盘点十位天文界诺奖遗珠

金秋十月，又到了一年一度诺贝尔奖开奖的时节。2019年的诺奖季我曾经吐槽近年的诺贝尔物理学奖有天文化的趋势，三年内物理奖两度花落天文学。当时的我万万没有想到一年后的物理学奖继续颁给了天文学家……

不过天文学家能有如此的「好日子」也不过是这二十年的事情，在半个世纪以前，天文学家和诺贝尔奖可以说是几乎没有交集的两种事物，个中原因我们曾经讨论过（），这里就不再详述。今天主要想和大家聊聊在这样的历史背景下几位与诺奖失之交臂的天文学家。

如果说起天文界的「诺奖遗珠」，最「意难平」的恐怕要数著名天文学家，星系宇宙学之父爱德温·哈勃。历史学家盖尔·克里斯琴森（Gale Christianson）在他撰写的哈勃传记《星云世界的水手》中记述道：

……格蕾丝听说费米和钱德拉塞卡两位诺贝尔委员会委员已和他们的同事全体一致投票选举哈勃为物理学奖得主，后来天文学家杰弗里和玛格丽特·伯比奇夫妇与「钱德拉」交谈后证实了这个流言。可是诺贝尔奖不授予已死的人……

如果以上文字提及的信息属实，那么可以说哈勃距离诺奖仅一步之遥。依据诺贝尔奖官方的提名数据库提供的数据，哈勃一共获得过三次物理学奖提名，而且都在1953年。

哈勃的诺贝尔奖提名记录丨nobelprize.org

按照官方给出的诺贝尔物理学奖评选流程，每年9月，诺贝尔物理学委员会向全球约3000位符合条件的学者发出提名邀请，这些学者将有资格提名下一年度的诺贝尔物理学奖候选人。各位学者需要在次年1月31日前向委员会上交提名，一般每年度获得提名的候选人会有约250~350位。收到提名后，委员会在3~5月对各位候选人的科学工作开展评估，具体工作会交给特别任命的专家组完成。6~8月委员会根据专家的反馈撰写报告并就最终候选人提出建议，相关报告和建议在9月上交瑞典皇家科学院。10月初科学院通过多数票制选出当年诺贝尔物理学奖得主，投票结果一经决定不得更改。

诺贝尔物理学奖评选流程丨nobelprize.org

哈勃的三位提名人中并不包括费米（Enrico Fermi）与钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar），两人可能是以瑞典皇家科学院外籍院士的身份参与了最后的投票，由于哈勃在当年早些时候（1953年9月28日）猝然离世，诺奖的最终人选不得不易主。值得一提的是，当年诺贝尔物理学奖得主弗里茨·塞尔尼克（Frits Zernike）最初拿到的提名次数也是3次。

1953年诺贝尔物理学奖得主塞尔尼克丨Wikipedia

哈勃的故事令人惋惜，而哈勃的遭遇在那个时代的天文学家之中还算「幸运」的。截至1970年时，有十位天文学家比哈勃获得了更多的提名，但他们都没能得到诺奖的垂青。

10

亨利·罗素Henry Norris Russell

罗素在3个年度获得4次诺贝尔物理学奖提名

电影界有罗素兄弟，哲学界有写出《西方哲学史》，曾获得诺贝尔文学奖的罗素，而在天文学界，也有一位罗素，他就是亨利·诺里斯·罗素（1877~1957）。1913年罗素独立于埃纳尔·赫茨普龙（Ejnar Hertzsprung）发表了关于恒星的亮度、颜色和光谱之间的统计关系，其图表形式就是我们现在熟知的赫罗图（Hertzsprung–Russell diagram）。

赫罗图丨Wikipedia

罗素影响了整整一代美国天文学家，有「美国天文学家教父」（Dean of American Astronomers）的美誉。美国天文学会设立了罗素讲席（Henry Norris Russell Lectureship）作为学会的终身成就奖，表彰天文学家对天文学的贡献。罗素本人获得了1946年第一届罗素讲席。

罗素曾在1930、1950、1953三个年度获得诺贝尔物理学奖提名，提名人当中还有两位诺奖得主，分别是1925年诺贝尔物理学奖得主詹姆斯·弗兰克（James Franck）和1938年诺贝尔物理学奖得主恩里科·费米（Enrico Fermi）。

9

安德烈·拉勒芒André Lallemand

拉勒芒在5个年度获得7次诺贝尔物理学奖提名

安德烈·拉勒芒（1904~1978）是法国天文仪器专家。20世纪50年代，拉勒芒与同事合作研制出了灵敏度比普通照相设备高100倍的的电子照相机，法国上普罗旺斯天文台的望远镜率先装备了拉勒芒设计的电子照相机，这类设备后来也称拉勒芒照相机（Lallemand camera）。

拉勒芒在调整相机丨observatoiredeparis

拉勒芒因在电子照相机方面的工作曾于1962年获得英国皇家天文学会颁发的爱丁顿奖章。1990年，法国科学院设立了以他的名字命名的天文学奖项，即安德烈·拉勒芒奖。

拉勒芒在1959~1962、1964五个年度获得了诺奖提名，7次提名来自两位学者，分别是普林斯·路易斯-维克托·德布罗格利（Prince Louis-Victor de Broglie）和艾蒂安·沃尔夫（Etienne Wolff）。

8

亚瑟·爱丁顿Sir Arthur Eddington

爱丁顿在6个年度获得6次诺贝尔物理学奖提名

亚瑟·爱丁顿（1882~1944）是英国天体物理学家，他最为知名的工作与广义相对论以及恒星物理有关。爱丁顿是最早将爱因斯坦的广义相对论传播到英语世界的学者。1919年，爱丁顿亲自率领观测队前往西非普林西比岛观测当年5月29日的日全食，以验证太阳引力造成的星光偏移是否符合广义相对论的预言。当年11月，英国皇家学会在伦敦召开特别会议，公布了日食观测结果，并宣布结果不符合经典力学的引力理论，而与相对论吻合。

1919年5月29日的日食丨Wikipedia

爱丁顿最早提出恒星巨大能量的源泉来自于核聚变过程，他还推导出自然界吸积天体的光度上限，被称为「爱丁顿光度」（Eddington luminosity）或「爱丁顿极限」（Eddington limit）。英国皇家天文学会于1953年起颁发以他名字命名的奖章，表彰在理论天体物理学领域取得突破的学者。

爱丁顿奖章丨ras.ac.uk

爱丁顿在1932~1936、1944六个年度分别获得提名，6次提名中有5次来自同一位学者，是他的英国同行约瑟夫·佩塔维尔（Joseph Petavel），佩塔维尔最后一次提名爱丁顿是1936年，我想主要原因是他在1936年3月份去世了。如果佩塔维尔还活着，他大概会把每年提名一次爱丁顿的这份坚持继续下去。

7

贝尔纳·李奥Bernard M Lyot

李奥在7个年度获得22次诺贝尔物理学奖提名

贝尔纳·李奥（1897~1952）是法国天文学家，他设计了可以在非日全食期间拍摄日冕的仪器，即日冕仪。在地球表面，由于存在大气散射，在挡住太阳光球的情况下也不能直接看到日冕。李奥利用日冕光与大气散射光具有不同的偏振特性，设计仪器过滤掉散射光，只留下日冕光。20世纪30年代，李奥在南日比戈尔峰天文台（Pic du Midi de Bigorre）测试了日冕仪，获得了清晰的日冕照片。

李奥正在使用日冕仪拍摄丨lyot.org

李奥曾获得朱尔·让森奖、皇家天文学会金质奖章、布鲁斯奖章等天文学奖项。1980年，南日比戈尔峰天文台启用了一台口径2米的反射式望远镜，命名为贝尔纳·李奥望远镜（Téléscope Bernard Lyot）。

贝尔纳·李奥望远镜（Téléscope Bernard Lyot）丨Wikipedia

李奥共计在1945、1947~1952七个年度得到诺奖提名，其中1947~1952年连续六个年度获得提名，1950年获得最多7次提名。1952年李奥因心脏病意外离世，年仅55岁。假如李奥身体康健，他大概会凭借日冕仪方面的工作成为20世纪50年代诺贝尔物理学奖的热门人选之一。

6

扬·奥尔特Jan H Oort

奥尔特在7个年度一共获得24次诺贝尔物理学奖提名

扬·奥尔特（1900~1992）是荷兰天文学家。他深入研究了银河系结构及动力学，是射电天文学的先驱之一。二战结束后，奥尔特率先意识到战争期间发展起来的无线电技术在天文学领域也可以发挥巨大作用。20世纪50年代，奥尔特与亨德里克·范德胡斯特（Hendrik Christoffel van de Hulst，下文将提到）等人在射电天文学这一新领域开疆拓土，发现银河系遍布中性氢的21厘米辐射，绘制了第一幅银河系21厘米辐射分布图，揭示了银河系的螺旋结构。

银河系21厘米辐射分布图丨Wikipedia

奥尔特曾对多颗长周期彗星的轨道进行统计分析，发现这些彗星的远日点距离大致相同，奥尔特由此推论在那个距离上可能存在着一个均匀分布的球状云团，是这些长周期彗星的起源地。这个人类如今尚未触及的区域被称为「奥尔特云」。

奥尔特云想象图丨Wikipedia

奥尔特在1955~1961连续七个年度获得提名，其中1960年获得10次提名。奥尔特在射电天文学方面的工作无疑是诺奖级的，20世纪70年代就有两个属于射电天文学领域的诺奖——1974年授予了综合孔径技术以及发现脉冲星，1978年则是宇宙微波背景辐射的发现。

5

伯纳德·洛弗尔Sir Bernard Lovell

洛弗尔在8个年度共获得15次诺贝尔物理学奖提名

伯纳德·洛弗尔（1913~2012）是英国射电天文学家，早年在物理学家帕特里克·布莱克特（Patrick Blackett）的指导下研究宇宙线，后转向射电天文学。洛弗尔最重要的工作之一就是主持修建了一台口径250英尺（76.2米）的大型射电望远镜，望远镜在1957年建成时是世界上最大的可动射电望远镜。1987年望远镜更名为洛弗尔望远镜以示纪念。

洛弗尔望远镜丨Wikipedia

洛弗尔在1963~1970连续八个年度获得提名，提名人中包括洛弗尔的恩师布莱克特以及1915年诺贝尔物理学奖得主威廉·劳伦斯·布拉格（William Lawrence Bragg）。值得注意的是，洛弗尔截至1970年时得到的所有提名都中与另一位英国射电天文学家马丁·赖尔（Martin Ryle）并列，而马丁·赖尔是1974年物理学奖得主。

4

詹姆斯·范艾伦James Van Allen

范艾伦在8个年度获得26次诺贝尔物理学奖提名

詹姆斯·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。

范艾伦辐射带的横截面丨Wikipedia

范艾伦在一共在八个年度获得提名，其中在1967年获得最多的8次提名。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，获奖理由是「对太空的开创性探索，特别是发现了被束缚在地球磁场中的高能粒子」。

3

亨德里克·范德胡斯特

Hendrik Christoffel van de Hulst

范德胡斯特在10个年度获得28次诺贝尔物理学奖提名

亨德里克·范德胡斯特（1918~2000）是荷兰天文学家。他于1944年预测了星际空间中有足够的中性氢原子来产生21厘米辐射。21厘米辐射源自氢原子两种状态间的微小能级差，正常情况下单一氢原子产生21厘米辐射的概率极低，但如果宇宙中有足够数量的氢原子，其产生的21厘米辐射就能够用射电望远镜观测到。20世纪50年代，范德胡斯特的预测在射电天文观测中被证实。

21厘米辐射源自氢原子两种状态间的微小能级差丨Wikipedia

范德胡斯特共计在十个年度获得提名，其中1960年获得10次提名。作为学术上的合作伙伴，范德胡斯特的提名历程其实与奥尔特相近，两人在1955~1961年间的提名情况基本一致。

2

乔治·海耳George E Hale

海耳在11个年度获得32次诺贝尔物理学奖提名

美国天文学家乔治·海耳（1868~1938）是太阳物理学领域的奠基人，他发明了太阳单色光照相仪，研究了太阳黑子的光谱，发现黑子的温度比正常太阳表面更低。海耳进一步发现黑子光谱中的一些氢线结构与地球实验室中强磁场环境下的表现十分类似，由此揭示了太阳黑子具有极强的磁场，太阳也是地球以外第一个确认存在磁场的天体。海耳还发现太阳黑子磁场存在22~23年的变化周期，该周期也被称为海耳周期。

海耳周期示意图丨Wikipedia

海耳共计十一个年度获得诺奖提名，其中1909年获得7次提名。海耳可能是少有的明确被诺贝尔委员会拒之门外的天文学家候选人。1923年诺贝尔物理学奖评选期间，诺贝尔物理学委员会成员之间发生了「何为物理学」的争论，当时声量很大的物理学委员会委员，1903年诺贝尔化学奖得主斯万特·阿伦尼乌斯（Svante A Arrhenius）明确表示天体物理学与天文学研究不属于诺贝尔物理学奖的评奖范围。海耳不幸成为该论调下被首先排除的学者之一。

1

布鲁诺·罗西Bruno Benedetto Rossi

罗西在18个年度获得了45次诺贝尔物理学奖提名

布鲁诺·罗西（1905~1993）是意大利裔美籍实验物理学家，他的研究涉及高能天体物理领域，包括宇宙学与X射线天文学。罗西在学界尝试利用火箭实验寻找太阳系外X射线源的过程中发挥了重要指导作用。1962年，由天体物理学家里卡多·贾科尼（Riccardo Giacconi）领导的团队发射了一枚探空火箭，发现天蝎座方向有一个明亮的X射线源，该天体被命名为天蝎座X-1。美国天文学会自1985年起设立了布鲁诺·罗西奖以表彰对高能天体物理学做出重要贡献的学者。

右上角是天蝎座X-1丨ecuip.lib.uchicago

罗西共计在十八个年度获得提名，其中1954~1963年连续十个年度都有提名。2002年，曾与罗西共事贾科尼获得了诺贝尔物理学奖，获奖理由是「在天体物理学领域做出的先驱性贡献，这些研究导致了宇宙X射线源的发现」，这一点足够说明罗西在X射线天文学领域的贡献是诺奖级的。

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