本报杭州10月7日讯

　　记者 曾福泉

　　有多少人是从智能手机上看到今年诺贝尔物理学奖花落谁家？又有多少人在这一刻意识到，如果没有三位获奖者发明的蓝光二极管，拥有绚丽多彩显示屏的手机就不会问世，LED（发光二极管）就不会遍布现代生活的每个角落，成为人所共知的名词。

　　诺贝尔奖评选委员会今天晚间宣布，合作开发出氮化镓结晶技术的日本科学家赤崎勇和天野浩，以及人称“蓝光之父”的日裔美籍科学家中村修二，共同获得2014年诺贝尔物理学奖。他们为世界带来了前人寻觅三十余年而不得的新型光源，从而为节能环保的LED灯的广泛应用铺平了道路。

　　“一个灯管，能有多难？”也许很多人不习惯一向“高大上”的诺贝尔奖颁给了这么个小小的电子元件。要知道，去年获奖的可是高深莫测的“上帝粒子”。本报记者采访了我国光电子学领域著名科学家、国家杰出青年基金获得者、浙江大学光电信息工程学系主任童利民教授，解读这项太过“接地气”的科学发明蕴含的深刻意义。

　　从油灯到LED

　　进入工业社会以来，人类的日常生活就开始经历日新月异的变化。马车变成了汽车，帆船变成了轮船……实验室和工厂结合得越来越紧密，人们不断寻找新能源、新材料、新技术。作为千百种变化之一，照明技术也在改变。用白炽灯代替了煤油灯的人，是名垂青史的爱迪生；用LED灯淘汰了白炽灯的人，在今天获得了科学的最高桂冠。正如诺奖评委会的颁奖词指出的，这些科学家和这一奖项的创立者——大发明家诺贝尔本人分享着同一种精神，以科技的力量为人类创造更加进步的文明。

　　“白炽灯的发光效率很低。它是靠把灯丝加热到高温实现发光的，大部分电能变成热量消耗掉了。”童利民分析说，荧光灯改用荧光粉，问世之初号称低耗能，但仍不能同LED相比。在LED灯中，电能直接导致光子的产生，从而避免了无谓的能力损耗。摸摸开了一小时的日光灯管，再摸摸电脑屏幕，温度的差别生动地说明了LED技术的伟力。

　　诺奖评委会指出，如今全球四分之一的能源被用在照明上。LED灯的广泛使用，为地球节约了不可估量的能源。LED灯的节能前景还十分广阔。实验室里最新的纪录是，LED灯消耗同样的能量，发光能力是荧光灯的4倍多，是普通灯泡的近20倍，是煤油灯的3000倍。

　　LED灯不仅节约能源，寿命也特别长，这就同时节约了材料。相比白炽灯不到1千小时的寿命，LED灯可以使用10万个小时。

　　由此，LED灯使全球的照明技术发生了根本的转变。诺奖评委会评价说，白炽灯引领了20世纪，LED灯将引领21世纪。

　　“蓝光”是关键

　　仔细回想一下，LED灯带来的照明革命，是近20年间的事情。这是因为，三位获奖者是在20世纪90年代，才突破了高亮度蓝光二极管这一关键技术，使LED照明成为可能。

　　早在20世纪初，科学家就发现，给一些化学材料通电后，这些晶体或粉末就能够发光的现象，这就是所谓的“电致发光”。20世纪60年代，科学家用磷砷化镓这种材料，制成了能发出红光的LED灯，并很快商业化。随后，人们又制成了使用磷化镓的绿色LED和使用碳化硅的黄色LED。但是，这些LED灯要么用在特定环境中作为指示灯，要么变成商店门口的广告招牌，却很难用来照明。“毕竟人们不可能在只有单纯红光或绿光的环境中生活工作。我们需要白光，也就是自然光。”童利民说。

　　赤橙黄绿青蓝紫：人们从牛顿那个时代就知道，白光是由七色光复合成的。要制成能照明的白光LED，就非补上蓝光LED这空白的一环不可。蓝光的波长短、能量高，这就需要寻找一种最合适的材料，并开发出低成本的制备方法。“这项发明的理论基础很早就奠定了，但是将技术真正实现却需要付出巨大的努力。”童利民说，“从这个意义上看，今年三位获奖者和因为发明光纤而获奖的高锟有异曲同工之处。”

　　三位科学家在科技发明的道路上经历了艰苦的探索。在名古屋大学的实验室里，在一家远远称不上巨头的普通的日本企业的车间里，他们埋头研发三十年来无人成功的课题。为了节约经费，中村修二变成一名焊工，经年累月地焊接开发氮化镓材料必须的石英管，还时常发生爆炸。

　　他们最终获得了成功。LED终于可以发出白光，这项技术改变了世界。值得一提的是，氮化镓的成功制备同时导向了蓝光激光的发明，使信息存储方式也发生了大变革。

　　科技以人为本

　　诺贝尔物理学奖并非总是青睐微妙的理论。人们望向宇宙深处，对终极真理进行哲学性的思索；同样关注日常的生活，渴望看到实实在在的进步。物理学家在这两方面都能取得不朽的成就。

　　现在，LED灯这样灵活的光源，已经为我们带来前人难以想象的生活图景：人们拥有了数以百万计的不同的颜色的光线；灯光和亮度都可以随时改变。城市里出现了数百平方米大小的五彩缤纷的光面板，可以不断闪烁、变换颜色和图案。所有这些又可以由计算机来非常简便地加以控制。在智能栽培温室等设施中，专门设计的LED灯甚至已经用来代替真正的自然光。

　　人类文明正是因为这不竭的创新，才永远充满了活力与希望。