让·佩兰（1926年诺贝尔物理学奖得主）
让·佩兰（1926年诺贝尔物理学奖得主）
| 中文名 | 让·佩兰（Jean Baptiste Perrin） |
|---|---|
| 出生 | 1870年9月30日 法国里尔 |
| 逝世 | 1942年4月17日（71岁） 美国纽约 |
| 国籍 | 法国 |
| 身份 | 物理学家 |
| 获奖年份 | 1926年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔物理学奖 |
| 获奖理由 | 因其关于物质不连续结构的研究工作，特别是发现了沉降平衡 |
生平
让·佩兰（Jean Baptiste Perrin）1870年9月30日出生于法国北部城市里尔的一个军官家庭。父亲在普法战争中阵亡，母亲独自将他抚养成人。佩兰少年时期便展现出对科学浓厚的兴趣，先后进入巴黎高等师范学校和巴黎大学深造，1897年获博士学位。1942年，因二战期间法国沦陷，佩兰流亡至美国，同年4月17日在纽约逝世，享年71岁。
学术生涯
佩兰的学术生涯始于巴黎大学，他先后担任物理化学系教授（1898年起）和物理系主任。他的早期研究集中于阴极射线和X射线的本质，但真正让他名垂青史的工作是对布朗运动的系统实验研究。
1908年至1913年间，佩兰设计了一系列精巧的实验来验证爱因斯坦1905年关于布朗运动的理论预言。他使用一种称为"乳胶体"的均匀悬浮液——由大小均匀的藤黄微粒（gamboge）悬浮在水中制成。通过显微镜观察，他精确测量了悬浮粒子在重力场中的垂直分布，验证了爱因斯坦提出的分布公式，并由此计算出阿伏伽德罗常数的精确值。
佩兰的实验方法极具创造性。他使用分馏离心法得到大小一致的粒子，通过显微镜跟踪数百个粒子的运动轨迹，利用统计学方法分析粒子的平均位移。他的测量结果（N_A ≈ 6.8×10^23）与现代公认值高度吻合。
获奖成就
1926年，瑞典皇家科学院授予让·佩兰诺贝尔物理学奖，"因其关于物质不连续结构的研究工作，特别是发现了沉降平衡"。这是对原子论具有决定性意义的实验证据——佩兰的工作最终使科学界普遍接受了原子的真实存在。此前，尽管原子论在化学中已被广泛使用，但许多物理学家（包括恩斯特·马赫和威廉·奥斯特瓦尔德）仍对原子的真实存在持怀疑态度。
历史贡献
佩兰的工作在科学史上具有里程碑意义。他的布朗运动实验为原子和分子的真实存在提供了不容辩驳的证据。具体贡献包括：
其一，精确测定阿伏伽德罗常数。佩兰用八种完全不同的方法（乳胶体沉降平衡、布朗运动位移分布、临界乳光等）测定了阿伏伽德罗常数，所有结果高度一致，使科学界确信原子论的正确性。奥斯特瓦尔德——原子论最著名的反对者——在读到佩兰的成果后公开承认"原子假说已经提升到科学理论的地位"。
其二，创建物理化学实验方法。佩兰发展了胶体科学和超显微镜技术，发明了研究悬浮液粒子行为的系统方法。
其三，公共服务与社会贡献。佩兰在第一次世界大战期间为法国军队设计了声学定位装置以探测敌军炮位。他还在1930年代参与法国科学政策制定，并创办了巴黎天体物理学研究所和法国国家科学研究中心（CNRS）的前身机构。
轶事典故
佩兰与爱因斯坦的布朗运动理论有着有趣的互动。爱因斯坦1905年发表布朗运动理论时，并未意识到佩兰已经在进行相关实验。当佩兰读到爱因斯坦的论文后，他意识到这正是他所需的理论框架，立即调整实验方向验证其预言。爱因斯坦后来评价佩兰的工作"使原子论从假说变为可靠事实"。
佩兰对原子存在的信念异常坚定，以至于他曾说："原子是否存在？对于这个问题，过去人们可能争论不休。但在今天，没有人会怀疑了，因为实验已经证明。"
佩兰的儿子弗朗西斯·佩兰后来也成为著名物理学家，在核物理领域卓有建树，曾参与法国核能计划。一门两代物理学家传为佳话。
佩兰是一位出色的科普作家，他的著作《原子》（Les Atomes）1913年出版后风靡一时，以清晰优美的文笔向公众阐述原子假说和物质不连续结构，对普及现代物理观念产生了深远影响。
参考文献
1. Perrin, J. (1913). Les Atomes. Paris: Félix Alcan. 2. Einstein, A. (1905). Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen. Annalen der Physik, 17, 549-560. 3. Nye, M. J. (1972). Molecular Reality: A Perspective on the Scientific Work of Jean Perrin. London: Macdonald. 4. Nobel Foundation. (1926). The Nobel Prize in Physics 1926: Jean Baptiste Perrin. 5. 郭奕玲、沈慧君，《物理学史》，清华大学出版社，2005年。