如果說(shuō)獲得諾貝爾獎(jiǎng)是對(duì)一個(gè)科學(xué)家最高的認(rèn)可，那么能被瑞典皇家科學(xué)院兩次授予此殊榮，一定是鳳毛麟角了。目前為止，僅有四人能夠引以為豪，其中就有家喻戶曉的居里夫人，她分別各獲得一次物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)。不過(guò)史上唯有一個(gè)兩次獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)的曠世奇才，是美國(guó)的約翰·巴丁，一個(gè)對(duì)大眾來(lái)說(shuō)非常陌生的名字。
我們都知道愛(ài)因斯坦，不僅僅是因?yàn)樗麑?duì)科學(xué)的巨大貢獻(xiàn)，還因?yàn)樗矚g在鏡頭面前扮鬼臉的個(gè)性；而我們對(duì)于理查德·費(fèi)曼的迷戀也并非完全基于他的學(xué)術(shù)成就，而很大程度上也與他另類的幽默感有關(guān)。這些人的個(gè)性似乎已經(jīng)讓人們對(duì)于天才產(chǎn)生了刻板印象，似乎天才總應(yīng)該有一些怪異的性格甚至瘋狂的舉動(dòng)。這是一個(gè)天才的準(zhǔn)確形象嗎？在巴丁的故事里也許你會(huì)找到答案。
首獲諾貝爾獎(jiǎng)
巴丁的第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)是因?yàn)樗麉⑴c發(fā)明了晶體管，這個(gè)發(fā)明在生活中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。舉個(gè)關(guān)于收音機(jī)的例子，用過(guò)的人都知道，每個(gè)電臺(tái)都有相應(yīng)的頻率，我們可以通過(guò)調(diào)頻收聽(tīng)不同的電臺(tái)。但是，這些不同頻率的信號(hào)都是混在一起傳播的，如果沒(méi)有一個(gè)放大信號(hào)的裝置，那么就會(huì)導(dǎo)致你在收聽(tīng)評(píng)書(shū)的時(shí)候還混雜著違和的廣告語(yǔ)。一開(kāi)始人們采用真空管來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)放大的作用，但是真空管的缺點(diǎn)太多，所以科學(xué)家一直在尋找替代材料。
二戰(zhàn)結(jié)束后，巴丁接受了新澤西州貝爾實(shí)驗(yàn)室的任職。在那里，他成為了由威廉·肖克利領(lǐng)導(dǎo)的新研究小組的一員，小組里還有一個(gè)多年前他就認(rèn)識(shí)的沃爾特·布拉頓。他和布拉頓不僅成了好朋友，還是一對(duì)非常合拍的研究合作伙伴。他們之間正好互補(bǔ)，巴丁精通理論分析，而布拉頓特別擅長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。他們一起發(fā)明了點(diǎn)接觸晶體管，大小只有真空管的1/50，而且更加堅(jiān)固、簡(jiǎn)便、可靠和便宜。
晶體管的應(yīng)用使得電子設(shè)備更加小巧便攜。事實(shí)上，我們現(xiàn)在能通過(guò)收音機(jī)收聽(tīng)音樂(lè)，坐在家中觀看電視，通過(guò)手機(jī)與他人通話，利用電腦或平板上網(wǎng)，這很大程度都要?dú)w功于巴丁。晶體管革新了電子工業(yè)，使信息時(shí)代得以發(fā)生，使幾乎所有現(xiàn)代電子設(shè)備的發(fā)展成為可能，從電話到電腦再到飛機(jī)。
再獲諾貝爾獎(jiǎng)
巴丁第二次獲得諾貝爾獎(jiǎng)是因?yàn)樘岢隽顺瑢?dǎo)理論，成功解釋了低溫超導(dǎo)現(xiàn)象，這是一個(gè)包括愛(ài)因斯坦、玻爾、海森堡和費(fèi)曼在內(nèi)的頂尖理論家都為之努力卻無(wú)功而返的壯舉?？梢哉f(shuō)，與同時(shí)代的其他科學(xué)天才相比，巴丁的工作對(duì)這個(gè)世界產(chǎn)生了更加深遠(yuǎn)的影響。
超導(dǎo)現(xiàn)象是指物質(zhì)在一定溫度以下時(shí)電阻會(huì)為零，這時(shí)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生熱耗損，既可以形成強(qiáng)大的電流又能夠產(chǎn)生超強(qiáng)的磁場(chǎng)。巴丁在早年的時(shí)候其實(shí)就對(duì)這個(gè)現(xiàn)象很感興趣，1951年他來(lái)到伊利諾伊大學(xué)當(dāng)教員，他的超導(dǎo)研究工作是由他和兩名研究生（里昂·庫(kù)伯和約翰·施里弗）共同合作完成的，他們?nèi)嗽?972年共同獲得諾貝爾獎(jiǎng)。
他們提出的超導(dǎo)理論，即BCS理論（B代表他姓氏的首字母），有助于研究人員開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷，并能夠指導(dǎo)他們?cè)诓荒敲礃O端的溫度下設(shè)計(jì)出具有超導(dǎo)性的合金。將來(lái)超導(dǎo)的神奇特性會(huì)在科研和生活中都有廣泛應(yīng)用，比如高速的超導(dǎo)磁懸浮列車、高分辨率的核磁共振成像儀、具有量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)等都將給我們未來(lái)的生活帶來(lái)翻天覆地的變化。超導(dǎo)理論被認(rèn)為是自量子理論發(fā)展以來(lái)對(duì)理論物理最重要的貢獻(xiàn)之一，也是巴丁最為杰出的科學(xué)成就。
天才的一生波瀾不驚
巴丁生于1908年，一直受到良好的家庭教育，形成了勤儉節(jié)約、努力學(xué)習(xí)、辛勤工作以及服務(wù)社會(huì)和國(guó)家的強(qiáng)烈價(jià)值觀。沒(méi)錯(cuò)，這段關(guān)于優(yōu)秀人才的標(biāo)準(zhǔn)描述沒(méi)有任何個(gè)性可言，但確實(shí)也是對(duì)巴丁最好的寫照。
巴丁是一個(gè)天才少年，他的科學(xué)教育啟蒙于他的父親，父親不僅會(huì)跟他討論數(shù)學(xué)問(wèn)題，還給他購(gòu)買了有機(jī)染料和其他化學(xué)物質(zhì)，讓他在地下室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。上學(xué)后，為了避免他對(duì)學(xué)校的學(xué)習(xí)感到無(wú)聊，他母親經(jīng)常讓他跳級(jí)，13歲讀完高中，因?yàn)樘。韮赡瓴胚M(jìn)入大學(xué)，20歲本科畢業(yè)，21歲取得碩士學(xué)位。但巴丁從小就是一個(gè)異常安靜的男孩，依賴于外向的哥哥幫助他進(jìn)行交流。這大概也是他后來(lái)雖然取得了巨大的成就但是卻異常低調(diào)、不為人所知的原因。
巴丁一直以來(lái)都對(duì)理論方面的研究有著濃厚的興趣，因此曾辭去了在石油公司的應(yīng)用型研究工作，重新回到學(xué)校繼續(xù)在數(shù)學(xué)和物理方面進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造。他研究固態(tài)物理，成為第一代將量子力學(xué)應(yīng)用于真實(shí)固體的美國(guó)理論物理學(xué)家。二戰(zhàn)期間曾在海軍機(jī)械實(shí)驗(yàn)室為國(guó)效力，但是在那里的軍事工程的工作令他很不愉快，因?yàn)檫@使他偏離了物理理論的研究，且缺乏靈活性以及有著令他討厭的混亂的軍事官僚作風(fēng)。于是當(dāng)戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束，他就立刻回到了基礎(chǔ)物理學(xué)的研究中。
點(diǎn)接觸晶體管的發(fā)明是一個(gè)偉大的成就，但是在申請(qǐng)專利時(shí)出現(xiàn)了分歧。肖克利是小組的主管，他覺(jué)得自己雖然沒(méi)有積極參與晶體管的開(kāi)發(fā)，但也應(yīng)該得到共同的認(rèn)可。但是巴丁和布拉頓堅(jiān)持認(rèn)為這是他們兩人自己的成就，與主管無(wú)關(guān)，這一分歧使得實(shí)驗(yàn)室的關(guān)系非常緊張。最后諾貝爾獎(jiǎng)組委會(huì)認(rèn)定他們?nèi)斯餐l(fā)現(xiàn)了晶體管效應(yīng)而將1956年的物理獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給他們。但是充滿魅力的肖克利吸引了所有人的目光，因他那獨(dú)具話題性的好萊塢式演技備受矚目。巴丁也受到肖克利的排擠，不得不離開(kāi)貝爾實(shí)驗(yàn)室，到伊利諾伊大學(xué)任教。
巴丁是一個(gè)性格非常謙遜的人。他曾告訴記者：“我知道晶體管很重要，但我從沒(méi)預(yù)見(jiàn)它會(huì)引發(fā)電子工業(yè)的革命?！币?yàn)閮纱潍@獎(jiǎng)都是與他人共同分享，所以也曾開(kāi)玩笑說(shuō)，自己其實(shí)只是獲得了三分之二的諾貝爾獎(jiǎng)。他在伊利諾伊大學(xué)當(dāng)教授將近40年，鄰居們對(duì)他印象最為深刻的是他會(huì)舉辦野炊并為朋友下廚，而很多鄰居都不知道他在大學(xué)里的成就。他喜歡打高爾夫，還表示兩個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)的價(jià)值大概才能勝過(guò)一個(gè)一桿進(jìn)洞。
巴丁與人們對(duì)天才的刻板印象截然不同。他是一個(gè)似乎只會(huì)喃喃自語(yǔ)的美國(guó)人，一個(gè)努力工作、精通物理和數(shù)學(xué)的不能再普通的人。這些并沒(méi)有什么新聞價(jià)值，因此媒體和公眾都忽略了他。
本文源自大科技<百科新說(shuō)> 2017年第8期雜志文章 歡迎讀者們關(guān)注大科技官微：hdkj1997
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