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      科學(xué)網(wǎng)

       東秋元圖書(shū)館 2014-12-05

      1908年冬天,Waratah號(hào)郵輪從澳大利亞徐徐駛向英國(guó),船甲板上站著兩位低聲細(xì)語(yǔ)的男人,海風(fēng)吹打著他們興奮的臉龐。他們就是后來(lái)大名鼎鼎的科學(xué)家布拉格父子,歷史上唯一同時(shí)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的一對(duì)父子。此時(shí)老布拉格46歲,年富力強(qiáng),而小布拉格那時(shí)是個(gè)年僅十八歲的青年,略顯羞澀。

      老布拉格曾經(jīng)是英國(guó)劍橋數(shù)學(xué)系的高材生,年僅23歲的他于1885年大學(xué)畢業(yè)后,被澳大利亞阿德萊德(Adelaide)大學(xué)聘為教授,從此飄洋過(guò)海遠(yuǎn)赴他鄉(xiāng),二十余年他從一位熱衷數(shù)學(xué)的青年科學(xué)家,慢慢轉(zhuǎn)為一位擅長(zhǎng)于自己制作實(shí)驗(yàn)儀器的物理學(xué)家。并且,他在那里娶妻生子,大兒子小布拉格(威廉·勞倫斯·布拉格)生于1890年,這孩子從小就特別聰慧,5歲入學(xué),15歲上大學(xué),18歲大學(xué)畢業(yè)。

      現(xiàn)在,老布拉格得到了英國(guó)利茲(Leeds)大學(xué)物理學(xué)教授的聘書(shū),終于可以回到魂?duì)?em>夢(mèng)縈的故鄉(xiāng),而小布拉格也準(zhǔn)備去當(dāng)時(shí)世界科研的最前沿劍橋大學(xué)進(jìn)一步深造。他們倚靠著船舷,遙望遠(yuǎn)方,期盼著即將到來(lái)的新生活。

      1912年物理學(xué)界發(fā)生了一件事有趣的事,德國(guó)科學(xué)家馬克斯·馮·勞厄(Max von Laue)發(fā)現(xiàn)了X射線照射晶體時(shí),形成格子狀點(diǎn)陣, 他因此獲得了1914年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到這可能是晶體中的原子對(duì)X射線的衍射造成的,但當(dāng)時(shí)物理學(xué)界對(duì)X射線到底是什么認(rèn)識(shí)不足,很多人認(rèn)為X射線是粒子,但勞厄教授的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是無(wú)法用粒子說(shuō)來(lái)解釋的。

      當(dāng)時(shí)正在英國(guó)北方Y(jié)orkshire海濱度暑假的布拉格父子得知了勞厄教授的研究結(jié)果,對(duì)此進(jìn)行了初步的討論。度假回來(lái)后,對(duì)X射線已經(jīng)研究了好幾年的老布拉格擅長(zhǎng)制作儀器和實(shí)驗(yàn),他一直是X射線粒子說(shuō)的贊同者,試圖從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)更多的東西,而暑假后回到劍橋上學(xué)的小布拉格卻開(kāi)始從理論上重新思考,當(dāng)時(shí)23歲的小布拉格是劍橋一年級(jí)研究生,他的導(dǎo)師是大名鼎鼎的約瑟夫·約翰·湯姆森(J. J. Thomson)教授(發(fā)現(xiàn)電子,于1906年獲得諾貝爾獎(jiǎng))。

      小布拉格幾個(gè)月聚精會(huì)神的工作很快有了結(jié)果,基于X光是波動(dòng)在由原子三維矩陣組成的晶體中產(chǎn)生衍射的理論很快完成了,這個(gè)理論后來(lái)被命名為布拉格定律。小布拉格首先把研究結(jié)果告訴了父親,精通物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的老布拉格立刻心領(lǐng)神會(huì),鼓勵(lì)兒子于1912年11月把研究結(jié)果向劍橋哲學(xué)學(xué)會(huì)報(bào)告。

      隨即,一個(gè)舉世無(wú)雙的父子研究團(tuán)隊(duì)就這樣形成了。老布拉格自己做了一臺(tái)X光質(zhì)譜儀,在利茲大學(xué)建立了一流的X光研究實(shí)驗(yàn)室,小布拉格經(jīng)常往返于劍橋和利茲之間,之后的兩年一系列卓越的研究成果源源不斷地從這對(duì)父子大腦中流淌出來(lái)。

      這是一個(gè)簡(jiǎn)單而清晰的故事,不少與這個(gè)家庭關(guān)系密切的親友都見(jiàn)證了這個(gè)過(guò)程。然而,社會(huì)卻有自己固執(zhí)的邏輯和偏見(jiàn)。

      1913年10月世界物理學(xué)界在布魯塞爾召開(kāi)一個(gè)主題為“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)”的會(huì)議,老布拉格被邀請(qǐng)發(fā)言,而小布拉格卻未受邀請(qǐng)參會(huì)。事后,小布拉格收到了一個(gè)有數(shù)個(gè)著名科學(xué)家簽名的明信片,簽名者包括居里夫人、愛(ài)因斯坦、盧瑟福等大牛科學(xué)家,他們把他當(dāng)成了一個(gè)有出息的后輩晚生來(lái)鼓勵(lì)了。1915年春天,布拉格父子獲得了由美國(guó)哥倫比亞大學(xué)設(shè)立的Barnard科學(xué)獎(jiǎng)?wù)拢欢c老布拉格亦師亦友的盧瑟福寫(xiě)信給老布拉格說(shuō),“你家孩子獲得這種認(rèn)可實(shí)在太早了”。

      1915年第一次世界大戰(zhàn)正是腥風(fēng)血雨之時(shí),諾貝爾獎(jiǎng)仍然于11月如期頒發(fā)。現(xiàn)在無(wú)法查到當(dāng)年諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)在選擇給誰(shuí)授獎(jiǎng)的時(shí)候曾經(jīng)如何討論和篩選獲獎(jiǎng)?wù)叩募?xì)節(jié),委員會(huì)在確定授獎(jiǎng)于布拉格父子時(shí)是一致同意、還是頗有爭(zhēng)論,是否有人對(duì)小布拉格的貢獻(xiàn)心存疑慮。但歷史永久記載的是,布拉格父子因用X光研究晶體結(jié)構(gòu)方面的貢獻(xiàn)同時(shí)獲得了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),當(dāng)年小布拉格年僅25歲,至今為止現(xiàn)在仍然是最年輕的諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者。然而,父子倆都沒(méi)有去瑞士領(lǐng)獎(jiǎng),因?yàn)樗麄兌汲蔀榱藨?zhàn)士,為祖國(guó)戰(zhàn)斗。

      1919年戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,布拉格父子都相繼回到了學(xué)術(shù)界。之后很多年,老布拉格把精力放在將X光理論應(yīng)用到更多的領(lǐng)域并教授學(xué)生,為傳播結(jié)晶學(xué)奔忙。小布拉格于1921年接替盧瑟福成為曼切斯特大學(xué)物理學(xué)Langworthy教授,1937年又追隨盧瑟福的步伐成為劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的主任。

      成為卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任之后,小布拉格一改盧瑟福時(shí)代核物理一科獨(dú)大的局面,將實(shí)驗(yàn)室的研究分成核物理、數(shù)學(xué)物理、低溫物理、結(jié)晶學(xué)、金屬學(xué)等幾個(gè)方向,特別是開(kāi)拓了用X光研究生物的先河,直接幫助了當(dāng)時(shí)在該實(shí)驗(yàn)室做研究的美國(guó)科學(xué)家詹姆斯·沃森(James Watson)和英國(guó)科學(xué)家弗朗西斯·克里克(Francis Crick)率先用X光發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),他倆于1953年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。小布拉格領(lǐng)導(dǎo)期間卡文迪許實(shí)驗(yàn)室先后有4位科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

      而因?yàn)樾〔祭裨谘芯课锢韺W(xué)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)出來(lái)的生物學(xué)研究,直接導(dǎo)致了“分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室”的成立,迄今出現(xiàn)了13位諾獎(jiǎng)得主,包括劃時(shí)代的工作。不過(guò)直接受益于小布拉格遠(yuǎn)見(jiàn)的沃森本人在寫(xiě)作其著名的“雙螺旋”自傳體回憶時(shí),也說(shuō)小布拉格是占了父親的便宜,為沃森寫(xiě)序言的小布拉格竟然沒(méi)有要求沃森刪除這一說(shuō)法,聽(tīng)之任之。但是他心中五味雜陳,恐怕可以想象。

      盡管小布拉格在與父親共同獲諾貝爾獎(jiǎng)的工作中貢獻(xiàn)是明確的,可以說(shuō)布拉格定律是他們父子獲獎(jiǎng)最主要的原因,也是后來(lái)大量的晶體結(jié)構(gòu)得以用實(shí)驗(yàn)確立的基礎(chǔ)。老布拉格在很多場(chǎng)合公開(kāi)說(shuō)兒子就是布拉格定律的首創(chuàng)者,而小布拉格后來(lái)持續(xù)在科學(xué)方面的貢獻(xiàn)也舉世矚目,然而對(duì)小布拉格當(dāng)年獲諾獎(jiǎng)是沾了父親的光的疑慮和種種謠言確一直如影隨形,以致在諾獎(jiǎng)委員會(huì)為小布拉格開(kāi)的一個(gè)獲獎(jiǎng)50年慶祝會(huì)上,他還不得不再次澄清自己的確是布拉格定律的首創(chuàng)者。諾獎(jiǎng)官方網(wǎng)站也在1915年諾獎(jiǎng)?wù)邔n}中刊登了一篇題為“父輩的陷阱(The Parent Trap)”的文章來(lái)特別澄清這段歷史。

      如今,布拉格父子都已經(jīng)相繼走進(jìn)了歷史,而歷史也在慢慢凝固和遠(yuǎn)去。可是不少人還是執(zhí)著于自己的想當(dāng)然也不屑于花點(diǎn)時(shí)間正視歷史真相,前不久我還收到了一位科學(xué)家就此事的評(píng)論:“布拉格是在他父親布置下才開(kāi)展與獲獎(jiǎng)的X光衍射工作……物理研究的特點(diǎn)是無(wú)師絕不能自通”。

      布拉格父子的故事可以說(shuō)是一個(gè)美妙的人間傳奇,然而讓人納悶的是,面對(duì)年輕人的非常成就,為什么社會(huì)如此固執(zhí)地認(rèn)定“不可能”而要令這個(gè)傳奇蒙上陰影?為什么有那么多成功者要反復(fù)強(qiáng)調(diào)“師承”的重要性而對(duì)年輕人的創(chuàng)造性不愿置信?這僅僅是一些人無(wú)意識(shí)的偏見(jiàn)和固執(zhí),還是功成名就的前輩們不約而同的陰謀?

      注:本文首發(fā)《賽先生》



      諾貝爾情結(jié)
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