Stanford的三個諾貝爾物理獎

屈指算來，我在 Stanford待了也快一年半了，這一年半來，物理上的長進不多，吹牛的本事倒是學了不少。在美國吹牛也算一項本領了，以前和美國學生合作項目的時候，他們幹活偷懶，遲到早退，最後做presentation 的時候照樣能把稻草說成金條，相比起來我也算是吃了不少啞巴虧了。於是姑且今天我也吹一回牛，好歹我在 Stanford也沒算白待，和幾個世界級的牛人都有過面對面的交流，哪怕就是三位獲得諾貝爾獎的大師在我眼裡也不是那麼的神秘。

Professor Douglas Osheroff 1996 年諾貝爾物理獎 Professor Steven Chu 1997 年諾貝爾物理獎 Professor Robert Laughlin 1998 年諾貝爾物理獎 Autobiography / Reference

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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得獎的原因是他們發現的 He-3 的超流動性，這也算是一個大名鼎鼎的發現了，至少我在初中的時候就知道了。Doug是我最早認識的 Stanford 的教授。雖然我是一個學物理的（聽着口氣怎麼這麼像“我真的是個送外賣的”），可是其實我知道自己還是很白痴的，甚至第一次收到 Doug 的信的時候我還不知道這是一個大人物。電子郵件里他說就在他 1996 年獲得諾貝爾獎之後招了一個中國學生叫張蕊，看到這裡嚇得我差點把筆記本電腦給砸了。後來和 Doug 自嘲的說起這段事情，他倒是笑着說他就知道我不認識他，所以才特意寫了他是諾貝爾獎來嚇唬我。哦，對了，叫他 Doug 是很久以後才這麼叫的，以前一直尊稱 Professor Osheroff，因為我一直不確定這個 Doug 到底怎麼發音，後來才知道是叫“大個”，感覺和大哥諧音，不過多少慶幸沒有叫成“刀個”，否則要是被誤解成了 dog 臉面上實在過不去。

Doug 最讓我欽佩的一點是平易近人，是這三個諾貝爾獎得主裡面最好打交道的教授。和他接觸過的學生都有一個印象，無論給他發多麼無聊多麼沒有意義的電子郵件，他都會在最短的時間裡面回復。這一點我是深有體會。一般給牛人發信根本就不會理我的，特別是日本鬼子教授，比較友善一點的教授會回信，不過一般都是以我的一句“thanks”作為一輪通信的結束。但是和 Doug 通信就是無論我回信多麼短，他總是要再回復批示一封，比如“you are welcome”或者“my pleasure”，搞得我實在不敢再回信，以免下次真的連查字典都不知道怎麼表達感謝了。新和他接觸的學生一開始都小心翼翼，畢竟人家是諾貝爾獎，可是打過幾次交道以後都說Doug 怎麼一點架子都沒有。而且致使我特別願意找 Doug 請教的主要原因是他對人很坦誠。美國教育的一個傳統就是無論你多差，教授一般也不會說你差，而是說不錯呀，繼續努力呀，然後到期末不動聲色的給你一個 C，讓你叫爹叫娘也沒辦法。Doug 就不一樣，直來直去，你不行他就告訴你。去年我覺得自己考 GRE 時間太緊了，想推遲一年畢業，順便讀個計算機的 B.S.，別的老師都對我說，嗯，不錯的計劃。我後來專門去找了 Doug 一次，他就直截了當的對我說，你讀計算機有個 P 用（哦，當然不是這麼罵的，而是用等價的英語罵法），然後列舉了三大理由，說的我心服口服。

Doug是物理系人氣最旺的教授，很多外系的學生也知道他的大名，更不用說系內的地位了。去年諾貝爾獎得主之一 Eric Cornell 是 Stanford 本科畢業生，來這裡演講的時候看到 Doug 提問，興奮的跳起來大喊了一聲大哥，全場都為之感動。從這個意義上相對而言，Steve 和 Bob 的名氣就不如他了。去年暑假，學校有一個 Summer Research College (SRC) 的項目，就是本科學生可以找教授幹活，然後物理系拉贊助給學生發工資，所以教授等於是白撿了便宜，交換條件是這些教授需要給每周一次的全物理系 SRC 學生的集會做一次講座。Steve 因為應酬多多最後還是推掉了，Doug 就不一樣了，在學生們的強烈要求下，Doug 的講座變成了面向全校所有學生的活動了。那天 SRC 很多學生都來了，講座題目是 Physics is fun，很精彩。Doug 是故弄玄虛，搞了很多有意思的實驗，比如現場演示了超導體很多有趣的性質。印象最深的是一個相變實驗。他用了一種相變非常顯著的物質，關閉了全場所有的燈光，把這種物質投影在純白色的牆壁上，然後放着雄壯的進行曲加熱這種物質，當進行曲進行到最激烈的時候，那團灰色的、模糊的固體開始騷動，剎那間變成了藍色的、清澈的一汪液體，音樂也隨之急轉而下，似有一瀉千里的感覺，感覺 Doug 就像巫師一樣。我當時就懷疑 Doug 控制了加熱速度，否則音樂和相變不會這麼合拍。事後我問了 Doug，他說他沒有控制加熱速度，而是事先計算了加熱發生相變所需要的時間，我考，崇拜死了。

Doug 辦公室裡面還有很多有意思的東西，比如有一個密度比空氣還小的晶體，平時要放在罐子裡面，否則就飄到房頂上去了。另外還有一個相框，有很奇妙的折射，我第一次見到的時候Doug 讓我解釋，我明明知道這不就是偏振光嘛，結果發現偏振的英語不會說，只好眼睜睜的看着被他“嘲笑”說你明明光學學過的嘛，我還給你轉了學分呢。

Doug 酷愛攝影，還開了攝影課，這也是他人氣得以攀升的原因。像 Steve 和 Bob，只開一些比較高等的課，比如電動力學統計力學什麼的，一般除了圈內人士不會有人 能聆聽到他們的教誨。Doug的攝影課則是人氣很旺，吸引了很多剛剛進入 Stanford 本科的學生來進一步學習物理。因為學生進入 Stanford 本科的時候是不分專業的，所以各個系都使出渾身解數來吸引學生，Doug 作為 Undergraduate Director 自然義不容辭，不過這也更得益於他的攝影技術。他的攝影技術一流，而且更重要的是他精通電腦上的後期處理，Photoshop 6.0 發布的消息我就是最早從 Doug 嘴裡聽說的。物理系裡面掛滿了他的作品，風景照片比山水畫還漂亮。他辦公室裡面的照片還特意用了好幾個射燈來渲染效果，所以學生進了他的辦公室往往會首先注意掛在牆上面的照片，他就會和學生討論一會兒照片。有一次他和我討論了一半忽然說“我好想我老婆呀”，然後說他夫人因為業務關係回老家台灣一個月，從來沒有和她分開過這麼長時間。我還見過好幾次他給家裡打電話，三句就有一個“darling”，說的我心裡都痒痒的。

Doug 喜歡請學生吃飯，有時候還找個理由出來，比如聖誕節看我和他們實驗組的幾個國際學生不回家，就說，咱們一起去吃飯吧，他請客。前段時間國內的朋友聽說我申請別的學校都說你怎麼不老老實實在 Stanford 待着。其實很早 Doug 就對我直言說，美國的傳統就是研究生要換一個環境，這樣可以學到更多的東西。然後他還說，一般錄取研究生新生的時候，本科轉過學的學生是不會輕易拒掉的，這也是同樣的道理。說實在的離開 Stanford 還真有點捨不得，最主要也是因為 Doug。他常常在我感到最困難的時候給我鼓勵，有一次我跟他說自己在實驗組裡面一無是處，他就舉了張蕊的例子，說當時她也來找他說用樣的話，而且幾乎要哭了，不過後來還是干的不錯。然後他說，你還沒哭嘛，好好去干，沒問題的。

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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

在中國，朱棣文應該是這三個人裡面名氣最大的，究其原因，恐怕是因為他是華裔，其實他和中國沒有多大的關係，因為從頭到尾他都是在美國受的教育。他得獎的原因是 1985 年在貝爾實驗室實現的激光冷卻（建議學物理的看一下 Physics Review 上面的這篇論文，相當經典），這是一個相當重要的發現（嚴格的說是發明）。這之後很多實驗都是基於這個技術，包括去年獲得諾貝爾獎的 BEC。用一位教授的話來說，Steve 這個諾貝爾獎是志在必得的，就像你如果現在發表一篇用純數學公式計算精細結構常數的論文，包你 10 年裡面獲諾貝爾獎。不過據 Steve 自己說，當時得獎還是有一點意外的，至少感覺太早了。Stanford 在諾貝爾獎上面也算是撞了大運了，其實 Stanford 自己 PhD 的學生裡面極少有諾貝爾獎，而偏偏招了一些教授之後開始連連獲獎，先是 SLAC 一位教授，接着就是 Doug，Steve，Bob。而且，系裡面的傳統是教授無論拿了多麼高的榮譽，也要繼續在講台上授課，這些都使得 Stanford 物理系的人氣近年來節節上升。

我現在實驗室的老闆曾經是 Steve 的學生，所以多少有一點接觸。最早的一次是剛到 Stanford 不久，我量子力學期中考考了滿分，就得意洋洋的去找 Steve 說下個學期可不可以選他教的研究生的量子力學課。結果見到他的時候我就傻眼了，我怎麼叫他？難道叫 Professor 豬（當時確實差點叫出來，中文讀順口了）？這個不太好吧，費了半天我才叫出個Professor 初，然後陳述事實以後就開始被他損，說如果要選的話還是先去看看課本吧，然後還說他的講義要一個字一個字看清楚，滿分沒什麼了不起的，搞得我後來落荒而逃，回去的路上我在想如果我直接叫他 Steve 可能就沒有那麼緊張了。於是我開始知道雖然看起來 Steve 比 Doug 更友善，因為他辦公室的門永遠是敞開的，而不像你見 Doug 還要敲門，但是 Steve 擺給你的台階卻遠遠要比 Doug 高很多。

其實 Steve 總的來說還是比較友善的，常常星期天召集整個實驗組到他家裡玩。相比起來，我們那個德國老闆 Vladan 就古板多了，我們實驗組出去玩，他也不參加，有一次我們想，我們先去打檯球，等到了飯店叫他來吃飯總可以把，結果 Vladan 居然說正在想一個物理問題，搞得我們幾個只好很無趣的吃火鍋去了。Steve 就不一樣，你只要上了他的台階，還是很好打交道的。去年實驗組的秘書走了，Steve 開了一個歡送會，會上 Steve 很動情地說，她就像我們的媽媽一樣照顧着我們整個實驗組的人們，下面就有一個博士後（很漂亮的一個中國女生）插嘴說其實 Steve 你就像我們的爸爸一樣呀，然後就哄堂大笑了。還有去年一個博士畢業了，我們開了一個 party，會上 Steve 說，拿到了博士學位，就意味着以後會有 more funs，結果就有人插嘴說這怎麼可能，看看您自己每天多辛苦。每次有 Steve 在的會上，氣氛總是嚴肅和活潑並存，這是一般教授很難做到的。去年 Steve 撤下了系主任的職務，有人問 Steve 不做系主任了幹什麼呢？接着就有教授說，Steve 以前每天干 61 件事情，以後就每天干 60 件事情，區別不大。Steve 曾經對我們說，他很懷念以前在貝爾實驗室的時光，自從得了諾貝爾獎，他就整天為了一些毫無意義的事情奔波着，而沒有時間靜下心來仔細的想一想他心愛的物理。

Steve 也算是個工作狂吧。他的前妻評價說他從來沒有停止過工作，在家裡也是時時刻刻想着物理，很少有時間和他交流。記得這次聖誕前夜，我因為一些原因先待在系裡面，晚上才能回我朋友家。系裡面看不到一個人影，走路都能聽到回聲，連附近的停車場裡也沒有車了。結果到傍晚六點多的時候，Steve 竟然到辦公室來了，而且坐在電腦前面就不走，一直到我九點多離開，他還在那裡看論文。以前聽人說，在美國一旦當上了 assistant professor，就會拼命工作，拼命出論文，每天晚上十點都還在辦公室裡面忙活（就像我老 板）。而一旦最後升到了正教授，功成名就，立即就閒下來了，傍晚下班時間準時離開辦公室，開始過一種自由的生活。這個規則在Steve 這裡根本不成立，很晚離開辦公室對他來說是很平常的事，平時他也特別熱衷於在實驗室裡面不分晝夜的和學生們討論。一個剛剛從 Steve 手下畢業的博士對我說，給 Steve 幹活太累了，因為沒有人敢偷懶。

Steve 確實是這樣一位嚴謹的學者。這個博士的畢業論文請 Steve 看了好幾遍都不能最後定稿。他也確實是敢說敢做，屬於那種用人格魅力感染聽眾的人。平時開會或者上課，如果學生大吵大鬧的，一般的教授都會笑眯眯的看着大家直到安靜下來，稍微嚴肅一點的教授會提高聲音說類似於“let's start”之類的話。Steve 就不一樣了，他往往會用粉筆或者類似的東西敲桌子，然後用不是特別響亮但是相當具有威懾力的語氣直截了當的說“stop talking”。Steve 有時候自行車騎得飛快的趕來上班，走路兩腿生風特別有活力，而且他人也長得很帥（去年的 Stanford Bulletin 的封底都登了他的照片），以至於不時能傳出他和女老師或者女學生的緋聞，真是讓我羨慕不已呀。

Steve 來 Stanford 好些年了，實驗組在他的帶領下日益壯大，這麼些年歲月的痕跡在實驗室裡面留下了點點滴滴，他也說如果真的要離開這裡是根本做不到的。就拿電腦室來說吧，至今裡面仍舊保存着很多年以前購買的軟件，包括很早期的 DOS 操作系統和 BASIC 編譯器。這些軟件當初都是用 5-1/4 英寸的軟盤發行的，Steve 把它們整整齊齊的放在電腦室里，好似一扇通向塵封記憶的門，他可以常常透過這些東西看到他過去的時光。十多年來，學生像流水一樣換了一批又一批，Steve 就是坐在這裡的神，在與上帝對話的同時也在苦心經營着這一片他一手打造的天地。

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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 也算是早有耳聞了，最早聽說是因為錢江曾經找 Bob 做過學問，這段故事後來被 Fang 一寫更是惟妙惟肖。我到 Stanford 才過了三個月就選了 Bob 的一門統計力學的課。這門統計力學是上面一個學期熱力學（不是 Bob 教的）的後續課，當時在 Doug 的慫恿下跳過了這個熱力學，因為 Doug 認為我在北大上過的熱力學要難得多。結果證明不是這麼一回事情，至少我看他們熱力學習題的時候還是被嚇怕了。於是決定選統計力學的時候我就做好了吃苦的準備。結果第一節課我就沒去，原因是早上睡過頭了，嚇得我當時幾乎是從床上滾下來給 Bob 發了一封信，寫了無窮多個 sorry，結果過了兩天還沒有給我回信。接下來就是膽戰心驚的跑去上第二堂課。一進教室就看見Bob 笑眯眯的坐在講台上，看了我許久，差點把我臉都羞紅了，然後他才慢條斯理的說小朋友，你叫什麼名字呀。我怕怕~~~說，Laughlin 大人您收到我的電子郵件了麼。他很輕蔑的看了我一眼說，我一天要收好幾籮筐（several tons）電子郵件呢，哪裡記得住，我無語。接着 Bob 就發了一張考卷，算是摸底考試，結果我發現除了第一道大題裡面的第一問算熵變我還多少能畫幾筆，其餘的一概不會。這就是我和 Bob 的初識。後來我聽說，第一節課他根本沒來上，而是 TA 過來和大家認識了一下就放了，想想真是虧大了，他肯定是知道有我這麼一個大xxxx，逃了課還去自首。

正式上課以後我開始驚訝於 Bob 的教學風格。他上課從來不帶書也不帶筆記，每次總是在黑板上面信手塗畫，推導各種各樣怪異的公式。老師上課不帶筆記最早是從我舅舅這裡聽說的。當年他在浙大物理系陳守川教授門下學習的時候，陳教授上課就從來不帶筆記的推導公式，結果有一次出了錯誤，而且臨近下課同學們都餓得不行了，陳教授就從口袋裡面拿出一頁筆記來把錯誤更正了。這個故事給我印象很深，所以我當時就認為 Bob 口袋裡面一定是放着筆記的，只不過從來沒有拿出來過。但是後來我否定了這個猜想，因為有一次他犯了一個錯誤查了十分鐘一直到下課還沒有明白，記得那次他是很沮喪的走出教室的，我卻開始喜歡他的風格：憑空他就可以在黑板上推導出在幾個世紀裡面發展起來的經典理論。另外，Bob 還非常重視統計力學當中計算機的應用，有一次作業就是用 Monte Carlo 來算一些東西，不過他給我們的示範程序是用老古董 Fortran 寫的，看懂的人沒有幾個，他就憤憤的坐在講台上感嘆說現在物理系的學生真是一年不如一年了，十年以前難以想象物理系的學生不會寫程序……

Bob 知道獲得諾貝爾獎的當天還是照常上課，不同的是教室裡面多了閃光燈和攝像機，好像當時張蕊也在教室里，不過後來張蕊跟我說 Bob 曾經悄悄的對他們說他得獎純粹是運氣，他自己一點都不認為自己的成果很重要。話說回來，張蕊說起 Bob 當年給他們上的量子力學課還是咬牙切齒的（其實張蕊很淑女的，只不過相對於這個標準來說她當時的表情就和咬牙切齒沒有什麼區別了），Bob 上課毫無計劃，上到哪裡算哪裡，有的時候高興了就說半節課的歷史，或者一個學生的提問就可以改變下個星期的課程計劃。這一切慢慢的被我的親身體驗所證實。先是 Bob 完全否定了上面一個學期熱力學用的一本課本，而自己推薦了一本課本，然後幾乎所有的學生都必須花錢去買，結果發現他根本不按書講，有的時候講的東西翻遍了圖書館還是找不到，我懷疑是他最近的研究成果。他整整用了半個學期來敘述細緻平衡（Detail balance）條件在統計力學當中的重要地位。有一次課上，有學生問了一個比較高深的問題，結果Bob 以為他問卡諾定理怎麼推導的，就推導了半節課，全然不顧我們下面舉手再解釋。雖然佩服他能臨場推出這個定理，課後我們幾個學生說起 Bob 的聽力還是快要噴飯了。期末考試一直到考前一個星期他才定下考什麼內容。為了避免同學們考試成績太難看，他在考前發了一個考試練習題附帶詳細解答，而考試練習題和正式考試的題目幾乎是一樣的，也就是說，只要理解了考試練習題，或者哪怕就是不懂依樣畫葫蘆也能得很高的分數。結果大家都取得了好成績。回想起來，我倒真的沒學到什麼東西。

Bob 上課這些可怕的風格是不怕巷子深的。張蕊是最早和我說的，後來還和朋友說起很多次。同一個學期我還選了一個物理實驗課，常常凌晨兩三點還在採集數據，而且每次都必須要有兩個人以上以防止發生類似於 Fang 描述的錢江的那種慘劇。採集數據是很熬人的工作，於是我們幾個就常常坐在走廊裡面聊天打法時間，而聊天的主要對象也是 Bob。我說我實在不知道 Bob 上課在幹什麼，然後大家就紛紛附和。當他們聽說我剛到美國不久，就不止一次的對我說，千萬不要以為 Bob 上的課是典型的美國的物理課，有個學生用了四個循環的“never ever”來強調“千萬不要”的程度，以免 Bob 的課使我對美國的物理教育產生誤解。有一次說到興頭上，有個學生居然說，他要代表 Stanford 物理系要向我道歉，因為我說 Bob 的課實在太可怕了。上個學期和一個搞廣義相對論的博士說起，我說 Bob should not teach，他想了一想，對我說 Bob should not be allowed to teach，他是五年以前上過 Bob 的課的，可見恨之入骨。不過在劉曉的眼裡，Doug 和 Steve 都只是一般的物理學家，因為他們得獎的成果都是“技術”，而 Bob 才是真正搞物理的。劉曉認為，雖然 Bob 上課不怎麼樣，但是他才是 Stanford 最有思想的物理學家。我在 Stanford 聽過不少講座，一般講座後的提問都是水平比較低的，演講者一兩句話就可以回答，但是有一次 Bob 提問就不同了，全場靜默的聽他和演講者討論，直到最後也沒有爭出名堂來，這大約是我第一次見到物理學家之間深邃的討論。

Bob 的形象相當可愛。他體形非常豐滿，以至於普通的皮帶根本無法滿足他的需求。校園裡面我們常常可以看見一個氣喘吁吁，穿着背帶褲，滿頭銀髮的老頭拿着大講義夾趕路的情景。課堂上，有的時候他一高興就一屁股坐在講台上和我們滔滔不絕，我們常常在下面暗笑，因為明顯的可以看到講台變形了。Bob 的辦公室裡面有很大的沙發，這是一般教授的辦公室里所沒有的，Doug 辦公室有特色的是他的風景照，Steve 則是一大一小兩台電腦和椅背超過人頭的老闆椅。相對來說，初次見到 Bob 辦公室的時候最讓我羨慕。據他自己說，放沙發在辦公室裡面和他的體形有關。我從來沒有見過他坐在沙發上的樣子，不過我想沙發的勁度係數應該要比講台小多了吧。

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Autobiography / Reference 最後，介紹他們的小型自傳，挺有意思，建議大家也看看。不過，這些自傳都不短，最好事先準備好菊花茶一杯以便慢慢品嘗。

Professor Douglas Osheroff Professor Steven Chu Professor Robert Laughlin 參考資料：

The Nobel Prize in Physics: http://www.nobel.se/physics/laureates/Winners of the Nobel Prize in Physics: http://almaz.com/nobel/physics/physics.htmlFaculty in Stanford University Department of Physics: http://www.stanford.edu/dept/physics/people/faculty.htmlFang 曾寫到的關於錢江和 Bob: http://www.stanford.edu/~fangwu/myoriginal/lxzyz.htmBack to top ATP, 2002/03/18-20 written at Stanford. 轉載請保留出處：http://wuxinan.net/redirect?nobel