相关热词搜索：
康奈尔他令原子齐声歌唱
康奈尔他令原子齐声歌唱 1961年12月19日生于美国加利福尼亚。父亲是一位工程师,在大学教授工 程学。受他的影响,康奈尔很早选择了学习物理学。在高中与大学早期,康奈尔对 文学艺术发生过浓厚兴趣,但最终还是选择了物理。康奈尔认为物理有许多魅力。他打了一个比方,比如去观看一场京剧,如果 你只是一个普通观众,你只能看到漂亮的场景;但如果你是导演,你能看到幕后发 生的一切,看到演员是怎样被组织起来的。如果不研究物理,就像观众一样看到表 面的热闹;研究物理,你就能看到幕后的玄机。
1985年,康奈尔从斯坦福大学物理系毕业。1990年在麻省理工学院获得博 士学位。1990年,他来到科罗拉多大学博多分校,1992年至今供职于美国国家标准 局。
博多的几年里,他和同事卡尔·韦曼在1995年发现了自然界从没有过的新物 质——玻色-爱因斯坦冷凝物(BEC)。在诺贝尔奖颁布一个世纪之际,39岁的康奈 尔和同事韦曼因发现冷凝物获得新世纪第一个诺贝尔物理奖。
用他自己的话说:“我是一个幸运的人。” 致中国的年轻人: 在整个世界上,人们生活在不同的条件下,有着不同的意识形态;尽管我们 的基本志向都不尽相同,但我们面临着一个真正的挑战,就是弄懂如何协调这些相 同与不同,让我们能和谐地生活在一起。
埃里克·康奈尔 1901年,第一个诺贝尔奖颁给了发现X光的物理学家伦琴;100年后,发现冷 凝物的康奈尔以及另外两位科学家获得了第100个诺贝尔物理奖。39岁的康奈尔 是今年获奖者中最年轻的一个,他在事业刚刚开始的5年后,便找到了那种神奇的 新物质,进而登上世界科学殿堂的最高台阶。
11月2日下午,在康奈尔的办公室里,我和这位年轻科学家进行了一次“实话 实说”式的交谈。■那台“让原子齐声歌唱”的仪器像一个啤酒罐;实验室的黑板上依然写着 “祝贺”的字样 我要去采访的这位最年轻的获奖者住在美国中西部——只有10万多人的 科罗拉多州博多县,距丹佛市有100多公里。
我们住在科罗拉多大学博多分校的旁边,这座拥有125年历史的学校是小 城的骄傲。1989年,这所学校有两人获得诺贝尔化学奖。康奈尔的办公室就在这 所大学一座8层的塔楼里。
瑞典皇家科学院今年10月8日在一项声明中说:“本年度诺贝尔物理奖得主 的成功在于,他们令原子齐声歌唱,因此发现了一种新的物质状态。” 瑞典皇家科学院认为,康奈尔和他50岁的同事卡尔·韦曼以及麻省理工学院 的凯特勒找到了一种像激光一样极纯净的凝聚物质状态——玻色-爱因斯坦冷凝 物。在3位科学家让冷凝物凝聚前,每个原子都有自己的波,它们混乱地在一起;科 学家制成冷凝物后,所有原子都有了统一的波长、频率。一起振荡,就像激光一样, 激光束与普通灯泡发出的光不同,激光的微粒拥有相同的能量,能够一起振荡,所 以人们也称冷凝物是一种原子激光。
尽管距离公布获奖消息已经快一个月,但博多分校物理楼楼道仍然弥漫着 那时的狂欢气氛。墙上的大 楼道几个门前的红色报警灯仍在闪烁,据介绍,这栋8层实验楼主要是从事 激光研究,为防止外来访客误推实验室门被射伤眼睛,实验进行中都会亮灯。透过 一扇半开的门,我看到一台奇形怪状的仪器,像插满管子的酿啤酒罐,同行人告诉 我,1995年,就是在这个罐里发现了冷凝物。
■康奈尔拿着我的名片,用汉语读出了“北京青……”三个字 康奈尔更像一个大学里的年轻助教,一身休闲装,脚穿一双皮凉鞋。我们交 换名片后,他指着“北京青年报”5个字,慢慢地用汉语读出了“北京青”3个字。他抱 歉地说已经把学习的汉语忘得差不多了。
1983年,康奈尔来到北京,在语言学院学习汉语。“我当时在斯坦福大学物理 系学习,同时选修中国文学和历史。”康奈尔说,“我当时不知道自己最擅长干什么, 于是我决定离开学校,一年后,我到了中国。”康奈尔去西安、四川、云南,甚至是北戴河。
“也许我应该成为一个中国文学的学者,这是很严肃的想法。”康奈尔认真 地对我说,“但是我发现我不擅长记住汉字这种复杂的符号,我于是选择了物理,做 这件事情对我来说简单一些。” 在康奈尔的办公桌上,堆满了纸张和幻灯片,显得有些杂乱。他告诉我,他正 在为12月去瑞典领奖而做准备,演讲词已写了一半,礼服已准备好了。记者:你的发 现是否实现了爱因斯坦1924年的预言你是怎么走进寻找神秘冷凝物这个领域的 是兴趣所至还是意识到寻找它能带来巨大利益 康奈尔:可以肯定地说,我们1995年的发现印证了70年前的预言。1924年印 度物理学家玻色做出光粒子的理论计算,他将计算结果交给爱因斯坦看,爱因斯坦 预测,如果原子在极低的温度下冷却,会突然降到最低温度,这时原子聚在一起,能 量达到最低,凝结成一种既非液体也不是固体的新物质——冷凝物,整个过程与气 体形成液体类似。
寻找这种自然界根本没有的物质,我开始就意识到这个领域已经有许多科 学家在研究了,他们的工作时间都比我长,比如丹尼尔·克拉克,他从1978年就开始 寻找冷凝物,找了很长时间,我是从1990年才开始,所以我有优势,看到前人研究的 进展,在那些经验基础上,我能拿出最好的点子,扔掉那些错误的点子,这对我非常 有帮助。其实当初我很明白,如果发现这种新物质,会给我带来巨大成功,但那时没 想到我会因此获诺贝尔奖,因为在物理世界里还有那么多有意思的研究。
记者:100年前,伦琴获得第一个诺贝尔奖,他发现的X光今日在全球被普遍 应用,100年后,你因发现像激光一样纯净的冷凝物而获得第100个物理奖,你能预 测一下你的发现会在什么时间为人类提供服务 康奈尔:我认为冷凝物没有X射线那样有用途(笑),X射线是那么的迷人。我 希望用冷凝物来进行测量,因为它像激光一样,可以测量时间,测量距离,甚至重量, 非常准确,借助这种 “原子激光”可以制造精确的制导系统和重力仪,这些仪器有 可能准确指出飞机和航天器的位置,误差不超过几英寸。也许还能绘制比目前使 用的最小电路还微小的微型计算机电路,制造速度极快、强大和微小的计算机。
当人类学会精确测量,过一段时间,也许二十、三十年后,这种技术就会给每个人带 来益处。但我相信10年内冷凝物不会给生活带来影响,比如激光,60年代被发现,直 到70年代还不为人们所熟知,但你看现在,它无处不在,它们被用来读码,它们在CD、 DVD里被应用。
记者:能否用一个词形容你发现冷凝物时的心情 康奈尔:一个词嗯——清楚。当我们看到冷凝物时,我说:是的,那就是它。就 是那一天,这种新物质变得特别清楚,我们确信找到它了。
记者:1995年那一天,你一定经历过一个难忘的发现瞬间 康奈尔:我给你讲一个故事。那时我有两个研究生,一个叫安德森,另一个叫 麦休斯,那天两个人都在实验室工作得非常辛苦,可当时我 通常情况下,领导来参观,我们要把实验室擦得很干净,并且在门外张贴一 些说明材料解释我们的工作。但那天我们既没贴材料也没清扫实验室,因为那时 我们已接近找到冷凝物了,所以没停止实验。我们做实验时,灯都要关掉,屋子里很 黑。委员会的人来了后既没见到说明材料,也没有人愿意和他们说话,他们很惊讶, 有人找到我希望解释。
我说非常对不起,我们正时刻准备着看到非常重要的东西,我们正在做一些 比迎接他们来参观更重要的东西。委员会的人看到我们如此专注,就只好走了。
我又回到实验室,看两个学生进展如何,我还担心他们会把仪器弄坏。这之后的两 个小时,我们看到了冷凝物。
要知道我们是研究科学的人,不是玩儿橄榄球的(康奈尔伸直双臂,做了个 跑球动作),成功的时刻我们没有跳上跳下(笑),没有向别人头上喷任何东西。我们 仅仅是幸福,但很谨慎,第二天我们又做了一遍实验,完全重复那个过程,再次显示 了同样结果——发现冷凝物。然后的工作更辛苦,我准备写一篇文章发表在权威 杂志上,说明我们做了什么,为什么做,同时宣布我们的胜利。我们想很快发表结果, 因为在别的实验室一直有人和我们竞争寻找冷凝物。
记者:能否用一个词形容你得知获奖消息时的心情 康奈尔:满足(这次他不假思索,直截了当)。我一开始就认为我们的发现非 常好,但回顾历史你会知道,你先发现什么,然后再等20年才可能获奖。所以今年宣 布诺贝尔奖的那个星期二晚上我睡得很香(他双手合起放在脸侧做了个睡觉的姿势),我一点儿都不担心。因为我想我还要等十几年,但我还年轻(笑)。
记者:假如今年的物理奖没有颁给冷凝物,那你认为什么探索可以在今年获 此殊荣 康奈尔:一项在天文物理方面的实验。科学家们从卫星上发射一种微波,它 能探测宇宙行星的温度,探测天上这部分冷一点,那部分热一点,它能告诉你宇宙 起源时发生的事情,这是非常重要的实验,我当时认为他们能得奖。
记者:获奖前你如何看待诺贝尔奖获奖后,你又如何看待它 康奈尔:获奖前我认为诺贝尔奖不太好,它有一些问题,我认为它打击了合 作精神,因为它的判断,当人们回顾历史时,会认为获奖者是那个时代唯一的重要 科学家,那人是这个领域的权威,而忘记还有许多重要科学家为人类做出过贡献, 那是不正确的,这就是诺贝尔奖的问题。
但是现在,我认为诺贝尔奖非常非常的好(大笑)。
记者:就你所知,有多少人和你一样也在寻找冷凝物,你认为一个人成功的 关键是什么 康奈尔:物理界有做实验和搞理论两类科学家,包括这两类在内全世界大约 有30个组的科学家在研究冷凝物,他们在过去五年里写过25000多篇论文。
我觉得你必须成为一个会抓住机会的人,如果有好的东西出现,你必须能拿 到它。比如你正在很专注地寻找一个目标,当你看到旁边还有别的利益可图,你也 可以拿到它。我的意思是说,方向必须灵活,根据情况来改变。但同时还必须能专 注在目标上。
记者:又要随时抓机会,又要专心,这是否矛盾 康奈尔:这确实非常困难,所以成功的关键就是发现两者之间的平衡。
记者:你和同事卡尔·韦曼分享诺贝尔奖,与一个比你年长10岁的人一起工 作,是否会因为他的权威和经验而感到压力 康奈尔:我和韦曼的合作分两个阶段,我刚到博多时,我为他打工,他可是我 的“老板”(笑),两年后,我得到了一个更稳固的工作(在美国国家标准局)。当我给韦曼打工时,有一次我想度假去海边玩儿,韦曼说,现在不是时候。但我还是去了,我不 喜欢做别人让我干的事。
