20081215日,美国新选总统奥巴马宣布“新政府能源环境团队”名单,朱棣文被正式提名为能源部长,成为继赵小兰之后,第二位出任美国内阁首长的华裔——这件大事,被美国华人视为值得骄傲的精神标杆。

    朱棣文在物理学界和能源科技领域有着极高声望,但作为美国能源部新掌门,他可以说是白纸一张,是一匹地地道道的“黑马”。

    这位成熟的科学家有着自己的人生哲学,他常说:“我们不一定是天才,但我们知道自己的目标和计划;我们会时常受到挫折打击,但不要失去执著和热情。”

    我们有理由相信,他会成为美国政坛的一颗闪亮新星。

 

在实验室里工作是人生一大享受

    朱棣文1948年出生于美国,生长在一个传统的中国家庭,在父母言传身教下,朱棣文从小受到东西方文化的熏陶和滋养。他的父亲1943就读于美国麻省理工学院,后定居美国。虽然长在科学世家,朱棣文并不引以为傲,常常感到压力:“生活在如此杰出人才辈出的家庭,你常常会感觉自己就是一个笨蛋,一只‘黑羊’(另类之意)。”

    高中毕业后,朱棣文无缘美国“常春藤”名校,进入一所私立高校——罗彻斯特大学。父亲身为理科教授,却并不太赞成他选择物理专业,建议道:“你从小很有绘画天赋,应该学建筑。况且物理学界高手云集,学起来深奥枯燥,如果不是聪明绝顶,很难打拼出一片天地。”但朱棣文却对物理情有独钟,学得津津有味,兴趣盎然。

    大学宽松的学术氛围,令朱棣文如鱼得水。求学期间,朱棣文特立独行,不会为备考和学分疲于奔命,经常爱找教授们聊天,尤其是他所景仰的诺贝尔奖得主,漫无边际无所不谈,不仅开阔了心灵的视野,而且学着站在高处思考问题。

    大三时,父亲对他说:“我们朱家有个不成文规矩,在没有拿到博士学位前,不许恋爱结婚。”在家规的鞭策之下,1976年,朱棣文获得加州大学伯克利分校物理博士学位,自嘲道:“我们家族共获得过12个博士学位,我是朱家学位最少的,仅拿到一个博士学位。”

    朱棣文的博士生导师尤金·科明斯,是世界著名的实验物理大师,对他的学术生涯产生过深远影响。那时,科明斯正钻研“宇宙不守称”课题,初出茅庐的朱棣文,毛遂自荐想当老师的助手。按理说,无论从科研实力和学术资历来讲,朱棣文都是羽翼未丰,但科明斯却破例接纳了他,认为他是自己教过的最聪明的人才之一。

    毕业后,朱棣文加盟美国电话及电报公司(ATT)贝尔实验室,一呆就是9年,成就斐然,硕果满枝。在此期间,他参与发明了利用激光冷却和俘获原子的方法,获得诺贝尔奖提名,被人们称为科学天才。

    1987年,朱棣文结束了实验室工作,谢绝各种邀请,来到斯坦福大学教书育人,成为该校第一位华裔教授,并开始致力于激光致冷技术的研究。虽然起步较晚,但他独辟蹊径,后来居上,一跃成为这一尖端领域的领军人物。

    在同事们眼里,朱棣文精力过人,是个十足的工作狂,实验室灯光经常彻夜不熄,每周至少工作70小时以上!他很少休节假日,碰到实验攻坚阶段,甚至连床都搬进实验室。

    有时候,他的脑海里盘旋着的都是课题和实验,劳神苦思,甚至走火入魔。有一次,太太让他给儿子洗澡,他一边洗,一边思考问题,毛巾不停地在孩子身上擦来擦去,洗个没完没了,太太很是生气:“你一天到晚神情恍惚,究竟在想什么?”朱棣文才回过神来。

    1990年起,朱棣文出任物理系主任,成为量子光学界的世界权威,他精湛的实验技巧,被同行誉为“一种技术上的杂技表演”。外人或许觉得“科学实验”难免枯燥单调,而朱棣文却多次宣称:“在实验室里工作是人生一大享受!”

 

但愿能用诺贝尔奖金买一辆山地自行车

    19971015日凌晨,朱棣文尚在睡梦中,突然被一阵急促电话铃声惊醒,原来是他的研究生打来的贺电:“朱先生,恭喜您获得诺贝尔奖!”

    他以为是愚人节玩笑,后来祝贺的电话此起彼伏,他这才信以为真。

    当天,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布:斯坦福大学的朱棣文教授因其在激光冷却捕获气体原子实验方面的杰出贡献,与美国的菲力普斯和法国的科恩·唐诺吉二位学者,一起分享1997年诺贝尔物理学奖。朱棣文是继杨振宁、李政道、丁肇中和李远哲之后,第五位获此殊荣的华裔科学家。他荣膺此奖,再次向世界证明炎黄子孙的勤奋、智慧和科学首创精神,同时也表明,中国人和西方人同样具有同等的创造力。

    朱棣文温文尔雅,谦逊质朴,在问鼎举世瞩目的诺贝尔奖后,依然波澜不惊。在回答记者提问时,他低调地说:“获奖只能说明我的运气比较好,平心而论,还有那么多比我杰出的科学家都没有得奖,我便不会把它看得太重。作为一名科学家,我最大的心愿就是无论在未来十年、二十年,甚至上百年之后,自己在实验室中取得的成果,能够对人类产生贡献,与人类生活真正地结合起来。”

    当父母闻及儿子获得诺贝尔奖时,喜极而泣,父亲说:“诺贝尔奖是我一生的梦想,没想到在儿子身上实现了……”母亲埋怨道:“这么大的喜讯,他居然都不告诉我们!”

    相反,朱棣文澹泊名利,荣辱不惊。在参加记者招待会时,面对鲜花和掌声,他气定神闲,仿佛一位旁观者。会后,他仍背着双肩包,骑着破旧自行车,按时站在课堂上给学生们上课。学生们七嘴八舌问他获奖的感想,他说:“不能因为获奖,而打乱自己平静的教学和生活,昨天的我跟今天的我,没什么两样,我还当我的‘教书匠’。”

    有学生调侃地问:“诺贝尔奖金您打算怎么花?”他淡然一笑:“因为是三人瓜分奖金,所以我只能拿到百万美元的三分之一,‘山姆大叔’再拿走一半(指纳税),余下10多万美元,除了还贷,用于孩子教育。我只想花上5000美元,买辆心仪已久的高档山地自行车。”

    学生们哈哈笑了。原来,名满天下的老师,愿望只是一辆自行车!

    2004年,朱棣文离开执教15年的斯坦福大学,担任美国能源部下属的劳伦斯伯克利国家实验室主任,领导一个名为“太阳神”的计划,研究如何利用生物将太阳能转化为能源,即未来的生物燃料。这个国家实验室拥有约4000名员工,21亿美元年度经费预算,实验室,朱棣文担此大任,举重若轻。最近几年,他所领导的实验室,已成为全球替代能源和可再生能源的研究重镇。

    在一次演讲时,朱棣文阐述道:“在我的学术生涯里,我已经很多次改变研究方向,我总是对全新的事物充满兴趣,越是无人问津的领域,越是充满机遇和挑战。”

    朱棣文不像有的科学家高不可攀,盛气凌人,无论是获得诺贝尔奖还是身居要职,他始终虚怀若谷,并谢绝一切应酬。他说:“我最开心的事情,就是跟着同事们在实验室里做实验。也只有不断学习,才能保持长久的科研激情,才能使自己思想永远年轻。”

 

一个连饭都不会烧的人,怎么能做好复杂的物理实验

    这位“中西合璧”的科学家非常具有个人魅力。虽是学术出身,但他并不拘泥古板,平常穿着随意,上班常骑一辆红色卧把自行车,白衬衫配米色休闲裤,笑出一口白牙,十足一个“酷帅哥”。

    在大学执教期间,朱棣文被众人视为兄长,小孩子打架大人找他评理。新生来了,他跑前跑后安排住宿。员工夫妻不能团聚,他就不厌其烦打报告。为给系里省下经费,开科研会时他不雇搬运工,带头扛着仪器去会场,累得满头大汗。见同事抱怨泡咖啡的水总是烧不开,他拿来家里新买的电热壶,壶盖上贴着纸条:“当壶里的水不到三分之一时,请加水。”有一位员工得了严重脚病,他不嫌对方溃烂的双脚发出臭味,亲自查看伤情,帮他敷药穿上鞋袜。

    虽然朱棣文工资丰厚,但从不乱花钱,衣服旧了也舍不得丢弃。一次赴上海讲学,他闲暇时逛服装市场,讨价还价买了两条牛仔裤。如果不开口讲话,他融入人群,与普通上海市民没啥两样。同事冯平送给他一包亲手做的糖年糕,他一时忘了吃,等想起来时,软软的年糕已变硬,冯平说:“扔了吧,要不吃坏肚子。”朱棣文说:“怎么能把人家的心意随便丢掉呢?食物只要不变质,就能吃。”遂吃得津津有味。

    生活中的朱棣文酷爱运动,认为运动可使头脑清醒,精力充沛,以便能更好地思考问题。他是网球高手,还自学练习撑杆跳。每周五他固定骑自行车到校园,并趁着实验空档“溜车”。在他看来,运动带来的爆发力,如同物理实验中迸发的美丽火花一般,是物理之“力”与人生之“美”的结合。

    运动不但强健了体魄,还为他赢得了爱情,据说,他和第二任妻子吉恩就是在网球场上结识的,两人不“打”不相识,配合默契,最终,两颗心碰撞出爱情火花。

    凡是接触过他的人,都会觉得他有亲和力,幽默风趣。每见朋友登门,他还会围裙一扎,亲自下厨,“叮叮当当”过后,变出一桌色香味俱全的佳肴盛宴。平常余暇,朱棣文若“厨痒难耐”,也会将太太“驱”出厨房,他来掌勺料理。有一次,他酒后吐真言:“我做的饭菜,比太太强百倍!”很快意识到说漏了嘴,他幽默补充道:“不过,千万不能让我太太知道。”

    朱棣文平常没事,喜欢研究食谱,他觉得物理和美食是相通的,都能使人心灵产生愉悦。他擅长烹制美国菜、墨西哥菜、意大利菜和法国菜,尤以中国菜最拿手,什么狮子头、红焖鱼、四川火锅,北京烤鸭,都做得美味鲜香,尤其他调制的香槟酒,常醉得客人心花怒放。

    关于朱棣文的好厨艺还有段来历:父亲年迈体弱,他每次探望都亲自下厨,为老父烹饪美食。父亲最爱吃儿子做的烤鸭,每次都大快朵颐。时间一长,孝心尽到了,厨艺也练成了,可谓一举两得。有人说他是诺贝尔获奖者中,做菜最好的;在做菜的“大厨”中,他又是学术地位最高的。他被戏称为诺贝尔获奖者中的“金牌厨师”。

    朱棣文常常鼓励手下人学习烹饪:“一个连饭都不会烧的人,怎么能做好复杂的物理实验?会下厨的男人最有魅力,不但能吸引女人,也能让孩子爱接近,这样的男人举手投足之间,多了一份人情味和人性美。”

    让朱棣文非常遗憾的是,自己身为炎黄子孙,却不会说中文。小时候,父母教他学中文,他有抵抗情绪,学得一知半解。2004年,第四届全球华人物理大会在上海举行。当诺贝尔奖获得者丁肇中教授上台演讲时,对着台下的朱棣文说:“Steven(朱的英文名),对不起,我要用中文讲了。”

    虽然中文不好,但朱棣文心中始终弥漫着桑梓情怀。获得诺贝尔物理学奖之后不久,朱棣文在洛杉矶见到正在美国访问的时任国家主席江泽民。他对江泽民表达心意:“我很愿意为促进中美两国科技交流做出努力。”

    多年来,朱棣文十分关注中国的科学教育事业,经常回国访问讲学,并被聘为中国科学院外籍院士和上海交通大学名誉教授,为中美科技交流,架起了一道友谊桥梁。

 

新能源部长的“绿色大梦” 

  能源部部长一职位高权重,不仅管理美国的经济命脉,而且负责核武器的生产和维护。朱棣文获得提名主要有两个原因:他是当今全球变暖和绿色能源问题的顶级专家,在行政管理上也很有经验。

  早在2004年,朱棣文就担任美国能源部下属的劳伦斯·伯克利国家实验室主任,领导著名的“太阳神”计划,研究如何利用生物将太阳能转化为可利用的能源。实验室拥有约4000名员工和5.21亿美元年度预算。朱棣文担此大任,举重若轻,成就斐然。

  近年来,全球气候变暖、能源危机、环境恶化等问题日趋严峻。身为这一领域的顶级专家,朱棣文忧心忡忡:“气温改变5摄氏度将引发大范围争夺水和可耕地的资源战争,大量人口将流离失所。我们不是在谈论1万人,也不是在谈论1000万人,我们在谈论数以亿计将被洪水永远淹没的人。”

  科学家的责任感让他成为最严苛的环保主义者,能源观也具有浓厚的理想主义色彩。他不仅反对煤、石油等化石燃料,也对当下受到追捧的核能和生物能源抱着警惕态度。他向往一种“闭合循环”的模式,即水、二氧化碳、阳光和一些营养物共同作用,把能量“锁定”在碳载体之中,而不会产生新的二氧化碳。在劳伦斯实验室,他把自己的研究重点转到了“合成生物学”上,期待通过生物自身的特性,将各种纤维直接转化为能源。一旦这种技术实现,人类将彻底走出化石能源的噩梦,这就是他的“绿色大梦”。

  尽管困难重重,朱棣文却依然信心满怀。他说:“科学家有责任告诉人们将要发生什么”,“我们不一定是天才,但我们知道自己的目标和计划;我们会时常受到挫折打击,但不要失去执著和热情

本人2000年左右看到这篇文章,深受启发,不由赞叹应用科学及传统文化之美!

作者:杨叔子 院士

思维方式是十分重要的,这是我在科研经历中得到的一个重要结论。我经常告诉学生:“你们到大学来干什么?三件事:第一,要学会如何做人;第二,要学会如何思维;第三,要学会掌握必要的知识与运用知识的能力。这三者不可分割、彼此支持、相互渗透,而学会做人是最基础的。”应该说,思维是一个极为重要的关键。人之异于禽兽,在于人能思维;人与人之间的差异,很大程度上在于思维方式与思维水平的差异。可以说,事业能否取得成功、生活能否过得幸福,莫不与思维方式和思维水平有着极为密切的关系。

“文革”中,我这个“危险”人物曾在农场改造。有一天晚上,领导要我第二天去打猪草、猪菜。天哪,我没养过猪,没干过这方面的活,哪认得什么猪草、猪菜?手上没有养猪的书,又不能去向贫下中农请教,这不是刁难我吗?怎么办?晚上,我辗转反侧,想了又想,有办法了。第二天上午,不到半天,我就把猪草、猪菜打回来,交给工宣队师傅了。“是你打的吗?”“是我打的!”“真的吗?”我恭恭敬敬地讲:“这件事不难,把猪赶出去,猪吃什么,我就打什么。”是呀!因为猪在野外吃的就是猪草、猪菜,我这样做当然是对的。他没话说了。由此可见,一个知识问题可以转变成一个思维方式、思想方式问题。当时,我不敢讲我是运用“天赋猪权”这条“原理”来解决这个问题的。后来,有位朋友告诉我:“你运用了‘天赋猪权’,还有‘天赋狗权’,你知道吗?”他接着告诉我,乡村中有的蛇郎中就是运用“天赋狗权”找到蛇药的,方法是把狗赶到蛇多的地方去,蛇咬了狗,狗赶快去找某种草,咬碎了敷在伤口上,以解蛇毒。如果狗没有这种天赋的本能,早就给蛇咬伤、毒死完了。仔细想一下,类似的例子难道还少吗?只不过“睫在目前常不见”而已。

脑子里想的与眼睛里看的

人的思维大体上有两种方式:一是抽象的严格的逻辑思维;二是形象的自己的直觉思维。一般来讲,学理工的,多半习惯于逻辑思维,一步一步严格地论证与推理,可谓是“步步为营”,“欲穷千里目,更上一层楼”;而学文、学艺术的,往往习惯于直觉思维、海阔天高自由飞翔的灵感与顿悟,可谓是“悠然心动,妙处难与君说”。

拿我个人来讲,在70年代,有一次我带学生在工厂参观学习,在一个制造齿轮的车间里,有一台机床加工出来的齿轮的轮齿表面总有不正常的划痕。原因何在?加工齿轮的轮齿的机床很复杂,主要是它的传动内部的关系很复杂,而且这个传动内部的关系又是十分严格的。我对这种机床的传动机理比较清楚,想了想,对传动中每一个环节都加以分析,很快就得出了结论。我告诉车间负责人,一定是转动中那一对齿轮出了问题,把主动齿轮与被动齿轮安装反了,互易其位了。把机床这部分打开一看,果然如此。这是学工的人典型的逻辑思维。而在1996年初,我与11所大学的校长应邀访问我国台湾的有关大学,受到同行的热情接待,那些血肉亲、手足情的感人场面呼唤出多少美好而深刻的感情。有一天下午的座谈会,场面动人,“本是根生同一处,梦也团圆”这一词句跃然脑海,我立即填了一首词《浪淘沙》,而这一词句成了此词中精华之所在。台湾有关大报迅速刊载了这首词,有的就以“本是根生同一处,梦也团圆”作为标题。这一词句、这首词的形成,就是典型的富有灵感的直觉思维。

我一再告诉学生,文学中有科学,音乐中有数学,漫画中有现代数学中的拓扑学。漫画家可以“几笔”把一个人画出来,不管怎么美化或丑化,不管怎么极度夸张,就是画得活像,神似得很。为什么那么像?因为那“几笔”不是别的什么,就是拓扑学中的“特征不变量”,

就是事物最本质的东西;画得“神似”,“神似”就是“特征不变量”的体现。没有日积月累的耕耘、深入细致的观察、反复艰苦的实践,哪能够有此神来的“几笔”?音乐中少数几个音符,文学作品中少数几个句子,就能把人物和情景描述、反映得栩栩如生,活灵活现,又何尝不是如此呢!同样,一个伟大的数学家,例如笛卡尔,他坚信世界和谐这一哲学观念,成功地将彼此似乎无关的代数与几何融成一体,创立了“解析几何”。莱布尼茨能够成为微积分奠基人之一,难道与他的哲学思想无关?“美”的感受是精神世界的活动,是人文的,主要来于右脑。徐利治先生在华中理工大学就讲过,他深深感受到数学中的某种简单性、对称性、和谐性、统一性与奇异性的“美”。而通过计算机技术来展现的分形几何所包含的绚丽缤纷、千姿百态的奇妙图形,真是“美”不胜收,叹为观止。这不是艺术又是什么?

一个在事业上有为的人,应有较为完备的思维。从事科学技术工作的人,应具有足够的人文知识,经受充分的人文陶冶;而从事人文社会科学工作的人,也应学习十分基本的科技知识并接受十分必要的科技训练,这样,才能成为一个思维方式较为完备的人。

一只鸡加一只鸭子是什么

我从不满足于得到的具体知识,而总是不断地寻找超越的途径,思考着具体知识的内涵又是什么。佛教中常讲一个人应超脱些,看破些,实质上指的是思维方式。学知识就应超脱些。有人喜欢逗小孩,问道:“一只鸡加一只鸡是几只鸡?”“两只鸡!”“那么,一只鸡加一只鸭又是多少?”“两只,两只……”“两只什么?”小孩答不出来了。问的人就以胜利者的姿态告诫小孩:“一只鸡与一只鸭是不能相加的!”在中学时,我想过这个问题,小孩这样答是有道理的。一只鸡和一只鸭,放在一起,明明是两只嘛。1+1,能相加的前提,是有量纲时量纲应相同。此时,如不讲鸡、鸭,而讲“家禽”,不就是“两只家禽”?不就能相加了吗?反之,如果“一只白鸡加一只黑鸡”,又是几只什么鸡呢?问的人问的时候也可能没有想到,他已经作了超越与抽象。而且即使都是白鸡,还可以分大鸡、小鸡、公鸡、母鸡……如此等等,难道也不能相加吗?可惜,小孩没学会超越,不会抽象,如果会超越、会抽象,想透了,一只鸡加一张桌子,也可等于两件东西,难道不对吗?在中学时,我学习物理中的声学时,对波的性质有所了解,从而在学物理中的光学、电学时,凡涉及与波有关的结论,也就不教而知了。

当然,也要善于从一般回到具体。数学是抽象的,是讲一般的。在学数学时,我不仅将数学概念弄清,而且也力求赋予数学概念以生动活泼的物理内容。例如,在讲δ-函数的傅立叶变换时,有人问我,为什么这个变换等于1? δ-函数为什么与1成为一个傅立叶变换对?从数学上十分容易讲清,但问者不满意。我反复思考与推敲,从谱分析这个物理角度给予问者以较为满意的答复。因为δ-函数包含了所有频率的波,其幅度均为1;而所有的波,除时间为0处外,在其他处,作用都抵消了,而在时间为0处,幅值相加,成为无穷大。

29÷7的思考

事实一再告诉我们,作为一个好的思维方式的基础,应该是“知之为知之,不知为不知”,就是要“实事求是”。这是最根本的科学精神、科学态度、科学作风和科学方法,这也是科学的灵魂。“实事”,就是承认客观实际情况,但还不够,还得“求是”,就是还得认识与掌握客观实际情况的内在规律。没有“实事求是”,就谈不上创新,就谈不上开拓。

抗日战争爆发时,我还不满5岁,由于随家逃难,没机会上学,在家读中国传统经典著作,如《诗经》、《四书》、《古文观止》等等。一直到9岁,我才有机会上小学。当时的小学,初小4年,高小2年,我一开始就念高小一年级。语文、历史当然没有问题,地理、生物问题也不大,难就难在数学。说来别人可能不信,当时我连看钟表也看不太懂。加法,3+7等于10,好理解;减法,7-3等于4,可理解;乘法3×7等于21,还能够理解,但一到进位就有些问题;至于除法,29÷7,怎么知道上4?这对于我而言,太难了!怎么办?《论语》上讲:“知之为知之,不知为不知,是知也。”还有《中庸》上讲:“人一能之己百之,人十能之己千之,果能是道也,虽愚必明,虽柔必强。”我相信这些话。作业呢?决不抄别人的;考试呢?更不看别人的!坚决不抄袭、不舞弊。因为《论语》上孔子讲过:“非礼勿视,非礼勿听,非礼勿言,非礼勿动。”如果去抄袭、去偷看,那就“非礼”,那就是小人;我应是君子,怎么会做一个小人?不及格也好,一二十分也好,就是不搞“非礼”,而是一心扑在29÷7怎么知道上4这个问题上,“旦旦而学之”。大约两三个月后,有天晚上,灵感来了,我顿悟了,原来除法是这么回事:先上1,小了;再上2,还小了;再上3,还小了;再上4,减下来还剩个1;再上5,大了,不够减了,因此只能上4,剩1。啊!原来除法是“试试看”,除法是试除。这是一个认识上的飞跃。是的,除法是逆运算,逆运算往往都是试试看。问题在于是聪明的试试看,还是愚蠢的试试看;是经过反复训练的试试看,还是初次上阵的试试看。我把除法的数学概念弄清了,又结合实际把除法在生活应用中的物理概念弄清了,从此我不但懂了除法,而且在数学学习上有了很大的进步。到了初二,我竟然连高中的一些数学题目也能做得出来。