如果奥本海默在80年前拿到诺贝尔奖，会发生什么︱诺奖八卦学|奥本海默|物理学家|诺奖八卦学

三年前，著名导演克里斯托弗·诺兰执导的传记电影《奥本海默》上映，让这位被称为「原子弹之父」的美国理论物理学家时隔多年再次回到公众视野。诺兰在电影中拍摄了这样一个场景：在格罗夫斯将军拜访奥本海默，评估他能否胜任曼哈顿计划的负责人时，两人聊到了一个看似玩笑、却颇有深意的话题——如果原子弹真的被造出来了，奥本海默会不会因此获得诺贝尔奖？电影中的奥本海默对此不置可否，只是提到了诺贝尔本人的一大贡献就是发明了新式炸药[1]。

以上电影台词未必是历史上真实发生过的对白，不过在原子弹于1945年正式亮相后，奥本海默曾在四个年度（1946、1951、1955、1967）获得过诺贝尔物理学奖提名[2]，从某种意义上来说，原子弹的研发工作的确拉近了奥本海默和诺贝尔奖的距离。

获得了诺奖提名，就意味着存在理论上获得诺贝尔奖的可能性，虽然奥本海默在现实中未能进入诺奖得主的行列，但我们不妨设想一条if时间线，在这条时间线上奥本海默在某次获得提名后成为了名副其实的诺贝尔物理学奖得主。

What if

从现实当中奥本海默获得提名的四个年份来看，1946年的可能性无疑是最大的，成功研制原子弹让奥本海默的知名度和学术声望都达到一个高峰，他人生中第一次诺奖提名有可能就是因此获得。进入候选名单后，接下来就要评估奥本海默的学术研究是否够格了。1946年时奥本海默的理论物理研究已经积累了相当丰富的成果，涵盖了核物理、量子力学、光谱学、天体物理学等领域，原子弹工程则是理论与实践结合的最佳例证。结合1946年的提名情况，可以重点考察奥本海默在核物理、宇宙射线以及致密天体和引力坍缩问题上的工作。

按ADS论文数据库检索结果，奥本海默引用次数最高的三篇论文中有两篇与致密天体有关︱Astrophysics Data System

选择关注奥本海默在天文相关方向的研究，一个主要原因是曾在1967年获得诺贝尔物理学奖的贝特（Hans Albrecht Bethe），也在1946年获得了提名。贝特的获奖原因是「因核反应理论研究尤其是恒星能源机制研究」，这与奥本海默对致密天体的研究同属恒星物理领域。如将两人并列，分享同一年度的诺贝尔奖就学术层面而言是合适的。

奥本海默与贝特都是曼哈顿计划中的重要角色︱电影《奥本海默》

在1946年，贝特是与俄裔美籍物理学家伽莫夫（George Antonovich Gamow）一同获得提名的，虽无规定诺贝尔评委必须遵循提名人的建议，但设立if时间线的初衷就是希望给在现实中没能获得诺贝尔奖的学者一次「圆梦」的机会，因此在不违反诺奖颁发规则的前提下，还可以将伽莫夫添加到1946年的诺贝尔物理学奖得主名单中。实际上三人还在1967年度的提名名单中再度相聚，但奥本海默已于当年2月18日去世。

由此if时间线的1946年诺贝尔物理学奖就会是奥本海默、贝特和伽莫夫三人共享，获奖原因是「因其对核物理的基础性贡献，以及将核物理应用于恒星结构和恒星演化的研究」（for fundamental contributions to nuclear physics and its applications to stellar structure and evolution.）。这里考虑了伽莫夫在1946年以前还未正式提出大爆炸核合成理论，因此在获奖理由中侧重其恒星物理研究。

if时间线的1946年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

将1946年的诺贝尔物理学奖颁发给奥本海默等人后，会引发连锁反应：首先贝特在现实中获得了1967年诺贝尔物理学奖，那么在if时间线中1967年诺贝尔奖将出现空缺；其次原1946年的物理学奖得主布里奇曼（Percy Bridgman）将会落选。

谁来补缺

对于1967年的空缺，我们可以结合历史提名情况再次为诺奖遗珠们圆梦。按照提名档案库给出的数据，历史上1967年度的诺贝尔物理学奖共收到117份有效提名信[3]，注意到该年度提名中获得至少3次提名的学者大都成为了真正的诺奖得主，例外的情况中值得留意的是罗西（Bruno Rossi）和范·艾伦（James Van Allen）。

范·艾伦（1914~2006）是美国空间物理学家。1958年美国第一颗人造卫星顺利升空进入轨道后，卫星上的盖革计数器读数出现异常，作为项目的首席研究员，范·艾伦分析这是由于空间中的带电粒子过多导致的。随后的观测表明地球附近确实存在由大量带电粒子聚集而成的辐射区域，该区域后来被称作范艾伦辐射带。

范艾伦辐射带简图︱Wikipedia@Booyabazooka

罗西（1905~1993）是意大利裔美籍实验物理学家，他的研究涉及宇宙线物理，宇宙学与X射线天文学等领域。罗西长期研究宇宙线，二战后积极推动地面物理实验与火箭技术融合，使得在太空探测包括宇宙线在内的高能粒子成为可能，是空间物理领域的另一位重要先驱。

罗西参与设计了探险者10号（Explorer 10）上搭载的科学仪器︱NASA

截至1975年，范·艾伦一共在12个年度获得29次提名[4]，罗西则在20个年度获得48次提名[5]，两人都算得上是颇具竞争力的诺奖遗珠。范·艾伦没有获得诺奖，但他在1989年获得了同样是由瑞典皇家科学院颁发的克拉福德奖；罗西则在1987年获得沃尔夫物理学奖。

在if时间线中，可以让这两位诺奖遗珠分享1967年的物理学奖，获奖原因同为对空间物理学的贡献。其中范·艾伦是「对空间物理学的开创性贡献，尤其是发现地球辐射带」（For his pioneering contributions to space physics, particularly his discovery of Earth's radiation belts）；罗西是「For his pioneering contributions to space physics, particularly his development of high-energy particle detection techniques」（对空间物理学的开创性贡献，尤其是对高能粒子探测技术的发展）。

if时间线的1967年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

布里奇曼怎么办

至于布里奇曼，查看他的历史提名情况[6]，会发现他在整个20世纪40年代都是物理学奖候选人名单的常客。由于二战，1940-1942年诺贝尔奖未能如期颁发，在一定程度上可能推迟了布里奇曼获得诺奖的时间。在if时间线中，我们可以忽略战争因素的影响，并以现有的提名情况评估原本因战争取消的三次诺奖。

首先我们可以将布里奇曼确定为这三年的得主之一，另外1940-1942年间获得提名的诺奖候选人中还有两个值得留意的名字：德哈斯（Wander de Haas）[7]与比耶克尼斯（Vilhelm Bjerknes）[8]。

1940-1942年间获得至少5次物理学奖提名的8位学者，其中6位最终获得诺奖

德哈斯（1878–1960）是荷兰物理学家，主要研究低温物理、磁性与金属电子性质。他早期与爱因斯坦合作开展爱因斯坦-德哈斯实验，揭示磁化与机械角动量之间的关系；此后长期研究低温条件下的金属磁性，并于1930年与范阿尔芬（Pieter van Alphen）发现德哈斯–范阿尔芬效应，即金属磁化强度随磁场发生周期性振荡，这一现象后来成为研究金属电子结构和量子化电子运动的重要实验手段。

德哈斯（后排左三）曾出席第三次索尔维会议

比耶克尼斯（1862–1951）是挪威物理学家、气象学家，主要研究流体力学、地球物理学和动力气象学。他将流体力学与热力学引入天气研究，发展了环流理论，并在1904年提出将天气预报视为依据大气初始状态和物理定律计算其未来演化的物理问题，这一思想奠定了现代数值天气预报的理论基础；此后他与卑尔根学派进一步发展气团、锋面和温带气旋的动力学理论，推动气象学从经验描述走向定量物理学。

比耶克尼斯诞辰100周年时发行的纪念邮票

历史上德哈斯在10个年度获得16次提名，1940-1942年间有8次（3+1+4）；比耶克尼斯在12个年度获得26次提名，其中1940年、1942年分别获得4次和2次提名。因此1940-1942年诺贝尔物理学奖的一种合理的安排可以是1940-比耶克尼斯，1941-布里奇曼，1942-德哈斯，布里奇曼的颁奖词可以照搬现实中他在1946年获奖时的颁奖词：「发明获得超高压的设备，并在高压物理学领域作出发现」（for the invention of an apparatus to produce extremely high pressures, and for the discoveries he made there within the field of high pressure physics）。

if时间线的1941年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

比耶克尼斯：表彰他对动力气象学以及天气预报物理理论所作出的开创性贡献（For his pioneering contributions to dynamical meteorology and the physical theory of weather forecasting）

if时间线的1940年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

德哈斯：表彰他对金属磁性研究所作出的奠基性贡献，尤其是发现德哈斯–范阿尔芬效应（For his fundamental contributions to the study of the magnetic properties of metals, particularly the discovery of the de Haas–van Alphen effect）

if时间线的1942年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

诺奖补完计划

历史上诺贝尔物理学奖曾经有六个年份出现空缺，除了二战期间的1940-1942，还有一战导致的1916年，以及1931和1934年。本着来都来了的指导思想，既然我们已经设想了if时间线为奥本海默圆梦，也填补了二战期间的诺奖空白，不妨一并将其他的空缺年份补上。

首先是同样因战争因素空缺的1916年。这一年有32份有效提名信[9]，if时间线的1916年物理学奖可以将授奖方向定为与磁场相关的研究，从而锁定两位候选人——海耳（George Ellery Hale）和伯克兰（Kristian Birkeland）。

海耳（1868–1938）是美国天体物理学家，也是现代太阳物理学的重要奠基者。他把对太阳的观测从传统的光学形态描述推进到对太阳磁场和物理性质的研究。1908年，海耳利用自己设计的太阳光谱观测设备，在太阳黑子光谱中发现塞曼效应，从而证明太阳黑子区域存在强磁场，这是当时人类首次探测到地球之外天体的磁场。

太阳黑子光谱中由磁场引起的塞曼分裂

伯克兰（1867–1917）则是挪威物理学家，主要研究极光和地球磁场，是现代空间物理学与日地物理学的先驱。他最核心的研究是试图从物理机制解释极光和地磁扰动，并通过实验室实验研究带电粒子与磁场之间的作用，同时结合极地观测提出太阳释放的带电粒子能够沿地球磁场进入高纬地区、产生极光的理论。

正在进行极光模拟实验的伯克兰

关于获奖理由，海耳是「发现太阳黑子中的磁场，以及对太阳物理学作出的开创性贡献」（For his discovery of magnetic fields in sunspots and pioneering contributions to solar physics）；伯克兰是「对极光和地磁现象的开创性研究，以及揭示它们与太阳带电粒子之间联系」（For his pioneering investigations of the aurora and terrestrial magnetism and their connection with charged particles from the Sun）。

if时间线的1916年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

诺贝尔物理学奖在1931及1934年的空缺，一般解释是当时的委员会认为当年的候选人不够格。从历史提名情况来看[10] [11]，两个年度的候选人名单里其实有不少就是后来的真实诺奖得主，「候选人未达到标准」的说法缺乏足够的说服力。

如果从为诺奖遗珠圆梦的角度，在if时间线可以为1931年和1934年诺贝尔物理学奖添加两组名单：1931的主题是光谱——伍德（Robert W. Wood）与帕郉（Friedrich Paschen）；1934是量子物理——斯特恩（Otto Stern）与格拉赫（Walther Gerlach）。

伍德（1868–1955）是美国物理学家，主要研究光学、光谱学、紫外辐射和原子光学现象。他的突出特点是实验技术创新能力极强：他发展和改进高分辨率衍射光栅与紫外光谱技术，并开展了著名的共振荧光（resonance fluorescence）实验；这一系列工作使人们能够更加直接地研究原子对特定波长辐射的吸收和再发射过程。

伍德曾建造世界上第一台实用的液体镜面望远镜

帕郉（1865–1947）是德国物理学家，主要研究光谱学、原子辐射和精密测量。他的核心贡献集中在对原子光谱规律的实验揭示：1908年发现氢原子的红外帕郉系谱线，1912年与 Ernst Back 发现强磁场中的 Paschen–Back 效应，即原子光谱能级在强磁场作用下发生更复杂的分裂；1916年前后，他又通过氦光谱精细结构的精密测量，为 Rydberg 常数以及 Bohr–Sommerfeld 原子理论提供了重要实验检验。

氢原子光谱中的帕郉系谱线（红色）

两人获奖原因可以写为：伍德「对实验光学和光谱学作出的开创性贡献，尤其是对共振荧光的研究」（For his pioneering contributions to experimental optics and spectroscopy, particularly his studies of resonance fluorescence）；帕邢「对实验光谱学和原子光谱研究所作出的奠基性贡献」（For his fundamental contributions to experimental spectroscopy and the study of atomic spectra）。

if时间线的1931年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

斯特恩（Otto Stern）与格拉赫（ Walther Gerlach）都是德国物理学家，1921-1922年两人合作完成著名的 Stern–Gerlach 实验：将银原子束通过非均匀磁场后观察到束流分裂，由此直接显示原子磁矩的空间量子化。实验的关键在于利用原子束在非均匀磁场中的偏转，把此前只能在理论上讨论的角动量量子化转化成了可直接观察的空间分裂现象。后来电子自旋被提出后，这一实验又成为展示自旋量子化的重要经典实验。

两人获奖原因可以写为「对原子磁矩量子化的实验验证」（For their experimental demonstration of the quantization of atomic magnetic moments）。

if时间线的1934年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

如果安排斯特恩在1934年获奖，那么1943年物理学奖的位置就会空出，这时我们可以将另一位著名的诺奖遗珠放在这个位置，她是奥地利物理学家迈特纳（Lise Meitner）。迈特纳主要研究核物理、放射性和原子核结构。她与哈恩（Otto Hahn）长期合作研究放射性元素和核转变，在1930年代又进入中子诱发核反应研究；1938年哈恩和施特拉斯曼（Fritz Strassmann）发现铀经中子轰击后产生钡之后，身处瑞典的迈特纳与弗里施（Otto Frisch）对这一结果作出了关键的物理解释：他们认识到是铀核发生了分裂，并根据质量亏损估算出约200 MeV量级的能量释放，弗里施随后通过实验确认这一现象，并使用了 fission（裂变）这一名称。几人之中只有哈恩在1944年获得了诺贝尔化学奖。

哈恩

诺贝尔奖的提名数据库显示迈特纳一共获得48次提名，其中29次物理学奖提名，19次化学奖提名。诺贝尔化学奖得主之一的佩鲁茨（Max Perutz）认为诺贝尔委员会在1944年度诺奖评选时并没有认真对待迈特纳研究工作的重要性：

诺贝尔评委会所谓的深思熟虑并未真正体现，一是他们忽略了做出发现以前 Meitner 和 Hahn 共同完成的一系列工作；二是他们无视了 Meitner 在离开柏林后，在文字以及言语上的贡献。

从诺奖评选的规则考虑，迈特纳并没有获得过1944年度的诺奖提名，后续的评估也就无从谈起。而在if时间线中，可以为迈特纳寻找到一个合适的获奖年份，即1943年的物理学奖，获奖原因是「对核裂变物理机制及其能量释放物理解释的奠基性贡献」（For her fundamental contribution to the physical interpretation of nuclear fission and its energy release）。

if时间线的1943年诺贝尔物理学奖得主︱GPT-5.6

One More Thing

在诺贝尔奖的历史上，如果要谈论所谓的诺奖遗珠，索末菲（Arnold Sommerfeld）一定是无法绕过的一个名字。在截至1974年的公开提名数据中，索末菲获得提名次数多达84次，在25个年度成为物理学奖候选人之一，但未最终得奖。

索末菲（1868–1951）是德国物理学家，主要研究理论物理、原子物理和量子理论。他最重要的贡献之一，是把玻尔原子模型进一步发展成更精细的体系。1915-1916年，他将电子的圆轨道推广为椭圆轨道，并引入相对论修正，由此成功解释氢原子光谱的精细结构；同时，他发展了量子化的轨道参数和更系统的量子条件，使玻尔原子模型能够处理单纯氢原子模型无法解释的更精细光谱结构。

如果要为索末菲「补发」一个诺奖，一个比较合适的窗口是1922年，现实中玻尔独享了当年的物理学奖，在if时间线中可以考虑让索末菲和玻尔分享这一年度的物理学奖。玻尔建立了能够解释氢原子光谱以及原子辐射基本规律的玻尔原子模型，而索末菲进一步发展细化了该理论。在具体的颁奖词上，玻尔保持原有的「对原子结构以及从原子发射出的辐射的研究」（for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them）；索末菲则是「对原子光谱量子理论发展的贡献，尤其是对原子光谱精细结构的解释」（For his contributions to the development of the quantum theory of atomic spectra, particularly the explanation of fine structure）。