赤崎勇

       10月7日，日本科學(xué)家赤崎勇在名古屋舉行的新聞發(fā)布會(huì)上講話。新華社/路透

       天野浩

       這是由名古屋大學(xué)提供的該校天野浩教授的資料照片(2010年1月19日攝)。新華社/路透

       中村修二

       這是2004年1月30日在東京拍攝的美籍日裔科學(xué)家中村修二的資料照片。 新華社/法新

3名日本出生的科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)新型節(jié)能光源而獲得2014年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)7日在瑞典首都斯德哥爾摩宣布這一消息時(shí)認(rèn)定，3名獲獎(jiǎng)?wù)甙l(fā)明了一種藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)，幫助人們以更節(jié)能的方式獲得白色光源，依據(jù)這一原理問世的LED燈“將點(diǎn)亮整個(gè)21世紀(jì)”。

LED燈點(diǎn)亮21世紀(jì)

3名獲獎(jiǎng)?wù)叻謩e為85歲的日本明城大學(xué)教授赤崎勇、54歲的名古屋大學(xué)教授天野浩和60歲的加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校教授中村修二。其中，中村修二為美國籍。

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)的聲明說，這3名科學(xué)家上世紀(jì)90年代早期通過半導(dǎo)體導(dǎo)出藍(lán)色光束，卻為照明領(lǐng)域的發(fā)展帶來了根本性轉(zhuǎn)變。

LED光源與傳統(tǒng)光源相比具有節(jié)能、耐久等優(yōu)勢(shì)。紅光LED和綠光LED早已發(fā)明，但長(zhǎng)期以來制造藍(lán)光LED成為一個(gè)難題，缺少了三原色中的藍(lán)色，就無法獲得可用于照明且讓消費(fèi)者感受舒適的白色LED光源。

“他們的發(fā)明具有革命性，”聲明說，“白熾燈點(diǎn)亮了20世紀(jì)，21世紀(jì)將由LED燈點(diǎn)亮。”

省電節(jié)能全球受益

按照評(píng)選委員會(huì)的說法，這項(xiàng)只有“20歲”的“年輕”發(fā)明之所以獲獎(jiǎng)，是因?yàn)檫@種用全新方式創(chuàng)造的白色光源已經(jīng)“讓我們所有人受益”。

根據(jù)研究數(shù)據(jù)，多數(shù)高級(jí)LED燈的能耗可以低至普通燈泡的不到二十分之一，但耐久度分別是熒光燈和白熾燈的10倍和100倍，且照明效果更加穩(wěn)定。

因?yàn)槿虬l(fā)電總量的大約四分之一用于照明目的，LED燈的面世對(duì)節(jié)省全球資源貢獻(xiàn)不小。如今，不少國家正推動(dòng)向LED照明領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，以節(jié)省更多照明所需的電力乃至資源。

評(píng)選委員會(huì)還認(rèn)為，LED燈對(duì)電力的要求非常低，依靠當(dāng)?shù)氐统杀镜奶柲鼙憧墒褂谩＿@種新型光源的問世為全球15億未能受益于電網(wǎng)的人口帶來了更高生活品質(zhì)。

馬里蘭大學(xué)聯(lián)合量子研究所物理學(xué)家菲利普·舍韋說，LED照明研究獲獎(jiǎng)，說明物理學(xué)研究可以帶來實(shí)實(shí)在在的益處，而不僅僅是探索宇宙的奧秘。

“在他人失敗地方獲得成功”

85歲的赤崎勇在獲獎(jiǎng)后舉行的記者會(huì)上首先感謝他的研究團(tuán)隊(duì)，稱“我無法一個(gè)人完成這項(xiàng)成果”。

提及成功的秘訣，赤崎勇強(qiáng)調(diào)了研究團(tuán)隊(duì)的執(zhí)著精神。他坦言，不少人之前對(duì)他說，他的研究在20世紀(jì)結(jié)束時(shí)也不會(huì)取得成果，“但我決沒有這么認(rèn)為……我只是一直在做我希望做的事”。

事實(shí)上，科學(xué)界先前在發(fā)明藍(lán)光LED方面已付出數(shù)十年努力，卻沒有取得突破。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)說，這3名科學(xué)家“在其他人已經(jīng)失敗的地方獲得了成功”。

身在美國的中村修二當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨接到獲獎(jiǎng)電話，驚喜之余連道“難以置信”。他隨后發(fā)表聲明，稱對(duì)獲獎(jiǎng)感到榮幸，“看到我們的LED照明夢(mèng)想成真非常令人滿意……希望節(jié)能的LED燈有助于減少能源消耗，降低全球范圍的照明成本”。

中村修二雖然現(xiàn)任加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校教授，卻是在一家名為“日亞化學(xué)”的未上市日本企業(yè)工作時(shí)發(fā)明了藍(lán)光LED。

路透社報(bào)道，中村修二雖然帶來了卓越發(fā)明，但在此后10年幾乎沒有得到“日亞化學(xué)”的任何獎(jiǎng)勵(lì)。直至2004年，東京一家法院下令“日亞化學(xué)”向中村修二支付200億日元(1.83億美元)補(bǔ)償金。

藍(lán)光LED引發(fā)第二次照明革命

現(xiàn)在，我們隨處可見LED(發(fā)光二極管)的“倩影”：它在我們的電腦前面閃爍;在城市的霓虹燈中展露其燦爛的笑臉;它是黑暗中新型手電里的一束光;也組成了廣場(chǎng)中央的電視墻……城市和世界的光彩來自于科學(xué)家的心血。

據(jù)諾貝爾官方網(wǎng)站消息，日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二因發(fā)明“高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管”榮膺2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)在聲明中表示，三位獲獎(jiǎng)?wù)咴诎l(fā)明新型高效、環(huán)境友好型光源，即藍(lán)光LED方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。借用藍(lán)光LED，白光可以以新的方式被創(chuàng)造出來。使用LED燈，我們可以擁有更持久和高效的燈光代替原來的光源，不僅能為人類節(jié)省大量能源，也能照亮全球更多地方。

藍(lán)光LED，姍姍來遲

1907年，在英國馬可尼電子公司工作的英國工程師亨利·約瑟夫-勞德第一次在一塊碳化硅晶體里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。他在一塊碳化硅晶體的兩個(gè)觸點(diǎn)之間施加了電壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在低電壓下，可以看到黃光;而在高電壓下，可以看到更多顏色的光，這種“電致發(fā)光”現(xiàn)象也奠定了LED被發(fā)明的物理基礎(chǔ)。

1962年，美國通用電氣公司34歲的普通研究人員尼克·何倫亞克發(fā)明了可以發(fā)出紅色可見光的LED，他的名字也隨LED的紅光一起紅了起來。由于何倫亞克的發(fā)明后來得到了廣泛的應(yīng)用，所以一般稱他為“發(fā)光二極管之父”。1972年，何倫亞克的學(xué)生喬治·克勞福德站在巨人的肩膀上，發(fā)明了第一顆橙黃光LED，其亮度是先前紅光LED的10倍，這標(biāo)志著LED向提高發(fā)光效率方向邁出的第一步。

到了20世紀(jì)70年代末期，LED已經(jīng)出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、翠綠等顏色，并被用于機(jī)器儀器的顯示光源，但依然沒有藍(lán)光LED。由于光的三原色中包含有紅、綠、藍(lán)，藍(lán)色光源的缺失，使得照明的白色光源總是無法獲得。藍(lán)光LED的市場(chǎng)價(jià)值巨大，也是當(dāng)時(shí)世界性的攻關(guān)難題，引無數(shù)科學(xué)英雄競(jìng)折腰。

1973年，當(dāng)時(shí)在日本松下電器公司東京研究所的赤崎勇最早開始了藍(lán)光LED的研究。后來，赤崎勇和天野浩在名古屋大學(xué)合作進(jìn)行了藍(lán)光LED的基礎(chǔ)性研發(fā)，1989年首次研發(fā)成功了藍(lán)光LED。

1993年，在日本日亞化工(Nichia Corporation)工作的39歲的中村修二終于發(fā)明了基于氮化鎵和銦氮化鎵的具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的藍(lán)光LED，從而引發(fā)了照明技術(shù)的新革命。憑借此項(xiàng)發(fā)明，他榮獲2006年千禧科技獎(jiǎng)，這相當(dāng)于科技界的諾貝爾!不久之后，人們?cè)谒{(lán)光LED的基礎(chǔ)上加入黃色熒光粉，就得到了白色光LED，利用這種熒光粉技術(shù)可以制造出任何顏色光的LED(如紫色光和粉紅色光)。藍(lán)光和白光LED的出現(xiàn)拓寬了LED的應(yīng)用領(lǐng)域，使全彩色LED顯示、LED照明等應(yīng)用成為可能。

年輕有為 前途無量

目前，照明技術(shù)正在經(jīng)歷一場(chǎng)前所未有的變革，也就是從燈泡和熒光燈到LED的變革。1879年，美國發(fā)明家托馬斯·愛迪生發(fā)明了燈泡，1882年初春，第一批實(shí)用的白熾燈終于問世了，它給千家萬戶帶來了光明和歡樂，白熾燈是愛迪生對(duì)人類最輝煌的貢獻(xiàn)之一。但愛迪生發(fā)明的白熾燈也有缺點(diǎn)，就是其效率很低，約等16流明/瓦，相當(dāng)于僅有4%的電能轉(zhuǎn)化為光能。1900年，彼得·庫珀-休伊特于發(fā)明了熒光燈，其效率高達(dá)70流明/瓦。目前的白光LED則超過300流明/瓦，

被用于照明的白光LED常常建立在高亮度的藍(lán)光LED的基礎(chǔ)之上，后者能激發(fā)一個(gè)熒光磷，這樣藍(lán)色的光被轉(zhuǎn)化成白色的光。這些高質(zhì)量的LED的壽命長(zhǎng)達(dá)10萬小時(shí)，相比之下，熒光燈的壽命是其十分之一，而白熾燈的壽命為其百分之一。白光LED的成本逐漸降低，市場(chǎng)也在急遽擴(kuò)張。在不久的將來，三色LED可能會(huì)取代藍(lán)光LED和熒光磷的組合用于高亮度照明，這一技術(shù)將使得我們可以對(duì)顏色組成進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。現(xiàn)在，我們?cè)贚ED市場(chǎng)上就能看到各種新奇的顏色，如淺綠色和粉紅色等。

另外，鑒于照明占據(jù)全球整個(gè)電能消耗的20%—30%，而新的白光LED的能耗僅為普通燈泡的十分之一，所以，白光LED的使用能為人類節(jié)省大量的能源。同時(shí)，由于LED的壽命長(zhǎng)達(dá)10萬個(gè)小時(shí)，和白熾燈泡的1000個(gè)小時(shí)以及熒光燈的1萬個(gè)小時(shí)相比，LED又幫助節(jié)省了材料的消耗。

今天，基于氮化鎵的LED已經(jīng)成為很多手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)監(jiān)視設(shè)備、電視屏幕等的背照液晶顯示器的關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)出藍(lán)光和紫外線的氮化鎵二極管激光器也被用于高密度的DVD內(nèi)，大大促進(jìn)了音樂、圖片和電影存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。未來，人們或許可以使用發(fā)紫外線的氮化鎵鋁/氮化鎵LED來凈化水，因?yàn)樽贤饩€可以殺死細(xì)菌、病毒以及微生物的DNA。另外，世界上缺乏電網(wǎng)的人口將超過15億，LED燈的出現(xiàn)給他們帶來了希望，因?yàn)長(zhǎng)ED的低功耗，一些當(dāng)?shù)氐牧畠r(jià)太陽能就足以為其供電。

盡管只有20歲，但藍(lán)光LED給人類帶來了極大的福祉，也實(shí)現(xiàn)了諾貝爾獎(jiǎng)創(chuàng)始人阿爾弗雷德·諾貝爾為人類造福的遺愿，得獎(jiǎng)可謂實(shí)至名歸。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)在關(guān)于獲獎(jiǎng)成就的聲明中指出：“白熾燈照亮了20世紀(jì)，那么21世紀(jì)將是被LED燈照亮的。”

LED到底能發(fā)展多遠(yuǎn)，不得而知。也許某天就能開發(fā)出能發(fā)X射線的LED。早期的LED只能應(yīng)用于指示燈、計(jì)算器顯示屏和數(shù)碼手表，但現(xiàn)在開始出現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域。大功率LED器件是目前新興的LED產(chǎn)品，主要被用在照明方面，但這項(xiàng)技術(shù)目前還不是很成熟，主要是因?yàn)榇蠊β蔐ED雖然亮度高，但發(fā)熱量也大，“身價(jià)不菲”。

從1907年半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光理論的提出，到今天LED技術(shù)的無處不在，期間經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)，包括赤崎勇、天野浩和中村修二等在內(nèi)的無數(shù)科學(xué)家為L(zhǎng)ED的發(fā)展付出了巨大的心血，LED所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將是無法比擬的。

諾獎(jiǎng)得主 獎(jiǎng)金都怎么花

       居里夫人投入研究 愛因斯坦全給前妻

今年諾貝爾獎(jiǎng)6日起開始頒發(fā)，在關(guān)注誰獲得獎(jiǎng)項(xiàng)的同時(shí)，獲獎(jiǎng)?wù)咄瑯右矔?huì)面臨800萬克朗(約113萬美元)獎(jiǎng)金該怎么花的問題。

       買房買車

1993年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國遺傳學(xué)家與分子生物學(xué)家菲利普·夏普：買下一棟有百年歷史的老房子。

2001年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、英國生物化學(xué)家保羅·納斯爵士：升級(jí)摩托車。

2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、英國物理學(xué)家彼得·希格斯：買了一輛定制的紫丁香色SUV。

       捐贈(zèng)或投入研究

1995年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、德國分子生物學(xué)家C.N·福爾哈德：用這筆錢建立了一個(gè)慈善團(tuán)體，幫助年輕女性科學(xué)家撫養(yǎng)孩子。

1999年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、細(xì)胞生物學(xué)家甘特·布洛貝爾：將100萬美元獎(jiǎng)金全部轉(zhuǎn)給了德國德累斯頓市政廳，要求用這些錢修復(fù)該市大教堂。

2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國分子神經(jīng)生物學(xué)專家保羅·格林加德：建立了一個(gè)名為“珀?duì)枴っ匪固亍じ窳旨拥陋?jiǎng)”的新獎(jiǎng)項(xiàng)。他以母親的名義建立這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，被稱為“女性諾貝爾獎(jiǎng)”，彌補(bǔ)對(duì)女性的偏見。

2006年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國物理學(xué)家約翰·馬瑟：設(shè)立了Johnand Jane Mather科學(xué)和藝術(shù)基金，用于資助舞蹈藝術(shù)、研究生獎(jiǎng)學(xué)金、美國國家航空航天局實(shí)習(xí)生旅游補(bǔ)助和其他項(xiàng)目。

1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)和1911年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者居里夫人：投入研究。

       補(bǔ)貼家用

1993年醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國生物學(xué)家理查德·羅伯茨：用部分獎(jiǎng)金在家門前的草坪安裝槌球裝置。

1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者愛因斯坦：將所有獎(jiǎng)金留給了第一個(gè)妻子和兩個(gè)兒子。

       趣聞

       屢現(xiàn)“夫妻檔” 是巧合嗎?

今年諾獎(jiǎng)得主梅-布里特提及婚姻在她研究中的作用時(shí)說，她和丈夫有相同的愿景，樂于相互溝通和理解，并致力于解決兩人共同關(guān)心的問題。“當(dāng)突然想到一個(gè)問題的時(shí)候，你能馬上(和丈夫)探討，而不是(不得不)計(jì)劃在一周、兩周或三周后開一次會(huì)，效果截然不同，”梅-布里特說。

位于瑞典首都斯德哥爾摩的諾貝爾博物館館長(zhǎng)古斯塔夫·凱爾斯特蘭德認(rèn)為，“已婚夫婦經(jīng)常是一個(gè)好團(tuán)隊(duì)，他們可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外不斷交換思想，”凱爾斯特蘭德說，“這是好的(研究途徑)，因?yàn)槟阕趯?shí)驗(yàn)室的時(shí)候，不一定會(huì)迸發(fā)出最好的觀點(diǎn)。”

       四大夫妻檔

開創(chuàng)諾獎(jiǎng)“夫妻檔”先河的是居里夫婦。波蘭裔法國人瑪里·居里和丈夫皮埃爾·居里1903年獲物理學(xué)獎(jiǎng)。

1935年，居里夫婦的女兒伊雷娜·約里奧-居里和丈夫弗雷德里奧·約里奧一起成為諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主。

1947年，美國人卡爾·科里和格蒂·科里夫婦獲醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

2014年10月6日，挪威科學(xué)家夫婦梅-布里特·莫澤和愛德華·莫澤獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

       預(yù)告

2014年剩余諾獎(jiǎng)公布時(shí)間

化學(xué)獎(jiǎng) 北京時(shí)間8日17時(shí)45分

和平獎(jiǎng) 北京時(shí)間10日17時(shí)

經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng) 北京時(shí)間13日19時(shí)

文學(xué)獎(jiǎng) 瑞典皇家科學(xué)院規(guī)定，公布時(shí)間另行通知。