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费利克斯·布洛赫(Felix Bloch)和爱德华·珀塞尔(Edward Purcell)因在核磁共振(NMR)领域的开创性工作共同获得了1952年的诺贝尔物理学奖。他们的发现不仅为现代医学中的磁共振成像(MRI)奠定了基础,还留下了许多有趣的科学故事。
布洛赫和珀塞尔的研究并非一开始就瞄准了核磁共振。他们原本在研究原子核的磁性质,却在实验中意外发现了核磁共振现象。布洛赫曾开玩笑说:“我们本来只是想看看原子核在磁场中会做什么,结果它们‘唱起了歌’。”这个“歌声”实际上就是原子核在磁场中共振时发出的信号,后来成为NMR技术的核心。
布洛赫和珀塞尔几乎在同一时间独立发现了核磁共振现象,但两人的实验方法完全不同。布洛赫在斯坦福大学使用了一种称为“感应法”的技术,而珀塞尔在哈佛大学则采用了“吸收法”。尽管方法不同,两人的结果却惊人地一致。诺贝尔奖委员会因此决定将奖项同时授予他们。两人后来成了好朋友,经常一起讨论科学问题。
珀塞尔的“厨房实验”
珀塞尔以他的幽默感和动手能力闻名。据说,他曾经用厨房里的简单材料做了一个小实验来演示核磁共振的原理。他用一块磁铁、一个线圈和一个收音机,成功捕捉到了原子核的共振信号。他的同事们对此感到惊讶,称他为“厨房物理学家”。珀塞尔则笑着说:“科学不一定非要在实验室里完成,有时候厨房也能成为发现的地方。”
布洛赫的“音乐灵感”
布洛赫不仅是一位杰出的物理学家,还是一位音乐爱好者。他曾经将核磁共振的信号比作“原子的交响乐”。他说:“每个原子核就像一个小提琴手,磁场是指挥,共振信号就是它们演奏的音乐。”这种诗意的比喻让他的学生们对核磁共振产生了浓厚的兴趣。
尽管布洛赫和珀塞尔的主要贡献在于核磁共振的基础研究,但他们的工作为后来的磁共振成像(MRI)技术奠定了基础。MRI如今已成为医学诊断的重要工具。
布洛赫和珀塞尔的故事不仅展示了科学发现的偶然性与必然性,还体现了科学家们的幽默与智慧。他们的工作不仅改变了物理学,也深刻影响了医学和化学领域。正如珀塞尔所说:“科学是一场永无止境的冒险,而核磁共振只是其中的一个小站。