學(xué)術(shù)成就
朱棣文于1976年取得美國加州大學(xué)柏克萊分校物理學(xué)博士學(xué)位,1993年獲選為美國國家科學(xué)院院士,1997年以關(guān)于原子和粒子的激光冷卻的研究,獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),成為繼楊振寧、李政道與丁肇中后,第四位榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的華裔,時(shí)年四十九歲。
他亦是斯坦福大學(xué)物理學(xué)教授、中華人民共和國中國科學(xué)院外籍院士、“中華民國”中央研究院院士、加州大學(xué)華裔學(xué)者協(xié)會(huì)創(chuàng)會(huì)理事以及曾為哈佛大學(xué)校長候選人之一。
現(xiàn)時(shí),他是勞倫斯柏克萊國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory)主任,隸屬于美國能源部,是美國歷史最悠久的國家級(jí)研究室。最近幾年在朱棣文的領(lǐng)導(dǎo)下,主要研究將太陽能電力轉(zhuǎn)換成化學(xué)燃料和創(chuàng)造或改善有機(jī)體,再將有機(jī)體轉(zhuǎn)為化學(xué)燃料,使美國成為全球替代能源和再生能源的主要研究國家之一。
出任美國能源部長
美國總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬提名朱棣文出任能源部部長,他是繼前勞工部部長趙小蘭后,第二位出任美國內(nèi)閣首長的華人,更是首位擔(dān)任美國內(nèi)閣首長的諾貝爾獎(jiǎng)得主。朱棣文負(fù)責(zé)美國聯(lián)邦政府能源政策制定,能源行業(yè)管理,能源相關(guān)技術(shù)研發(fā)、核武器的研制和管理,防止核擴(kuò)散等重要工作。美國政府未來在制訂能源政策時(shí),將面對(duì)前所未有的挑戰(zhàn),能源部部長將擔(dān)當(dāng)一個(gè)更加重要的角色,而朱棣文被認(rèn)為是肩負(fù)這項(xiàng)重任的理想人選。
家庭
父親朱汝瑾(Ju Chin Chu),1940年畢業(yè)于清華大學(xué)化學(xué)工程系,1943年到美國就讀麻省理工學(xué)院,1946年獲博士學(xué)位后定居美國;“中華民國”中央研究院院士。 母親李靜貞(Ching Chen Li),1945年畢業(yè)于清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)系,麻省理工學(xué)院工商管理博士。 哥哥朱筑文(Gilbert Chu),斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授。 弟弟朱欽文(Morgan Chu),律師事務(wù)所合伙人。 妻子簡·朱(Jean Fetter),英國物理學(xué)家,生于英國威爾斯,任斯坦福大學(xué)助理校長兼招生辦主任。 與前妻(Lisa Chu-Thielbar)育有兩子。
軼事
朱棣文在中學(xué)時(shí)表現(xiàn)并不出色,成績只是中等,本身愛繪畫,所有的科目中,他只對(duì)幾何學(xué)和部分的英文課有興趣。
他認(rèn)為讀書一定要帶著批判精神,要重視推論過程,而不僅是結(jié)果,另外就是要深入和有創(chuàng)造力。
我的父親名叫朱汝瑾,1943年來到美國,在Massachusetts技術(shù)研究所學(xué)習(xí)化學(xué)工程,以繼續(xù)他的學(xué)業(yè)。兩年之后,我的母親李靜貞與父親聚合,并學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)學(xué)。而在上一代,我姥爺就讀于康奈爾大學(xué)并獲得了土木工程學(xué)高級(jí)學(xué)位,而姥爺?shù)男值軇t在索邦神學(xué)院(巴黎大學(xué)前身)跟著佩林學(xué)習(xí)物理學(xué),他們學(xué)成后回到中國。當(dāng)我的父母在1945年結(jié)婚時(shí),中國正處于內(nèi)戰(zhàn)狀態(tài),回去的機(jī)會(huì)愈加渺茫,他們只好決定在美國重新安家。我和我的兄弟們正是這種典型的學(xué)術(shù)游牧生活的一部分:1946年我哥哥出生時(shí),父親就要完成他在麻省理工學(xué)院的學(xué)業(yè);當(dāng)我于1948年在圣路易斯出生時(shí),父親正在華盛頓大學(xué)任教;而當(dāng)?shù)艿艹錾鷷r(shí),父親剛剛在布魯克林理工學(xué)院謀得教授職位。
1950年,我們定居到紐約的花園鎮(zhèn)。這是一個(gè)可到布魯克林理工學(xué)院上班的臥室社區(qū)。此前這個(gè)擁有25000人口的城鎮(zhèn)只有兩戶華人家庭。然而對(duì)父母來說,遷居的決定因素是公共教育系統(tǒng)的質(zhì)量。學(xué)業(yè)在我們家不僅僅是被強(qiáng)調(diào),這簡直就是我們存在的理由。事實(shí)上我所有的叔叔阿姨都擁有科學(xué)或工程的博士學(xué)位,朱家下一代繼承這一傳統(tǒng)是理所當(dāng)然的事。當(dāng)一切塵埃落定,我的兩個(gè)弟兄和四個(gè)堂兄妹獲得了三個(gè)碩士學(xué)位,四個(gè)博士學(xué)位,一個(gè)法律學(xué)位。我只獲得了區(qū)區(qū)一個(gè)高級(jí)學(xué)位。
在這個(gè)個(gè)個(gè)都是有深厚造詣的學(xué)者的家庭之中,我在學(xué)業(yè)上簡直就是個(gè)笨蛋。在學(xué)校里我也很努力地學(xué)習(xí),但與哥哥相比,我的成績實(shí)在平庸。我哥哥的功課累計(jì)平均分創(chuàng)新了我們高中的最高記錄。我以一種效率并不高的方式學(xué)習(xí)。有時(shí)候,我會(huì)把我的精力集中于某一特別課程,沉迷不能自拔,用我媽媽的看法就是,我太注重細(xì)枝末節(jié),而不是把時(shí)間以更加合理的方式分配到各門功課中。
多數(shù)作業(yè)在我看來根本不是智慧之旅,簡直像做家務(wù)瑣事一樣無聊。只有面對(duì)幾門有相當(dāng)特別的功課時(shí),這沉悶才被打破,我的心才愉悅起來。幾何學(xué)是我記得的第一門讓我興奮的課程。幾何學(xué)不是要我們?nèi)ニ烙浻脖,而是要我們以一種清晰的合乎邏輯的步驟去思考。從少數(shù)幾個(gè)符合直覺的假定開始,可以推導(dǎo)出非同一般的結(jié)論,于是我立刻著手進(jìn)行法則的證明。我也欣喜地記得,有幾堂英語課要我們閱讀,于是我便興致勃勃地閱讀由同一作者寫的很多書。
我的家庭固然強(qiáng)調(diào)學(xué)業(yè)的重要性,但我的生活并非全部圍繞作業(yè)或課外閱讀而展開的。幼兒園畢業(yè)后的夏天,經(jīng)朋友的介紹,我獲知了搭建飛機(jī)軍艦的塑料模型的樂趣。到了四年級(jí),我逐漸積累出一套部件,我快樂地把大把時(shí)間花在裝配毫無使用目的的裝置上,裝配的原則僅僅是讓盡量多的部件能動(dòng),規(guī)模盡量大。臥室地毯上,圍著半成品的裝置經(jīng)常雜亂地?cái)[放著數(shù)百個(gè)金屬“支架”和小螺絲螺栓。善解人意的媽媽允許我花幾天的時(shí)間把這個(gè)項(xiàng)目做完。當(dāng)我年紀(jì)漸大,我的興趣擴(kuò)展到化學(xué)上。我和我的朋友自制火箭,部分經(jīng)費(fèi)來自父母給我的學(xué)校午餐費(fèi)。有一年夏天,我們的興趣轉(zhuǎn)移到為鄰居進(jìn)行土壤酸度及缺失養(yǎng)分的測(cè)定業(yè)務(wù)上。
我也發(fā)展了在運(yùn)動(dòng)方面的興趣,與鄰家小孩在附近的校園里進(jìn)行非正式比賽,項(xiàng)目包括觸身式橄欖球,棒球,籃球,偶爾還有冰球。到八年級(jí)時(shí),我通過讀書自學(xué)了乒乓球,第二年,我以“第二梯隊(duì)”替補(bǔ)隊(duì)員的身份加入了學(xué)校球隊(duì)。這一身份維持了三年。我還用從附近地毯店買的竹竿自學(xué)了撐桿跳。不久,我就能越過8英尺,不過還沒有好到可以參加田徑隊(duì)。
我的物理老師,Thomas Miner 非常有天分。直到今天,我依然記得他是如何介紹物理這門課程的。他說我們準(zhǔn)備學(xué)習(xí)的是處理諸如物體在重力加速度作用下如何下落這些非常簡單的問題。結(jié)合猜想與觀察,想法就能變成經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的理論。物理學(xué)所研究的這些問題,與人文主義所關(guān)心的問題相比簡直就是微不足道的。如果我們不考慮物理學(xué)的現(xiàn)代目的,以這種方式獲取的知識(shí)在經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的最終裁決后,就可以轉(zhuǎn)化為智慧。
除了對(duì)這門功課的難以置信的清楚而又精辟的介紹之外,Miner先生還鼓勵(lì)我們進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室搞項(xiàng)目。在花園鎮(zhèn)高中最后一個(gè)學(xué)期,我建造了物理擺鐘,用它來“精確地”測(cè)量了重力。那幾年搭建模型的經(jīng)歷中獲得的技巧可直接用到了鐘擺的制作上。巧合的是,25年之后,利用原子噴泉干涉實(shí)驗(yàn)中獲得的激光冷卻原子,我開發(fā)了這一測(cè)量工具的精確版本。
高年級(jí)的秋天,我申請(qǐng)了幾所大學(xué),然而由于高中時(shí)平均分相對(duì)較低, 我被長春藤盟校拒了,但被羅切斯特大學(xué)錄取。與我相比,哥哥上的是普林斯頓大學(xué),兩個(gè)堂( 表)兄弟(或姐妹)上了哈佛大學(xué),還有一個(gè)上的是布林莫爾大學(xué)。我的弟弟在學(xué)校太過優(yōu)秀,無需家庭壓力,高中尚未畢業(yè),不用學(xué)理科就進(jìn)入了大學(xué)。(他在哈佛獲得法律碩士學(xué)位后,又在21歲獲得了博士學(xué)位,F(xiàn)在是一個(gè)重要律師事務(wù)所的管理合伙人。)當(dāng)我進(jìn)入大學(xué)時(shí),我安慰自己道,我終于走出了耀目家庭的陰影,從此可以成為一個(gè)籍籍無名的學(xué)生了。
在羅切斯特大學(xué)和伯克利大學(xué)的歲月
初到羅切斯特大學(xué),我有著和其他新生一樣的心情:一切都是新鮮的,令人激動(dòng)不可抗拒,然而不同的是,這里至少?zèng)]有人聽說過我的弟兄和堂(表)兄弟姐妹。我報(bào)名參加了一門為期兩年的介紹性物理課程,以《》為課本。這本講義令人著迷,充滿啟示。費(fèi)曼把物理學(xué)變得異常美麗,他對(duì)物理學(xué)的愛透過每一頁紙表露無遺。至于學(xué)著去做習(xí)題集就是另外一回事了,數(shù)年之后我體會(huì)到,他在給出答案時(shí)簡直就是魔法師。
到了大學(xué)二年級(jí),我對(duì)數(shù)學(xué)越來越感興趣,宣布我要主修數(shù)學(xué)和物理。與那一年的物理學(xué)教師相比,我的數(shù)學(xué)教授非常優(yōu)秀。要不是因?yàn)橘M(fèi)曼講義,我?guī)缀跻鞔_放棄物理學(xué)了。數(shù)學(xué)的部分吸引力在于其社會(huì)功能:做為一名低年級(jí)的大學(xué)生,有幾個(gè)數(shù)學(xué)教授認(rèn)可我,邀請(qǐng)我參加了幾次系里的會(huì)議。
要將數(shù)學(xué)和物理學(xué)結(jié)合在一起顯然是成為一個(gè)理論物理學(xué)家。我心目中的英雄是牛頓,麥克斯韋,愛因斯坦,以及當(dāng)代巨人如費(fèi)曼,蓋爾曼,楊振寧和李政道。我的課程并不強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重要性,我也一直被灌輸這樣的思想,最聰明的學(xué)生將成為理論家,其他人則被趕去做實(shí)驗(yàn)操作人員?蓢@的是,我忘記了Miner先生在第一堂物理課所說的話。
懷著成為理論物理學(xué)家的夢(mèng)想,我申請(qǐng)去伯克利,斯坦福, 石溪分校 (楊振寧在那里!)以及普林斯頓。最終我選擇了去Berkeley,并于1970年秋天入學(xué)。當(dāng)時(shí),物理學(xué)所提供的工作崗位數(shù)正在萎縮,年輕理論物理學(xué)家的前途尤其堪憂。關(guān)于做理論物理學(xué)的將要面臨的風(fēng)險(xiǎn),系里曾經(jīng)告誡我們說:除非我們能做到像費(fèi)曼一樣優(yōu)秀,否則最好還是轉(zhuǎn)到實(shí)驗(yàn)物理學(xué)領(lǐng)域去。就我所知道的,這一告誡無論對(duì)我還是對(duì)同道學(xué)生都毫無效果。
在我通過了資格考試之后,Eugene Commins招募了我。我很敬佩他知識(shí)面的寬廣,教學(xué)水平的高深,但還沒有學(xué)到他的那種使所有學(xué)生都能發(fā)揮最好水平的神奇能力。他的beta衰變的實(shí)驗(yàn)已進(jìn)入尾聲,他正環(huán)顧四周以確定一個(gè)新的研究方向。此時(shí)他正對(duì)天體物理學(xué)感興趣,于是要我思考臨近耦合對(duì)下(不懂_譯者)關(guān)于原恒星形成的問題。這個(gè)夏天,我便往返于羅切斯特大學(xué)和伯克利大學(xué)國家射電天文學(xué)天文臺(tái),試圖通過高紅移射頻的源頭星系來測(cè)試宇宙減速問題,由此進(jìn)入天體物理學(xué)。但是在接下來的兩個(gè)月里,我不再研究他給我的理論問題,相反到實(shí)驗(yàn)室玩了起來。
我的一個(gè)“玩樂式實(shí)驗(yàn)”是由我對(duì)古典音樂的興趣所驅(qū)動(dòng)的。我注意到一個(gè)人可以聽到鋼琴師在快速演奏時(shí)彈出的跑調(diào)的音符。簡單地來評(píng)估一下頻率準(zhǔn)確性, Δv指音符持續(xù)時(shí)間的倍數(shù),Δt不會(huì)滿足不等關(guān)系式ΔvΔt≥1。為了測(cè)試耳朵的頻率靈敏度,我聯(lián)系了一個(gè)音頻振蕩器進(jìn)行線性傳導(dǎo),由此產(chǎn)生可持續(xù)很長時(shí)間的聲脈沖。然后我要求我的研究生同學(xué)將隨意獲取的音頻的音調(diào)與另一個(gè)音頻震蕩期通過調(diào)節(jié)旋鈕產(chǎn)生的聲調(diào)進(jìn)行比較,直到聲調(diào)的聲音聽起來是一樣的。具有音樂耳朵的學(xué)生,所聽到的聲脈沖群如“click”的核心音頻的精度能達(dá)到ΔvΔt~0.1。
到這個(gè)時(shí)候,事情再清楚不過了(甚至對(duì)我自己),我作為實(shí)驗(yàn)者會(huì)更快樂,于是告訴了導(dǎo)師。他同意了,讓我開始做beta衰變實(shí)驗(yàn)以尋找“第二類電流”,但是在經(jīng)過一年的建造之后,我們放棄了,轉(zhuǎn)而開始做高Z類氫離子的蘭姆移位的測(cè)量工作。1974年,Claude 和Marie Bouchiat發(fā)表了他們的學(xué)說,尋求原子躍遷中的奇偶不守恒效應(yīng)。由Weinberg,Salam和Glashow提出的弱力、電磁力相互作用的統(tǒng)一理論認(rèn)為,必然有一種除了電荷力之外的中立的力作為弱相互作用的介質(zhì)而存在。這樣一種相互作用就決定了,磁偶極子轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)左旋或右旋偏振光的吸收會(huì)有輕微的不對(duì)稱。Gene總能找出那些最能觸及物理學(xué)的最基礎(chǔ)領(lǐng)域的問題來做。桌面上的實(shí)驗(yàn)就能為高能物理學(xué)提供決定性的證明,我們對(duì)這一前景充滿憧憬。這一實(shí)驗(yàn)需要藝術(shù)級(jí)的激光器,而我的導(dǎo)師對(duì)此一無所知。我沖動(dòng)地告訴他不用著急,我可以建造它,立馬就能運(yùn)行起來。
這是一個(gè)令人激動(dòng)的實(shí)驗(yàn),整個(gè)世界都在密切地關(guān)注著我們。每過幾個(gè)月,Steven Weinberg 就會(huì)聯(lián)系我的導(dǎo)師,希望能聽到關(guān)于奇偶不平衡效應(yīng)的消息。Dave Jackson,一位高能物理學(xué)理論家,有時(shí)候會(huì)與我在大學(xué)游泳池碰見。見面時(shí)他會(huì)睨視著我,簡單地問:“有結(jié)果了嗎?”言下之意就是,"有這么重要的工作等著你做,你怎么能游泳呢?"
實(shí)驗(yàn)做到中途,我對(duì)導(dǎo)師說,作為一個(gè)研究生,我已經(jīng)做得差不多了,于是他將我的身份提高到博士后。兩年以后,我們和三個(gè)研究生發(fā)表了我們的第一份結(jié)果。然而很不幸的是,我們被搶先了:就在幾個(gè)月前,斯坦福直線對(duì)撞機(jī)的完美高能實(shí)驗(yàn)已經(jīng)給出了在電子和夸克之間存在中立的弱相互作用的確切證據(jù)。不過,1978年春天,Berkeley 大學(xué)還是給了我一個(gè)助理教授的職位。
在Berkeley 大學(xué)度過了我研究生和博士后的日子,這時(shí)系里正擔(dān)心學(xué)術(shù)近親繁殖。作為解決辦法,他們可以聘用我,也允許我在伯克利大學(xué)自立門戶之前立即休假。我愛伯克利,但是我深知我的科學(xué)視野還很狹窄,這正是我開闊視野的絕好機(jī)會(huì)。
在貝爾實(shí)驗(yàn)室的隨機(jī)漫步
1978年秋天我加入貝爾實(shí)驗(yàn)室。在兩年之中這里聘用了大約兩打充滿活力的年輕科學(xué)家,而我是其中之一。我們感覺我們是“被選定的人”,沒有義務(wù)去做研究之外的任何事情。做科學(xué)的快樂與激動(dòng)彌漫在整個(gè)廳堂之中。狹促的實(shí)驗(yàn)室和辦公隔間迫使我們彼此打交道,互相跟蹤對(duì)方的進(jìn)展。在研究會(huì)上,會(huì)后普遍進(jìn)行這熱烈的討論,這討論延伸到午飯桌上,延伸到網(wǎng)球場(chǎng)上,延伸到社交會(huì)上。氛圍如此熱烈令人無法割舍,于是我再也沒有回伯克利去。對(duì)此,今天我有負(fù)罪感,但我想系里能理解我的決定,也應(yīng)該原諒我了。
貝爾實(shí)驗(yàn)室管理層給我們以足夠的經(jīng)費(fèi)支持,保護(hù)我們免于外面官僚作風(fēng)的侵?jǐn)_,并告訴我們不要僅僅滿足于做“好的科學(xué)”。我的系主任,Peter Eisenberger,告訴我在決定做什么的前六個(gè)月里,要把時(shí)間花在圖書館和與人討論上。一年之后在一次業(yè)績審查會(huì)上,他斥責(zé)我道,除非你“開創(chuàng)一個(gè)新領(lǐng)域”,否則永遠(yuǎn)不要滿足。我回答說,要是能這樣做我就太高興了,但是你心里在琢磨什么新領(lǐng)域,你總得給我點(diǎn)提示吧。
在貝爾實(shí)驗(yàn)室的第一年,我寫了一篇關(guān)于X射線顯微鏡技術(shù)研究現(xiàn)狀的回顧性論文,與 Hyatt Gibbs 和Sam McCall開展了一項(xiàng)關(guān)于紅寶石能量轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)。我也在計(jì)劃進(jìn)行電子偶素的光譜學(xué)分析的實(shí)驗(yàn)。電子偶素,是一個(gè)由電子和它的反粒子組成的微粒,被看作是所有粒子的基礎(chǔ)。雖然早在1950年就發(fā)現(xiàn)了電子偶素,但對(duì)它能級(jí)的精確測(cè)定一直就是很難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。問題在于,在它們出現(xiàn)之后,僅僅經(jīng)過140x10 秒,就會(huì)湮滅為伽瑪射線,在任何給定的時(shí)間要捕捉到足夠的電子偶素都是不可能的。當(dāng)我開始這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí),已經(jīng)發(fā)表了十二次進(jìn)行它的光熒光特性的嘗試。那些花了足夠多的時(shí)間和金錢的人,只能發(fā)表他們失敗的結(jié)果,以此回報(bào)資助他們做這項(xiàng)研究的機(jī)構(gòu)。
我的管理層認(rèn)為,我做這項(xiàng)不可能完成的任務(wù),簡直就是自毀前程。經(jīng)過兩年的努力,毫無結(jié)果,于是他們強(qiáng)烈地要我放棄我的追求。但我很頑固,因?yàn)槲矣忻孛芪淦鳎核拿纸蠥llen Mills。我們的優(yōu)勢(shì)能完美地互補(bǔ),最后,他幫我解決了激光問題和測(cè)量問題,而我?guī)退鉀Q正電子問題。最終我們?cè)O(shè)法觀察到在激光脈沖下伴隨的四個(gè)粒子生成的信號(hào)!兩年之后,每個(gè)脈沖可以伴隨20個(gè)粒子,我們優(yōu)化了我們的方法,得到了原子體系之中量子電力學(xué)修正的最精密測(cè)量方法之一。
到1983年秋天,我成為量子電力學(xué)研究系的領(lǐng)導(dǎo),并搬遷到位于新澤西州Holmdel的貝爾實(shí)驗(yàn)室的另一個(gè)部門。這時(shí)我的研究興趣又?jǐn)U大了,我用皮秒激光技術(shù)去探測(cè)正電子,將之作為觀察金屬-絕緣體轉(zhuǎn)換以及安德森定域化的潛在系統(tǒng)。使用這一儀器,我意外地發(fā)現(xiàn)了違反直覺的脈沖傳播效應(yīng)。基于原子的閾值電離能將能量分辨率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的原理,我想建造一個(gè)新的電子分光計(jì),計(jì)劃進(jìn)入表面科學(xué)領(lǐng)域。
在設(shè)計(jì)電子分光計(jì)時(shí),我開始與Holmdel的同事,Art Ashkin,非正式地討論。Art曾經(jīng)夢(mèng)想用光捕捉原子,但管理方在四年前終止了這一工作。有一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)表明了雙極子力,但實(shí)驗(yàn)者走進(jìn)了死胡同。我開始認(rèn)識(shí)到,要想用光捕捉原子,首先要將他們極度冷卻。激光冷卻技術(shù)將使得Art Ashkin的夢(mèng)想有實(shí)現(xiàn)可能,而且還有更多其它用途。我迅速地撇開了絕大部分其它實(shí)驗(yàn),和我的新博士后,Leo Holberg,我的技術(shù)員,Alex Cable,開始了我們的激光冷卻實(shí)驗(yàn)。這拉開了我們?cè)诩す饫鋮s和原子捕捉實(shí)驗(yàn)上的序幕,構(gòu)成了我的諾貝爾演講的主題。
在斯坦福及未來打算
在貝爾實(shí)驗(yàn)室的生活,如Mary Poppins所說,“每一方面都非常美好”。然而,到1987年,我決定離開我安逸的象牙塔。Ted Hansch 已經(jīng)離開斯坦福,成為Max Planck研究所量子光學(xué)的共同指導(dǎo)者,我被去代替他。在幾個(gè)月的時(shí)間里,我也收到了伯克利和哈佛的聘書,我想這些位置是他們能提供的最好的位置。貝爾實(shí)驗(yàn)室的管理方成功地讓我在貝爾實(shí)驗(yàn)室呆了8年,但是我以我的導(dǎo)師Gene Commins為榜樣,在更多的科學(xué)領(lǐng)域都能開花結(jié)果的想法愈加強(qiáng)烈。
Ted Geballe,我在斯坦福的很牛的同事,早年也是沿著從伯克利到貝爾再到斯坦福的軌跡一路走來的,他如此描繪我們的動(dòng)機(jī):"大學(xué)里工作的最佳部分是學(xué)生。他們初生牛犢,充滿熱情,思路開放,還沒有在為生活而奮斗的道路上留下傷痕。他們并未意識(shí)到這些,但他們是我們的社會(huì)所能提供的最佳機(jī)遇的接收者。假如有一顆心曾經(jīng)有創(chuàng)造的自由,正是這個(gè)時(shí)候。他們從相信課本就是權(quán)威的階段走來,最終,他們領(lǐng)會(huì)到課本和教授并不知道一切,他們開始按照他們自己的思路想問題。于是,我開始向他們學(xué)習(xí)。"
我在斯坦福的學(xué)生也是出類拔萃的,我從他們身上學(xué)到更多東西。我工作的很多部分,例如關(guān)于偏振梯度冷卻需補(bǔ)充的細(xì)節(jié),原子噴泉鐘的實(shí)例,原子干涉計(jì)的開發(fā),基于Raman脈沖的一種新的激光冷卻方法的研究等,都是在斯坦福和我的學(xué)生也是合作者一起完成的。
在繼續(xù)從事激光冷卻實(shí)驗(yàn)和原子誘捕的同時(shí),最近我也冒險(xiǎn)進(jìn)入聚合體物理學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域之中。1986年,Ashkin表明,在貝爾實(shí)驗(yàn)室制作的第一臺(tái)激光原子捕捉裝置對(duì)植入水中的微小玻璃球也能起作用。在我來到斯坦福大學(xué)后一年,我通過將微米級(jí)的聚苯乙烯球附在分子末端的方法制作“光學(xué)鉗子”,以此對(duì)單個(gè)的DNA分子進(jìn)行操作。我的想法是將兩個(gè)光學(xué)鑷子引入到光學(xué)顯微鏡中,以抓起粘合在分子末端的塑料柄。Steve Kron,一位醫(yī)學(xué)院碩博連讀的學(xué)生在晚上將我介紹到分子生物學(xué)領(lǐng)域。到1990年,我們能實(shí)時(shí)地看到我們將一個(gè)用熒光標(biāo)記的DNA分子從水里面拖出來的景象。學(xué)生們發(fā)現(xiàn),我們使用的第一個(gè)操作步驟中,成功很大程度上是靠的運(yùn)氣,于是他們將之進(jìn)行改進(jìn)。運(yùn)用這一新的工具,我們能同時(shí)觀察并操作單個(gè)的DNA分子,我們組開始回答困擾了幾十年的聚合體動(dòng)力學(xué)問題。更加令人振奮的是,我們?nèi)ツ暧辛诵掳l(fā)現(xiàn):在同樣起始狀態(tài)下的單個(gè)分子,將選擇幾種截然不同的途徑達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種“分子個(gè)人主義”在以前的聚合體動(dòng)力學(xué)理論或者模擬中是從來沒有預(yù)見到的。
我已經(jīng)在斯坦福大學(xué)呆了十年半了。系里面和校方對(duì)我的持續(xù)的要求,以及為申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)而不斷增加的工作偷去了我許多寶貴的思索時(shí)光,我不由得經(jīng)常想念在貝爾實(shí)驗(yàn)室的逍遙日子。然后,我又想到了我和我的學(xué)生,博士后們?cè)谒固垢_@段日子里怎樣的一起工作,怎樣的共同成長。
(我不是物理學(xué)專業(yè),對(duì)涉及到專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容翻譯可能有誤,請(qǐng)讀者自行甄別。譯者,楊永臣)