登陆注册
11214400000067

第67章 朱棣文:用手“粘住”原子

发现发明不能被告诉,不能被灌输,只能靠实践。发明能力的培养尤其如此。

朱棣文博士祖籍江苏太仓,出生于美国密苏里州的圣路易斯。他的家庭是一个崇尚科学的书香门第:父亲朱瑾在化学工程方面造诣颇深,是国际知名的化工专家;母亲李静贞也是一位在美国颇负盛名的化学家;哥哥朱筑文则是美国斯坦福大学医学院的教授。

朱博士的过人之处在于他的“动手能力”极强。他称自己是实验物理学家。他不但能设计实验,还能自己制作出来。一些难度很高的实验,别人几乎做不出来,而他却屡屡成功。他能获得诺贝尔奖,在很大程度上有赖于他出色地完成了许多难度极高的实验。

众所周知,大千世界的各种物质都是由分子组成的,而分子又是由原子组成的。原子每时每刻都在不停地运动着,它在空间的运动速度可达每秒500米。如果能将原子运动的速度放慢,直至相对静止的状态,如同慢镜头重放体育比赛一样,那将给物理学家研究原子及其内部结构带来莫大的方便。朱棣文博士应用“激光冷却原子”技术,实现了物理学家梦寐以求的使原子“安静”下来的梦想,朱博士因此而荣获1997年度诺贝尔物理学奖,成为第五位获此殊荣的华裔学者。

1925年,大物理学家爱因斯坦延续了印度科学家玻色的研究工作,假设过在超低温状态下几乎停止运动的原子群。朱博士的研究工作实现了爱因斯坦的假设。

1984年朱棣文开始从事这项研究。在此之前的1975年,斯坦福大学的肖洛、汉斯等物理学家提出了一个新的想法:将激光的光子动量传递给原子,形成一种辐射压力,以阻抗原子的热运动,使原子气体的温度降低。

朱棣文依据这一物理思想,决定用激光这个利器来驯服运动不息的原子。他将激光微调到比共振稍低的频率,用6个方向的激光束对原子进行撞击。此时,令他惊喜的现象发生了:快速运动的原子在撞击下运动速度下降到每小时100米,几乎处于静止状态。为何出现这种现象呢?原来激光束是由大量光子组成的,当原子受到激光束照射时,原子就会吸收比它还要小得多的光子。它不仅吸收光子的能量,还会吸收光子的动量,从而使原子的温度降低,运动速度减慢。具体讲,就是当原子受到激光束的照射时,在1秒钟内,原子就能吸收大量的光子。此时,原子受一10倍于自身重力的“光压力”,加上激光照射的方向设计得很巧妙,如此大的光压力就会迫使原子骤然“安静”下来,其运动速度减慢到如同一条小虫蠕动时的速度,其温度也会随之降下来,使物理学家有足够长的时间来观察和研究原子的状态。

朱博士形象地把这种由激光束形成的、用来“粘”原子的介质称作“光学粘胶”。

朱棣文博士开发出的“激光冷却原子”技术,使科学家们从此可以轻松地“抓住”原子,使它们悬浮在空间近乎不动,不让它们乱跑,便于更好地研究。这项出色的工作不仅有理论意义,也极有实用价值。

朱棣文开发的这项实验技术,可以用于研制高灵敏度的原子干涉仪(即所谓的“原子陀螺”),以更精确地测量地球表面不同地点重力加速度的变化,这在石油勘探、找矿、地震预报等方面都具有应用前景。如某处地下有矿藏,该处的质量往往会高一些,相对应的地表的重力加速度就大一些。但这种“大一些”仅仅是大于重力加速度的几亿分之一,用以往的方法根本测量不出,但用“原子陀螺”就能判明矿藏的位置乃至储量。

生物学家则期望将朱博士等人开发的“激光冷却原子”技术用于人类基因组项目的研究,以进一步解开生物体的遗传密码。要解开遗传密码,需要先对脱氧核糖核酸(DNA)进行分段,利用“激光冷却原子”技术可以测量DNA片段的物理特性,这有助于推进人类基因组计划的研究。

某些物理学基本规律也可以利用“激光冷却原子”进行验证,如将采用“激光冷却原子”制成的高灵敏度原子干涉仪放到微重力的环境中,就有可能最终验证爱因斯坦的广义相对论。

“发明要从铣一枚螺钉做起。”这是一位发明家讲过的话。话虽然朴实,但道理却浅显易懂,那就是发明必须培养动手能力。发现和发明,不能被告诉,不能被灌输,只能靠实践,在实践中学习,在学习中摸索,在摸索中提高,发明能力的培养尤其如此。朱棣文博士“粘住”了原子,他的一双巧手功不可没。动手能力成为他的优势,也是他走向诺贝尔领奖台的通行证。

同类推荐
  • 优秀女孩的青春讲义

    优秀女孩的青春讲义

    青春有太多太多的内容,不论它是甘甜还是酸涩。青春只有一次,不论它长还是短。幸福的人生,优秀的华彩,都将在青春里成就。在青春的岁月里追求梦想追求卓越的女孩子们,本书是你们绽放青春色彩的必读书!
  • 快乐就像眨眼睛

    快乐就像眨眼睛

    本书详尽论述了一系列调整思想、改变行为、获得持久快乐的技巧,帮助读者找到获得持久快乐的基本方法。
  • 赞美与祝愿(漫漫求知路)

    赞美与祝愿(漫漫求知路)

    送礼是社交活动的重要手段,得体的送礼,恰似无声的使者,给交际活动锦上添花,从而建立和改善人际关系。所以,我们要了解送礼的学问,注意送礼的细节,给人们之间的感情和友谊注入新的活力。
  • 总统形象课

    总统形象课

    一个成功的形象展示给人们的是自信、能力和尊严,是外在的视觉审美和内心感受相结合的产物,它不会随着时间的流逝被人们淡忘。1960年的肯尼迪,外表英俊,穿着优雅,散发着坚定、沉着、自信的魅力,这使得他不仅成为“全民偶像”,更主宰了一个时代;1980年的里根,他的声音、他的幽默、他高超的演技征服了所有美国人;2008年的奥巴马,修长的身材,剪裁合体的西装,极具亲和力的微笑,冒雨与选民相见的“作秀”,让选民们不得不把选票投给这个皮肤黝黑的中年人。
  • 秋夜吟(感动青少年的文学名家名作精选集)

    秋夜吟(感动青少年的文学名家名作精选集)

    文学作品是以语言为手段塑造形象来反映社会生活、表达作者思想感情的一种艺术,是人生的一面镜子。好的文学作品具有潜移默化的巨大作用,它能够开阔视野,增长知识,陶冶我们的情操。
热门推荐
  • 嫡孤

    嫡孤

    徐绮涟,堪比天仙的美貌里装着一个现代的灵魂,在这异世中努力的找寻现代不曾拥有过的一切!建妇产科医院、开化妆品公司、搞集吃喝玩乐购物休闲为一体的商场……她要建立属于自己的商业王国。看现代女如何玩转古代!亲情、友情、爱情、金钱,她全部收入囊中!
  • TFBOYS的奇遇

    TFBOYS的奇遇

    (四叶草们跟欧巴们的幸福之旅!)一个青春少女在无意中被一个星探看上了。后来,她才知道,这个星探所在的公司竟然是她欧巴们的出道公司!你们猜一猜她的生活会变得怎样呢?!
  • 争霸轮回

    争霸轮回

    一缕清风荡银河,永恒的圣光照耀出时光长河,轮回现,战周天斗万界,试问谁执轮回掌周天。
  • Okewood of the Secret Service

    Okewood of the Secret Service

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 影锋之热血龙威

    影锋之热血龙威

    “这里没有我想到的足球,足球需要hero,但我知道,足球,它不是一个人游戏,所以才如此有魅力。”,“我要的足球,一定是有teamwork的,一定是热血的,而热血的不只是足球本身,而是那些一起在球场上踢球的人。”,···龙威坐在回家的公交车上,倚在座椅上,百无聊赖的看着窗外,这个城市,有时候,他也蛮陌生的,人如果没有了梦想,还剩下什么呢。这是一部讲述龙威追求梦想的书,希望大家喜欢。
  • 25岁后变成有钱人

    25岁后变成有钱人

    25岁是立志成为有钱人并且积极实施的开始。很多年轻人似乎从来都没有想过自己和有钱人会联系在一起,这说明他们没有形成那种欲望,那种野心,这是很危险的。作为年轻人一定要有高远的目标!其实成为有钱人并不难,李嘉诚说过,假如一个人从21岁开始,每年存1.4万元钱,而且把每年所存的钱都投资在股票和房地产上,每年平均就能有20%的投资回报率,这样,40年后他的财富就会达到一亿零二百八十一万元。这就是他成为富翁的三大秘诀之一。
  • 吕氏春秋(中华国学经典)

    吕氏春秋(中华国学经典)

    《吕氏春秋》作为一部包罗万象的杂家著作,系统地反映了吕不韦的政治思想主张,但在秦王政统治时期,和崇尚法家的赢政有所冲突,遭罢相而不被重用。但其主张的“无为而治”的政治智慧启发了汉代的统治者,在汉初的几十年里,由于施行“无为”政治,保证了民众休养生息,经济恢复发展,社会平和稳定。可以说,汉帝国正是吕不韦施政纲领的执行者。因此,大历史学家司马迁在《报任安书》中给予了吕不韦和《吕氏春秋》以很高的评价,将其视为在逆境中诞生的不朽之作。为了方便读者了解深邃博大的思想,《吕氏春秋》配了注释和译文,能帮助读者更加深刻地理解他们的思想。
  • 语佛者

    语佛者

    一件八宝玲珑龛,意外地将我引入到一个复杂的迷局。一个和尚、一个警察、一个文物二道贩子,偶然下纠葛在一起,开始了一趟寻佛之旅。佛是什么?当我真的知道真相的时候,却根本没有勇气去承受。对于世人来说,也许最大的幸福,就是无知!
  • 婚意绵绵:总裁娇妻萌萌哒

    婚意绵绵:总裁娇妻萌萌哒

    一日情乱,一次就中!她拿着检测单,在他和他情人幽会的餐厅出现。“老公,我怀孕了。”“孩子不会是我的。”他淡漠的目光泛着丝丝薄冷:“去打掉!”她吓得第二天就逃到了法国。多年后回归,她早褪去当初的青涩,成为了可的独挡一面的精英设计师。然,上任报道的第一天,当那张熟悉的俊脸映入她眼眸的时,她还是不免心颤!“怎么是你?”*不是已经没有关系了吗?为什么还要来纠缠?是为了宝宝吗?老公变前夫,前夫变上司,上司又变情人的这场戏,要怎么演?
  • 头发

    头发

    罗伟章, 1967年生于四川宣汉县,毕业于重庆师范大学中文系、上海作家研究生班。曾获人民文学奖、小说选刊奖、中篇小说选刊奖、小说月报百花奖、四川文学奖等,巴金文学院签约作家,被有关专家称为“活跃的同辈当中分量最重、最突出、最值得关注的作家之一”。中国作家协会会员,现居成都。