我所认识的三个物理学诺贝尔奖获得者

我所认识的三个物理学诺贝尔奖获得者

ATP

屈指算来,我在 Stanford 待了也快一年半了,这一年半来,物理上的长进不多,
吹牛的本事倒是学了不少。在美国吹牛也算一项本领了,以前和美国学生合作项
目的时候,他们干活偷懒,迟到早退,最后做 presentation 的时候照样能把稻
草说成金条,相比起来我也算是吃了不少哑巴亏了。于是姑且今天我也吹一回牛,
好歹我在 Stanford 也没算白待,和几个世界级的牛人都有过面对面的交流,哪
怕就是三位获得诺贝尔奖的大师在我眼里也不是那么的神秘。

Professor Douglas Osheroff 1996 年诺贝尔物理奖 
Professor Steven Chu 1997 年诺贝尔物理奖 
Professor Robert Laughlin 1998 年诺贝尔物理奖 
Autobiography / Reference 

Douglas Osheroff

1996 Nobel Laureate in Physics
    for discovery of superfluidity in helium-3. 
Born: 1945, Aberdeen, WA, U.S.A. 
Education: Ph.D.'73, Cornell 
Doug 得奖的原因是他们发现的 He-3 的超流动性,这也算是一个大名鼎鼎的发
现了,至少我在初中的时候就知道了。Doug 是我最早认识的 Stanford 的教授。
虽然我是一个学物理的(听着口气怎么这么像“我真的是个送外卖的”),可是
其实我知道自己还是很白痴的,甚至第一次收到 Doug 的信的时候我还不知道这
是一个大人物。电子邮件里他说就在他 1996 年获得诺贝尔奖之后招了一个中国
学生叫张蕊,看到这里吓得我差点把笔记本电脑给砸了。后来和 Doug 自嘲的说
起这段事情,他倒是笑着说他就知道我不认识他,所以才特意写了他是诺贝尔奖
来吓唬我。哦,对了,叫他 Doug 是很久以后才这么叫的,以前一直尊称 
Professor Osheroff,因为我一直不确定这个 Doug 到底怎么发音,后来才知道
是叫“大个”,感觉和大哥谐音,不过多少庆幸没有叫成“刀个”,否则要是被
误解成了 dog 脸面上实在过不去。

Doug 最让我钦佩的一点是平易近人,是这三个诺贝尔奖得主里面最好打交道的
教授。和他接触过的学生都有一个印象,无论给他发多么无聊多么没有意义的电
子邮件,他都会在最短的时间里面回复。这一点我是深有体会。一般给牛人发信
根本就不会理我的,特别是日本鬼子教授,比较友善一点的教授会回信,不过一
般都是以我的一句“thanks”作为一轮通信的结束。但是和 Doug 通信就是无论
我回信多么短,他总是要再回复批示一封,比如“you are welcome”或者“my 
pleasure”,搞得我实在不敢再回信,以免下次真的连查字典都不知道怎么表达
感谢了。新和他接触的学生一开始都小心翼翼,毕竟人家是诺贝尔奖,可是打过
几次交道以后都说 Doug 怎么一点架子都没有。而且致使我特别愿意找 Doug 请
教的主要原因是他对人很坦诚。美国教育的一个传统就是无论你多差,教授一般
也不会说你差,而是说不错呀,继续努力呀,然后到期末不动声色的给你一个 C,
让你叫爹叫娘也没办法。Doug 就不一样,直来直去,你不行他就告诉你。去年
我觉得自己考 GRE 时间太紧了,想推迟一年毕业,顺便读个计算机的 B.S.,别
的老师都对我说,嗯,不错的计划。我后来专门去找了 Doug 一次,他就直截了
当的对我说,你读计算机有个 P 用(哦,当然不是这么骂的,而是用等价的英
语骂法),然后列举了三大理由,说的我心服口服。

Doug 是物理系人气最旺的教授,很多外系的学生也知道他的大名,更不用说系
内的地位了。去年诺贝尔奖得主之一 Eric Cornell 是 Stanford 本科毕业生,
来这里演讲的时候看到 Doug 提问,兴奋的跳起来大喊了一声大哥,全场都为之
感动。从这个意义上相对而言,Steve 和 Bob 的名气就不如他了。去年暑假,
学校有一个 Summer Research College (SRC) 的项目,就是本科学生可以找教
授干活,然后物理系拉赞助给学生发工资,所以教授等于是白捡了便宜,交换条
件是这些教授需要给每周一次的全物理系 SRC 学生的集会做一次讲座。Steve 
因为应酬多多最后还是推掉了,Doug 就不一样了,在学生们的强烈要求下,
Doug 的讲座变成了面向全校所有学生的活动了。那天 SRC 很多学生都来了,讲
座题目是 Physics is fun,很精彩。Doug 是故弄玄虚,搞了很多有意思的实验,
比如现场演示了超导体很多有趣的性质。印象最深的是一个相变实验。他用了一
种相变非常显著的物质,关闭了全场所有的灯光,把这种物质投影在纯白色的墙
壁上,然后放着雄壮的进行曲加热这种物质,当进行曲进行到最激烈的时候,那
团灰色的、模糊的固体开始骚动,刹那间变成了蓝色的、清澈的一汪液体,音乐
也随之急转而下,似有一泻千里的感觉,感觉 Doug 就像巫师一样。我当时就怀
疑 Doug 控制了加热速度,否则音乐和相变不会这么合拍。事后我问了 Doug,
他说他没有控制加热速度,而是事先计算了加热发生相变所需要的时间,我考,
崇拜死了。Doug 办公室里面还有很多有意思的东西,比如有一个密度比空气还
小的晶体,平时要放在罐子里面,否则就飘到房顶上去了。另外还有一个相框,
有很奇妙的折射,我第一次见到的时候 Doug 让我解释,我明明知道这不就是偏
振光嘛,结果发现偏振的英语不会说,只好眼睁睁的看着被他“嘲笑”说你明明
光学学过的嘛,我还给你转了学分呢。

Doug 酷爱摄影,还开了摄影课,这也是他人气得以攀升的原因。像 Steve 和 
Bob,只开一些比较高等的课,比如电动力学统计力学什么的,一般除了圈内人
士不会有人能聆听到他们的教诲。Doug 的摄影课则是人气很旺,吸引了很多刚
刚进入 Stanford 本科的学生来进一步学习物理。因为学生进入 Stanford 本科
的时候是不分专业的,所以各个系都使出浑身解数来吸引学生,Doug 作为 
Undergraduate Director 自然义不容辞,不过这也更得益于他的摄影技术。他
的摄影技术一流,而且更重要的是他精通电脑上的后期处理,Photoshop 6.0 发
布的消息我就是最早从 Doug 嘴里听说的。物理系里面挂满了他的作品,风景照
片比山水画还漂亮。他办公室里面的照片还特意用了好几个射灯来渲染效果,所
以学生进了他的办公室往往会首先注意挂在墙上面的照片,他就会和学生讨论一
会儿照片。有一次他和我讨论了一半忽然说“我好想我老婆呀”,然后说他夫人
因为业务关系回老家台湾一个月,从来没有和她分开过这么长时间。我还见过好
几次他给家里打电话,三句就有一个“darling”,说的我心里都痒痒的。

Doug 喜欢请学生吃饭,有时候还找个理由出来,比如圣诞节看我和他们实验组
的几个国际学生不回家,就说,咱们一起去吃饭吧,他请客。前段时间国内的朋
友听说我申请别的学校都说你怎么不老老实实在 Stanford 待着。其实很早 
Doug 就对我直言说,美国的传统就是研究生要换一个环境,这样可以学到更多
的东西。然后他还说,一般录取研究生新生的时候,本科转过学的学生是不会轻
易拒掉的,这也是同样的道理。说实在的离开 Stanford 还真有点舍不得,最主
要也是因为 Doug。他常常在我感到最困难的时候给我鼓励,有一次我跟他说自
己在实验组里面一无是处,他就举了张蕊的例子,说当时她也来找他说用样的话,
而且几乎要哭了,不过后来还是干的不错。然后他说,你还没哭嘛,好好去干,
没问题的。


Steven Chu

1997 Nobel Laureate in Physics
    for development of methods to cool and trap atoms with laser light. 
Born: 1948, St. Louis, Missouri, U.S.A. 
Education: Ph.D.'76. the University of California, Berkeley 
在中国,朱棣文应该是这三个人里面名气最大的,究其原因,恐怕是因为他是华
裔,其实他和中国没有多大的关系,因为从头到尾他都是在美国受的教育。他得
奖的原因是 1985 年在贝尔实验室实现的激光冷却(建议学物理的看一下 
Physics Review 上面的这篇论文,相当经典),这是一个相当重要的发现(严
格的说是发明)。这之后很多实验都是基于这个技术,包括去年获得诺贝尔奖的 
BEC。用一位教授的话来说,Steve 这个诺贝尔奖是志在必得的,就像你如果现
在发表一篇用纯数学公式计算精细结构常数的论文,包你 10 年里面获诺贝尔奖。
不过据 Steve 自己说,当时得奖还是有一点意外的,至少感觉太早了。
Stanford 在诺贝尔奖上面也算是撞了大运了,其实 Stanford 自己 PhD 的学生
里面极少有诺贝尔奖,而偏偏招了一些教授之后开始连连获奖,先是 SLAC 一位
教授,接着就是 Doug,Steve,Bob。而且,系里面的传统是教授无论拿了多么
高的荣誉,也要继续在讲台上授课,这些都使得 Stanford 物理系的人气近年来
节节上升。

我现在实验室的老板曾经是 Steve 的学生,所以多少有一点接触。最早的一次
是刚到 Stanford 不久,我量子力学期中考考了满分,就得意洋洋的去找 Steve 
说下个学期可不可以选他教的研究生的量子力学课。结果见到他的时候我就傻眼
了,我怎么叫他?难道叫 Professor 猪(当时确实差点叫出来,中文读顺口
了)?这个不太好吧,费了半天我才叫出个 Professor 初,然后陈述事实以后
就开始被他损,说如果要选的话还是先去看看课本吧,然后还说他的讲义要一个
字一个字看清楚,满分没什么了不起的,搞得我后来落荒而逃,回去的路上我在
想如果我直接叫他 Steve 可能就没有那么紧张了。于是我开始知道虽然看起来 
Steve 比 Doug 更友善,因为他办公室的门永远是敞开的,而不像你见 Doug 还
要敲门,但是 Steve 摆给你的台阶却远远要比 Doug 高很多。

其实 Steve 总的来说还是比较友善的,常常星期天召集整个实验组到他家里玩。
相比起来,我们那个德国老板 Vladan 就古板多了,我们实验组出去玩,他也不
参加,有一次我们想,我们先去打台球,等到了饭店叫他来吃饭总可以把,结果 
Vladan 居然说正在想一个物理问题,搞得我们几个只好很无趣的吃火锅去了。
Steve 就不一样,你只要上了他的台阶,还是很好打交道的。去年实验组的秘书
走了,Steve 开了一个欢送会,会上 Steve 很动情地说,她就像我们的妈妈一
样照顾着我们整个实验组的人们,下面就有一个博士后(很漂亮的一个中国女生)
插嘴说其实 Steve 你就像我们的爸爸一样呀,然后就哄堂大笑了。还有去年一
个博士毕业了,我们开了一个 party,会上 Steve 说,拿到了博士学位,就意
味着以后会有 more funs,结果就有人插嘴说这怎么可能,看看您自己每天多辛
苦。每次有 Steve 在的会上,气氛总是严肃和活泼并存,这是一般教授很难做
到的。去年 Steve 撤下了系主任的职务,有人问 Steve 不做系主任了干什么呢?
接着就有教授说,Steve 以前每天干 61 件事情,以后就每天干 60 件事情,区
别不大。Steve 曾经对我们说,他很怀念以前在贝尔实验室的时光,自从得了诺
贝尔奖,他就整天为了一些毫无意义的事情奔波着,而没有时间静下心来仔细的
想一想他心爱的物理。

Steve 也算是个工作狂吧。他的前妻评价说他从来没有停止过工作,在家里也是
时时刻刻想着物理,很少有时间和他交流。记得这次圣诞前夜,我因为一些原因
先待在系里面,晚上才能回我朋友家。系里面看不到一个人影,走路都能听到回
声,连附近的停车场里也没有车了。结果到傍晚六点多的时候,Steve 竟然到办
公室来了,而且坐在电脑前面就不走,一直到我九点多离开,他还在那里看论文。
以前听人说,在美国一旦当上了 assistant professor,就会拼命工作,拼命出
论文,每天晚上十点都还在办公室里面忙活(就像我老板)。而一旦最后升到了
正教授,功成名就,立即就闲下来了,傍晚下班时间准时离开办公室,开始过一
种自由的生活。这个规则在 Steve 这里根本不成立,很晚离开办公室对他来说
是很平常的事,平时他也特别热衷于在实验室里面不分昼夜的和学生们讨论。一
个刚刚从 Steve 手下毕业的博士对我说,给 Steve 干活太累了,因为没有人敢
偷懒。

Steve 确实是这样一位严谨的学者。这个博士的毕业论文请 Steve 看了好几遍
都不能最后定稿。他也确实是敢说敢做,属于那种用人格魅力感染听众的人。平
时开会或者上课,如果学生大吵大闹的,一般的教授都会笑眯眯的看着大家直到
安静下来,稍微严肃一点的教授会提高声音说类似于“let's start”之类的话。
Steve 就不一样了,他往往会用粉笔或者类似的东西敲桌子,然后用不是特别响
亮但是相当具有威慑力的语气直截了当的说“stop talking”。Steve 有时候自
行车骑得飞快的赶来上班,走路两腿生风特别有活力,而且他人也长得很帅(去
年的 Stanford Bulletin 的封底都登了他的照片),以至于不时能传出他和女
老师或者女学生的绯闻,真是让我羡慕不已呀。

Steve 来 Stanford 好些年了,实验组在他的带领下日益壮大,这么些年岁月的
痕迹在实验室里面留下了点点滴滴,他也说如果真的要离开这里是根本做不到的。
就拿电脑室来说吧,至今里面仍旧保存着很多年以前购买的软件,包括很早期的 
DOS 操作系统和 BASIC 编译器。这些软件当初都是用 5-1/4 英寸的软盘发行的,
Steve 把它们整整齐齐的放在电脑室里,好似一扇通向尘封记忆的门,他可以常
常透过这些东西看到他过去的时光。十多年来,学生像流水一样换了一批又一批,
Steve 就是坐在这里的神,在与上帝对话的同时也在苦心经营着这一片他一手打
造的天地。


Robert Laughlin

1998 Nobel Laureate in Physics
    for discovery of a new form of quantum fluid with fractionally 
charged excitations. 
Born: 1950, Visalia, CA, U.S.A. 
Education: Ph.D.'79 in physics from M.I.T. 
Bob 也算是早有耳闻了,最早听说是因为钱江曾经找 Bob 做过学问,这段故事
后来被 Fang 一写更是惟妙惟肖。我到 Stanford 才过了三个月就选了 Bob 的
一门统计力学的课。这门统计力学是上面一个学期热力学(不是 Bob 教的)的
后续课,当时在 Doug 的怂恿下跳过了这个热力学,因为 Doug 认为我在北大上
过的热力学要难得多。结果证明不是这么一回事情,至少我看他们热力学习题的
时候还是被吓怕了。于是决定选统计力学的时候我就做好了吃苦的准备。结果第
一节课我就没去,原因是早上睡过头了,吓得我当时几乎是从床上滚下来给 Bob 
发了一封信,写了无穷多个 sorry,结果过了两天还没有给我回信。接下来就是
胆战心惊的跑去上第二堂课。一进教室就看见 Bob 笑眯眯的坐在讲台上,看了
我许久,差点把我脸都羞红了,然后他才慢条斯理的说小朋友,你叫什么名字呀。
我怕怕~~~说,Laughlin 大人您收到我的电子邮件了么。他很轻蔑的看了我一眼
说,我一天要收好几箩筐(several tons)电子邮件呢,哪里记得住,我无语。
接着 Bob 就发了一张考卷,算是摸底考试,结果我发现除了第一道大题里面的
第一问算熵变我还多少能画几笔,其余的一概不会。这就是我和 Bob 的初识。
后来我听说,第一节课他根本没来上,而是 TA 过来和大家认识了一下就放了,
想想真是亏大了,他肯定是知道有我这么一个大傻帽,逃了课还去自首。

正式上课以后我开始惊讶于 Bob 的教学风格。他上课从来不带书也不带笔记,
每次总是在黑板上面信手涂画,推导各种各样怪异的公式。老师上课不带笔记最
早是从我舅舅这里听说的。当年他在浙大物理系陈守川教授门下学习的时候,陈
教授上课就从来不带笔记的推导公式,结果有一次出了错误,而且临近下课同学
们都饿得不行了,陈教授就从口袋里面拿出一页笔记来把错误更正了。这个故事
给我印象很深,所以我当时就认为 Bob 口袋里面一定是放着笔记的,只不过从
来没有拿出来过。但是后来我否定了这个猜想,因为有一次他犯了一个错误查了
十分钟一直到下课还没有明白,记得那次他是很沮丧的走出教室的,我却开始喜
欢他的风格:凭空他就可以在黑板上推导出在几个世纪里面发展起来的经典理论。
另外,Bob 还非常重视统计力学当中计算机的应用,有一次作业就是用 Monte 
Carlo 来算一些东西,不过他给我们的示范程序是用老古董 Fortran 写的,看
懂的人没有几个,他就愤愤的坐在讲台上感叹说现在物理系的学生真是一年不如
一年了,十年以前难以想象物理系的学生不会写程序……

Bob 知道获得诺贝尔奖的当天还是照常上课,不同的是教室里面多了闪光灯和摄
像机,好像当时张蕊也在教室里,不过后来张蕊跟我说 Bob 曾经悄悄的对他们
说他得奖纯粹是运气,他自己一点都不认为自己的成果很重要。话说回来,张蕊
说起 Bob 当年给他们上的量子力学课还是咬牙切齿的(其实张蕊很淑女的,只
不过相对于这个标准来说她当时的表情就和咬牙切齿没有什么区别了),Bob 上
课毫无计划,上到哪里算哪里,有的时候高兴了就说半节课的历史,或者一个学
生的提问就可以改变下个星期的课程计划。这一切慢慢的被我的亲身体验所证实。
先是 Bob 完全否定了上面一个学期热力学用的一本课本,而自己推荐了一本课
本,然后几乎所有的学生都必须花钱去买,结果发现他根本不按书讲,有的时候
讲的东西翻遍了图书馆还是找不到,我怀疑是他最近的研究成果。他整整用了半
个学期来叙述细致平衡(Detail balance)条件在统计力学当中的重要地位。有
一次课上,有学生问了一个比较高深的问题,结果 Bob 以为他问卡诺定理怎么
推导的,就推导了半节课,全然不顾我们下面举手再解释。虽然佩服他能临场推
出这个定理,课后我们几个学生说起 Bob 的听力还是快要喷饭了。期末考试一
直到考前一个星期他才定下考什么内容。为了避免同学们考试成绩太难看,他在
考前发了一个考试练习题附带详细解答,而考试练习题和正式考试的题目几乎是
一样的,也就是说,只要理解了考试练习题,或者哪怕就是不懂依样画葫芦也能
得很高的分数。结果大家都取得了好成绩。回想起来,我倒真的没学到什么东西。

Bob 上课这些可怕的风格是不怕巷子深的。张蕊是最早和我说的,后来还和朋友
说起很多次。同一个学期我还选了一个物理实验课,常常凌晨两三点还在采集数
据,而且每次都必须要有两个人以上以防止发生类似于 Fang 描述的钱江的那种
惨剧。采集数据是很熬人的工作,于是我们几个就常常坐在走廊里面聊天打法时
间,而聊天的主要对象也是 Bob。我说我实在不知道 Bob 上课在干什么,然后
大家就纷纷附和。当他们听说我刚到美国不久,就不止一次的对我说,千万不要
以为 Bob 上的课是典型的美国的物理课,有个学生用了四个循环的“never 
ever”来强调“千万不要”的程度,以免 Bob 的课使我对美国的物理教育产生
误解。有一次说到兴头上,有个学生居然说,他要代表 Stanford 物理系要向我
道歉,因为我说 Bob 的课实在太可怕了。上个学期和一个搞广义相对论的博士
说起,我说 Bob should not teach,他想了一想,对我说 Bob should not be 
allowed to teach,他是五年以前上过 Bob 的课的,可见恨之入骨。不过在刘
晓的眼里,Doug 和 Steve 都只是一般的物理学家,因为他们得奖的成果都是
“技术”,而 Bob 才是真正搞物理的。刘晓认为,虽然 Bob 上课不怎么样,但
是他才是 Stanford 最有思想的物理学家。我在 Stanford 听过不少讲座,一般
讲座后的提问都是水平比较低的,演讲者一两句话就可以回答,但是有一次 Bob 
提问就不同了,全场静默的听他和演讲者讨论,直到最后也没有争出名堂来,这
大约是我第一次见到物理学家之间深邃的讨论。

Bob 的形象相当可爱。他体形非常丰满,以至于普通的皮带根本无法满足他的需
求。校园里面我们常常可以看见一个气喘吁吁,穿着背带裤,满头银发的老头拿
着大讲义夹赶路的情景。课堂上,有的时候他一高兴就一屁股坐在讲台上和我们
滔滔不绝,我们常常在下面暗笑,因为明显的可以看到讲台变形了。Bob 的办公
室里面有很大的沙发,这是一般教授的办公室里所没有的,Doug 办公室有特色
的是他的风景照,Steve 则是一大一小两台电脑和椅背超过人头的老板椅。相对
来说,初次见到 Bob 办公室的时候最让我羡慕。据他自己说,放沙发在办公室
里面和他的体形有关。我从来没有见过他坐在沙发上的样子,不过我想沙发的劲
度系数应该要比讲台小多了吧。

最后,介绍他们的小型自传,挺有意思,建议大家也看看。不过,这些自传都不
短,最好事先准备好菊花茶一杯以便慢慢品尝。

Professor Douglas Osheroff:
http://www.nobel.se/physics/laureates/1996/osheroff-autobio.html
Professor Steven Chu:
http://www.nobel.se/physics/laureates/1997/chu-autobio.html
Professor Robert Laughlin:
http://www.nobel.se/physics/laureates/1998/laughlin-autobio.html

参考资料:

The Nobel Prize in Physics: 
http://www.nobel.se/physics/laureates/ 
Winners of the Nobel Prize in Physics: 
http://almaz.com/nobel/physics/physics.html 
Faculty in Stanford University Department of Physics: http://www.stanford.edu/dept/physics/people/faculty.html 
Fang 曾写到的关于钱江和 Bob: 
http://www.stanford.edu/~fangwu/myoriginal/lxzyz.htm 

2002/03/18-20 written at Stanford. 

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