威廉·亨利·布拉格（1915年诺贝尔物理学奖得主）

威廉·亨利·布拉格（1915年诺贝尔物理学奖得主）

威廉·亨利·布拉格 William Henry Bragg
出生	1862年7月2日 英国坎伯兰威格顿
逝世	1942年3月12日（79岁） 英国伦敦
国籍	英国
身份	物理学家
获奖年份	1915年
奖项类别	诺贝尔物理学奖
获奖理由	利用X射线分析晶体结构方面的贡献

生平

威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg，常称W.H.布拉格）1862年7月2日出生于英国坎伯兰郡（Cumberland，今坎布里亚郡）的威格顿（Wigton）。他的父亲W·M·布拉格是一名商船船长，后来务农；母亲在他七岁时去世。幼年丧母的布拉格由叔叔照料，在少年时代经历了较多的生活动荡。

尽管如此，布拉格在学术上极为出色。他先后在马尔博罗学院（Marlborough College）和剑桥大学三一学院（Trinity College, Cambridge）学习数学，1884年以优异成绩毕业。1886年他参加了数学荣誉学位考试的第三次考核（Part III Tripos），取得一等荣誉。

毕业后不久，布拉格被任命为新成立的南澳大利亚大学（University of Adelaide）的数学物理学教授，时年23岁。他在澳大利亚度过了约25年的学术生涯，虽然与欧洲核心学术圈地理上非常遥远，但他依然做出了重要的研究贡献。1909年，布拉格返回英国，先任利兹大学卡文迪许物理学教授，1915年转任伦敦大学学院教授。1923年，他被任命为伦敦英国皇家研究所（Royal Institution）的富勒化学教授和主任。1942年3月12日在伦敦逝世，享年79岁。

学术生涯

布拉格的早期研究集中在放射性现象方面。1895年伦琴发现X射线后不久，布拉格即对X射线的本质产生了浓厚兴趣。他做了一个关键的理论假设：X射线可能不是纯粹的波动现象，而是一种中性粒子流（他称之为"中性偶极子"）。1904年，他提出X射线在通过气体时的电离现象可以解释为粒子碰撞产生。

然而，1912年劳厄关于X射线在晶体中产生衍射的发现改变了布拉格的看法。他意识到，如果X射线被证实具有波动性，那么晶体的衍射现象就可以用来精确分析原子在空间中的排布。在此过程中，布拉格的儿子威廉·劳伦斯·布拉格（小布拉格）与父亲密切合作，共同开创了X射线晶体学。

W.H.布拉格最著名的实验贡献之一是建造了世界上第一台X射线光谱仪（X-ray spectrometer）。他改进了劳厄的实验方法：不采用劳厄的白光多色模式，而是使用单色X射线并以晶体在旋转过程中探测器接收到的反射信号来测定晶面间距。这一方法大幅提高了X射线晶体学的定量精度。

获奖成就

1915年，威廉·亨利·布拉格与他的儿子威廉·劳伦斯·布拉格共同获得诺贝尔物理学奖，"以表彰他们利用X射线分析晶体结构方面的贡献"。这是诺贝尔奖史上唯一一次由父子共同分享物理学奖，小布拉格当时年仅25岁，是史上最年轻的诺贝尔科学奖得主。

父子二人各有专长：W.H.布拉格在实验方法上贡献卓著，特别是发明了布拉格X射线光谱仪；而W.L.布拉格则从理论上推导出了布拉格方程（Bragg's law），将劳厄衍射图样的物理含义转化为简洁的数学公式。两人的合作堪称科学史上"父子兵"的经典范例。W.H.布拉格在诺贝尔奖颁奖词中深情地表示："能与我的儿子分享这份荣誉，是我一生中最大的幸福。"

历史贡献

W.H.布拉格与他的儿子共同建立了X射线晶体学的理论框架和实验技术。在他担任伦敦皇家研究所主任期间（1923-1942），他将X射线晶体学研究从无机的固定晶体推广到有机分子和生物大分子。他将晶体学应用于测定金刚石、石墨、氯化钠（普通食盐）等看似熟悉的物质内部的精确原子排布，向世人展示了"寻常之物内部的非凡秩序"。

W.H.布拉格对X射线通过气体时的电离研究也做出了重要贡献。他在1907年提出的"布拉格电离曲线"（Bragg ionization curve）描述了带电粒子在介质中能量损失的规律，是辐射剂量学和粒子物理中的基础知识。他的"布拉格峰"（Bragg peak）概念后来成为质子放射治疗的物理基础——质子在体内终末段突然释放大量能量形成尖锐峰值的特性，使质子束可以精准杀伤肿瘤而不损伤正常组织。

教育方面，他是一位杰出的科学普及者。他作为英国皇家研究所的主任延续了法拉第开创的"圣诞讲座"传统，面向公众通俗讲述科学原理。他在1930年代的BBC广播系列讲座中将物理学带入千家万户，备受赞誉。他的演讲与文章被其后人结集出版为《光的本质》、《宇宙的结构》等畅销书籍。

轶事典故

布拉格年轻时担任南澳大利亚大学物理学教授时曾因"学术资历太浅"受到非议——有些同事认为一个23岁的年轻人没有能力培养大学高年级学生。布拉格后来回忆道："我当年并不比我的学生大多少，所以我选择和他们一起学习——事实上，很多知识我是在黑板上才第一次弄明白。"

W.H.布拉格与儿子W.L.布拉格之间的科学合作是复杂而动人的。从1912年到1915年获奖的几年间，父子二人通过频繁的信件往来跨越英格兰与澳大利亚的距离。W.H.布拉格在南澳大利亚收到了儿子描述衍射实验的信件后，立刻放下了自己在放射性方面的一切工作，全身心投入X射线晶体学。在信中，他写道："你发现了我一直在寻找的东西。现在让我们一起把它完成。"

布拉格为人谦逊且富有幽默感。他在讲解晶体学时常说："科学家和普通人之间没有不可逾越的鸿沟。你看到盐时不会想到它的内部是一个完美对称的立方网格——但这才是它真正的模样。自然界以一种比诗歌更精确的方式书写着韵律。"

参考文献

1. Nobel Foundation: William Henry Bragg – Biographical
2. W. H. Bragg, "X-Rays and Crystal Structure", Nobel Lecture, 1915
3. E. N. da C. Andrade, "William Henry Bragg: A Biography", 1943
4. 《X射线晶体学》，周公度，北京大学出版社
5. 《物理学史》，卡约里，内蒙古人民出版社
6. 《诺贝尔科学奖与科学精神》，北京大学出版社