上阵父子兵

作者: 邢志忠

来源: 《科学世界》

发布日期: 2014-01-26

本文通过介绍威廉·亨利·布拉格爵士与儿子威廉·劳伦斯·布拉格爵士以及爱德华·威滕与父亲路易斯·威滕的科研合作,展示了“上阵父子兵”的科研合作模式及其优势,强调了家庭成员间科研合作的高效性和成本优势,同时探讨了父子间科研合作的成功案例和子承父业且超越父辈的例子。

科学研究往往离不开合作,因为创新思想的产生需要聪明的智慧彼此激发,而研究项目的实施需要精湛的技能彼此配合。古今中外,学术研究的合作模式通常以同事之间或者师生之间的合作为主,但也不乏为后世所津津乐道的“父子兵”和“夫妻店”式的合作范例。从经济学的角度来看,家庭成员之间的科研合作具有几个明显的优势,诸如成本低、效率高、肥水(学术成果)不流外人田。

在物理学史上,“上阵父子兵”的典范当属威廉·亨利·布拉格爵士和他的长子威廉·劳伦斯·布拉格爵士。劳伦斯是个少年天才,14岁就考入南澳大利亚的阿德莱德大学,学习数学、化学和物理学。1908年,亨利接受了英国利兹大学物理系的卡文迪什讲习教授职位,于是大学刚毕业的劳伦斯跟随父亲和家人迁居英格兰。

第二年秋天,劳伦斯进入剑桥大学三一学院攻读数学,但是他的兴趣很快就转向了物理学,并于1911年以优异成绩完成了本科学业。随后22岁的劳伦斯开始了研究生学习生涯,名义上师从电子的发现者约瑟夫·约翰·汤姆孙爵士,实际上得到了父亲亨利的指导。当时亨利正在利兹大学研究X射线分光计。在父亲的影响和指点下,劳伦斯着手进行X射线衍射性质的研究。

聪明绝顶的他在研究生学习的第一年就发现了著名的布拉格定律,即晶体受到X射线的照射时其内部原子平面间隔与在该平面上产生最强反射的入射角之间的关系。父子之间的讨论与合作自然具有其私密性,其中的细节有时是不足为外人道的,因此有的学者认为发现布拉格定律的荣誉应该主要属于身为大教授的父亲亨利,而这让年轻的劳伦斯感到委屈和难过。

1915年,年仅25岁的劳伦斯因其在利用X射线研究晶体结构方面的开创性贡献,与父亲亨利分享了诺贝尔物理学奖。毫无疑问,假如没有父亲的提携与指导,劳伦斯是很难成为诺贝尔奖历史上最年轻的获奖者的。这一点恰好是“上阵父子兵”合作模式的成功之处。物理学界也不乏子承父业而且青胜于蓝的例子。美国弦论大师爱德华·威滕被很多人视为当代最伟大的数学物理学家,1990年获得了数学界的“诺贝尔奖”——菲尔兹奖。

作为唯一获得此项殊荣的物理学家,威滕却并非出身于物理学和数学的正宗科班。虽然父亲路易斯·威滕是研究广义相对论的理论物理学家,但爱德华在大学期间却主修历史学并辅修新闻学。大学毕业之后,爱德华曾参与民主党的总统竞选辅选工作,但是他很快对政治和历史失去了兴趣,于1973年考入普林斯顿大学,师从著名物理学家大卫·格罗斯。1976年,25岁的爱德华获得了普林斯顿大学应用数学博士学位。

投身科学研究的爱德华显现出深刻的物理直觉和高超的数学能力,他很快就在界内异军突起,成为世界级的明星科学家和极具影响力的公众人物。迄今为止他已经发表了250篇学术论文,总引用率竟然超过了10万次,其中单篇引用超过1000次的论文达到27篇,在理论物理学界独占鳌头。相比之下,父亲路易斯的科研成就可以用“平庸之至”来形容,毕生只发表了一篇引用率超过100次的论文。

1987年,供职于辛辛那提大学的父亲与就职于普林斯顿大学的儿子合作发表了一篇关于弦理论的文章,这是父子二人唯一的一次合作,但却没有引起任何反响。毋庸置疑,路易斯在科研上只能望爱德华的项背而已,看到的是儿子一路高歌猛进的滚滚烟尘。有人开玩笑说,爱德华当初实在看不下去父亲做得那么烂的物理学研究,才放弃历史和政治改学物理学和数学的,无意间展示出自己无可匹敌的天分。

无论如何,父亲对儿子的科学影响是不可忽视的,况且被儿子超越永远是一件值得父亲骄傲而非丢脸的事情。

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