从诺贝尔科学奖金获得者看科学家的成长 [复制链接]

第3版()
专栏：

从诺贝尔科学奖金获得者看科学家的成长
陈久庚
诺贝尔科学奖金设有物理奖、化学奖和生理学或医学奖三种，自从一九○一年第一次颁发以来，迄今七十九年，共有三百二十五人获奖。这些获奖的科学家尽管经历不同，他们成长过程中的一些共同因素，对人们却是有启发的。
第一，从小就有远大的抱负和献身科学的精神。获奖的三百二十五人中，百分之七八十是在中青年时期就显露出聪明才智，在学术上有了重大成就的。伟大的科学家爱因斯坦，二十六岁时就提出了光量子理论、布朗运动理论和狭义相对论，在三个不同的领域里获得了重大突破，三十二岁时获得了诺贝尔物理学奖金。另一个物理学奖金的获得者海森堡，在二十四至二十六岁的青年时期就因建立矩阵力学而闻名于世界。获得生理学或医学奖的梅契尼科夫，十七岁进大学，两年修完大学课程，二十岁得动物学硕士，二十三岁得博士，二十五岁主持大学动物学系。获得物理奖的朗道，十四岁进大学，十九岁大学毕业。他知识渊博，兴趣广泛，几乎对理论物理学的各个领域都有重要贡献。布拉格父子，因在用X射线研究晶体构造上的成就，一九一五年获得了物理奖。但是，这项成就的开创性的第一步工作，却是年仅二十二岁，正在大学读书的小布拉格完成的。
许多获奖科学家从小就发奋学习，刻苦钻研。两次获得诺贝尔奖金的居里夫人为科学奋斗的一生，就是典型的一例。她十六岁中学毕业便去乡村当家庭教师，资助姐姐到巴黎上大学。她非常刻苦好学，一面教书，一面自学。二十四岁时，又靠姐姐的帮助，去法国巴黎大学理学院学习。二十六岁和二十七岁先后取得物理学士和数学学士两个学位。她在求学时期打下了坚实的物理学和数学基础。二十八岁同居里结婚后，在十分艰苦的条件下开展研究和实验工作。因为缺乏经费，他们不得不用自己节约下来的钱作实验。为了把新发现的放射性元素钋和镭拿到手，必须分离提炼铀沥青矿。但铀沥青矿特别昂贵，居里夫妇只好购买铀沥青矿渣来提炼，他们花了四年时间，历尽千辛万苦，才从几吨废矿渣中分离出零点一克纯氯化镭，对放射性研究作出了杰出的贡献。一九○六年，居里遭车祸身死，居里夫人受到沉重的打击，但她继续从事研究工作，一九一○年又成功地分离出了金属镭。居里夫人长期接触放射性物质，健康受到影响，但她不顾个人安危，把毕生的精力献给了科学事业。
著名生理学家巴甫洛夫，去世前几天发表告青年科学家的一封信，谆谆告诫青年们要谦逊、谨慎和耐心，要循序渐进地学习，要研究、实验和观察，要用最大的努力和高度的热情来对待科学。
第二，善于继承和发展前辈和同代人的科研成果，又敢于革新和创造。十九世纪末，有人从经典理论出发，研究黑体辐射，得到的结果与实验不符。一九○○年，普朗克则依据实验资料，冲破经典理论框框的约束，大胆假设原子是按“能量子”形式辐射，十分圆满地解释了黑体辐射。一九○五年，爱因斯坦将这个理论加以推广，提出“光量子”假设，又成功地解释了光电现象。一九二四年，德布罗意在爱因斯坦光量子理论的启发下，提出物质波假说，不久得到实验证实。一九二六年，薛定锷又在此假说的基础上，创建了量子力学，为现代物理学的发展奠定了新的基础。普朗克、爱因斯坦、德布罗意和薛定锷，由于在发展和建立量子理论中的巨大成就，分别于一九一八年、一九二一年、一九二九年和一九三三年获得了诺贝尔物理学奖金。
汤姆逊、卢瑟福和玻尔三位获奖者对建立原子结构模型的贡献，也生动地说明了这一点。过去，人们长期认为原子不可分割。到了十九世纪末和二十世纪初，相继发现了电子、X射线和放射性等，但这些新发现无从得到解释。一九○三年汤姆逊提出了原子具有均匀结构的假说，但同实验相矛盾。卢瑟福则提出了原子蜕变理论和原子具有复杂结构的思想。此后，一九一二年卢瑟福根据∝粒子散射实验，又否定了汤姆逊的假说，提出了原子有核结构模型，从而使一些实验事实得到解释，很快就被公认了。但是，按照经典理论，这个模型还不能说明原子的稳定性和原子具有线状光谱的特点。一九一六年玻尔又在有核结构模型的基础上，引进了普朗克的量子化概念，从而成功地阐明了原子光谱的规律。但卢瑟福—玻尔模型也还不能完全说明所有的实验事实。后来，随着量子理论的发展和应用，原子结构模型才又得到不断发展和逐步完善。
第三，善于在个人刻苦钻研的基础上进行合作研究。科学研究是一项艰巨的工作，往往需要研究人员同心协力地合作，才能取得进展。因此，二十世纪以来，合作研究日益普遍。获奖者中，有一些就是几个人通力合作或同助手的配合而取得成就的。
李政道于一九五一年同杨振宁合作，于一九五六年提出弱相互作用中宇称不守恒原理，后经吴健雄证实，对基本粒子物理的研究作出了贡献，一九五七年李、杨二人共同获得了诺贝尔物理学奖金。肖克莱、巴丁和布拉顿在四十年代末合作发明晶体管，一九五六年共同获得物理奖。五十年代初，巴丁转向超导体的研究。一九五五至一九五七年间，他在指导已获博士学位的研究进修生库珀和研究生施里弗尔的同时，又同他们亲密合作，提出了电声子相互作用的超导理论，不仅解决了五十年没有解决的超导之谜，而且对其它领域，如核结构、天体物理和液氦的低温行为等，也产生了巨大的影响，一九七二年他们获得了物理奖。巴丁是迄今荣获两次诺贝尔科学奖金的仅有两人中的第二人。他的两次得奖成果都是通过合作研究取得的。
此外，有的是抓住实验和研究过程中出现的意外事件或偶然现象，进行细心观察，认真探索，取得巨大成就的。例如，一九○一年第一个物理学奖金获得者伦琴，一九○三年物理学奖金获得者之一贝克勒尔，以及一九四五年生理学或医学奖金获得者之一弗莱明，他们分别发现X射线，铀的天然放射性和盘尼西林。获奖者的经历表明，科学上没有平坦的大道，胜利属于不畏艰险、勇敢攀登的人们。