超導(dǎo)微觀理論創(chuàng)立者Leon Cooper

“我妻子來接我，她就坐在那里，臉上帶著微笑。”我問，“你在笑什么？”她說，“剛剛?cè)鸬潆娕_(tái)給你打了個(gè)電話。”

這就是庫(kù)珀被告知獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)的場(chǎng)景。庫(kù)珀說，他在10歲或者11歲的時(shí)候就開始對(duì)科學(xué)感興趣了。“以前我經(jīng)常玩攝影，或是與化學(xué)藥品為伴，”他解釋說。“我的父母都對(duì)我抱有一種懷疑的態(tài)度，因?yàn)槲医?jīng)常把東西搞得一團(tuán)糟。”

最終，庫(kù)珀將他的那堆“亂七八糟的東西”搬到了紐約市布朗克斯科學(xué)高中的實(shí)驗(yàn)室。“我們有一個(gè)非常非常棒的實(shí)驗(yàn)室，”他說，“我非常喜歡那個(gè)管理實(shí)驗(yàn)室的女人。我總是在下課后就沖進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，她每天都會(huì)在5點(diǎn)或者5點(diǎn)半的時(shí)候把我趕出去。”

庫(kù)珀就是在布朗克斯科學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成了參加科學(xué)人才選拔賽的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。“我設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目的想法是，如果我將一代又一代的細(xì)菌不斷暴露于青霉素，是不是可以使它們產(chǎn)生對(duì)青霉素的耐藥性？”庫(kù)珀說。“我認(rèn)為，實(shí)際上我成功地做到了這一點(diǎn)。之后，我還想接著研究它們是如何變得具有耐藥性的。我沒有完成這個(gè)目標(biāo)，但是我認(rèn)為從那時(shí)起，人們對(duì)這個(gè)課題進(jìn)行了非常廣泛的研究，從而確定微生物持續(xù)暴露于抗生素所帶來的長(zhǎng)期影響。”

庫(kù)珀的參賽項(xiàng)目為他贏得了1947年科學(xué)人才選拔賽決賽中的一席。他說，成功入圍決賽“是他生命中可以想象到的最戲劇性的變化。在那個(gè)時(shí)候，要想進(jìn)入一所真正優(yōu)秀的大學(xué)是非常困難的。我不能離開紐約，因?yàn)槲覜]有錢。就是因?yàn)檫@個(gè)科學(xué)大賽才使我進(jìn)入了哥倫比亞大學(xué)。”

庫(kù)珀在哥倫比亞大學(xué)期間獲得了物理學(xué)碩士和博士學(xué)位。當(dāng)時(shí)年僅20多歲的庫(kù)珀，與約翰·巴丁（John Bardeen）和約翰·施里弗（John Schrieffer）共同發(fā)表了一個(gè)理論，之后所有的理論超導(dǎo)研究都是在這個(gè)理論的基礎(chǔ)上完成的。對(duì)于這項(xiàng)卓越的貢獻(xiàn)，他們3人共同被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

庫(kù)珀現(xiàn)在是托馬斯·約翰·沃森（Thomas J. Watson Sr.）學(xué)院科學(xué)教授，大腦科學(xué)項(xiàng)目主任，以及布朗大學(xué)大腦及神經(jīng)系統(tǒng)研究所主任。他的研究活動(dòng)主要圍繞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)與記憶存儲(chǔ)的生理基礎(chǔ)等。

他曾經(jīng)與人合作創(chuàng)辦了Nestor公司并擔(dān)任聯(lián)合主席，這是一家將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用于商業(yè)和軍事用途的公司。1999年，他又與人合辦了Nemogen公司，這是一家生物技術(shù)公司，致力于開發(fā)輔助鞏固記憶力的藥物。“鞏固記憶的過程就是將我們的短期記憶變成長(zhǎng)期記憶的過程。”庫(kù)珀解釋說，“但是，并不是將我們所有的短期記憶都變成長(zhǎng)期記憶，我們覺得這個(gè)過程主要是依賴于我們大腦中所謂的‘調(diào)節(jié)信號(hào)。對(duì)于那些是什么樣的信號(hào)，我們已經(jīng)有了一個(gè)相對(duì)深刻的理解。在這種理解認(rèn)識(shí)的幫助下，我們正在開發(fā)能夠干預(yù)和扭轉(zhuǎn)由于年齡所帶來的記憶力減退或輕度認(rèn)知障礙的方法。”

除了科學(xué)，庫(kù)珀還有很多其他的興趣愛好，包括閱讀經(jīng)典書籍和烹飪。“在我們家，”他說，“我才是負(fù)責(zé)醬汁的人。”他熱愛音樂，特別是歌劇，但是他不會(huì)表演，一點(diǎn)都不會(huì)，“我從生下來就被設(shè)計(jì)成一個(gè)聽眾或者是只會(huì)哼曲兒的人。”對(duì)我來說真的只是一個(gè)工具而已。

芒福德在新罕布什爾州的埃克塞特（Exeter）市菲利普斯·埃克塞特學(xué)院讀高中。“埃克塞特學(xué)院有一個(gè)非常棒的科學(xué)項(xiàng)目，我的老師們也都非常了不起。他們真的給了我很多鼓勵(lì)和幫助，”他回憶說。當(dāng)芒福德在埃克塞特學(xué)院學(xué)習(xí)的時(shí)候，他設(shè)計(jì)的一個(gè)項(xiàng)目為他贏得了400美元并使他成功入圍1953年科學(xué)人才選拔賽決賽。他是這樣描述自己的設(shè)計(jì)的：“出于某種原因，埃克塞特學(xué)院有一大堆‘二戰(zhàn)時(shí)期遺留下的繼電器。我曾經(jīng)聽一個(gè)人說可以制作自己的計(jì)算機(jī)，這讓我想到也許我能用這些繼電器做一臺(tái)計(jì)算機(jī)呢！”我用螺絲把它們擰成4×8英寸大小的夾板，然后測(cè)試這臺(tái)計(jì)算機(jī)是否能乘2位數(shù)。我遇到的最大困難就是當(dāng)電流通過時(shí)，這些繼電器僅僅閉合電路，而我需要它們‘打開或者‘?dāng)嚅_電路。我想用尖嘴鉗把繼電器上的觸點(diǎn)向后扳。可惜的是，繼電器中的金屬有記憶性，觸點(diǎn)會(huì)回彈。我的自制電腦工作很不穩(wěn)定，最終由于我用來編程的紙帶遇火星起火而被引爆了。當(dāng)我去華盛頓特區(qū)參加科學(xué)人才選拔賽的時(shí)候，我想有一件事是比較明確的，那就是我在理論方面比實(shí)踐強(qiáng)得多。

芒福德從埃克塞特學(xué)院畢業(yè)后就進(jìn)入哈佛大學(xué)學(xué)習(xí)，特別是在數(shù)學(xué)教授喬治·麥基（George Mackey）的啟發(fā)之下，他最終決定主修數(shù)學(xué)。他在哈佛大學(xué)獲得了博士學(xué)位，并成為哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)系教授。在接下來的幾十年中，他致力于理論數(shù)學(xué)的研究，特別是代數(shù)幾何。由于在這個(gè)領(lǐng)域所作出的杰出貢獻(xiàn)，他在1974年被授予菲爾茲獎(jiǎng)，這個(gè)大獎(jiǎng)通常被稱為“數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)”。

在20世紀(jì)80年代的時(shí)候，他說，“我愛上了應(yīng)用數(shù)學(xué)。從那時(shí)起，我就一直致力于研究存在于計(jì)算機(jī)和自然視覺中的計(jì)算問題。大概是在我轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的時(shí)候，我讀了一本書，書中提出的想法具有一定的理論水平，幫助我們了解如何將視覺應(yīng)用于工程用途——例如，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以通過一臺(tái)攝像機(jī)計(jì)算出房間里一共有多少人——這與生物系統(tǒng)中的視覺應(yīng)該是相同的。也就是說，我們的想法是研究將生物系統(tǒng)的工作方式應(yīng)用到工程系統(tǒng)中，反之亦然。這個(gè)想法適用于很多領(lǐng)域，例如語音識(shí)別及語言，以及構(gòu)建機(jī)器人等。”

芒福德目光很遠(yuǎn)大，他認(rèn)為如果能夠更好地理解視覺，就可以發(fā)展更多應(yīng)用程序。“例如，”他說，“在未來的10年中，有一項(xiàng)應(yīng)用很可能會(huì)實(shí)現(xiàn)，那就是我們將會(huì)擁有無人駕駛機(jī)動(dòng)車的先進(jìn)系統(tǒng)。我們的車上會(huì)有一個(gè)攝像頭觀察外面的路況，還有一臺(tái)電腦用來識(shí)別車前方的車輛是否在加速或減速，道路是否有轉(zhuǎn)彎，或者車前方是否有障礙物。還有一項(xiàng)應(yīng)用是我的前同事與我以前的一個(gè)學(xué)生共同研究開發(fā)的設(shè)備，這個(gè)設(shè)計(jì)能夠搜索并將標(biāo)志上的字讀出來。舉例來說，如果一位盲人能夠使用這樣的設(shè)備，那么當(dāng)他在經(jīng)過街角的時(shí)候，這個(gè)設(shè)備就可以幫他搜索街道標(biāo)志、店名等。”

經(jīng)過多年在數(shù)學(xué)領(lǐng)域作出的卓越貢獻(xiàn)，芒福德在1987年獲得了著名的麥克阿瑟獎(jiǎng)學(xué)金。1966年，芒福德離開哈佛大學(xué)，進(jìn)入了布朗大學(xué)，現(xiàn)在他已經(jīng)是布朗大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系的教授。回首當(dāng)年在哈佛大學(xué)和現(xiàn)在布朗大學(xué)的職業(yè)生涯，芒福德像哲學(xué)家一樣向我們述說了他眼中的科學(xué)與數(shù)學(xué)現(xiàn)狀。首先，他感嘆到：“大多數(shù)美國(guó)人民懂得的科學(xué)知識(shí)很少。對(duì)于大概三分之二的受教育人口來說，科學(xué)就僅僅是黑魔法，他們覺得沒有必要去學(xué)習(xí)。但是對(duì)于其他國(guó)家來說卻不是這樣，例如中國(guó)，最近我有很多學(xué)生都是來自中國(guó)的。我覺得缺乏對(duì)科學(xué)和數(shù)學(xué)的理解，最終將會(huì)危害我們的社會(huì)。”

其次，芒福德注意到，相對(duì)于學(xué)術(shù)界來說，越來越高比例的學(xué)生選擇進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界，而不是學(xué)術(shù)界。他說，當(dāng)一個(gè)人在作出職業(yè)選擇的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)深思一件事，那就是學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界之間的時(shí)間跨度問題。“在學(xué)術(shù)界，”他解釋說，“你是用一生的時(shí)間來衡量你是否成功。你研究某樣?xùn)|西，而你知道這要花費(fèi)很多年——在學(xué)術(shù)環(huán)境里，這種用比較長(zhǎng)時(shí)間完成一個(gè)工作的時(shí)間尺度是可以接受的。這種情況在商界來說是根本不可能的，從事商業(yè)你就不得不擔(dān)心底線。而真正的科學(xué)進(jìn)步通常進(jìn)展得都比較緩慢。”