诺贝尔奖获奖情况概述 - 2025年诺贝尔奖在国庆中秋假期期间陆续公布，除和平奖外其他奖项已全部揭晓[5][6][7] - 日本在25年内已拿下22个诺奖，距离其50年内获30个诺奖的目标接近[9] - 谷歌在两年内已有5名科学家获得3个诺贝尔奖，历史上仅贝尔实验室和IBM等少数企业超过此成就[9] 生理学或医学奖 - 获奖者为美国科学家玛丽·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和日本科学家坂口志文，获奖原因是外周免疫耐受机制的开创性发现[12] - 坂口志文于1995年发现调节性T细胞，该细胞能监督并阻止其他免疫细胞误伤人体正常细胞[14] - 玛丽·布伦科和弗雷德·拉姆斯德尔团队后续发现了调节性T细胞的总开关Foxp3基因[14] - 该发现已在医学上取得实际应用，如通过提升调节性T细胞治疗免疫缺陷综合征，以及在癌症治疗中设法抑制肿瘤附近的调节性T细胞以使免疫系统全力攻击癌细胞[16] 化学奖 - 获奖者为日本京都大学的北川进、澳大利亚墨尔本大学的理查德·罗布森及美国加州大学伯克利分校的奥马尔·亚吉，获奖原因是发展了金属有机框架，开创了分子建筑学[18] - 金属有机框架是在分子尺度上构建结构，理查德·罗布森于1974年提出利用分子间吸引力搭建结构的构想，并在10多年后实现[19][21] - 北川进于1997年研制出"舌槽式"结构，可在室温下可逆地吸收和释放甲烷、氮气和氧气，使材料具备商用潜力[24][25] - 奥马尔·亚吉研发的MOF-5材料耐高温且具有极大的内部比表面积，几克MOF-5粉末的内部孔隙展开面积可媲美一个标准足球场，其气体吸附能力超越当时大部分材料[25] - 该领域已吸引大量投资，新材料正逐步推广至日常生活，例如用于在干旱地区捕获水蒸气生产饮用水，以及直接捕捉空气中的二氧化碳以促进碳中和[26][27][28] 物理学奖 - 获奖者为约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯，获奖原因是在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化方面的贡献[31] - 他们通过1984-1985年的一系列实验证明，在合适条件下宏观系统也能发生量子隧穿现象，即粒子可穿过势垒[33][35] - 实验证实宏观系统可拥有量子力学特性，约翰·马蒂尼斯将具有量子化能级的超导电路用作信息单元，即量子比特，从而衍生出量子芯片和量子计算机[37] - 该发现为未来量子传感、量子计算等技术发展提供了基础[38] 奖项趋势与意义 - 相比于2024年多个奖项涉及人工智能，2025年诺贝尔奖全面回归基础科学，显得更为纯粹[39] - 奖项更多反映过去技术突破的积累，而非当下科技实力的直接体现，科学家们数十年如一日的专注是推动人类社会进步的重要力量[11][40][41]

获奖成果核心内容 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷和约翰·马丁尼斯，表彰其在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化的贡献 [2][4] - 三位科学家通过精密的超导电子电路，首次在肉眼可见的宏观尺度上同时验证了量子隧穿和能量量子化两个核心量子特性 [4][8] - 实验核心元件为约瑟夫森结，超导电路在低温下可像一个"宏观类粒子"那样被整体描述，系统通过量子隧穿逃逸到"运行态"并以电压跃迁作为观测信号 [5][7][8] 实验设计与发现 - 实验利用超导体构建电子电路，超导体内电子有序无阻力流动，整个系统如同单一粒子般运行 [5][7] - 实验观测到宏观系统只能以特定能级吸收或释放能量，这与量子力学理论预测的能量量子化一致 [8] - 该发现证明宏观超导电路可作为被人类触摸到的系统严格遵循量子力学，将量子现象从微观世界带到宏观尺度 [8] 科学意义与影响 - 研究成果把长期哲学思辨层面的问题转化为可通过实验数据回答的精确科学问题，与"薛定谔的猫"思想实验极为接近 [9] - 为"普适量子论"增加了分量，表明从原子到大型电路遵循同一量子规则，无需假设自然界存在神秘的"自动坍缩开关" [10] - 为检验或排除各类客观坍缩模型提供了清晰路线图，激励研究者构建更大更复杂的系统继续逼近量子—经典边界 [10] 量子力学应用与产业化 - 量子力学催生了众多革命性技术应用，包括晶体管、激光、核磁共振成像、原子钟等，构成现代科技的"隐形底座" [11] - 超导量子计算、量子通信与量子传感被视为"第二次量子革命"，本次诺奖成果为开发下一代量子技术如量子密码学、量子计算机和量子传感器提供机遇 [11][12] - 中国在量子通信与计算应用上取得显著进展，包括"墨子号"卫星实现1200公里纠缠分发、"祖冲之三号"超导量子计算原型机处理速度比最快超级计算机快千万亿倍 [13]

诺贝尔奖获奖情况概述 - 2025年诺贝尔奖（除和平奖外）已在国庆中秋假期期间公布 [1][2][3] - 日本在25年内获得第22个诺贝尔奖，距离其50年拿30个奖的目标进展迅速 [6] - 谷歌在两年内有5名科学家获得3个诺贝尔奖，在企业获奖历史上仅次于贝尔实验室和IBM [7] 生理学或医学奖 - 获奖者为美国科学家玛丽·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和日本科学家坂口志文，获奖原因是关于外周免疫耐受机制的开创性发现 [9] - 坂口志文于1995年发现“调节性T细胞”，该细胞负责监督免疫细胞，防止误伤正常细胞 [12] - 玛丽·布伦科和弗雷德·拉姆斯德尔的团队找到了调节性T细胞的总开关Foxp3基因 [13] - 该发现已应用于医学领域，如通过提升调节性T细胞治疗免疫缺陷综合征，以及在癌症治疗中管理肿瘤附近的调节性T细胞 [16] 化学奖 - 获奖者为日本京都大学的北川进、澳大利亚墨尔本大学的理查德·罗布森和美国加州大学伯克利分校的奥马尔·亚吉，获奖原因是发展金属有机框架并开创分子建筑学 [18] - 金属有机框架是在分子尺度上构建结构，类似于土木工程 [20] - 北川进于1997年研制出“舌槽式”结构，可在室温下可逆地吸收和释放甲烷、氮气和氧气，使材料具备商用潜力 [26] - 奥马尔·亚吉研发的MOF-5材料耐高温且具有极大的内部比表面积，几克粉末的孔隙面积可媲美一个标准足球场，其气体吸附能力超越当时大部分材料 [28] - 该领域已吸引大量投资，新材料正逐步推广至日常生活，例如用于沙漠地区集水、捕获二氧化碳以促进碳中和等 [30][32][33] 物理学奖 - 获奖者为约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯，获奖原因是在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化 [35] - 他们的实验证明在合适条件下，宏观系统也能发生量子隧穿等量子现象，颠覆了量子效应仅存在于微观尺度的传统认知 [37][41][44] - 基于此研究，约翰·马蒂尼斯将具有量子化能级的超导电路用作信息单元（量子比特），进而衍生出量子芯片和量子计算机 [46] - 该技术为未来的量子传感、量子计算等领域奠定了基础 [47] 行业影响与趋势 - 2025年诺贝尔奖全面回归基础科学，相较于去年与人工智能的关联，显得更为纯粹 [50] - 科学家们的研究成果，如金属有机框架在环保领域的应用、量子技术的突破，被视为推动人类社会进步的共同智慧结晶 [52][53]

获奖者与获奖成果 - 2025年诺贝尔物理学奖授予三位物理学家：约翰·克拉克（1942年出生于英国，美国加利福尼亚大学伯克利分校教授）、米歇尔·H·德沃雷（1953年出生于法国，美国耶鲁大学和加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授）以及约翰·M·马蒂尼斯（出生于1958年，美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授）[8][10][11] - 获奖成果为在宏观尺度上演示量子力学隧穿效应和能量量子化的开创性实验[14] 实验核心内容 - 上世纪80年代，三位获奖科学家在加州大学伯克利分校构建了一个包含两个超导体、中间由极薄绝缘材料隔开的电路，该芯片尺寸约为1厘米[22][24] - 实验中，超导体中数十亿库珀对的集体行为表现出如同单个粒子一样的统一性，其状态由一个共享的波函数描述[24][25][26] - 该系统初始处于零电压但有电流的状态，随后通过宏观量子隧穿效应，成功“逃离”零电压状态，产生可观测的宏观电压，实现了从微观到宏观的量子现象展示[27][29][30] - 实验同时证实该系统是量子化的，即只能吸收或释放特定能级的能量，与量子力学预测相符[30][32] 成果意义与影响 - 评奖委员会指出，该成果为开发下一代量子技术提供了机遇，包括量子密码学、量子计算机和量子传感器[14] - 该实验将量子力学效应从微观尺度拓展到了宏观尺度，使量子现象变得“肉眼可见”[15][16][24] - 诺贝尔物理学委员会成员埃娃·奥尔松表示，该成就打开了“通向另一个世界”的大门，使人们能够在更大尺度上研究量子力学世界[33]

获奖者与获奖原因 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯三位量子物理学家 [2] - 获奖原因为表彰他们在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化方面的贡献 [2] 获奖成就的意义 - 该获奖成就打开了一扇门，使人们能够在更大尺度上研究量子力学世界 [2] - 诺贝尔物理学委员会成员埃娃·奥尔松用"小球穿墙"的绝妙比喻来解释该成就的重要意义 [2] 颁奖背景 - 颁奖年份2025年恰逢量子力学诞生百年，但瑞典皇家科学院在评审时并未意识到这一巧合，直到颁奖前才发觉 [2]

诺贝尔物理学奖获奖情况 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯 [3] - 获奖原因为表彰在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化方面的贡献 [3] - 三位获奖者均为美国高校研究人员 [3] 获奖者评论 - 获奖者约翰·克拉克对获奖表示感到震惊并称从未想过会发生这样的事情 [3] - 克拉克批评特朗普政府大幅削减科研预算是一个极其严重的问题 [1][3] - 克拉克警告称预算削减将使美国大量科学研究工作陷入瘫痪并认识一些研究人员在经费方面受到严重打击 [3] - 克拉克进一步警告如果预算削减情况持续下去后果将是灾难性的 [4] 政策背景与行业反应 - 特朗普政府在执政数月内采取大幅削减科研经费并向顶尖高校施压等措施 [4] - 相关政策在美国国内引发强烈不满 [4] - 美国国家卫生研究院多名职员于今年6月发表联名信批评特朗普政府大幅削减科研资金 [4] - 联名信批评相关政策将科学研究政治化并浪费公共资源 [4]

诺贝尔物理学奖与科研贡献 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯 [3] - 获奖原因为在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化方面的贡献 [3] - 三位获奖者均为美国高校研究人员 [3] 获奖者观点与反应 - 获奖者约翰·克拉克对获奖表示"感到震惊"并称"我这一生从来没想过会发生这样的事情" [3] - 克拉克批评特朗普政府大幅削减科研预算等措施是一个"极其严重"的问题 [1][3] - 克拉克警告称预算削减将使美国大量科学研究工作陷入瘫痪并认识一些研究人员在经费方面受到严重打击 [3] 政策影响与行业反应 - 克拉克警告称如果预算削减情况持续下去后果将是灾难性的 [4] - 特朗普政府在执政数月内采取大幅削减科研经费、向顶尖高校施压等措施在美国国内引发强烈不满 [4] - 今年6月美国国家卫生研究院多名职员发表联名信批评特朗普政府大幅削减科研资金称相关政策将科学研究政治化并"浪费公共资源" [4]

奖项核心信息 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯，以表彰他们在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化的贡献 [1] - 获奖者的实验在芯片上进行，展示了量子力学隧道效应和量子能级可以被操控，揭示了量子物理学的实际应用 [1] 理论原理阐述 - 量子隧道效应是指电子等微观粒子能够穿越经典物理学认为不可逾越的能量势垒的特性，可通俗解释为“穿墙术” [2] - 能量量子化是量子理论的核心概念，指微观系统中能量的变化是以不连续的、离散的最小单位（量子）形式进行，如同楼梯台阶 [2] - 获奖者的贡献在于通过实验表明，量子力学特性可以在宏观尺度上具体化，宏观粒子状系统可通过隧道效应摆脱零电压状态，并且系统的能量模式是量子化的 [3] 技术应用与前景 - 宏观量子力学隧道效应和能量量子化可应用于半导体设备，如隧道二极管和超导量子干涉器等 [4] - 这些原理是半导体（智能手机、计算机等电子设备的核心部件）的工作原理，也为量子计算机、微波通信等未来技术发展提供关键理论支撑 [4] - 隧道二极管在高速电子设备中具有重要应用，如在射频振荡器、高频开关、变频器、微波通信、雷达系统及其他高速电子仪器中 [5] - 基于该理论的微波通信（频率0.3GHz至300GHz）可能超越光纤通信，提供更好更快的无线宽带，并应用于手机、电视、通信卫星的信号传递 [6] 基础科学与广泛影响 - 量子力学隧道效应是太阳核聚变得以实现的核心机制，允许质子在相对低的温度下“穿过”能量壁垒发生聚变，维持太阳数十亿年的寿命 [7] - 该研究成果将开创人类未来生活，在半导体、量子计算机、微波通信、手机等方面的应用已显现曙光 [7]

获奖成果与核心贡献 - 2025年诺贝尔物理学奖授予美国科学家John Clarke、Michel H Devoret和John M Martinis，表彰他们发现了电路中的宏观量子力学隧穿效应和能量量子化 [1] - 三位获奖人的奠基性工作为超导量子计算奠定了基础，他们于1985年首次在宏观可控系统中观测到量子效应，将量子器件从微观尺度突破到宏观尺度 [2][3] - 获奖成果证明了量子力学的波动行为可通过超导等宏观量子态出现在宏观系统中，具有重要的基础科学意义 [4] 超导量子计算技术特点 - 超导量子计算是宏观量子态，其量子比特器件（超导约瑟夫森结）是肉眼可见的宏观器件，在极低温（比绝对零度高0.01℃）下展示出量子化能级和叠加等量子效应 [1][2] - 与经典计算比特只能处于0或1状态不同，量子比特是0和1的叠加态，带来了超强的并行计算能力，使量子计算机在解决特定问题时超越经典计算机 [1] - 超导量子比特无法在常温下工作，需置于稀释制冷机中以避免热量噪声干扰 [2] 行业发展与应用前景 - 超导量子计算是目前所有量子计算技术路线中发展最成熟的一条，谷歌、IBM及国内诸多研究组均集中于此路线 [3][5] - 量子计算被视为可能带来颠覆性影响的下一代信息技术，有望在五到十年内在实用问题上演示其优越性 [5] - 未来量子计算与经典计算机（CPU、GPU）融合，预计将在人工智能、生物医药、密码安全、材料制造等领域展现远超经典计算机的计算能力 [5] 关键人物与产业推动 - John M Martinis是推动超导量子比特从几个发展到几十个的关键人物，其团队约10年前加入谷歌，极大推动了超导量子计算的迅速发展 [2][3] - 2019年，John M Martinis在谷歌领导的团队使用53个量子比特实现了量子霸权，展示了超越经典计算的能力 [2] - Michel H Devoret和John M Martinis在谷歌量子计算团队中发挥了关键作用 [3]

诺贝尔物理学奖获奖信息 - 2025年诺贝尔物理学奖授予科学家约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特、约翰·M·马蒂尼 [1] - 获奖原因为发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化 [1] - 获奖者将平分1100万瑞典克朗（约合836万元人民币）奖金 [8] 获奖成果科学意义 - 获奖者通过实验证明量子世界的特性可以在一个足够大到可以握在手中的系统中具体化 [3] - 其超导电气系统可以从一种状态隧道进入另一种状态 并表明该系统以特定大小的剂量吸收和发射能量 [3]