自牛顿以来的科学家--近现代科学-第34部分
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出色的研究表面现象的实验物理学家，从1929年就开始在贝尔实验室工作。
巴丁在固体量子理论上有扎实的基础，善于用理论结构解释和协调实验数据及其现象；而肖克莱长于用几何图像说明物理现象。这两位理论物理学家在固体理论上取长补短，相得益彰，适应了半导体研究对理论的全面需要，而布拉顿等人在半导体实验上成果由于巴丁在理论解释上的合作取得了重要进展。1945年肖克莱设计了晶体管和有关电路，布拉顿等进行的实验却未发现预期的电流调制作用，1946年巴丁提出了表面效应理论，克服了这个困难。1947年巴丁和布拉顿合作导致了第一个晶体管点接触晶体管的发明。
肖克莱、巴丁和布拉顿3位科学家由于在晶体管的发现过程中在理论和实验方面发挥的不同作用，共同分享了1956年的诺贝尔物理学奖。
1951年巴丁离开贝尔实验室，担任伊利诺大学的教授。1955年巴丁把研究领域转向了超导研究。在进行超导研究中，巴丁意识到场论方法对求解粒子间带有吸引相互作用的费米气体多体问题，将是一种有利的工具。由于巴丁对此不够熟悉，便向当时在普林斯顿高等研究所工作的杨振宁教授求助，问他是否认识既精通场论有愿意从事超导电性的人。杨振宁推荐了正在那里作博士后研究的库珀（L。Noper；1930…）。库珀于1955年秋到了伊利诺大学。与此同时，巴丁的一位年轻研究生施里弗（J。R。Schrieffer；1931…）也参加了进行。1956年库珀首先迈出了关键的和基础性的一步，提出了现在以“库珀对”而闻名的电子对的概念。1957年1月底，施里弗提出了超导体的基础波函数。在此基础上，1957年3人合作写作发表了论文，一个全新的揭示超导电性的微观理论就诞生了。现在人们习惯采用这个理论的3位作者各自姓氏的第一个字母，称之为BCS理论。1972年，巴丁、库珀和施里弗分享了1972年的诺贝尔物理学奖。
3、合作型科学家关系的破裂
合作可以极大地开阔意义个人的科研视野，并把科学推进到远远超过个人所能独立完成的程度。但合作也可能在个人和集体之间产生紧张的关系。现在的合作情形比上一代人远为复杂。许多论文出现大批的合着者，涉及到不同的实验室，有时还在不同的国家之中。某一领域里的专家不能完全了解在另一个领域里进行的工作的依据。因此合作关系要求参与的个人预集体间要有极大的相互信任和尊重。在合作研究中，一个潜在的问题涉及到论文作者的排名。在很多领域里，作者排名中出现的名字暗指贡献的大小。现在的很多论文都有多个作者，论文脚注往往会声明每一个论文作者的贡献是一样的。
人们对科学家之间关系破裂的细节不甚了解，同时科学家们对破裂关系的原因也讳莫如深。英国科学家克罗特（H。W。Kroto；1939…）与美国科学家斯莫利（R。E。Smalley；1943…）和柯尔（R。F。Curl；1933…）因合作发现富勒烯同获1996年的诺贝尔化学奖。但是，后来克罗特和斯莫利却不欢而散，“到1987年4月克罗托为了和赖斯小组一起进行富勒烯的研究工作，18个月来已经去了8趟休斯敦。他的第8次访问结束于1987年4月29日，这也是注定是他最后一次访问了。他与斯莫利间不断增长的紧张情绪，终于发展成了公开的敌视。尽管在外人面前，他们一直坚持c60是集体努力的结晶，但是，他们之间在某些特殊的细节上产生了难以弥合的分歧。克罗托和斯莫利带着仇视分道扬镳了，曾一度给他们的科学生涯带来硕果累累的合作关系这时已支离破碎。”＇3＇
美籍华裔科学家李政道与杨振宁因合作发现宇称不守恒定律而获得1957年的诺贝尔物理学奖，1957年后两人关系出现裂痕，出现裂痕的原因可能在于他们各自对自己在宇称不守恒发现中的发挥的作用和所出的地位看法不同。
杨振宁认为“在我同李政道做朋友的16年间，我对他就像一位兄长。在离子物理和统计力学领域里，我在1950年初就已经成了名。我们的合作关系中，我是资深的一方。敏锐地警觉到不应该挡他的道，我便有意识地往后靠，尽量在事业上扶持他，同时，在公开场合对我们合作关系的实质严格地保持缄默。外人看来，我们的合作是密切而出色的，这种合作对物理学的贡献良多。人们对此感到艳羡。李政道自己也断言，这种合作对他的事业和成长具有决定性的影响。”这段叙述给人感觉是杨振宁在两人的合作中起着关键的作用。这正是李政道特别反感的地方。
李政道则更愿意相信两人的合作是平等的伙伴关系，是一种智力的互补。李政道认为“杨振宁花费了很大的努力把自己描绘成一个自始至终的领导者形象，而把我置于次要的地位。那时所有熟悉我们的物理学家都知道这不是事实。我们的合作完全是一种平等的伙伴关系。我们的才智是不同的，但却是互补的。这就是我们合作为什么成功的原因。杨振宁甚至努力把这样一种关系延伸到早期我们在芝加哥的时候。根据他的描述，虽然我是费米的学生，但是，杨振宁事实上是我的老师。鉴于费米在所有时代都是伟大的导师之一，这种描述的的确确是极为不可思议的。在芝加哥，杨振宁和我都是研究生。我们经常在一起讨论，相互间有很多的取长补短，极大地提高了我们的知识水准。但是，杨振宁怎么能够把初学者之间的交流与我从费米那里接受的指导和教诲相混淆呢？”＇4＇
显然，李政道的叙述要谦虚和温和一些，也可能更符合实际一些。在很多科学发现的合作中，很难清楚地表明谁的作用更大，即使是师生之间的合作。
4、竞争型科学家
科学竞争的一种形式是争夺科学发现的优先权。科学是一种创造性的劳动，对这种劳动的最大的激励方式就是得到科学共同体（某一领域科学家群体的总称）的承认，即承认科学发现的优先权。牛顿应该算是一个典型的竞争型科学家。他在万有引力论方面和光学方面与胡克争夺优先权，在微积分方面与莱布尼兹争夺优先权，在天文观测方面侵夺弗拉姆斯提德的优先权。目前，专利保护法作为承认发明的优先权为各国所采用，出版物则作为承认科学研究的优先权的普遍依据。
竞争型科学家是那些对发现的优先权比较担心的科学家。在科学研究中，思想的交流是经常的，很多的成果的发表很难说清楚是谁先提出来的。作为第一个证明接触或者暴露于x射线辐射可以在生物体内引起基因突变的学者、获得1946年诺贝尔生物医学奖的缪勒就是一例。
缪勒1890年12月生于美国的曼哈顿，16岁进入哥伦比亚大学读文学，1910年得到文学学士学位，随后进入哥伦比亚医学院读研究生。1910～1913年间，缪勒参与了摩尔根（T。H。Morgen；1866…1945）的果蝇小组的部分工作。
缪勒把自己看成是摩尔根的助手而不只是他的学生，为了发现的优先权问题，他后来一直对摩尔根的种种做法耿耿于怀。他认为，摩尔根只不过原来是个保守主义者，只不过是勉强接受了关于遗传的现代观点，而这种接受主要是受了他年轻的学生们得出的日益增多的实验数据和解释的影响。而后来，采纳了学生们的结果和解释的摩尔根却以自己的名义发布这些发现，占有了学生们的优先权，构筑了自己的“摩尔根主义”学说。
对缪勒来说，一个荣誉不公的典型的例子是《孟德尔的遗传机制》一书的署名次序。缪勒写了书中摩尔根不愿意写的大部分内容，结果却是摩尔却署名第一，摩尔根的学生斯特蒂文特署名第二（斯特蒂文特当时已离开美国去加勒比和南美洲做采集旅行，不可能写很多东西），缪勒署名第三。后来，摩尔根以一个人的名义出版了一本与这本书内容雷同的另一本书《遗传的物质基础》，则是完全占有了其他人的成果。另外，缪勒为果蝇小组贡献了很多理论思想，但在果蝇小组发表的文章中，没有一篇附有缪勒的名字，在致谢中叶没有写明缪勒的特殊贡献。摩尔根的这种做法使得缪勒离开了实验室。
而在斯特蒂文特眼里，摩尔根是一个慷慨大方、善于激发学生智慧的人。他让学生们内进行自由讨论，其结果是谁是第一个产生某些新概念的人往往无法弄清，而且也被认为是无关紧要的，因此在这样的环境中大家都是比较公平的。认识差异的根源可能在于，当时缪勒认为自己与摩尔根是负责人与助手关系，两者构成了竞争；而斯特蒂文特和摩尔根是师生关系，社会地位的差距较大，摩尔根借助斯特蒂文特一起和缪勒进行竞争。
因为对摩尔根和斯特蒂文特等人的敌意，缪勒被称为是一个患有“优先权综合症”的狂妄的人。
5、典型案例1：高温超导体科学家群体＇5＇
1986年到1988年，是高临界温度超导体取得历史性突破的3年。高温超导体发现的竞争激烈程度也是科学发现史上少有的。在这一场竞争中，几个关键的人物是德国科学家柏诺兹（J。G。Bednorz；1950…）和瑞士科学家穆勒（K。A。Muller）＇6＇、美籍华裔科学家朱经武、中国科学家赵忠贤、日本科学家北泽宏一。从以下描述可以看出，柏诺兹和缪勒是这场发现高温超导竞争的引发者，而朱经武、赵忠贤、北泽宏一等人争分夺秒的竞争大大加快了超导研究的步伐。
自1911年荷兰科学家卡末林·昂内斯发现汞的超导效应之后，探索具有高临界温度的超导体一直是科学家的追求。1973年，人们发现了超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23。2K，该记录保持了13年。
1986年1月，在美国国际商用机器公司（IBM）设在瑞士苏黎世实验室中工作的科学家柏诺兹和穆勒，首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K；紧接着，日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K。1986年底，美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。1987年1月初，日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K；不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组，获得了48。6K的锶镧铜氧系超导体，并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。1987年2月16日，美国国家科学基金会宣布，朱经武与吴茂昆获得转变温度为93K的超导体。1987年2月20日，中国也宣布发现100K以上超导体。1987年3月3日，日本宣布发现123K超导体。1987年3月27日，美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由镧、锶、铜、氧组成的陶瓷材料在14℃温度下存在超导迹象。1987年12月30日，美国休斯敦大学宣布，朱经武又将超导温度提高到40。2℃。
1927年在瑞士出生的穆勒1958年在瑞士联邦工业大学获得物理学博士学位，1963年就开始在IBM公司苏黎世研究实验室工作，1972年成为物理部负责人，1982年提升为公司研究员。提升为研究院意味着他有权自由地选择研究课题。柏诺兹是1950年出生于德国，1982年也在瑞士联邦工业大学取得博士学位，同年进入苏黎世研究实验室工作。柏诺兹和缪勒是从1983年夏天开始合作研究的。他们虽然相差23岁，但两人却能平起平坐，成为亲密无间的研究伙伴。穆勒在理论上比较有造诣，他认为在金属氧化物中可能存在高临界转变问题的超导体；而柏诺兹在实验方面又非常熟练的技能，精通化学和制造陶瓷材料的技术。两人经过3年的艰苦努力，在试验过100多种氧化物后，终于在1986年1月26日发现了一种Ba－La－Cu－O材料在35K时开始出现超导现象。这是一个历史性的突破，出于谨慎并再三核实结果之后，他们4月份才向一本知名度不高的德国《物理学杂志》寄交了一篇划时代的论文《Ba－La－Cu－O系中可能的高TC超导电性》。1986年10月，他们将另一篇论文寄交《欧洲物理学通讯》，报道了这种氧化物的磁化率的结果，再一次证实了他们寻找到的这种氧化物确实是超导材料。他们的开拓性工作很快得到了科学界的承认，并掀起超导研究的高潮。1987年10月，柏诺兹和穆勒获得诺贝尔物理奖。
朱经武是出生于中国湖南、长大于台湾、留学于美国的物理学家。朱经武主要从事关于超导电性、磁学和电介质物理的研究。1986年夏天曾预言，如果自己3年内不能发现高温超导体的话，就将放弃自己多年的这项研究。没过多久，柏诺兹和缪勒的论文发表了。由于很多人或者没有看到他们的论文或者看到后也不相信，因此没有引起重视。但是朱经武对他们的结果敏锐地做出了肯定的判断，并与自己的研究小组加紧了研究工作。他们用高压的方法使La－Ba－Cu－O材料的超导转变问题提高到了40。2K（论文发表于1987年1月26日《物理评论通讯》），接着又提高到52。5K（论文发表于1987年1月30日《科学》）。当认识到高压方法已到极限时，他们对材料的纯度和成分进行了深入分析，得出了新的结论。在进一步改变材料和处理条件后，1987年1月29日，朱经武等人首次宣布的到了90K以上电阻消失的超导体（论文发表于1987年3月2日《物理评论通讯》）。这也是超导物理史上的又一个里程碑，因为这是人类首次发现突破了液氮温区（77K）的超导体。出于专利方面的考虑，这篇论文没有公布新材料的化学成分。
赵忠贤是中国科学院物理研究所从事低温物理和超导性研究的科学家。从1976年开始物理研究所就开始从事进行高临界温度超导体研究项目。1986年9月赵忠贤看到柏诺兹和穆勒的论文后，马上认识到了他们工作的重要性，并和从快离子研究的陈立泉合作，与其他科人�
