都会是响当当的存在。
比如大学课本上就好多一般人觉得「不那么出名」的研究。
我突然想起当年高分子课上老师念叨的两个词。
其实是因为别的内容我都忘了（逃
不过从另一角度来说，这或许反映出这两个词语的的确确代表了一些比较特别的东西。
<hr/>先说第一个，其实是一个人名：施陶丁格（Hermann Staudinger）。
刚才我用的全拼，但输入法并没有联想出我想打的这四个字，看来的确是「不出名」。
当年老师第一次说这个名字的时候，他的发音并不是字正腔圆的「shī táo dīng gé」，而是更贴近原始读音的「shi tāo dǐng gě」，你们可以脑补一下两者区别。
于是认真听讲的我当时脑海里浮现出来的是——


我的内心OS：薛定谔跨界玩得挺6啊，虐物理学系虐猫都不满足还跑来虐我们化学系......
PS：好吧其实学电子轨道的时候已经虐过一次了
PPS：Schrödinger 和 Staudinger 在拼写上其实还挺像
太年轻，太天真，书里面写的分明是「赫尔曼·施陶丁格」，下面这位：


他是1953年诺贝尔化学奖得主，获奖理由是「在高分子化学领域的开拓性贡献」（for his discoveries in the field of macromolecular chemistry）
1920年，施陶丁格发表了一篇里程碑式的文章（https://sci-hub.bz/10.1002/cber.19200530627），提出橡胶与淀粉、赛璐珞、蛋白质等物质的化学本质都是由化学键连接重复单元形成的聚合物。施陶丁格还很早就预见了高分子科学的应用前景，他在1936年说过，

这么说并非不可能，最终有一天合成高分子量聚合物可以用来制造人造纤维，因为天然纤维的强度和弹性也来源于他的大分子结构。

可以说，施陶丁格是高分子化学领域的开山鼻祖。
<hr/>第二个，也是和高分子有关的一个词语，叫「齐格勒-纳塔」（Ziegler–Natta）。
可能老师有特别的发音技巧，我最初总是听成「齐格纳塔」，以至于我一度认为这是一个人名。
有时候我的确挺幼稚的，其实这是两个人的名字：
卡尔·齐格勒（Karl Waldemar Ziegler），和朱利奥·纳塔（Giulio Natta）


（这是齐格勒）


（这是纳塔）
两人同为1963年诺贝尔化学奖得主，获奖理由是「在高分子材料的化学及工艺上做出的贡献」（for their discoveries in the field of the chemistry and technology of high polymers）
两人具体做了些什么贡献呢？
1950年代，卡尔·齐格勒合成了一种催化剂，能够用于聚乙烯的生产，得到了支链很少的高密度聚乙烯。随后朱利奥·纳塔与卡尔·齐格勒合作，将催化剂用于聚丙烯生产，又得到了高聚合度，高规整度的聚丙烯。这类催化剂就是后来所谓的「齐格勒-纳塔催化剂」。
我觉得下面这条数据有点厉害：

自1956年以来，齐格勒-纳塔催化剂被用于各种聚烯烃的工业生产。在2010年，使用齐格勒-纳塔或相关催化剂生产的塑料、弹性体和橡胶总量在全球超过1亿吨。

<hr/>对我们的生活有什么深刻的影响？
高分子对我们生活的影响你心里难道没点数吗？
塑料袋啊
外卖盒啊
垃圾桶啊
可乐瓶啊
都是高分子~
我补充几个小细节：
手头边正好有罐益达口香糖，我瞄了瞄罐子底部，


上面有个三角形，里面有个数字2。
这是塑料分类标志，编号2表示HDPE，即高密度聚乙烯。
边上有还个装药片的小药瓶，


高密度聚乙烯瓶。
我又拿起一瓶蚊怕水，


HDPE。
我随手又抄起一桶农夫山泉，


还是HDPE。
Ziegler–Natta is watching you.
并不是益达的软广（逃
也不是庄臣和农夫山泉的软广（光速逃
<hr/>参考&拓展
Hermann Staudinger
Ziegler-Natta catalyst
Karl Ziegler - Wikipedia
Giulio Natta - Wikipedia

卡卡

现在大家的生活已经基本离不开各种半导体器件了，电脑手机里的处理器，照明显示的发光器件，无线通信的射频器件，这一切经历了至少半个世纪的发展。
故事的开始是贝尔实验室的John Bardeen，William Shockley还有Water Brattain因为晶体管效应和半导体研究拿到了56年的诺贝尔奖。就是下图这玩意


Shockley最后去了西海岸，开了公司，招募了一大帮青年才俊。不过后来由于不合，叛逆八人帮离开肖克莱自己拉来投资搞了个新的公司。八个人中的Robert Noyce和TI的Jack Kilby前后脚申请了集成电路的专利。再后来，罗伯特诺伊斯和戈登摩尔创立了Intel。2000年的时候Jack因为发明集成电路拿到了诺贝尔奖，可惜Robert几年前去世了，不然奖牌上也应该有他的名字。
John离开贝尔实验室后去了玉米地里的UIUC。John有一个Phd学生叫Nick Holonyak，他发明了可见光LED。几十年后，几个日本人在改良了p型GaN材料的生长方法后，制造了实用的蓝光LED，并且拿到了2014年的诺贝尔物理奖。可是，Nick被跳过了。然后，John又和其他几个学生合作研究超导，并且最终拿到了自己的第二个诺贝尔奖。
在晶体管刚拿到诺贝尔奖的那段日子，一个德国人Herbert Kromer还有一个俄罗斯人Zhores Alferov就开始试图改进这种新的器件。他们的研究极大的促进了异质结的发展（也就是两种不同半导体之间形成的结），进而推动了射频以及光电子器件的快速发展。手机里的射频功放有很多就是基于异质结晶体管，而现在的LED和半导体激光器基本也都是基于异质结结构。后来，他两在2000年和之前提到的Jack Kilby分享了诺贝尔物理奖。
Herbert后来去了UCSB，大力发展了UCSB的化合物半导体，并且后来吸引到了郁郁不得志的Shuji Nakamura，也就是发明蓝光LED的那个三个日本人之一。
插个题外话，Herbert和同年拿到诺贝尔化学奖的UCSB教授Alan Heeger简直像是亲兄弟，特别是诺奖网站的照片，几乎镜像对称。请看下图




再插一句题外话，所有这些半导体技术的发展，都是建立在诸多量子力学大牛的贡献之上。他们推动了量子力学的发展，进而是固体物理，从而使得半导体可以为人所用。

卡卡

这段时间乳制品安全的话题闹得沸沸扬扬，我这就提一个跟乳制品相关的冷门诺贝尔奖研究。顺便为我的祖师爷做波宣传。
迅哥儿曾经曰过：我好像是一头牛，吃进去的是草，挤出来的是奶和血。由此可见迅哥儿是很有乡下生活经验的。但是，这里有一个问题：有草的时候牛可以吃草，冬天没草的时候怎么办？


当然，牛的适应能力是相当强的，丹麦有一个变态的研究表明仅凭报纸和尿素就能让奶牛继续好好的活下去，当然产奶是甭想了。事实上我们在冬天可以饲喂秸秆这些农副产品，但此类粗饲料的能值和营养成分远低于牧草，这势必影响冬季奶牛的泌乳性能。奶牛冬天吃的不好挤不出奶，以乳制品为食的人就要饿肚子。那该怎么办呢？
这个问题在困扰了欧洲奶农几个世纪后，终于得到了解决，并为农业科学研究带来了迄今为止唯一一个诺贝尔奖。这个牛人就是芬兰科学家阿尔图里·伊尔马里·维尔塔宁（Artturi Ilmari Virtanen，1895-1973），他也是我博士生导师的导师的导师的导师。


维尔塔宁出身于一个奶农世家，对于冬季奶牛优质粗饲料短缺这一现实问题有着深刻的认识。他的解决办法很巧妙，非常类似于我们东北冬季腌的酸菜。简而言之，就是在夏秋季收割新鲜牧草或者全株农作物，添加乳酸菌后压实密封。由于内部缺乏氧气，乳酸菌开始厌氧发酵分解糖类，并分泌乳酸使得饲料呈弱酸性（pH 3.5-4.2），从而有效地抑制其他微生物生长。最后，乳酸菌也被自身产生的乳酸抑制，发酵过程停止，饲料进入稳定储藏。基于此原理，后来他还开发出了配合使用的复合酸制剂（早期配方：盐酸+硫酸-->改良配方：甲酸+甲酸铵），显著提高了发酵过程中对于有害杂菌的抑制效果。通过这种方法制备的粗饲料中的营养成分损失并不大，而产生的乳酸却可提高粗饲料的适口性，促进奶牛采食。


这就是青贮饲料的制备方法，此法既可防止优质粗饲料腐烂而又不影响其使用和营养价值，解决了冬季优质家畜粗饲料短缺的问题，并已成功推广到全世界各地，所带来的经济效益不可估量。维尔塔宁本人也因此荣获1945年诺贝尔化学奖。


你看，发明给动物吃的酸菜也能得诺贝尔奖！有时，一个小小的改变就可以撬动整个地球。维尔塔宁这个名字可能不是很容易记住，但当寒冬来临，你手捧一杯温热的牛奶，或者品尝美味的芝士蛋糕时，他的工作就在影响着你的生活。


（所用图片皆来自互联网）

清风寡欲

奥托哈恩，重核裂变的发现者
   1938年他与德国物理学家弗里茨·斯特拉斯曼合作，当他们用一种慢中子来轰击铀核时，竟出人意料地发生了一种异乎寻常的情况：反应不仅迅速强烈、释放出很高的能量，而且铀核分裂成为一些原子序数小得多的、更轻的物质成分。他把实验结果和自己的想法写信告诉了莉泽·迈特纳，她在复信中明确指出：“这种现象可能就是我们当初曾设想过的铀核的一种分裂。”后来，哈恩经过多次试验验证，终于肯定了这种反应就是铀235的裂变，核裂变的发现无疑是释放原子能的一声春雷。
    重核裂变的发现是近代科学史上的一项伟大突破，它开创了人类利用原子能的新纪元，具有划时代的深远历史意义。奥托·哈恩也因此荣获1944年诺贝尔化学奖。
    同时令人欣慰的是，虽然他是个德国人，但他不是纳粹主义的拥护者。哈恩曾讲过这样的话：“我对你们物理学家们，唯一的希望就是，任何时候也不要制造铀弹。如果有那么一天，希特勒得到了这类武器，我一定自杀。



    如果说奥托哈恩是原子能的发现者，那么费米就是将原子能变成现实的第一人。费米领导小组在芝加哥大学Stagg Field 建立人类第一台可控核反应堆，费米也被誉为“原子能之父”。。由于他在中子轰击方面的成就，1938年费米获得物理诺贝尔奖。
    费米在理论和实验方面都有第一流建树，1949年，揭示宇宙线中原粒子的加速机制，研究了π介子、μ子和核子的相互作用，提出宇宙线起源理论。1952年，发现了第一个强子共振──同位旋四重态。1949年，与杨振宁合作，提出基本粒子的第一个复合模型。


2015年全世界核能发电总计24413亿千瓦时，全球发电总量中，核能发电比例超过10% ，核能己成为世界三大电力支柱之一。