帕特里克·布莱克特(1948年诺贝尔物理学奖得主)
| 帕特里克·布莱克特 | |
|---|---|
| 出生 | 1897年11月18日 英国伦敦 |
| 逝世 | 1974年7月13日(76岁) 英国伦敦 |
| 国籍 | 英国 |
| 母校 | 剑桥大学莫德林学院 |
| 知名于 | 宇宙射线研究、云室技术改进、反战运动 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖(1948年) |
| 研究领域 | 物理学、宇宙射线物理学 |
| 机构 | 剑桥大学 曼彻斯特大学 伦敦帝国学院 |
帕特里克·梅纳德·斯图尔特·布莱克特(Patrick Maynard Stuart Blackett,1897年11月18日—1974年7月13日),英国实验物理学家,皇家学会院士。因改进威尔逊云室并将其应用于宇宙射线和核物理研究,荣获1948年诺贝尔物理学奖。
生平
布莱克特出生于伦敦一个中上层家庭。父亲阿瑟·布莱克特是伦敦证券交易所的股票经纪人,家族具有深厚的海军传统。他少年时就读于奥斯本海军学院,后转入达特茅斯皇家海军学院。1914年第一次世界大战爆发,他作为海军学员参加作战,先后经历福克兰群岛战役和日德兰海战,在海上获得了丰富的军事经验。
战后,布莱克特决定放弃海军生涯,转而投身科学研究。1919年进入剑桥大学莫德林学院学习物理和数学,师从欧内斯特·卢瑟福。1923年毕业后留在卡文迪什实验室从事研究。1925年当选剑桥大学冈维尔与凯斯学院研究员。
1933年至1937年,他担任伦敦大学伯克贝克学院物理学教授。1937年至1953年任曼彻斯特大学朗沃西物理学教授。1953年至1965年任伦敦帝国学院物理学教授和系主任。1965年退休后继续从事学术活动直至去世。
学术生涯
布莱克特的学术生涯始于卡文迪什实验室。他最初协助卢瑟福进行α粒子散射实验,后独立开展核嬗变研究。1924年,他用α粒子轰击氮原子核,在云室照片中首次记录了人工核嬗变的过程——氮原子核捕获α粒子后释放质子,转化为氧同位素。这是核物理史上里程碑式的观测。
20世纪30年代初,布莱克特的研究兴趣转向宇宙射线。他改进了威尔逊云室,引入盖革计数器自动触发机制——当宇宙射线粒子穿过云室时,计数器发出信号触发拍照,从而大幅提高了捕获宇宙射线事件的效率。借助这套装置,他系统研究了宇宙射线的成分、能量和穿透深度,于1932年与朱塞佩·奥基亚利尼共同确认了宇宙射线中存在大量正电子(这一发现与安德森几乎同时独立做出)。
布莱克特的云室照片还记录了宇宙射线中产生的级联簇射现象,为后来的奇异粒子发现奠定了基础。二战期间,他的工作转向军事运筹学,成为该领域的奠基人之一。
获奖成就
1948年诺贝尔物理学奖授予布莱克特,表彰"他改进了威尔逊云室方法及其在核物理和宇宙辐射领域的发现"。同年,他还被授予皇家学会的皇家奖章。1956年被封为终身贵族,成为布莱克特男爵。他是印度统计研究所的荣誉所长,与印度总理尼赫鲁保持着深厚的友谊。
月球背面有一座以他命名的布莱克特环形山。英国物理学会设立了布莱克特纪念讲座。
历史贡献
布莱克特对现代物理学作出了多维度贡献。在实验技术方面,他首创的自动触发云室技术是粒子探测史上的革命性进步,直接启发了气泡室、火花室等后续探测器的设计理念。云室拍摄正电子的工作为反物质的存在提供了坚实的实验依据。
二战后,他作为运筹学先驱,将科学方法引入军事决策。他的著作《战争中的科学家》和《原子武器与东西方关系》影响深远。1950年代,他站在反核武器运动的前沿,公开批评英国发展氢弹的政策,主张东西方裁军。他的政治立场与他的科学声誉相结合,使他在冷战期间具有独特的公共影响力。
布莱克特还是一位杰出的科技政策倡导者,大力支持发展中国家(尤其是印度)的科学技术教育体系建设。
轶事典故
布莱克特从海军军官转行科学家的经历常被引为励志案例。据说卢瑟福最初对他的海军背景不大看好,但很快就被他的实验技巧和严谨作风折服。布莱克特在实验室布置设备时保持着海军式的条理性和整洁度,卡文迪什实验室的同事开玩笑说"实验仪器在布莱克特手里比在战舰上还要整齐"。
他还是一位热情的水手,终身保有对海洋的热爱。他的游艇上始终挂着一面海军信号旗,据他自述,"这段经历提醒我,做实验和掌舵是一样的——都要对数据敏锐,对危险警觉。"
参考文献
- Lovell, B. (1975). "Patrick Maynard Stuart Blackett". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 21: 1–115.
- Blackett, P. M. S. (1933). "The Positive Electron". Nature. 132: 917.
- Nobel Foundation. (1948). "Patrick M. S. Blackett – Biography". NobelPrize.org.
- Blackett, P. M. S. (1948). "Cloud Chamber Researches in Nuclear Physics and Cosmic Radiation". Nobel Lecture.