如今的智能手機功能很強大,可它跟諾貝爾獎有什么關系呢?
其實,沒有諾貝爾獎的重大發現,我們可能用不到這么先進的手機呢。
什么是諾貝爾獎
說起諾貝爾獎,那可是科學界的頂尖大獎。1895年11月27日,瑞典化學家、發明家、企業家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾寫下遺囑,用他的遺產設立科學大獎,共包括5個獎項:物理學獎、化學獎、和平獎、生理學或醫學獎、文學獎,用以表彰那些作出重大貢獻的人士。1968年,瑞典中央銀行又設立了諾貝爾經濟學獎,用于表彰在經濟學領域作出杰出貢獻的人士。
諾貝爾獎于每年的10月初正式公布,獲得獎項的都是頂尖科學家、學者。很多大科學家都曾獲得諾貝爾獎,比如居里夫人、愛因斯坦、霍金,等等。2012年,我國作家莫言獲得諾貝爾文學獎;2015年,我國科學家屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
如果說智能手機和諾貝爾獎有密切關系,是不是會讓你大吃一驚?
假如沒有晶體管
1956年,威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布拉頓共同榮獲諾貝爾物理學獎,這3位科學家研發出了晶體管,被媒體和科學界稱為“20世紀最重要的發明之一”。 2000年諾貝爾物理學獎得主赫伯特·克勒默關于半導體的研究,推動了集成電路技術發展。
非常非常多(至少上億個)晶體管集合在一起,就是集成電路的最主要部分。我們常在新聞中看到的“芯片”,主要由硅基板、晶體管、固定及防護元件等組成。一塊芯片含有的晶體管數量越多,性能就越先進。現今的手機芯片,面積僅有幾十平方毫米,但含有幾百億個晶體管。
假如沒有這幾位科學家的貢獻,沒有晶體管和集成電路技術,就根本不會有我們手中的智能手機。
不僅智能手機,電腦、家用電器、火箭、衛星、汽車等很多東西,都離不開集成電路技術。
假如沒有節能光學技術
想用智能手機,肯定離不開顯示屏。智能手機的顯示屏采用了多種節能光學技術,包括LED技術、OLED技術和LCD技術等。LED指發光二極管,是一種發光器件;OLED指有機發光二極管,可以自發光顯示;LCD指液晶顯示器,是平面、超薄的顯示設備。
這些技術是由多位科學家和工程師共同研發的,其中包括1991年諾貝爾物理學獎得主皮埃爾·德熱納,他的研究推動了液晶技術的發展;2014年諾貝爾物理學獎得主伊薩克·阿什肯納茲、希羅尼姆·伊薩庫和中村修二等人,他們發明了藍色發光二極管,并因此帶來了新型節能光源。
假如沒有這些顯示技術,我們不僅看不到清晰的手機屏幕,還可能因為沒有節能顯示屏,手機用一會兒就得充一次電呢。
假如沒有網絡連接技術
智能手機之所以智能,一個很重要的原因是它能夠連接網絡,可以從網絡上獲取各種資訊、下載多種應用。手機連接網絡,利用的是無線通信技術,包括藍牙、Wi-Fi、4G和5G等。
其中,1909年諾貝爾物理學獎授予了研究無線電技術的兩位科學家——伽利爾摩·馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩;2009年諾貝爾物理學獎得主,華裔物理學家高錕的主要成果是光纖通信技術,也是目前最主流的組建通信網的技術。
有人戲稱,假如不能連接網絡,手機就是一塊“板磚”。
假如沒有鋰電池
智能手機中的電池采用了鋰離子電池技術。鋰離子電池由鋰金屬或鋰合金作為電池材料,具有尺寸小、電量大、可反復充放電、安全性能好等特點。
鋰離子電池也離不開諾貝爾獎。這項技術是由2019年諾貝爾化學獎得主約翰·古迪納夫、斯坦利·威廷漢、吉野彰共同開發的。如今,不僅在智能手機、平板電腦、智能手表等電子設備上,就連神舟十八號飛船,都采用了鋰離子電池。
假如沒有鋰電池,恐怕我們現在的手機得拖著一個龐大的電池,根本做不到這么便攜耐用。
假如沒有圖像處理器件
圖像處理技術這個詞乍聽起來很陌生,其實都被我們日常使用的照相機、攝像機等采用了。不少智能手機的照相機功能非常強大,甚至能拍攝月球呢。
手機中的照相機和圖像處理采用了多種技術,包括光學傳感器、計算機視覺等,這些技術也是由多位科學家和工程師共同研發的。2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯發明的半導體成像器件——電荷耦合器件,能夠將光轉化為電信號,并傳遞和儲存這些電信號。這種器件是如今手機攝像頭核心的部件。
假如沒有了這兩位科學家的研究成果,攝影師不可能拍攝出那么多精美的照片,我們使用手機的樂趣也會少很多。
假如沒有激光
科幻電影中,未來士兵的武器往往是激光槍、激光劍。激光是一種高強度的單色光。實際上,除了軍事領域外,激光還在很多領域得到廣泛應用。
智能手機中也會用到激光嗎?沒錯。光纖通信就是用光來傳遞通信信號的;激光測距儀則是利用激光測量距離;手機的很多高精度元件,如攝像頭、屏幕等,都需要利用激光精確加工;手機主要零部件之間的焊接,也大多采用激光焊接。假如沒有激光,就不會有如今這么精致的智能手機。
激光技術的發展,涉及到多個科學領域,包括物理、光學、化學等,其中離不開多位諾貝爾獎得主的貢獻。人們根據1964年諾貝爾物理學獎得主查爾斯·湯斯、尼古拉·巴索夫、亞歷山大·普羅霍羅夫的研究成果,設計出了激光器;1981、1997、1999、2009、2018年度的諾貝爾獎,都跟激光研究密切相關。
假如沒有原子鐘
原子鐘是一種精度非常高的計時器,目前最先進的原子鐘,可以達到每2000萬年才誤差1秒。
你也許覺得原子鐘只能用來計時,其實原子鐘的應用遠不止于此,智能手機的通信和定位功能離不開它。在我們接打電話時,必須要保證通信的可靠和穩定,這就需要精確的時間和頻率標準。開車的時候肯定離不開導航定位,而定位需要至少3顆衛星測定你的位置,假如這些衛星之間的時間不統一,就會出現定位不準的現象。
原子鐘技術的發展也離不開諾貝爾獎得主的貢獻,如1989年諾貝爾物理學獎得主之一小諾曼·福斯特·拉姆齊,他解決了原子鐘設計的關鍵問題,還發明了銫(se)原子鐘。
手機中的部分諾貝爾獎成果

手機中的其他諾貝爾獎技術
手機中來自諾貝爾獎的技術還有很多,下面再簡單介紹幾個:
石墨烯技術應用于智能手機的屏幕、電池、散熱等方面。安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在石墨烯方面的研究,讓他們榮獲2010年諾貝爾物理學獎。
1921年諾貝爾化學獎得主馬克斯·舒施尼發明了塑料,大家可以看看自己的手機和手機殼,是不是有很多塑料部件?另外,制作手機機身所用的高分子材料,來自于1963年諾貝爾化學獎得主居里奧·納塔和卡爾·齊格勒的研究成果。
手機少不了存儲功能,而手機存儲離不開2007年物理學獎得主艾爾伯·費爾和皮特·克魯伯格在相關方面研究成果的貢獻。
智能手機中的磁力計和指南針采用了磁共振成像技術,這項技術來源于2003年諾貝爾生理學或醫學獎得主保羅·勞特布爾和彼得·曼斯菲爾德等人的研發成果。
你能想到嗎?一部小小的智能手機,竟然融合了這么多頂尖科學家的智慧。