直到生理醫(yī)學(xué)獎公布的前兩天我才開始關(guān)注今年諾獎的頒布。我知道，反正有人會提醒我關(guān)注諾獎，提醒我“預(yù)言”一下諾貝爾物理學(xué)獎將花落誰家。

　　造成這種局面當(dāng)然不是因為我是一個了解所有物理領(lǐng)域的專家，可以肯定地說世界上沒有一個活著的人會了解物理學(xué)所有領(lǐng)域。真正的原因大概有兩個，之一是，過去數(shù)年間我喜歡在諾獎公布前做一下“預(yù)言”；原因之二是，在過去的2008年、2011年和2013年我都猜中了。

　　我當(dāng)然不了解所有領(lǐng)域，有幾年我沒有猜中或者干脆放棄猜測。我猜中和放棄猜測的原因是一樣的，因為我知道諾貝爾物理學(xué)獎在近二十年來有一個不成文的規(guī)則，每五年是一個周期，分別獎給以下五個領(lǐng)域：粒子物理學(xué)、光物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)、原子分子物理。輪到凝聚態(tài)物理和原子分子物理，我就放棄猜測。

　　十月六日，我在微博上寫道：“明天是諾貝爾物理學(xué)獎發(fā)布會，我去年就預(yù)測今年的物理學(xué)獎，我的首選是負(fù)折射率材料，即超穎材料，如果這個領(lǐng)域獲獎，獲獎人當(dāng)然該是 J. B. Pendry， D. R. Smith， D.Schurig。另一個可能是LED的發(fā)明，至于到底獎給誰就很難說了?！?/P>

　　今年的諾貝爾物理學(xué)獎又被我猜中也不是什么稀奇的事。當(dāng)然，為了保險，我一共猜了兩個，第一個是超穎材料，也就是負(fù)折射率材料，這種材料是過去十五年物理學(xué)研究中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，如果不是唯一。第二個就是LED，即發(fā)光二極管。

　　我猜到了LED，卻沒有猜中是三個日本人獲獎，當(dāng)然，事先是知道中村修二得獎的機(jī)會很大，另外兩個日本人可能得獎，也可能不得。

　　除了物理學(xué)，我還喜歡猜測誰會獲得諾貝爾文學(xué)獎，這是極為困難的一件事，所有人都同意文學(xué)不像科學(xué)那樣“硬”，誰得都有可能。但文學(xué)是幾乎所有人都關(guān)心的事，猜測一下很有娛樂性。

　　回到物理學(xué)獎，今年獲獎的研究是發(fā)光二極管。二極管是一個比較“古老”的東西了，由半導(dǎo)體制成，在施加電壓之后有單向?qū)щ娦?。我們小時候很熟悉這種器件，二極管是自制半導(dǎo)體收音機(jī)時必須用到的。它是半導(dǎo)體制成的一種“結(jié)”，在結(jié)的兩端加上電壓，如果是正壓就會出現(xiàn)電流，如果是負(fù)壓就不會出現(xiàn)電流。為什么是單向?qū)щ娔?？因為它由兩種不同特性的半導(dǎo)體構(gòu)成，其中一種半導(dǎo)體內(nèi)的電子是自由的，而另一種半導(dǎo)體內(nèi)的電子空穴（帶正電）是自由的。如果運(yùn)氣好，在加上電壓后，一端的電子跑到另一端與空穴“湮滅”，釋放出的能量以光的形式發(fā)射出來，這就是發(fā)光二極管了，英文簡稱LED，light-emitting diode。

　　LED被發(fā)現(xiàn)了至少半個世紀(jì)，按照文字記載，甚至有了一個世紀(jì)，只是在過去的半個世紀(jì)中，LED被認(rèn)識到有應(yīng)用價值。最簡單的應(yīng)用就是電視遙控器上的那個紅外光發(fā)射燈，這種紅外LED也是最早被發(fā)現(xiàn)的，1961年被注冊專利，1962年就商業(yè)生產(chǎn)了。

　　緊接著紅外LED，紅光LED就被發(fā)現(xiàn)了，是1962年的事。接下來，人們花了十年時間才找到黃光LED。同時，藍(lán)光LED也被發(fā)現(xiàn)，只是亮度很低，沒有實(shí)際價值。

　　這就要談到名古屋大學(xué)的赤崎勇教授，他是今年三位獲獎人中年紀(jì)最大的，85歲了。他在35歲才獲得博士學(xué)位，快四十歲的時候才研究藍(lán)光LED，那是六十年代末。這事被一度擱置，直到80年代隨著更好的氮化鎵的出現(xiàn)，他重新?lián)炱鹄闲挟?dāng)繼續(xù)研究藍(lán)光LED，那時，他的學(xué)生，另一名諾獎獲得者天野浩加入了他的團(tuán)隊。雖然赤崎勇在1981年就重新?lián)炱鹚{(lán)光LED，真正的突破是他和天野浩在1989年做出來的，此時，赤崎勇已經(jīng)60歲了。因此，這位先生帶給我們的教訓(xùn)就是，不要忘記你最想做的事，要一直做下去。

　　江湖上故事比較多的是中村修二，是他的發(fā)現(xiàn)將藍(lán)光LED真正帶到商業(yè)應(yīng)用中。

　　中村出生于1954年，23歲畢業(yè)于德島大學(xué)（你可能不會知道德島在哪里，這是一個位于四國，與大阪隔海相望的城市），兩年后獲得碩士學(xué)位進(jìn)入位于德島的日亞化學(xué)工作，那是1979年，距他做出重要發(fā)現(xiàn)還有14年。他在日亞的主要工作是開發(fā)磷化鎵，這是一種可以用來制造LED的晶體。當(dāng)時，日亞不像現(xiàn)在這么富有（現(xiàn)在的富有當(dāng)然是因為藍(lán)光LED），中村修二的條件很艱苦，石英管都需要自己焊接，經(jīng)常制造爆炸事件，就這樣他辛苦地做了三年。

　　接著他開始生長砷化鎵，這也是一種制造LED的材料，同樣需要自己艱苦地焊接石英管，一做又是兩年。從1985年起，中村開始研發(fā)鋁砷化鎵。所有這些材料制造出來不是用來自己做LED的，而是賣給別人，這么做當(dāng)然效率太低，中村決定自己做LED，也成功了。這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到中村研制出高亮度藍(lán)光LED。到了1992年，中村從美國學(xué)習(xí)回來，開始專注改進(jìn)藍(lán)光LED，這里面有許多有趣的故事，例如他瞞住公司發(fā)表論文，慢慢地將藍(lán)光LED的亮度提高到一個坎德拉（光強(qiáng)國際單位，candela，是一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為540×10的12次方赫茲的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683瓦特每球面度。）。

　　在成功研發(fā)出基于氮鎵銦的高亮度LED后，中村又研制出藍(lán)光半導(dǎo)體激光器?，F(xiàn)在，中村手中握有超過一百項的專利。

　　從中村修二和赤崎勇的故事我們能學(xué)到什么？日本人是人所共知的非常倔強(qiáng)的民族，我多年前和他們中的一些物理學(xué)家打過交道，切身體會過他們認(rèn)死理的性格。這種認(rèn)死理的性格讓他們在西方人不能獲得成功的地方獲得了成功，高亮度藍(lán)光LED一向被認(rèn)為是很難找到的，赤崎勇和中村修二就找到了，一個從六十年代末工作到九十年代初，一個從八十年代初工作到九十年代，而且，中村修二現(xiàn)在還在加州大學(xué)繼續(xù)工作。一個人一輩子能做的事情確實(shí)不多，所以才要認(rèn)死理，看準(zhǔn)一件事情做下去，今年做不到那么明天再做，明天做不到后天休息一會兒以后再做。

　　關(guān)于中村還有一個有趣的故事。據(jù)說，中村發(fā)明藍(lán)光LED的時候，日亞化學(xué)給他的獎金只有兩萬日元，相當(dāng)于兩百美元。另一種說法是，1999年中村離開公司的時候，日亞試圖用六千萬日元（相當(dāng)于六十萬美元）買斷中村所有的發(fā)明。反正，中村不服氣，2001年開始和日亞打官司，將日亞告上法庭，法庭裁決日亞應(yīng)該支付中村兩百億日元，這可是一大筆錢，約為兩億美元。日亞不服，2005年，雙方最后以八億四千萬日元（九百萬美元）和解。很多人一直誤以為中村獲得了數(shù)十億美元，其實(shí)只有九百萬美元。有人說，這也許是中村一怒之下離開日本去美國的原因。

　　不管怎么樣，加州大學(xué)圣芭芭拉分校將中村當(dāng)作一個寶。2009年，《環(huán)球科學(xué)》刊登了中村修二自己和科學(xué)史專家賴爾登寫的一篇文章。在文章中，作者開篇就提到，當(dāng)中村的實(shí)驗室制造出廉價的綠光激光器的時候，校長楊祖佑親自趕到實(shí)驗室去觀看。有趣的是，在這篇文章中作者寫道：“藍(lán)色發(fā)光二極管本身并不是一個巨大的革命，但日本日亞化學(xué)、索尼和其他一些公司在制作藍(lán)光播放器時都陷入了困境。這些二極管的傳統(tǒng)制作方法存在著一些固有的缺陷，成品率低、成本高?！睆倪@段話我們看出，中村并不滿意他十年前的成就，一直在制造更多的東西。

　　最后，我們談一談為什么今年的諾貝爾物理學(xué)獎或頒給發(fā)明藍(lán)光LED的人。首先，僅僅有紅光、黃光LED人們還造不出白光LED，有了藍(lán)光LED之后，不論是利用三原色原理還是用藍(lán)光產(chǎn)生波長更長的光，白光LED的出現(xiàn)就是自然的了。其次，高亮度的LED給實(shí)際應(yīng)用打開了門窗?，F(xiàn)在，LED已經(jīng)進(jìn)入了普通家庭，其發(fā)光效率和壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白熾燈。

　　據(jù)說，LED效率的提高速度也遵從摩爾定律，也就是說，每過三年就提高一倍。而成本呢？據(jù)說每過十年一個流明的成本就降低十倍，而每個LED封裝的亮度提 高20倍，這個定律叫海茲定律（Haitz's law）。如果這個定律繼續(xù)成立，到了2020年，LED光源將成為最便宜的光源，假如屆時全世界都用上LED，全世界用于照明的耗電將減少一半。

　　所以，有人說，白熾燈燈照亮了二十世紀(jì)，LED將照亮二十一世紀(jì)，這話肯定是對的。

　　有人抱怨近年來諾貝爾獎有點(diǎn)偏向應(yīng)用，其實(shí)這是一種誤解，諾貝爾獎在歷史上向來只頒給兩類發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，一類是發(fā)現(xiàn)了新的物理現(xiàn)象和機(jī)制，一類是有巨大應(yīng)用的發(fā)明。前者不用舉例了，后者我們可以找到第一個物理學(xué)獎獲得者倫琴，因為慢中子獲獎的費(fèi)米，發(fā)現(xiàn)核磁精密測量的人，晶體管的發(fā)現(xiàn)者，等等。

　　最后，我想說，不論是諾獎也好，還是人生中的其他榮譽(yù)也罷，它們只會落在那些一根筋人的身上，而日本人在這一點(diǎn)上值得我們學(xué)習(xí)。■

　　作者為著名科普作家、理論物理學(xué)家，中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長