日本科學家分別在哪裡
1. 二戰日本的核物理學家有哪些人
當時,日本的核物理學家有仁科芳雄、西川正治、二階義男、菊池正士、嗟峨根遼吉、鈴木辰三郎等。
仁科芳雄(1890年12月6日-1951年1月10日)是一位日本物理學家,也是日本近代物理的奠基人,被稱為日本物理之父。他曾是理化學研究所的研究人員,指導過許多著名日本物理學家,包括諾貝爾物理學獎得主湯川秀樹與朝永振一郎。 他在第二次世界大戰期間領導日本核研究計劃。
仁科芳雄主任研究員繼續作為開發責任者,並將該項研究按照「仁科」的諧音,定名為「NI號研究」作為暗號。此項研究一直持續到「二戰」結束前兩個月的1945年6月,不過,因為鈾濃縮的失敗以及缺乏天然鈾原料,並未成功。
朝永振一郎(1906—1979年),日本理論物理學家,1965年諾貝爾物理學獎得主。
朝永振一郎,1906年3月31日生於日本東京。1929年畢業於京都大學理學部物理學科。隨後在玉城嘉七郎研究室任臨時見習研究生。3年之後,赴東京理化研究所,在仁科芳雄研究室當研究員。1937年留學德國,在W.K.海森伯的領導下研究原子核理論和量子理論。1939年底,回國接受東京帝國大學的理學博士學位。1941年,任東京文理科大學物理學教授,提出量子場論的超多時理論。第二次世界大戰期間,曾經研究雷達技術中磁控管的理論,發表了《分割陽極磁電管理論》的論文。戰後繼續研究和發展他的超多時理論和介子耦合理論,同時參與《理論物理進展》的創辦工作
2. 三位科學家獲300萬美元物理學突破獎,為什麼沒有一位是中國人
昨天,瑞典皇家科學院宣布,將2014年諾貝爾物理學獎授予日本科學家赤崎勇和天野浩以及美籍日裔科學家中村修二,以表彰他們發現了新型節能的環保光源,也就是藍色LED燈。今天,我們就借著這三位科學家獲獎的喜訊,再來了解一下他們發明的藍色LED燈厲害在哪裡?
今年的諾貝爾物理學獎與光有關,這一獎項授予日本科學家赤崎勇、天野浩以及美籍日裔科學家中村修二。北京時間昨天下午,瑞典皇家科學院常任秘書諾爾馬克宣布2014年諾貝爾物理學獎獲獎名單,將連續幾天對該獎項獲獎者的種種猜測畫上句號。
惠及全人類的藍色LED發明已經過了20年,這20年裡,LED的迅速發展和廣泛使用已經足以顯現出它的貢獻。為什麼20年後三位發明者才享受到諾貝爾獎的殊榮?中科院物理所研究員陳宏認為:
陳宏:原來的諾貝爾物理學獎獲得者從理論上跟物理的基本問題更接近一些,因為藍光LED他其實主要解決的是技術問題,而不是物理問題。
三名獲獎者將平分約合111萬美元的諾貝爾物理學獎獎金。當然,相比於藍色LED燈給他們帶來的龐大經濟效益,這筆獎金數額已不值一提。
3. 你都知道那些科學家他(她)們都有哪些科學成就
張衡——地動儀
祖沖之——圓周率
僧一行——子午線
加利略——力學
牛頓——萬有引力
盧瑟福——原子模型
波爾——量子力學
哈勃——宇宙膨脹理論
哥白尼——日心說
達爾文——進化論
少年牛頓
牛頓:1643年1月4日,在英格蘭林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭里,牛頓誕生了。牛頓是一個早產兒,出生時只有三磅重,接生婆和他的親人都擔心他能否活下來。誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位震古爍今的科學巨人,並且竟活到了85歲的高齡。
牛頓出生前三個月父親便去世了。在他兩歲時,母親改嫁給一個牧師,把牛頓留在外祖母身邊撫養。11歲時,母親的後夫去世,母親帶著和後夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言,性格倔強,這種習性可能來自它的家庭處境。
大約從五歲開始,牛頓被送到公立學校讀書。少年時的牛頓並不是神童,他資質平常,成績一般,但他喜歡讀書,喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物,並從中受到啟發,自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意,如風車、木鍾、折疊式提燈等等。
傳說小牛頓把風車的機械原理摸透後,自己製造了一架磨坊的模型,他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上,然後在輪子的前面放上一粒玉米,剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不斷的跑動,於是輪子不停的轉動;又一次他放風箏時,在繩子上懸掛著小燈,夜間村人看去驚疑是彗星出現;他還製造了一個小水鍾。每天早晨,小水鍾會自動滴水到他的臉上,催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻,尤其喜歡刻日晷,家裡牆角、窗檯上到處安放著他刻畫的日晷,用以驗看日影的移動。
牛頓12歲時進了離家不遠的格蘭瑟姆中學。牛頓的母親原希望他成為一個農民,但牛頓本人卻無意於此,而酷愛讀書。隨著年歲的增大,牛頓越發愛好讀書,喜歡沉思,做科學小實驗。他在格蘭瑟姆中學讀書時,曾經寄宿在一位葯劑師家裡,使他受到了化學試驗的熏陶。
牛頓在中學時代學習成績並不出眾,只是愛好讀書,對自然現象由好奇心,例如顏色、日影四季的移動,尤其是幾何學、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記,又喜歡別出心裁的作些小工具、小技巧、小發明、小試驗。
當時英國社會滲透基督教新思想,牛頓家裡有兩位都以神父為職業的親戚,這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環境和活動中,還看不出幼年的牛頓是個才能出眾異於常人的兒童。
後來迫於生活,母親讓牛頓停學在家務農,贍養家庭。但牛頓一有機會便埋首書卷,以至經常忘了幹活。每次,母親叫他同傭人一道上市場,熟悉做交易的生意經時,他便懇求傭人一個人上街,自己則躲在樹叢後看書。有一次,牛頓的舅父起了疑心,就跟蹤牛頓上市鎮去,發現他的外甥伸著腿,躺在草地上,正在聚精會神地鑽研一個數學問題。牛頓的好學精神感動了舅父,於是舅父勸服了母親讓牛頓復學,並鼓勵牛頓上大學讀書。牛頓又重新回到了學校,如飢似渴地汲取著書本上的營養。
求學歲月
1661年,19歲的牛頓以減費生的身份進入劍橋大學三一學院,靠為學院做雜務的收入支付學費,1664年成為獎學金獲得者,1665年獲學士學位。
17世紀中葉,劍橋大學的教育制度還滲透著濃厚的中世紀經院哲學的氣味,當牛頓進入劍橋時,哪裡還在傳授一些經院式課程,如邏輯、古文、語法、古代史、神學等等。兩年後三一學院出現了新氣象,盧卡斯創設了一個獨辟蹊徑的講座,規定講授自然科學知識,如地理、物理、天文和數學課程。
講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個博學的科學家。這位學者獨具慧眼,看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。於是將自己的數學知識,包括計算曲線圖形面積的方法,全部傳授給牛頓,並把牛頓引向了近代自然科學的研究領域。
在這段學習過程中,牛頓掌握了算術、三角,讀了開普勒的《光學》,笛卡爾的《幾何學》和《哲學原理》,伽利略的《兩大世界體系的對話》,胡克的《顯微圖集》,還有皇家學會的歷史和早期的哲學學報等。
牛頓在巴羅門下的這段時間,是他學習的關鍵時期。巴羅比牛頓大12歲,精於數學和光學,他對牛頓的才華極為贊賞,認為牛頓的數學才超過自己。後來,牛頓在回憶時說道:「巴羅博士當時講授關於運動學的課程,也許正是這些課程促使我去研究這方面的問題。」
當時,牛頓在數學上很大程度是依靠自學。他學習了歐幾里得的《幾何原本》、笛卡兒的《幾何學》、沃利斯的《無窮算術》、巴羅的《數學講義》及韋達等許多數學家的著作。其中,對牛頓具有決定性影響的要數笛卡兒的《幾何學》和沃利斯的《無窮算術》,它們將牛頓迅速引導到當時數學最前沿~解析幾何與微積分。1664年,牛頓被選為巴羅的助手,第二年,劍橋大學評議會通過了授予牛頓大學學士學位的決定。
1665~1666年嚴重的鼠疫席捲了倫敦,劍橋離倫敦不遠,為恐波及,學校因此而停課,牛頓於1665年6月離校返鄉。
由於牛頓在劍橋受到數學和自然科學的熏陶和培養,對探索自然現象產生濃厚的興趣,家鄉安靜的環境又使得他的思想展翅飛翔。1665~1666年這段短暫的時光成為牛頓科學生涯中的黃金歲月,他在自然科學領域內思潮奔騰,才華迸發,思考前人從未思考過的問題,踏進了前人沒有涉及的領域,創建了前所未有的驚人業績。
1665年初,牛頓創立級數近似法,以及把任意冪的二項式化為一個級數的規則;同年11月,創立正流數法(微分);次年1月,用三棱鏡研究顏色理論;5月,開始研究反流數法(積分)。這一年內,牛頓開始想到研究重力問題,並想把重力理論推廣到月球的運動軌道上去。他還從開普勒定律中推導出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說,說的也是此時發生的軼事。
總之,在家鄉居住的兩年中,牛頓以比此後任何時候更為旺盛的精力從事科學創造,並關心自然哲學問題。他的三大成就:微積分、萬有引力、光學分析的思想都是在這時孕育成形的。可以說此時的牛頓已經開始著手描繪他一生大多數科學創造的藍圖。
1667年復活節後不久,牛頓返回到劍橋大學,10月1日被選為三一學院的仲院侶(初級院委),翌年3月16日獲得碩士學位,同時成為正院侶(高級院委)。1669年10月27日,巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職,26歲的牛頓晉升為數學教授,並擔任盧卡斯講座的教授。巴羅為牛頓的科學生涯打通了道路,如果沒有牛頓的舅父和巴羅的幫助,牛頓這匹千里馬可能就不會馳騁在科學的大道上。巴羅讓賢,這在科學史上一直被傳為佳話。
偉大的成就~建立微積分
在牛頓的全部科學貢獻中,數學成就佔有突出的地位。他數學生涯中的第一項創造性成果就是發現了二項式定理。據牛頓本人回憶,他是在1664年和1665年間的冬天,在研讀沃利斯博士的《無窮算術》時,試圖修改他的求圓面積的級數時發現這一定理的。
笛卡爾的解析幾何把描述運動的函數關系和幾何曲線相對應。牛頓在老師巴羅的指導下,在鑽研笛卡爾的解析幾何的基礎上,找到了新的出路。可以把任意時刻的速度看是在微小的時間范圍里的速度的平均值,這就是一個微小的路程和時間間隔的比值,當這個微小的時間間隔縮小到無窮小的時候,就是這一點的准確值。這就是微分的概念。
求微分相當於求時間和路程關系得在某點的切線斜率。一個變速的運動物體在一定時間范圍里走過的路程,可以看作是在微小時間間隔里所走路程的和,這就是積分的概念。求積分相當於求時間和速度關系的曲線下面的面積。牛頓從這些基本概念出發,建立了微積分。
微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題,才創立這種和物理概念直接聯系的數學理論的,牛頓稱之為"流數術"。它所處理的一些具體問題,如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等,在牛頓前已經得到人們的研究了。但牛頓超越了前人,他站在了更高的角度,對以往分散的努力加以綜合,將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的演算法——微分和積分,並確立了這兩類運算的互逆關系,從而完成了微積分發明中最關鍵的一步,為近代科學發展提供了最有效的工具,開辟了數學上的一個新紀元。
牛頓沒有及時發表微積分的研究成果,他研究微積分可能比萊布尼茨早一些,但是萊布尼茨所採取的表達形式更加合理,而且關於微積分的著作出版時間也比牛頓早。
在牛頓和萊布尼茨之間,為爭論誰是這門學科的創立者的時候,竟然引起了一場悍然大波,這種爭吵在各自的學生、支持者和數學家中持續了相當長的一段時間,造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國,囿於民族偏見,過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前,因而數學發展整整落後了一百年。
應該說,一門科學的創立決不是某一個人的業績,它必定是經過多少人的努力後,在積累了大量成果的基礎上,最後由某個人或幾個人總結完成的。微積分也是這樣,是牛頓和萊布尼茨在前人的基礎上各自獨立的建立起來的。
1707年,牛頓的代數講義經整理後出版,定名為《普遍算術》。他主要討論了代數基礎及其(通過解方程)在解決各類問題中的應用。書中陳述了代數基本概念與基本運算,用大量實例說明了如何將各類問題化為代數方程,同時對方程的根及其性質進行了深入探討,引出了方程論方面的豐碩成果,如,他得出了方程的根與其判別式之間的關系,指出可以利用方程系數確定方程根之冪的和數,即「牛頓冪和公式」。
牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心,給出密切線圓(或稱曲線圓)概念,提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。並將自己的許多研究成果總結成專論《三次曲線枚舉》,於1704年發表。此外,他的數學工作還涉及數值分析、概率論和初等數論等眾多領域。
偉大的成就~對光學的三大貢獻
在牛頓以前,墨子、培根、達·芬奇等人都研究過光學現象。反射定律是人們很早就認識的光學定律之一。近代科學興起的時候,伽利略靠望遠鏡發現了「新宇宙」,震驚了世界。荷蘭數學家斯涅爾首先發現了光的折射定律。笛卡爾提出了光的微粒說……
牛頓以及跟他差不多同時代的胡克、惠更斯等人,也象伽利略、笛卡爾等前輩一樣,用極大的興趣和熱情對光學進行研究。1666年,牛頓在家休假期間,得到了三棱鏡,他用來進行了著名的色散試驗。一束太陽光通過三棱鏡後,分解成幾種顏色的光譜帶,牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住,只讓一種顏色的光在通過第二個三棱鏡,結果出來的只是同樣顏色的光。這樣,他就發現了白光是由各種不同顏色的光組成的,這是第一大貢獻。
牛頓為了驗證這個發現,設法把幾種不同的單色光合成白光,並且計算出不同顏色光的折射率,精確地說明了色散現象。揭開了物質的顏色之謎,原來物質的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年,牛頓把自己的研究成果發表在《皇家學會哲學雜志》上,這是他第一次公開發表的論文。
許多人研究光學是為了改進折射望遠鏡。牛頓由於發現了白光的組成,認為折射望遠鏡透鏡的色散現象是無法消除的(後來有人用具有不同折射率的玻璃組成的透鏡消除了色散現象),就設計和製造了反射望遠鏡。
牛頓不但擅長數學計算,而且能夠自己動手製造各種試驗設備並且作精細實驗。為了製造望遠鏡,他自己設計了研磨拋光機,實驗各種研磨材料。公元1668年,他製成了第一架反射望遠鏡樣機,這是第二大貢獻。公元1671年,牛頓把經過改進得反射望遠鏡獻給了皇家學會,牛頓名聲大震,並被選為皇家學會會員。反射望遠鏡的發明奠定了現代大型光學天文望遠鏡的基礎。
同時,牛頓還進行了大量的觀察實驗和數學計算,比如研究惠更斯發現的冰川石的異常折射現象,胡克發現的肥皂泡的色彩現象,「牛頓環」的光學現象等等。
牛頓還提出了光的「微粒說」,認為光是由微粒形成的,並且走的是最快速的直線運動路徑。他的「微粒說」與後來惠更斯的「波動說」構成了關於光的兩大基本理論。此外,他還製作了牛頓色盤等多種光學儀器。
偉大的成就~構築力學大廈
牛頓是經典力學理論的集大成者。他系統的總結了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。
在牛頓以前,天文學是最顯赫的學科。但是為什麼行星一定按照一定規律圍繞太陽運行?天文學家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發現說明,天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規律——力學規律的支配。
早在牛頓發現萬有引力定律以前,已經有許多科學家嚴肅認真的考慮過這個問題。比如開普勒就認識到,要維持行星沿橢圓軌道運動必定有一種力在起作用,他認為這種力類似磁力,就像磁石吸鐵一樣。1659年,惠更斯從研究擺的運動中發現,保持物體沿圓周軌道運動需要一種向心力。胡克等人認為是引力,並且試圖推到引力和距離的關系。
1664年,胡克發現彗星靠近太陽時軌道彎曲是因為太陽引力作用的結果;1673年,惠更斯推導出向心力定律;1679年,胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律,推導出維持行星運動的萬有引力和距離的平方成反比。
牛頓自己回憶,1666年前後,他在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是:在假期里,牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次,象以往屢次發生的那樣,一個蘋果從樹上掉了下來……
一個蘋果的偶然落地,卻是人類思想史的一個轉折點,它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅,引起他的沉思:究竟是什麼原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢?牛頓思索著。終於,他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。
牛頓高明的地方就在於他解決了胡克等人沒有能夠解決的數學論證問題。1679年,胡克曾經寫信問牛頓,能不能根據向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律,來證明行星沿橢圓軌道運動。牛頓沒有回答這個問題。1685年,哈雷登門拜訪牛頓時,牛頓已經發現了萬有引力定律:兩個物體之間有引力,引力和距離的平方成反比,和兩個物體質量的乘積成正比。
當時已經有了地球半徑、日地距離等精確的數據可以供計算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運動的向心力,也證明了在太陽引力作用下,行星運動符合開普勒運動三定律。
在哈雷的敦促下,1686年底,牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書。皇家學會經費不足,出不了這本書,後來靠了哈雷的資助,這部科學史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。
牛頓在這部書中,從力學的基本概念(質量、動量、慣性、力)和基本定律(運動三定律)出發,運用他所發明的微積分這一銳利的數學工具,不但從數學上論證了萬有引力定律,而且把經典力學確立為完整而嚴密的體系,把天體力學和地面上的物體力學統一起來,實現了物理學史上第一次大的綜合。
站在巨人的肩上
牛頓的研究領域非常廣泛,他除了在數學、光學、力學等方面做出卓越貢獻外,他還花費大量精力進行化學實驗。他常常六個星期一直留在實驗室里,不分晝夜的工作。他在化學上花費的時間並不少,卻幾乎沒有取得什麼顯著的成就。為什麼同樣一個偉大的牛頓,在不同的領域取得的成就竟那麼不一樣呢?
其中一個原因就是各個學科處在不同的發展階段。在力學和天文學方面,有伽利略、開普勒、胡克、惠更斯等人的努力,牛頓有可能用已經准備好的材料,建立起一座宏偉壯麗的力學大廈。正象他自己所說的那樣「如果說我看得遠,那是因為我站在巨人的肩上」。而在化學方面,因為正確的道路還沒有開辟出來,牛頓沒法走到可以砍伐材料的地方。
牛頓在臨終前對自己的生活道路是這樣總結的:「我不知道在別人看來,我是什麼樣的人;但在我自己看來,我不過就象是一個在海濱玩耍的小孩,為不時發現比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜,而對於展現在我面前的浩瀚的真理的海洋,卻全然沒有發現。」
這當然是牛頓的謙遜。
怪異的牛頓
牛頓並不善於教學,他在講授新近發現的微積分時,學生都接受不了。但在解決疑難問題方面的能力,他卻遠遠超過了常人。還是學生時,牛頓就發現了一種計算無限量的方法。他用這個秘密的方法,算出了雙曲面積到二百五十位數。他曾經高價買下了一個棱鏡,並把它作為科學研究的工具,用它試驗了白光分解為的有顏色的光。
開始,他並不願意發表他的觀察所得,他的發現都只是一種個人的消遣,為的是使自己在寂靜的書齋中解悶,他獨自遨遊於自己所創造的超級世界裡。後來,在好友哈雷的竭力勸說下,才勉強同意出版他的手稿,才有劃時代巨著《自然哲學的數學原理》的問世。
作為大學教授,牛頓常常忙得不修邊幅,往往領帶不結,襪帶不系好,馬褲也不紐扣,就走進了大學餐廳。有一次,他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差,他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指,錯誤的把它當成通煙斗的通條,硬往煙斗里塞,痛得姑娘大叫,離他而去。牛頓也因此終生未娶。
牛頓從容不迫地觀察日常生活中的小事,結果作出了科學史上一個個重要的發現。他馬虎拖沓,曾經鬧過許多的笑話。一次,他邊讀書,邊煮雞蛋,等他揭開鍋想吃雞蛋時,卻發現鍋里是一隻懷表。還有一次,他請朋友吃飯,當飯菜准備好時,牛頓突然想到一個問題,便獨自進了內室,朋友等了他好久還是不見他出來,於是朋友就自己動手把那份雞全吃了,雞骨頭留在盤子,不告而別了。等牛頓想起,出來後,發現了盤子里的骨頭,以為自己已經吃過了,便轉身又進了內室,繼續研究他的問題。
牛頓晚年
但是由於受時代的限制,牛頓基本上是一個形而上學的機械唯物主義者。他認為運動只是機械力學的運動,是空間位置的變化;宇宙和太陽一樣是沒有發展變化的;靠了萬有引力的作用,恆星永遠在一個固定不變的位置上……
隨著科學聲譽的提高,牛頓的政治地位也得到了提升。1689年,他被當選為國會中的大學代表。作為國會議員,牛頓逐漸開始疏遠給他帶來巨大成就的科學。他不時表示出對以他為代表的領域的厭惡。同時,他的大量的時間花費在了和同時代的著名科學家如胡克、萊布尼茲等進行科學優先權的爭論上。
晚年的牛頓在倫敦過著堂皇的生活,1705年他被安妮女王封為貴族。此時的牛頓非常富有,被普遍認為是生存著的最偉大的科學家。他擔任英國皇家學會會長,在他任職的二十四年時間里,他以鐵拳統治著學會。沒有他的同意,任何人都不能被選舉。
晚年的牛頓開始致力於對神學的研究,他否定哲學的指導作用,虔誠地相信上帝,埋頭於寫以神學為題材的著作。當他遇到難以解釋的天體運動時,竟提出了「神的第一推動力」的謬論。他說「上帝統治萬物,我們是他的僕人而敬畏他、崇拜他」。
1727年3月20日,偉大艾薩克·牛頓逝世。同其他很多傑出的英國人一樣,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著:
讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的
人類榮耀曾經在世界上存在。
參考資料:
4. 田中耕一,2002年獲諾貝爾化學獎
田中耕一 1959年~?
日本
獎項:化學獎
獲獎時間:2002年年
獲獎理由:
他對化學的貢獻類似於約翰·芬恩,因此也得到了1/4的獎金。
日本科學家田中耕一1959年出生於日本富山縣首府富山市,1983年獲日本東北大學學士學位,現任職於京都市島津製作所,為該公司研發工程師,分析測量事業部生命科學商務中心、生命科學研究所主任。他對化學的貢獻類似於約翰·芬恩,因此也得到了1/4的獎金。
生平簡介:
日本科學家田中耕一1959年出生於日本富山縣首府富山市,1983年獲日本東北大學學士學位,現任職於京都市島津製作所,為該公司研發工程師,分析測量事業部生命科學商務中心、生命科學研究所主任。
職業生涯:
這兩項成果一項是美國科學家約翰·芬恩與日本科學家田中耕一「發明了對生物大分子的質譜分析法」,他們兩人將共享2002年諾貝爾化學獎一半的獎金;另一項是瑞士科學家庫爾特·維特里希「發明了利用核磁共振技術測定溶液中生物大分子三維結構的方法」,他將獲得2002年諾貝爾化學獎一半的獎金。
質譜分析法是化學領域中非常重要的一種分析方法。它通過測定分子質量和相應的離子電荷實現對樣品中分子的分析。19世紀末科學家已經奠定了這種方法的基礎,1912年科學家第一次利用它獲得對分子的分析結果。在質譜分析領域,已經出現了幾項諾貝爾獎成果,其中包括氫同位素氘的發現(1934年諾貝爾化學獎成果)和碳60的發現(1996年諾貝爾化學獎成果)。不過,最初科學家只能將它用於分析小分子和中型分子,由於生物大分子比水這樣的小分子大成千上萬倍,因而將這種方法應用於生物大分子難度很大。
盡管相對而言生物大分子很大,但它們在我們看來是非常小的,比如人體內運送氧氣的血紅蛋白僅有千億億分之一克,怎麼測定單個生物大分子的質量呢?科學家在傳統的質譜分析法基礎上發明了一種新方法:首先將成團的生物大分子拆成單個的生物大分子,並將其電離,使之懸浮在真空中,然後讓它們在電場的作用下運動。不同質量的分子通過指定距離的時間不同,質量小的分子速度快些,質量大的分子速度慢些,通過測量不同分子通過指定距離的時間,就可計算出分子的質量。
這種方法的難點在於生物大分子比較脆弱,在拆分和電離成團的生物大分子過程中它們的結構和成分很容易被破壞。為了打掉這只「攔路虎」,美國科學家約翰·芬恩與日本科學家田中耕一發明了殊途同歸的兩種方法。約翰·芬恩對成團的生物大分子施加強電場,田中耕一則用激光轟擊成團的生物大分子。這兩種方法都成功地使生物大分子相互完整地分離,同時也被電離。它們的發明奠定了科學家對生物大分子進行進一步分析的基礎。
如果說第一項成果解決了「看清」生物大分子「是誰」的問題,那麼第二項成果則解決了「看清」生物大分子「是什麼樣子」的問題。
第二項成果涉及核磁共振技術。科學家在1945年發現磁場中的原子核會吸收一定頻率的電磁波,這就是核磁共振現象。由於不同的原子核吸收不同的電磁波,因而通過測定和分析受測物質對電磁波的吸收情況就可以判定它含有哪種原子,原子之間的距離多大,並據此分析出它的三維結構。這種技術已經廣泛地應用到醫學診斷領域。
不過,最初科學家只能將這種方法用於分析小分子的結構,因為生物大分子非常復雜,分析起來難度很大。瑞士科學家庫爾特·維特里希發明了一種新方法,這種方法的原理可以用測繪房屋的結構來比喻:我們首先選定一座房屋的所有拐角作為測量對象,然後測量所有相鄰拐角間的距離和方位,據??子中的質子(氫原子核)作為測量對象,連續測定所有相鄰的兩個質子之間的距離和方位,這些數據經計算機處理後就可形成生物大分子的三維結構圖。
這種方法的優點是可對溶液中的蛋白質進行分析,進而可對活細胞中的蛋白質進行分析,能獲得「活」蛋白質的結構,其意義非常重大。1985年,科學家利用這種方法第一次繪制出蛋白質的結構。目前,科學家已經利用這一方法繪制出15-20%的已知蛋白質的結構。
最近兩年來,人類基因組圖譜、水稻基因組草圖以及其他一些生物基因組圖譜破譯成功後,生命科學和生物技術進入後基因組時代。這一時代的重點課題是破譯基因的功能,破譯蛋白質的結構和功能,破譯基因怎樣控制合成蛋白質,蛋白質又是怎樣發揮生理作用等。在這些課題中,判定生物大分子的身份,「看清」它們的結構非常重要。專家認為,在未來20年內,生物技術將蓬勃發展,很可能成為繼信息技術之後推動經濟發展和社會進步的主要動力,由這3位諾貝爾化學獎得主發明的「對生物大分子進行確認和結構分析的方法」將在今後繼續發揮重要作用。
http://ke..com/view/731825.htm
5. 日本近幾年的諾貝爾物理學獎得主有什麼科學成就
2014年:日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二,因發明藍色發光二極體(LED)獲2014年諾貝爾物理學獎。
2015年:日本科學家梶田隆章(Takaaki Kajita)和加拿大科學家阿瑟·麥克唐納(Arthur B. McDonald),因在發現中微子振盪方面所作的貢獻分享2015年諾貝爾物理學獎。
6. 我印象里日本有一位沒有什麼高職稱的科學家在近幾年獲得了諾貝爾獎,請問是誰
田中耕一:沒人知道他是誰
所有的生物都含有包括DNA和蛋白質在內的生物大分子,「看清」它們的真面目,是科學家的夢想。如今這一夢想已成為現實。日本科學家田中耕一和美國科學家約翰·芬恩,分別獨立發明了「對生物大分子的質譜分析法」,從而分享了2002年諾貝爾化學獎。
令人吃驚的是,發明「對生物大分子的質譜分析法」時,他只有25歲,當年注冊專利時,他所在的島津製作所只給了他5000日元(約350元人民幣)的獎勵。獲得諾獎後,他說他並不期望得到公司的特殊獎勵,他說:「我不關心專利會帶來多少收入,因為專利只不過是我的發明的官方證明而已。」
對於田中的個人工作和生活,日本媒體沒有太多的報道,甚至連2000年獲得同個獎項的日本築波大學教授白川英樹也稱:「不知這個田中耕一是何許人。」人們只知道,他每天8點前到島津製作所上班,風雨無阻,一直堅持到今天。有意思的是,他在得獎前後的惟一區別是,同事們現在開始稱呼他為「先生」了。