成為科學(xué)家的100個理由

前言

斯里尼瓦什    阿卜杜斯·薩拉姆國際理論物理中心    我們的時代正處于某種自相矛盾的境況。一方面，人類社會對技術(shù)進(jìn)步的依賴空前增強；另一方面，人們對基礎(chǔ)科學(xué)的關(guān)注和興趣卻在持續(xù)衰減。尤其令人沮喪的是，優(yōu)秀的中學(xué)生越來越遠(yuǎn)離基礎(chǔ)科學(xué)。他們對科學(xué)之求索、研究之艱辛、發(fā)現(xiàn)之喜悅變得陌生而漠然。此話絕非危言聳聽！無論對發(fā)達(dá)國家還是對發(fā)展中國家，這都是一個需要正視的問題。    位于特里雅思特的“國際理論物理中心”（ICTP）如今為紀(jì)念其創(chuàng)始人而更名為“薩拉姆國際理論物理中心”。在過去的歲月里，該中心在傳播科學(xué)知識、培養(yǎng)研究人才方面進(jìn)行了先驅(qū)性的工作，作出了貢獻(xiàn)。值此中心成立40周年之際，我們組織編寫這樣一本獨特的文集，邀請當(dāng)今健在的眾多著名科學(xué)家撰文，向后來人講述他們成功的歷程與感悟——對科學(xué)的熱愛緣何萌生，又怎樣保持至今；想象力如何為科學(xué)插上翅膀；取得了哪些主要的科學(xué)成就；對社會人生作何思考；還有就是向年輕人提出期望和忠告。    選擇作者時以科學(xué)成就為主要依據(jù)，同時考慮他們與中心曾有過的交流和互動。近百名作者欣然接受了邀請，在百忙之中慷慨賜稿。編者在此滿懷感激、十分欣喜地向您推薦這一共同努力的結(jié)晶。雖然每篇文章的側(cè)重點不盡相同，但所有作者都盡量避免用過分專業(yè)化的詞句言說。不少作者直抒胸臆，毫無保留地道出他們科學(xué)人生的苦澀甘甜、教訓(xùn)經(jīng)驗。我必須說，這些作品真切地反映了作者對我們邀約的重視以及對“中心”的肯定和支持。如果沒有各位作者善解人意的配合與認(rèn)真協(xié)作，豈能有這樣一本杰出的作品集奉獻(xiàn)于斯！編者對此銘感至深。    希望讀者至少能從中獲得同我一樣多的啟迪。就我而言，若年輕時能讀到類似的作品，也許會更多地改變自己的人生路途。我想，高中生、大學(xué)生應(yīng)該是本文集最大的受益者。無論在明辨事理還是樹立信心方面，成功者之成功總有原因。即便對那些正處在收獲季節(jié)的年輕科學(xué)家而言，文集中諸多前輩精英的心得體會也未嘗不是一份豐厚的“滋養(yǎng)品”。    良好坦誠的合作還充分體現(xiàn)在本文集的組織和編輯過程中。若不是伽蒂（A.Gatti）夫人卓有成效地開展工作，便不可能將薈萃如此眾多名家之言的設(shè)想付諸實現(xiàn)。“國際理論物理中心”圖書館的弗拉迪克（E.Fratnik）先生也為文集的種種技術(shù)性工作奉獻(xiàn)了時間與精力。編纂本文集的最初設(shè)想則是在與拉奧（C.N.R.Rao）教授的談話中形成的。在此，我謹(jǐn)向為該文集出版付出辛勤勞動的每一位人士，致以由衷的謝忱和敬意！    “國際理論物理中心”是在意大利政府、國際原子能機構(gòu)（IAEA）以及聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）三方共同支持下獨立運作的機構(gòu)。

內(nèi)容概要

　　《青少年科普閱讀叢書：成為科學(xué)家的100個理由（第2版）》是一本近百位世界著名科學(xué)家暢談人生的文集。他們講述自己成長的經(jīng)歷，傾吐對科學(xué)、對知識的熱愛與追求，也向年輕一代道出了殷切的期盼。從收錄的近百篇文章能夠領(lǐng)略他們睿智的科學(xué)見解，品味他們多角度的人生心得，還可一瞥他們平凡而又充實的生活?！　　肚嗌倌昕破臻喿x叢書：成為科學(xué)家的100個理由（第2版）》是讓青少年接受科學(xué)精神激勵與科學(xué)文化熏陶的理想讀物，對于了解當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展演化、認(rèn)識科學(xué)家的成材規(guī)律也頗具參考價值。

書籍目錄

發(fā)展中國家的科學(xué)和科學(xué)家（薩拉姆）／1我的科學(xué)生涯（阿克里沃斯）／4從無線電元件到基本粒子物理學(xué)（阿德勒）／7非洲物理學(xué)家，世界公民（阿洛特伊）／10RNA與生命起源（奧爾特曼）／13數(shù)學(xué)：跨越專業(yè)的想象力飛躍（阿蒂亞）／1421世紀(jì)的科學(xué)（巴倫布拉特）／16與物理學(xué)同行（貝里）／19我為什么要做物理學(xué)家（布洛姆伯根）／22改善“公眾理解科學(xué)”的責(zé)任（博西尼利）／24六十余載“流體”夢（布拉德肖）／26電的發(fā)明并非改善蠟燭之結(jié)果（布瑞岑）／28我的文學(xué)、科學(xué)、工程、商業(yè)、公共服務(wù)人生（布羅姆利）／30數(shù)學(xué)證明的魅力（卡爾森）／33冷原子世界探險（科恩-塔諾季）／36時刻都在誕生著的科學(xué)家（克羅寧）／38一名科學(xué)家的成長之路（克魯岑）／40一個經(jīng)濟(jì)學(xué)家的自白（達(dá)斯古普塔）／42成為科學(xué)家意昧著什么（杜維）／46物理世界漫步（德熱納）／49薪火傳承話物理（德瑞斯豪斯）／50快樂的數(shù)字游戲（戴森）／53我的科學(xué)人生（愛德華茲）／56如何走上成功之路（芬恩）／58超新星和超重力（弗里德曼）／61教育、科學(xué)和機遇（金茲伯格）／65傾聽你的心聲（戈德哈伯）／68激動人心的弦理論（格林）／69測量“意識”（格林菲爾德）／71一個數(shù)學(xué)家的回顧與反思（格里菲斯）／73拓?fù)鋵W(xué)中越來越多的數(shù)論（希策布魯赫）／75在科學(xué)中成長（霍普菲爾德）／78科學(xué)生涯之人生感悟（亨特）／81大器亦有晚成時（約瑟夫）／84科學(xué)家與真理（卡達(dá)諾夫）／89突入天文學(xué)、技術(shù)和宇宙空間（卡斯圖里蘭甘）／90拯救人類的科學(xué)事業(yè)（凱利斯-波洛克）／95學(xué)會享受科學(xué)（凱勒）／98我們時代的偉大同伴（卡拉尼可夫）／99尋求穿越逆境之路（柯亨）／101責(zé)任問題（瑟奇·蘭）／106對問題開放（萊克斯）／109關(guān)注宏觀現(xiàn)象的微觀起源（列博維茨）／110科學(xué)家猶如探險者（萊德曼）／112物理學(xué)就是理論與實驗相符（萊格特）／113與責(zé)任同行（萊恩）／115什么吸引我獻(xiàn)身科學(xué)（森杰斯）／117我喜歡猜謎（萊文）／120氣候模型的數(shù)字化歷程（真鍋淑郎）／123粗糙、孤獨與激動（曼德爾布洛特）／126走向真正自由的研究（梅農(nóng)）／128與流體力學(xué)的終身之約（莫法特）／132加入一個好團(tuán)隊（莫辛斯基）／135我的科學(xué)生涯（芒福德）／13725歲以后仍可大有作為（南部陽一郎）／141我是如何成為科學(xué)家的（納茹阿星哈）／143激動人心的科學(xué)事業(yè)（納拉利卡）／147從數(shù)學(xué)到理論物理（諾維柯夫）／151完全因為好奇心（努爾斯）／155探索宇宙之謎（奧謝羅夫）／156成為科學(xué)家的快樂（帕里斯）／159熱愛實驗科學(xué)的理由（珀爾）／161與日俱增的研究樂趣（菲利普斯）／163開始點（波利亞科夫）／165你能成為一名數(shù)學(xué)家（奎因）／168無限追求的快樂（拉奧）／172科學(xué)是無止境的求索（里斯）／174我們必須改善自己的形象（雷琪）／178我們需要你（魯賓）／179知識的魅力（呂埃勒）／182為何選擇物理學(xué)（薩拉切克）／184超弦（施瓦茲）／187超越國界的科學(xué)自由（西奈）／190艱辛而欣慰的科學(xué)人生（辛格）／191實迷途其未遠(yuǎn)（斯梅爾）／193科學(xué)是社會選擇的重要輸入項（所羅門）／194技術(shù)是經(jīng)濟(jì)增長的先導(dǎo)（索羅）／197我對理論物理的貢獻(xiàn)（蘇達(dá)山）／199自然界的奇妙邏輯（霍夫特）／200回眸激光誕生之初（湯斯）／203好奇心成就了我（崔琦）／205戰(zhàn)勝癌癥的希望（瓦莫斯）／207回報豐厚的科學(xué)生活（維庫納）／208超越自我的科學(xué)家（克利青）／210紅色Camaro轎車（溫伯格）／212一個拉美女物理學(xué)家的回憶（維薩曼）／214享受科學(xué)的美妙自由（維爾澤克）／216我的回憶（威滕）／218我學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的經(jīng)歷（丘成桐）／221閱讀是最好的老師（約克）／223一切皆有可能（澤維爾）／226譯后記／231

章節(jié)摘錄

薪火傳承話物理    小時候，我是通過音樂而進(jìn)入科學(xué)的。還在上小學(xué)時，我就認(rèn)識了許多具有高度專業(yè)精神的長輩；在格林威治家庭音樂學(xué)校學(xué)習(xí)期間，又以演奏小提琴贏得了一項獎學(xué)金。在那所學(xué)校，我遇到了許多生活舒適、前程美好的同學(xué)及其父母，他們與我們這些出身貧寒的孩子形成了明顯的反差。受音樂學(xué)校環(huán)境的激勵，同時也因為大量閱讀像克魯伊夫（P.D.Kruif）的《微生物獵人》這類書所受的鼓舞，我主動自學(xué)了數(shù)學(xué)和科學(xué)，并以優(yōu)異的成績進(jìn)入亨特學(xué)院的高級中學(xué)。這是當(dāng)時紐約招收女生的僅有的一所公立學(xué)校，具有很高的學(xué)術(shù)水平，因而讓我有機會很早便接受難度頗高的大學(xué)預(yù)科教育。    高中的課程極大地激發(fā)了我對物理學(xué)的興趣，同時雅洛（R.Yalow）教授也鼓勵我進(jìn)一步攻讀學(xué)位，爭取成為一名物理學(xué)家。于是，我的生活出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折：先是用富布賴特獎學(xué)金到劍橋大學(xué)深造，爾后又分別進(jìn)入哈佛大學(xué)和芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)。芝加哥大學(xué)尤其注重研究生獨立研究能力的培養(yǎng)，而我實際上更得靠自己，因為我的導(dǎo)師不大相信婦女有能力從事物理學(xué)研究。我之所以能夠排除困難成為一名物理學(xué)家，原因可能有兩個。其一，我的博士論文研究（1958年）發(fā)現(xiàn)了“超導(dǎo)體微波表面阻抗的高度不規(guī)則磁場獨立性”，此性質(zhì)無法用巴丁一庫伯一施里弗（Bardeen—Cooper—Schrieffer）1957年提出的超導(dǎo)理論解釋；其二，前蘇聯(lián)于1957年發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星后，美國聯(lián)邦政府大幅度增加了物理科學(xué)的研究經(jīng)費。    1958年，我與德瑞斯豪斯結(jié)婚，并在一項國家科學(xué)基金會（NSF）博士后經(jīng)費的資助下，兩人一起到康奈爾大學(xué)做研究。同時，我還獲得了給康奈爾大學(xué)新生講授電磁理論的機會。兩年后，國家科學(xué)基金會提供的博士后資助用完了，而康奈爾大學(xué)及其所在的伊薩卡市都沒有適合我們的職位。因此，我和丈夫雙雙離開康奈爾大學(xué)，到了麻省理工學(xué)院的林肯實驗室。該實驗室答應(yīng)同時雇用我們兩個人！這在當(dāng)時的確是個例外，因為出于避免裙帶關(guān)系的考慮，通常都不允許此類情況發(fā)生。    在林肯實驗室的七年，我取得了豐碩的研究成果。期間，我開始涉足“碳科學(xué)”，并運用磁電機反射技術(shù)發(fā)現(xiàn)了石墨的電子結(jié)構(gòu)。之后，隨著我四個孩子的相繼出生，我的家庭生活與嚴(yán)格的實驗室管理出現(xiàn)了沖突。實驗室要求研究人員每天八點準(zhǔn)時到崗，但我實在無法做到這一點。為了尋求兩者兼顧的工作，我在1967年接受了麻省理工學(xué)院提供的一份訪問教授合約。本來只是想在麻省臨時過渡一下，在最小的孩子滿周歲后再回林肯實驗室，但沒想到的是，訪問教授的合約后來使我成了麻省理工學(xué)院電氣工程系的一名全職教授，而且一待就是45年。在這里，我先后培養(yǎng)了65名博士和30名博士后，并與來自世界各地的同行開展了廣泛的交流與合作。    我最為人們所知的科學(xué)貢獻(xiàn)主要在碳科學(xué)領(lǐng)域，其中包括石墨、石墨植入混合物（GICs）、碳纖維、離子植入石墨、液態(tài)碳，以及近年來在富勒管和碳納米管方面的研究。事實上，我在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域也曾作出過重要發(fā)現(xiàn)。我的許多研究是與我的丈夫德瑞斯豪斯以及許多博士后、訪問學(xué)者和博士生共同完成的。    近年來，隨著富勒管、碳納米管、納米技術(shù)的迅速崛起，我早期所做的石墨、碳纖維方面的研究又重新引起了人們的關(guān)注。我最近在碳納米管方面的主要工作是發(fā)現(xiàn)了孤立單壁碳納米管的萊曼光譜。這項成果源于我早期的兩項發(fā)現(xiàn)。第一項表明，光的散射機制是激光激發(fā)與影響納米管半徑選擇的電子狀態(tài)之間的某種共振過程。第二項發(fā)現(xiàn)指出，金屬和半導(dǎo)體納米管的差異可依據(jù)萊曼光譜譜線寬度的不同來區(qū)分。以上的早期研究成果導(dǎo)致了對單個孤立納米管萊曼光譜的成功觀測，其原因是1D系統(tǒng)狀態(tài)的電子密度單一性，以及當(dāng)激光激發(fā)的能量匹配于電子狀態(tài)之聯(lián)合密度的單一性時所引起的電子一光子耦合。該項發(fā)現(xiàn)的重要之處在于，在單一納米管水平上，萊曼光譜可作為確定納米管幾何結(jié)構(gòu)的唯一依據(jù)。這是因為：與激光相協(xié)同的電子狀態(tài)密度的單一性對于由具體幾何結(jié)構(gòu)所決定的每一納米管而言，其能量是唯一的。如今，第一納米管水平上的SWNTs菜曼光譜特征已被實踐所證實。    應(yīng)當(dāng)說，由于我們已經(jīng)較全面地把握了一些納米管的結(jié)構(gòu)特征，因而可以更好地研究納米管的其他物理性質(zhì)。例如，可在單一納米管層次上，研究半徑及螺旋性對其功能的影響和作用。    回顧過去，我覺得自己始終專注于科學(xué)研究和家庭照料。同時，也滿腔熱情地為科學(xué)共同體和更廣泛的公眾服務(wù)——那同樣是我專業(yè)生涯的重要組成部分。我曾擔(dān)任如下職務(wù)：美國物理學(xué)會會長、美國科學(xué)促進(jìn)會會長（1997—1998）、國家科學(xué)院財務(wù)總管（1992—1995），現(xiàn)為美國物理學(xué)研究所理事會主席（2003—）。還曾擔(dān)任克林頓政府的美國能源部科學(xué)辦公室主任（助理部長級，2000）。我也積極參與婦女事務(wù)，最初在麻省理工學(xué)院，后來活動范圍擴(kuò)展至國內(nèi)和國際。    在過去的歲月里，我獲得了許多獎勵和榮譽，包括國家科學(xué)獎?wù)拢?990）、美國物理學(xué)會尼科爾森獎?wù)拢?000）、美國物理學(xué)研究會康普頓獎?wù)拢?001）。此外，還接受了19個榮譽博士學(xué)位，是國家工程院院士（1974）、國家科學(xué)院院士（1985）、國家藝術(shù)與科學(xué)院院士（1974），以及美國哲學(xué)學(xué)會會員。    P50-52

后記

當(dāng)段韜編輯向我推薦本文集時，我立刻為其獨特的書名和激動人心的內(nèi)容所深深打動。作為“薩拉姆國際理論物理中心”（ICTP）創(chuàng)立40周年的紀(jì)念文集，組織者邀請了近百位健在的著名科學(xué)家、數(shù)學(xué)家撰文詮釋科學(xué)活動，可謂用心良苦而富有說服力。其中諸多精英對自己為何“成為科學(xué)家”緣由的回顧與講述，堪稱寶貴的歷史財富。的確，無論就科學(xué)家的成長經(jīng)歷還是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的個中甘苦而言，本書的各位作者無疑是很有發(fā)言權(quán)的。    閱讀此書，時而如醍醐灌頂，仿佛忽然間找到了心中長久困惑的癥結(jié)；時而如清風(fēng)撲面，感受著“真科學(xué)家”的聰穎與率真。特別是面對許多人都認(rèn)為有所問題的中國教育和科研運行機制，書中各位科學(xué)家的所思所言宛若一面明鏡，映照出了我們的某些不足與疏漏。同時，也為我們提供了借鑒與改進(jìn)的范例。    書中令譯者深受啟發(fā)教益的思想和事例比比皆是、層出不窮。如溫伯格（S.Weinberg）將自己本擬解釋強相互作用的公式，戲劇性地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙趵碚摰陌l(fā)現(xiàn)，便頗能體現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的曲折和韻味。他寫道：“我突然意識到，我的那個理論根本沒有錯——答案是對的，卻選錯了研究的問題！我用數(shù)學(xué)描述的并非強相互作用，而是與此頗為不同的弱相互作用——那是弱相互作用的漂亮表達(dá)式！”施瓦茲（J.H.Schwarz）等人則在經(jīng)歷了近乎絕望的思考之后，將原本為說明強核力而創(chuàng)立的弦理論，改造成了統(tǒng)一場論的“最后圣杯”。此外，書中多位科學(xué)家對母親的贊頌，也在相當(dāng)程度上印證了“一個民族的希望在于母親”的思想。多名印度科學(xué)家對其民族英雄般的科學(xué)泰斗拉曼（C.V.Raman）的回憶，則昭示了偉大科學(xué)家的巨大示范作用和感召力。    縱覽全書，放眼我國當(dāng)今之科學(xué)事業(yè)，有三個問題令譯者感受至深。    其一，多名作者都提到了父母師長對后輩好奇心、創(chuàng)造精神的珍視與呵護(hù)。例如，森杰斯（J.Levelt—Sengers）認(rèn)為自己的“科學(xué)研究可以說是青少年時期興趣的自然延伸”。諾貝爾化學(xué)獎得主芬恩（J.B.Fenn）則回憶說，當(dāng)年的老師朱里安“是那種真正能使課程‘活，起來的教師”，他任教的課程“遠(yuǎn)比照本宣科式的教學(xué)更有吸引力和說服力”，而“如今許多大學(xué)的類似課程，非但沒有起到激發(fā)思維火花的作用，還反而成了扼殺專業(yè)興趣的‘幫兇’”。    其二，不少作者以切身的感受說明了教學(xué)與科研的相互支撐作用。例如諾貝爾物理學(xué)獎得主科恩一塔諾季（C.Cohen—Tannoudii）指出：“我酷愛講課，并認(rèn)為研究與教學(xué)兩者不可分離。如果一位教師只教學(xué)而不研究，那他很快便會脫離學(xué)術(shù)前沿而落在日新月異的科技進(jìn)步之后。另一方面，講課對提升我們的研究能力同樣不可或缺，因為當(dāng)研究者以簡潔明了的方式闡述概念時，他往往會由此獲得激發(fā)研究的物理洞察力和思維火花?！?   其三，眾多作者幾乎不約而同地表達(dá)了對自由探索的向往和對當(dāng)前“為經(jīng)費而研究”取向的擔(dān)憂，并批評了科學(xué)界急功近利的浮躁心態(tài)。菲爾茲獎獲得者芒福德（D.B.Mumford）舉例說，最終證明了費爾馬定律的懷爾斯（A.wiles），在書齋中一待就是十年，其問幾乎沒有發(fā)表任何研究論文；而這樣的自由，特別是研究者選擇問題與支配時間的自由，在當(dāng)今社會實在是太少、太寶貴了。因為，如今政治家、管理者在提供研究經(jīng)費的同時，往往也將嚴(yán)格的“任務(wù)期限”強加給受資助的科學(xué)家，從而徹底改變了科學(xué)作為自由探索事業(yè)的性質(zhì)。同時，這種追逐經(jīng)費的欲望，還導(dǎo)致了一些自律較差的科學(xué)家“為那些缺乏實際意義的項目爭取巨額經(jīng)費而巧舌如簧”，喪失應(yīng)有的科學(xué)精神。    對中國而言，諾貝爾自然科學(xué)獎猶如一個遙遠(yuǎn)的夢，又仿佛一堵難以穿越的墻；近些年來被一再強調(diào)的自主創(chuàng)新能力，似乎也成了我們民族的“難言之痛”。問題出在哪里？道路又在何方？譯者以為，或許應(yīng)該回歸到“為科學(xué)而科學(xué)”的崇高理想。    在此，特別要感謝于淥院士為本書中文版的出版所付出的努力。于先生曾負(fù)責(zé)ICTP凝聚態(tài)物理部的工作，并早在1990年就當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。    本書的翻譯歷時頗長。文本錄入蒙妻子李玉云、妻妹李匯的鼎力相助。我剛參加完高考的兒子趙無忌最早閱讀了譯稿，并很興奮地談了他的感想。段韜女士對本書的熱情和對譯者的鼓勵令人難忘，編輯細(xì)膩的工作使人肅然起敬、感動異常。    由于譯者水平有限，不當(dāng)之處敬請批評指正。    趙樂靜    2011年10月于昆明

編輯推薦

《成為科學(xué)家的100個理由（第2版）》是為慶祝阿卜杜斯·薩拉姆國際理論物理中心成立40周年，由該中心組織編寫的一本風(fēng)格獨特的文集。當(dāng)今健在的眾多著名科學(xué)家欣然應(yīng)邀撰文，向讀者講述了他們成功的歷程與感悟：對科學(xué)的熱愛緣何萌生又怎樣保持至今，想象力如何為科學(xué)插上翅膀，取得了哪些主要的科學(xué)成就，對社會人生作何思考。他們還向有志于科學(xué)的年輕人提出了期望和忠告。本書適合對科學(xué)界感興趣的讀者閱讀。

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