在2025年諾貝爾生理學或醫學獎得主揭曉后，諾貝爾物理學獎和諾貝爾化學獎亦接踵而至！
對于國際學生而言，諾貝爾獎不僅是科學前沿的風向標，更是考試閱讀與科學部分常涉及的熱點話題。
今天，小林將全面解析2025年諾貝爾物理學獎和諾貝爾化學獎的最新成果，幫助你熟悉科學概念、拓展學術視野！
2025年諾貝爾物理學獎
北京時間10月7日17時45分，2025年諾貝爾物理學獎正式揭曉！
獎項分別授予了科學家約翰·克拉克（John Clarke）、米歇爾·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）和約翰·M·馬蒂尼斯（John Martinis），以表彰他們“發現電路中的宏觀量子隧穿效應和能量量子化”。
三位獲獎者的研究為量子技術的發展奠定了基礎。他們由瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩被授予獎項，并平分1100萬瑞典克朗的獎金（約合836萬元人民幣）。
值得一提的是，2025年正值量子力學誕生一百周年，這一獎項也成為了對量子物理學百年發展的特殊紀念。
01
核心發現
諾貝爾獎獲獎科學家們在宏觀尺度的芯片上成功實驗，證明了量子力學效應可以存在于一個肉眼可見、足以握在手中的系統中。這打破了人們通常認為量子效應只存在于微觀世界的認知。
實驗對象與設計：
他們使用超導體制成的電子電路（約瑟夫森結）進行實驗；電路中的所有帶電粒子協同行動，表現得像一個宏觀的單一粒子。
展示的量子現象：
量子隧穿： 該系統從一個被困的、無電壓的“勢壘”后狀態，通過隧穿效應逃逸，并產生了可檢測的電壓。
能量量子化： 該宏觀系統的能量狀態是分立的，只能吸收或發射特定數量的能量，符合量子力學預測。
重要意義：
回答了“量子力學效應能存在于多大尺度的系統中”這一基礎物理問題，將量子行為擴展到了宏觀領域；為開發下一代量子技術（如量子計算機、量子密碼學和量子傳感器）奠定了重要的實驗基礎。
02
專業術語
Quantum Mechanics（量子力學）：物理學的分支學科，描述原子及原子尺度以下微觀粒子運動規律的理論。它與相對論共同構成現代物理學的兩大支柱。
Quantum Tunnelling（量子隧穿效應）：一種量子現象，指微觀粒子能夠穿越在經典物理學看來其能量無法逾越的“勢壘”，就像穿墻術一樣。這是掃描隧道顯微鏡、半導體器件等工作的重要原理。
Energy Quantisation（能量量子化）：指一個物理系統的能量只能取一系列離散的、不連續的值，就像站在不同的臺階上，而不是連續的斜坡。系統在不同能級間“跳躍”時會吸收或發射特定能量的光子。
Macroscopic Scale（宏觀尺度）：指我們日常可見、可感知的物體尺度。
Superconductor（超導體）：一種特殊材料，在特定低溫下，電流通過時沒有電阻，能量損耗為零。在超導體內，電子會兩兩結合形成“庫珀對”（Cooper pairs），這是產生超導現象的關鍵。
Josephson Junction（約瑟夫森結）：一種關鍵的量子器件，由兩層超導體中間夾一層極薄的絕緣層構成。它以物理學家布賴恩·約瑟夫森的名字命名，是超導量子電路和量子計算的核心結構。
Quantum Technology（量子技術）：泛指利用量子力學原理開發的新一代技術。其應用方向包括量子計算機（解決傳統計算機難以處理的復雜問題）、量子密碼學（提供理論上絕對安全的通信）和量子傳感器（實現極高精度的測量）等。
2025年諾貝爾化學獎
北京時間10月8日17時45分，2025年諾貝爾化學獎也正式公布！
瑞典皇家科學院決定將2025年諾貝爾化學獎授予北川進（Susumu Kitagawa）、理查德·羅布森（Richard Robson）以及奧馬爾·M·亞吉（Omar M. Yaghi）三位科學家，以表彰其在金屬有機骨架開發領域的貢獻。
獲獎者將平分1100萬瑞典克朗（約合836萬元人民幣）獎金。
01
核心發現
2025年諾貝爾化學獎授予了三位在開創金屬有機框架（MOF）這一全新多孔材料領域做出杰出貢獻的科學家。
他們開發出一種新的分子結構形式，通過將金屬離子（作為“角點”）與有機分子鏈連接，構建出具有巨大空隙和空腔的晶體結構，即MOF。
MOF的關鍵特性：
多孔性與可定制性：MOF內部擁有巨大的空間，允許氣體和化學物質流動。通過改變其金屬和有機物的“構建單元”，可以理性設計出具有特定功能的材料。
功能多樣性：MOF能夠選擇性地捕獲、儲存或轉化特定物質。
發展歷程與關鍵突破：
1989年：羅布森首次利用銅離子和四臂分子構建出有序的多孔晶體，但結構不穩定。
1992-2003年：北川進證明了氣體可在MOF中自由進出，并預測了其結構可變形的特性；奧馬爾·亞基創造了穩定的MOF，并通過理性設計賦予其新的、可調的性質。
重要應用前景：
MOF材料在解決重大環境與民生挑戰方面潛力巨大，包括從沙漠空氣中提取水分；捕獲二氧化碳，助力碳中和；儲存有毒氣體；催化化學反應；從水中去除PFAS（永久化學品）和藥物殘留。
02
專業術語
Molecular architecture（分子結構體系 / 分子建筑）：指由分子單元精確組裝形成的復雜結構，如 MOF，體現分子間的空間組織方式。
Metal-organic framework (MOF)（金屬有機框架）：一類由金屬離子（或簇）與有機配體連接形成的晶體多孔材料，具有高比表面積和可調孔徑，可用于氣體儲存、分離、催化等。
Porous materials（多孔材料）：內部具有微孔、介孔或大孔的固體材料，可吸附、過濾或催化物質。
Carbon dioxide capture（二氧化碳捕獲）：通過化學或物理方法將 CO? 從空氣或廢氣中分離出來的技術，減緩氣候變化的重要方向。
Catalyse chemical reactions（催化 / 催化化學反應）：通過催化劑降低反應能壘，加快化學反應速率的過程。
Metal ions（金屬離子）：失去電子后帶正電的金屬原子，如 Cu2?、Zn2?、Fe3? 等，是 MOF 結構的節點。
Organic molecule（有機連接體）：含碳的長鏈分子，與金屬離子配位，連接成網絡結構，是 MOF 的“梁柱”。
Rational design（理性設計）：基于化學原理和分子結構預測，通過有目的地選擇金屬與配體來設計材料性能的方法。
PFAS (Per- and polyfluoroalkyl substances)（全氟和多氟烷基物質）：一類具有高度穩定碳–氟鍵的人工化學物質，難降解，被稱為“永久化學品”。
如果同學們對物理或化學抱有濃厚興趣，且計劃未來報考相關方向，那么接下來介紹的高含金量賽事將成為您學術道路上的重要里程碑！
物理er必備賽事！
BPhO英國物理奧賽
BPhO英國物理奧林匹克活動全稱British Physics Olympiad，即英國中學物理奧林匹克活動，是頂尖物理學術活動選手的選拔賽。
BPhO英國物理奧林匹克活動由牛津大學、物理研究所 （IOP） 和 Odgen Trust 主辦，辦公室設在牛津大學物理系。同時，BPhO也是劍橋官方推薦的學術活動之一。
⚠️⚠️注意！日前，BPhO英國物理奧林匹克中國區組委會阿思丹發布了關于2025賽季Round 1名額的重要更新！
戳鏈接了解BPhO新規詳情：
BPhO物理競賽新增50個直通名額！2026年起名額分配機制重大調整！
01
適合學生
?（新增）Round 0：自 2025 年起增設 BPhO Round 0，該輪次將對所有已報名 BPhO Round 1 的學生免費開放，無需額外費用及單獨操作報名。
? Round 1：
初賽，也是中國學生參與最多的BPHO系列賽事
Round 1 Top Gold Award獎項獲得者將被邀請參加BPhO Round 2；Round1每年11月左右比賽
? Round 2：Training Camp Selection，即集訓營選拔賽
僅邀請在第1輪競賽中獲得超級金牌（Top Gold）的選手參加。
? Round 3：Team selection
在分析參賽選手第1輪和第2輪參賽的成績后，選拔15名選手受邀參加牛津集訓營和英國國家隊選拔賽。
02
2025賽事活動時間
● （新增）Round 0 ?比賽時間：2025年10月16日17:00-18:00
●Round 1 比賽時間：2025年11月4日17:00-19:00
● Round 2 比賽時間：2026年2月21日（周六）14:00-17:00
03
獎項設置
? Round1：
超級金獎 Top Gold：前2%
金獎 Gold：前8%
銀獎 Silver：前15%
銅獎 Bronze Ⅰ：前25%
銅獎 Bronze Ⅱ：前40%
注：獲獎分數線會按照英國國籍學生的成績分別以總分排名前 2%、8%、15%、25%、40% 的比例劃出，其他國家的學生直接參照獲獎分數線來決定是否得獎。
? Round2：
金獎 Gold
銀獎 Silver
銅獎 Bronze
除了BPhO英國物理奧林匹克活動外，還有許多高含金量的物理賽事可供大家選擇！
八大物理賽事推薦
■ ? Physics Bowl物理碗
■ ? BPhO 英國物理奧林匹克活動
■ ? PUPC 普林斯頓大學物理活動
■ ? SIN 加拿大滑鐵盧牛頓物理思維挑戰
■ ? CAP 加拿大物理奧林匹克
■ ? ASOP 澳大利亞物理奧林匹克
■ ? BAAO 英國天文學和天體物理學奧林匹克
■ ? IAAC 國際天文學和天體物理學比賽
點擊了解各項賽事詳情：
物理er必看！BPhO/PUPC/物理碗/SIN…八大物理國際競賽哪個最適合你？
領取真題
化學er閉眼沖！
UKChO英國化學奧賽
英國化學奧林匹克（UK Chemistry Olympiad, UKChO）由英國皇家化學學會（Royal Society of Chemistry，RSC）主辦，迄今已有50年的歷史。
UKChO英國化學奧賽在一個175年歷史的非盈利組織RSC的帶領下，已經發展成為英國歷史最久、學術最強、影響力最大的高中化學競賽，旨在為優秀高中生提供一個校內化學課程的延伸，培養他們的化學思維與能力，為進一步大學學術性學習和研究做好準備。
01
適合學生
化學成績優秀的高中生。適用于想要將來學習化學、材料、環境、化工等專業的學生。
注意 ?
該比賽總進程分為三輪，但中國學生只能參加第一輪。
第一輪：全球學生都可參賽
筆試：UKChO各考點學校進行
特別說明：中國籍學生僅能參加UKChO第一輪競賽。
第二輪：僅英國籍學生可參賽
第一輪選出30位高分學生參與，在一段時間內，由行業頂尖學者、技術人員、教師等人員對30位學生進行集訓，最后推選出4位學生，代表英國參加 IChO。
第三輪：僅英國籍學生可參賽
最后選出的4位學生，會在參加完英國訓練營（UK Training Camp）的集訓準備后，飛往 IChO 國際化學奧賽的舉辦地參賽。
02
賽事活動時間
報名截止時間：2026年1月20日
考試時間：2026年1月30日10:00-12:00
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賽事形式
考試形式：個人賽 ?全英筆試試卷 ?不涉及現場實驗
題型設置：約5道分析簡答大題 每道大題有3-10個小題
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UKChO考察范圍
考察內容大致包含：無機化學、物理化學、分析化學、有機化學主要的四大部分，具體知識點如下：
原子：核結構、同位素、氫原子結構、電子排布
周期律：電負性、電子親和能、第一電離能、原子和離子尺寸
化學鍵：離子鍵和晶格結構、共價鍵
化學計算：方程式配平、化學計量學計算
無機化學：元素、第一主族元素、氫化學、磷化學等
氣體：理想氣體狀態工程、范德華氣體公式等
熱力學：第一定律、焓、第二定律(熵和自由能)等
動力學：速率定律、反應機理
化學反應平衡：平衡條件、平衡常數、非均相平衡等
酸和堿：酸和堿、pH值定義
電化學：電動勢、能斯特方程
有機化學：介紹、反應性
聚合物：合成、鏈式聚合、鏈式聚合機理等;
生物化學：碳水化合物、脂肪、氨基酸、蛋白質
05
獎項設置
● 金牌：前7%~8%
● 銀牌：前32%~33%
● 銅牌：前57%~58%
事實上，化學競賽的舞臺遠不止UKChO英國化學奧賽，還有不少“寶藏賽事”，同樣在全球范圍內享有極高的認可度！
六大化學賽事推薦
● UKChO英國化學奧賽
● CCC加拿大化學思維挑戰活動
● CCO加拿大化學奧賽
● USNCO美國化學奧賽
● C3L6劍橋化學挑戰賽
● ANCQ澳大利亞化學競賽
點擊了解各項賽事詳情：
化學er閉眼沖！UKChO/CCO/USNCO...沖擊牛劍藤校的"金鑰匙"！
