他是唯一一个两次获得诺贝尔物理学奖的人，化身绝世好男人
他是唯一一个两次获得诺贝尔物理学奖的人，化身绝世好男人
希望半月卿城
每一个成功男人的背后，都有着一个，被男人宠爱的女人。日北京时间17点45分许，诺贝尔物理学奖正式公布，今年获得诺贝尔物理学奖的分别是：美国物理学家雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什。因构思和设计激光干涉仪引力波天文台LIGO，对直接探测引力波做出杰出贡献，因此荣获2017年诺贝尔物理学奖。雷纳·韦斯（Rainer Weiss）、基普·索恩（Kip Thorne）和巴里·巴里什（Barry Barish）他们做出的杰出贡献，让人类对这个世界的认识更进一步。也为人类未来科技的发展，提供了重要的理论依据。这让阿光想到了一个人，他是世界上第一个也是唯一一个，两次获得诺贝尔物理学奖的人。他名叫「约翰·巴丁」他获得了1956年和1972年诺贝尔物理学奖，他的发明和理论，至今还在为人类科技的进步和发展，做出巨大的贡献。首先，阿光现介绍一下，两次获得诺贝尔奖有多难。从诺贝尔奖设立至今，两获诺贝尔奖的人仅有4人，而在同一领域两获诺贝尔奖的只有2人，而约翰·巴丁就是这两人中的第一人。但是这些都不算什么，约翰·巴丁最让人印象深刻的，当属他对妻子的疯狂宠爱。故事要从1908年说起。巴丁出生于美国咸斯康星州的麦迪逊。他不像其他传奇科学家，从小被人当做笨蛋或怪胎，反而非常的聪明。在上小学一年级的时候，他就对父母说“这学校里的课程，简直简单得不像话。而且平时还要装成不懂的样子，真的感到心累啊。”于是后来他便不再隐藏实力，“我只想说，在座的各位都是垃圾”于是他9岁就参加小升初的考试，在上初中之后，他依然觉得太简单了。于是又一声不吭参加了中考，考上了高中。甚至在他14岁之前，就读完大学预科课程，15岁就被威斯康辛大学录取，可以说是名副其实的天才儿童。图与文无关上高中的时候，因为自己的聪明才智，完全碾压他所有的同学，所以与他能有共同话题的朋友，几乎没有几个。但是进入大学后，他终于找到了能和他愉快聊天的人。就是那些名声显赫的科学家。请光友们想象一下，一个15岁的小孩子，跟着一群四五十岁的老教授一起，谈论得兴高采烈的画面。不过大学生活，终归是多姿多彩的，除了跟各领域的科学家们聊天，他也会跟着同学们一起玩，偶尔泡泡妞还是很拿手的。21岁机电工程硕士毕业后，巴丁留校担任电机工程研究助理。21岁就当上了研究助理，我们很多人21岁学士学位都还没拿到呢。1930年到1933年期间，巴丁在匹兹堡海湾实验研究所，从事地球磁场及重力场勘测方法的研究。有一次他来到普林斯顿大学访友，结果就是这次的拜访，让他遇到了他宠爱一生的那个女人。于是为了接近她，1933年巴丁特意跑到普林斯顿大读研究生，钻研数学和物理。这一段初衷不纯的求学历程，不仅开始了一段男卑女尊的恋爱，还让他踏入了固体物理学的世界。身为一个年轻小伙，他平时也非常喜欢各类运动。常常用一个劣质收音机，来收听橄榄球比赛的转播。但是低劣的音质让他实在无法忍受，于是这个天才的理工男，下定决心，要发明出功率更大、耗电更小的半导体器件。以替代性能低劣的电子管。因此他加入了著名的贝尔实验室，开始捣鼓起自己的发明。1948年的一天，他和他的两位小伙伴一起，正试图利用半导体晶体，把声音信号放大。就在这时他们突然发现，他们制造的器件，不仅放大了声音信号，还可以对电流有控制作用。一个颠覆世界的晶体管，就这样诞生了！在很短的时间里，晶体管的发明轰动了全世界，凭借着优异的性能，晶体管开启了全新的电子时代。可以说如果没有晶体管，如今的电视、电脑、手机，就完全不可能存在，光友们也就没有机会隔着手机，看阿光写的这些故事了。凭借这项研究成果，1956年的诺贝尔物理学奖颁发给了巴丁以及他的合作伙伴肖克利和布拉坦。尽管他获得了科学界最高荣誉，但是他回到家中之后，仍旧会变回那疯狂的宠妻狂魔。有一次他回来晚了，他静悄悄的来到了厨房，并轻声细语的对老婆说到：“亲爱的，对不起！我今天发明了一样东西，所以回来得有点晚。”然后顺势拿过老婆手里的平底锅，开始做起菜来。。。不仅他一天如此，从1938年与妻子麦克斯韦结婚后，全家的饭菜都由他一个人做。包括领取诺贝尔奖那天，他依然还是在做饭。听到自己女儿兴冲冲的从屋外跑回来，告诉他获得诺贝尔奖时，他因为兴奋不小心把为老婆煎的鸡蛋，连同平底锅一起弄地上了，为此他还在心疼了好一阵子。他对老婆的宠爱可以说是远近闻名。甚至在获得诺贝尔奖的第二天，当地报纸的头条写的竟然是：“本地一女子丈夫获得诺贝尔奖。”既然翻过了一座高山，那么接下来也不能闲着，要继续挑战第二座高山。但是1951年时，巴丁遭到了和肖克利的打压，肖克利不让他参与到晶体管后续的研究，希望自己成为这方面的权威。被誉为晶体管之父的威廉·肖克利因此巴丁十分恼火却又无能为力。最终只能离开了贝尔实验室，到伊利诺伊大学香槟分校任教。在1950年代早期，巴丁就已经开始考虑超导电性的问题。其实这个问题早在他大学时期，就已经非常的感兴趣了。并且这个现象在当时非常热门，包括爱因斯坦和费曼在内，都在试图解释其中的原理，但却没有一个人真正的成功。阿尔伯特·爱因斯坦巴丁在研究过程当中，意识到电子与声子的相互作用，是解决问题的关键。1953年，施里弗来到伊利诺伊大学，并在巴丁的指导下攻读物理学博士学位，还选择超导问题作为博士论文题目。利昂·库珀刚从哥伦比亚大学获得博士学位的利昂·库柏，在普林斯顿高等研究院的杨振宁推荐下，开始与巴丁和施里弗进行合作。在1957年的时候，巴丁、库珀和施里弗三人，共同创立了BCS理论，对超导电性做出了合理的解释。他们三人也因此获得1972年诺贝尔物理学奖。巴丁也成为第一位，也是目前为止唯一一位，约翰·巴丁、利昂·库珀、罗伯特·施里弗然而就算是拥有了如此巨大的成就，他仍旧是那个天天做饭，与邻居一起烤肉，偶尔去打打高尔夫球的宠妻狂魔。对于所有的褒奖，似乎都没有他眼中的妻子重要。从小就是天才，两次获得诺贝尔物理学奖，约翰·巴丁的成就少有人能够比肩，但他却不骄不躁，为了家庭、为了妻子，化身为绝世好男人，与最爱的那个女人甜蜜到老。
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诺贝尔物理学奖幕后：刷屏的“引力波”得益于AI技术的进步
在近一个世纪前，爱因斯坦就曾在相对论中预言时空结构中存在波动，即引力波。后来，一批科学家组成“激光干涉引力波天文台”（LIGO）项目在日首次探测到一个双黑洞系统合并的引力波信号，当时就在天体物理学界引发了一场革命，那时候参与发现引力波的研究团队就被锁定是诺贝尔物理学奖的热门人选。之后科学界又三次探测到了引力波的存在，最近一次是美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)和欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器两个项目组在一份声明中说，最新的引力波信号于今年8月14日被探测到，与前3次类似，均由双黑洞合并产生。据了解，这两个黑洞距离地球约18亿光年，合并前的质量分别相当于31个和25个太阳，合并后的总质量相当于53个太阳，约3个太阳的质量转变成能量以引力波的形式释放。不出所料，2017年诺贝尔物理学奖终于颁给了“引力波”研究团队，包含美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩等，以表彰他们为“激光干涉引力波天文台”（LIGO）项目和发现引力波所作的贡献。一时间，“引力波”得到了各界关注，可啥是引力波呢？简单说，这个引力波概念来源于爱因斯坦的广义相对论，我们都知道，相对论总是在探讨一些时空和物质的辩证关系，而引力波的观点就是物质会引起时空的涟漪与弯曲，而时空弯曲通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量，其速度接近光速，极端的案例就是黑洞，其质量超大造成时空扭曲，光线都跑不掉滑进去了，我们听说过水波，声波，电波，这个就叫引力波吧。因为我们主流的基础物理科学知识都是基于牛顿的万有引力理论嘛，任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，爱因斯坦认为这个理论是肤浅的，进一步研究万有引力什么的根本不存在，之所以看上去是引力的效果是因为时空扭曲造成的现象。如果万有引力定律是不对的，那我们现在的主流物理学知识是不是走上了歧途？这TM就很尴尬了，谁对谁错还是交给科学家们去进一步研究吧。不过话说回来，宇宙科学的研究目前也在用到越来越多的人工智能的分析技术，比如引力波的探测与发现。LIGO科学合作组织理事会成员曹军威表示：“捕捉引力波最大的挑战在于LIGO数据的采样频率特别高，达到每秒16000次以上，采样信道达上万个，数据量特别大，采用机器学习等数据处理方法，能够提高数据处理效率。”据了解， LIGO探测器由10个子系统组成，其中之一是数据和计算系统（Data and ComputingSystems， DSC）。 LIGO获取的数据不但包括激光干涉仪引力波探测器输出的数据，还包括了各种独立的对探测器的环境和探测器设备状态进行监控的探测器和纪录仪，对诸如温度﹑气压﹑风力﹑大雨﹑冰雹﹑地表震动﹑声响﹑电场﹑磁场等环境条件进行监测，以及对引力波探测器内部的平面镜和透镜的位置等探测器自身状态进行监测的数据。在数据获取方面，例如在初级LIGO汉福德天文台，DAQ的H1和H2干涉仪记录共12733个通道，其中1279个是快速通道（数字化速率在2048 Sa /秒或16384 Sa/秒）。升级的LIGO设计为记录大于300000个通道的数据采集，其中大约3000个快速通道。这是典型的大数据分析处理问题，需要强大的计算资源与先进的算法，才能有效处理如此巨大的数据量。在搜寻引力波信号中，采用的是匹配滤波技术。匹配滤波是基于波形分析的技术，要求对引力波波源建立合理的物理模型，根据模型产生成千上万的模板，用这些模板去匹配引力波数据中信号，从而找到相关的事件。此外，与望远镜不同的是，引力透镜会将物体扭曲成模糊的环和弧线，因此理解难度相当大，而将人工智能神经网络应用到对引力波图像的分析上，会比原本的方法快1000万倍，神经网络能够发现新的镜头并确定它们的属性、质量分布以及背景星系的放大水平。博士后研究员劳伦斯·佩雷纳德·勒瓦瑟尔说，“神经网络将帮助我们识别有趣的物体并快速分析它们，这将给我们更多的时间来探索关于宇宙的问题。”目前来看，人工智能应用于引力波大数据分析处理上，至少有几个方面值得关注：①有监督学习：匹配滤波器法需要知道信号的波形，这次引力波应变数据分析是与海量波形库中的波形匹配，显然是一个计算工作量巨大的过程，如何提高搜索效率，降低对计算资源的消耗，无疑是值得去深入研究的。②无监督学习：在引力波探测中, 大量事件的波形是未知的，对于超新星和旋转中子星，目前的天文观测积累还无法给出一个它们所释放引力波强度的理论估计，这需要采用无监督学习算法来发现引力波数据中未知的模式。③集成学习策略：这次探测到的双黑洞并合的引力波之外的连续引力波、原初引力波等等其他类型的引力波还没有被探测到，例如来自旋转中子星的连续引力波，除了对探测器的灵敏度要求更高之外，对数据分析的能力也提出极高的要求。天文科学研究离我们普通人太远，研究引力波数据分析技术虽然没有直接的商业价值，但后续可考虑技术（算法）迁移，将发展的大数据分析处理技术应用到其他商业领域，或者其他学术研究上产生价值。引力波数据分析大部分是采用了一维信号处理技术，这可迁移到光谱数据分析，FAST探测数据分析，脑电数据分析等方面。其实，人工智能技术很早就被应用于太空探索中，包括计算机视觉、语音识别、自然语言处理以及机器学习等，探测器帮助我们获取来自宇宙的图像、信息、数据，然后传回地球，帮助人类提升理解宇宙的能力，而之后AI发挥的作用将会越来越大，宇宙科学的探索对AI技术的磨练也将终将惠及整个人类社会。就像之前偶然听到的一句台词：如果你仰望星空，你会看到一个苹果，如果你看到一个苹果你会研究它的来历，如果你研究它的来历你会探索一个定律，如果探索一个定律你会想要一个结论，如果你想要一个结论你会陷入矛盾，如果你陷入矛盾你需要仰望星空。宇宙探索、AI技术、人类社会，大概就是这样的辩证轮回关系，这样的轮回也不断激发着人类文明产生源源不断的想象力和发展动力。
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&&&&出题：南都记者&刘雪&&&&一年一度的诺贝尔奖项陆续揭幕了。诺奖很高大上，但如果你认为，诺奖是跟我们风马牛不相及的天外物，只能说这是一个错误。诺贝尔奖从来都不是世外山水，它跟我们的生活息息相关，影响并改变着我们的生活。今天，作业君就带你重新认识诺奖。&&&&常识篇&&&&●诺贝尔奖项的设立源自硝化甘油炸药发明者、瑞典人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔。那么问题来了，如果要将诺贝尔本人纳入评奖人选，可能是哪个奖项？&&&&A&.诺贝尔化学奖&&&&B.诺贝尔生理学和医学奖&&&&C.诺贝尔经济学奖&&&&D&.诺贝尔物理学奖&&&&●诺贝尔奖的奖项设立受其所处时代限制，下列选项中哪个奖项不存在？&&&&A&.诺贝尔经济学奖　B.诺贝尔化学奖&&&&C.诺贝尔物理学奖　D&.诺贝尔数学奖&&&&●今年诺奖奖金为900万瑞典克朗，折合约740万元人民币。这些奖金来源哪里？&&&&A&.全球企业家捐赠&&&&B.瑞典政府投资&&&&C.诺贝尔基金投资收益&&&&D&.诺贝尔遗产本金&&&&●下列哪个奖项是诺贝尔本人所不知道的，他当年的遗嘱中并未提及，而是由瑞典银行在1968年增设？&&&&A&.物理学奖&&&&B.生理学和医学奖&&&&C.数学奖&&&&D&.经济学奖&&&&学习篇&&&&●低温冷冻电子显微术获得今年诺贝尔化学奖，如果有朋友问起，什么是低温冷冻电镜，以下何种通俗易懂的解释比较接近？&&&&A&.运行中分子的高清照片&&&&B.“抓拍”分子的“照相机”&&&&C.模拟分子的运行路径&&&&D&.生命分子的“催眠术”&&&&●今年，3名美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬克隆通过对一种动物的实验，发现“周期”基因，从而找到了生物钟的“振荡器”。他们用作实验的动物是什么？&&&&A&.老鼠　B.蜜蜂&&&&C.青蛙　D&.果蝇&&&&●美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩获得今年诺贝尔物理学奖，就是因为他们在“激光干涉引力波天文台”项目和发现引力波方面的贡献。关于引力波的描述，比较合适的说法是？&&&&A&.宇宙的吸引力&&&&B.未来的黑洞&&&&C.固体的波纹&&&&D&.时空的涟漪&&&&●2015年的诺贝尔生理学和医学奖项获得者之一中国科学家屠呦呦，她发现的青蒿素被用于治疗下列哪种疾病？&&&&A&.癌症　B.艾滋病&&&&C.疟疾　D&.登革热&&&&生活篇&&&&●今年长假，“朋友圈摄影大赛”照例举行，手机、单反相机、胶片相机等拍摄的照片色彩纷呈。这要感谢1908年诺贝尔物理学奖获得者加布里埃尔·李普曼，他发明的干涉彩色摄影技术让照片有了色彩。他是哪国科学家呢？&&&&A&.美国　B.英国　C.德国　D&.法国&&&&●国庆长假，光纤网络的普及让你以“葛优躺”的姿势在家看视频或玩游戏，而不存在任何“卡机”。这要感谢2009年诺奖获得者高琨，他提出用光代替电流，用玻璃纤维代替导线，使得光纤通信成为可能。他获得的是哪个奖项？&&&&A&.诺贝尔化学奖　B.诺贝尔物理学奖&&&&C.诺贝尔生理学和医学奖　D&.诺贝尔经济奖&&&&●“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹获得2010年诺贝尔生理学和医学奖。你知道世界上第一例试管婴儿何时诞生吗？&&&&A&.1978年　B.1951年&&&&C.1985年　D&.1990年&&&&●下列哪项科学技术已被广泛应用，并曾先后6次获得诺贝尔科学奖项？&&&&A&.核磁共振　B.X射线&&&&C.集成电路&&&&D&.破解遗传密码在蛋白质中的作用&&&&答案：1-4：A&D&C&D&5-8：B&D&D&D&9-12：D&B&A&A登录人民网通行证 &&&
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