爱德华·珀塞尔（1952年诺贝尔物理学奖得主）
| 爱德华·珀塞尔 | |
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| 出生 | 1912年8月30日 美国伊利诺伊州泰勒维尔 |
| 逝世 | 1997年3月7日（84岁） 美国马萨诸塞州剑桥市 |
| 国籍 | 美国 |
| 母校 | 珀杜大学 哈佛大学 |
| 知名于 | 核磁共振、21厘米谱线、珀塞尔因子 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1952年） 美国国家科学奖章（1978年） 奥斯特奖章（1967年） |
| 研究领域 | 物理学、天体物理学、生物物理学 |
| 机构 | 哈佛大学 麻省理工学院（辐射实验室） |
爱德华·米尔斯·珀塞尔（Edward Mills Purcell，1912年8月30日—1997年3月7日），美国物理学家。因独立发展核磁精密测量的新方法并与费利克斯·布洛赫共享1952年诺贝尔物理学奖。珀塞尔在射电天文学和生物物理学领域同样作出了开创性贡献。
生平
珀塞尔出生于美国伊利诺伊州泰勒维尔的一个普通家庭。父亲爱德华·A·珀塞尔是一家电话公司的经理，母亲玛丽·米尔斯是教师。1925年全家迁至印第安纳州的弗莱彻。珀塞尔就读于巴里社区学校，表现优异。1929年进入珀杜大学，学习电气工程。1933年获得学士学位后，转入哈佛大学攻读研究生。
1935年，珀塞尔在哈佛大学获得物理学硕士学位。1938年获得物理学博士学位，论文主题是关于电场中离子流的研究。此后留校任物理学讲师。二战期间，他在麻省理工学院辐射实验室参与微波雷达技术的开发，担任微波防空组组长。这段经历使他积累了深厚的微波电子学知识。
1945年战争结束后，珀塞尔回到哈佛大学任副教授。1949年晋升正教授。1952年获得诺贝尔奖时年仅40岁。1958年至1960年任哈佛大学文理学院院长。1970年至1971年任美国物理学会会长。1977年退休，但仍活跃于科研和科普领域。1997年在马萨诸塞州剑桥市的家中去世。
学术生涯
核磁共振的发现（1945—1946年） 珀塞尔在麻省理工学院辐射实验室期间积累了高灵敏度微波检测技术。回到哈佛后，他尝试将雷达技术中的微波谐振腔法应用于探测物质中原子核的磁共振信号。
他与哈佛同事托里（Henry Torrey）和庞德（Robert Pound）合作，设计了一个巧妙的实验装置：将石蜡样品置于一个微波谐振腔中，外加均匀磁场。他们采用了射频吸收法而非布洛赫的感应法——当射频场的频率满足拉莫尔条件时，原子核吸收射频能量，在谐振腔的品质因数（Q值）中产生可检测的变化。
1945年12月，珀塞尔小组首次在固体石蜡中观测到质子的核磁共振吸收信号。这一实验独立于布洛赫的核感应法，但殊途同归。两者的实验在相近时间发布，共同宣告了核磁共振的诞生。
21厘米谱线（1951年） 珀塞尔的另一项重大贡献是预测并探测到中性氢原子的21厘米谱线。1951年，他与哈佛同事埃文（Harold Ewen）合作，建造了一台特殊的射电望远镜，成功探测到银河系中冷氢原子发出的21厘米射电辐射。这一发现为射电天文学开辟了全新的研究领域，使天文学家能够首次系统测绘银河系中中性氢的分布，从而揭示银河系的旋臂结构。这是射电天文学的里程碑之一。
生物物理学探索 珀塞尔晚年对生物体的物理机制产生浓厚兴趣。他研究了细菌鞭毛的运动机理、微生物的游动模式，提出了低雷诺数流体动力学中微生物运动的经典分析。1960年代，他与人合作发现了红细胞在血管中的迁移效应。
他还编写了一本极具影响力的物理教材——《伯克利物理学教程·第二卷：电磁学》（与别人合著），以其清晰的物理图像和深刻的概念阐释影响了一代物理学学生。
获奖成就
1952年诺贝尔物理学奖（与布洛赫共享）。珀塞尔于1951年当选美国国家科学院院士。1967年获美国物理教师协会奥斯特奖章。1978年获得美国国家科学奖章。1988年获得苏联科学院罗蒙诺索夫金质奖章。他拥有包括珀杜大学、牛津大学在内的多所大学荣誉博士学位。
历史贡献
珀塞尔的NMR吸收法与布洛赫的核感应法一起构成核磁共振技术的两大基本方法，开启了人类利用核自旋探测量子世界的时代。NMR技术最终演变为磁共振成像（MRI），成为20世纪最重要的医学诊断手段之一。1970年代，保罗·劳特伯尔和彼得·曼斯菲尔德利用珀塞尔的NMR原理发展出MRI技术，为此获得2003年诺贝尔生理学或医学奖。
21厘米谱线的发现使射电天文学获得了前所未有的探测工具。中性氢的21厘米辐射不受星际尘埃遮蔽，可以穿透整个银河盘面。现代天文学对银河系甚至其他星系的旋涡结构的理解，很大程度上受益于珀塞尔开创的这项工作。
轶事典故
珀塞尔以谦逊和幽默著称。据传他在诺贝尔奖颁奖晚宴上被问及"NMR有什么用"时，他坦率地回答："说实话，我并不知道它有什么用。"几十年后，当NMR成为MRI造福亿万患者时，他欣慰地说："有时候你完全不知道你在发现什么，但上帝知道。"
1951年探测21厘米谱线时，珀塞尔和埃文用的是一台简陋的自制喇叭形天线，架在哈佛物理实验室的楼顶。他们会用洗衣机定时器来控制望远镜的指向——每当定时器响起，天线转动一度。这种"洗衣机制导"的粗粝风格成了哈佛射电天文学的开端。
珀塞尔对教学工作极度热情。他在哈佛讲授电磁学课程时，经常带着各种自制的实验教具，被学生戏称为"魔术师珀塞尔"。他坚持物理学不只是公式，更是"对世界运行方式的猜谜游戏"。
参考文献
- Purcell, E. M.; Torrey, H. C.; Pound, R. V. (1946). "Resonance Absorption by Nuclear Magnetic Moments in a Solid". Physical Review. 69: 37.
- Ewen, H. I.; Purcell, E. M. (1951). "Radiation from Galactic Hydrogen at 1,420 Mc./sec.". Nature. 168: 356.
- Nobel Foundation. (1952). "Edward M. Purcell – Biography". NobelPrize.org.
- Ramsey, N. F. (1998). "Edward Mills Purcell". Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences.