唯一兩次榮獲諾貝爾物理學(xué)獎的超級大神，你卻不認識他！

兩次獲得諾貝爾獎的科學(xué)家，世界上僅有這四個人！他們是：

1. 居里夫人(Marie Curie,1867~1934),波蘭科學(xué)家,他的丈夫叫皮埃爾·居里,兩人合稱“居里夫婦”! 1903年,居里夫婦和亨利

2.約翰·巴丁 美國物理學(xué)家——約翰·巴丁(John Bardeen,1908~1991)

3.萊納斯·鮑林 美國科學(xué)家——萊納斯·鮑林(Linus Pauling,1901~1994)

4.弗雷德·桑格爾 英國生物化學(xué)家——弗雷德·桑格爾(Fred Sanger,1918~2013)

但兩次在物理領(lǐng)域獲得諾貝爾獎的人只有一人！那就是約翰·巴丁--唯一一位兩次獲得諾貝爾物理獎的物理學(xué)家！

約翰·巴丁(John Bardeen)

約翰·巴丁因發(fā)明了晶體管及其相關(guān)效應(yīng)、超導(dǎo)的BCS理論分別在1956年、1972年兩次獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

1956：約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓和威廉·肖克利共同榮獲1956年諾貝爾物理學(xué)獎。他們的貢獻在于：1947年巴丁和布拉頓共同發(fā)明第一個半導(dǎo)體三極管，此后一個月，肖克萊發(fā)明PN結(jié)晶體管。

1972：約翰·巴丁、列儂·庫珀、約翰·R·施里弗共同榮獲1972年諾貝爾物理學(xué)獎。他們的獲獎理由是：1957年共同提出低溫超導(dǎo)理論，即通常所說的BCS理論。

中科院院士周光召曾說：“在科學(xué)史上，巴丁不像愛因斯坦那么有名，但我覺得他是真正的物理學(xué)家?！?/p>

但是巴丁實在是太低調(diào)了，拿了兩次諾獎卻名聲不高，有人曾經(jīng)提出過“巴丁數(shù)”這一概念，用于形容“謙虛程度”，等于成就比上自我吹噓。

物理學(xué)家巴哈特就說，一般人的巴丁數(shù)等于1就很不錯了，而巴丁則為無窮大。

那么，約翰·巴丁到底是個怎樣的人呢？

開掛的少年時代

最右為巴丁

1908年5月28日，約翰·巴丁生于美國威斯康星州，是家中五個孩子中的第二個。

雖然不像高斯那般神童，但從小學(xué)起他的才能就已經(jīng)顯現(xiàn)了。

才9歲剛上三年級，他就覺得功課簡單得不像話，直接連跳三級，成了一名初中生。

連跳三級之后，巴丁依然是班上的學(xué)霸，尤其在數(shù)學(xué)上，第二年就參加了麥迪遜市的代數(shù)競賽，還拿了獎！

到了1922年，14歲的巴丁已經(jīng)完成了大學(xué)預(yù)科的學(xué)業(yè)。

雖然智商超前，但作為老二，超老大太多好像不太好。于是，他陪著哥哥多讀了一年高中，主修物理和數(shù)學(xué)課程?！?/p>

一年之后，15歲的巴丁成了美國著名的威斯康辛大學(xué)的大一新生。雖然巴丁在物理和數(shù)學(xué)上很有天賦，但他卻選擇了電氣工程專業(yè)。

威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校

找到一生的摯愛，變成“妻管嚴(yán)”

在這里，身邊進進出出都是學(xué)霸跟教授，巴丁終于找到了一些能和他愉快聊天(學(xué)習(xí))的人。

1929年獲得碩士學(xué)位后，他跟隨著最喜歡的教授彼得斯(Leo Peters)去了匹茲海灣研究所實驗室工作。很快，巴丁憑借自己的天賦和毅力，發(fā)現(xiàn)了勘探石油的一種新的電磁學(xué)方法，大大提升了勘探效率。

也許是按捺不住體內(nèi)躁動的學(xué)霸之魂，在實驗室待了三年之后，巴丁想要繼續(xù)進修，打算到普林斯頓跟隨愛因斯坦學(xué)習(xí)物理。

當(dāng)巴丁去到普林斯頓時，愛因斯坦已經(jīng)不在那里了。于是，巴丁轉(zhuǎn)而師從維格納(Eugene Paul Wigner)教授學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)物理。

對巴丁來說，普林斯頓真是一塊福地，事業(yè)愛情雙豐收。在那里，巴丁不僅扎進了固體物理學(xué)這個讓他獲得兩次諾獎的“坑”，更重要的是，他遇到了此生摯愛——妻子麥克斯韋。

巴丁與珍妮

1938年，兩人喜結(jié)連理?；榍?，巴丁的工作是做各種研究?；楹?，巴丁的主業(yè)變成了照顧妻子兒女，副業(yè)才是做研究。視老婆如命的他，就算實驗室的工作再多再忙，全家的飯菜也都是他一個人包攬。成為了一個典型的“妻管嚴(yán)”。

發(fā)明晶體三極管

二戰(zhàn)結(jié)束后，在朋友的推薦下，巴丁去到貝爾實驗室半導(dǎo)體物理組工作，研究固體物理。與著名物理學(xué)家肖克利、布拉頓成為同事。

1945年4月，巴丁加入到了貝爾實驗室，成為固體物理研究小組的成員。

當(dāng)時，肖克利(William Shockley )是小組長，組員還有布拉頓(Walter Brattain)。

他此行的目的，正是要研發(fā)出全世界人民熱切盼望的半導(dǎo)體電子器件——晶體管。

1904年史上第一個電子二極管

在晶體管還未面世時，電子管的缺點就已經(jīng)暴露無遺了。

雖然電子管曾推動了無線電的蓬勃發(fā)展，但其笨重、能耗大、壽命短、易出故障、難以維修等毛病，就已經(jīng)十分讓人厭棄了。

當(dāng)時，組長肖克利就提出了構(gòu)造一個半導(dǎo)體三極管的設(shè)想，以尋求解決辦法。

也就是將一片金屬覆蓋在半導(dǎo)體上面，利用金屬與半導(dǎo)體之間的電壓所產(chǎn)生的電場來控制半導(dǎo)體中通過的電流。

這雖然已是“結(jié)型場效應(yīng)”的基本工作原理了。

但不幸的是，這一理論無論做多少次實驗都未能成功，而肖克利也無法解釋原因。

1948年貝爾實驗室，巴丁（左）、肖克利（中）、布拉頓（右）

直到巴丁的加入，并提出那個至關(guān)重要的半導(dǎo)體表面態(tài)理論，這才解決了卡住所有人的難題。

原來，在外加電場的作用下，電子被吸引到半導(dǎo)體的表面并被束縛在那里，形成了嚴(yán)密的屏蔽作用。

這也阻止了電場穿透到半導(dǎo)體內(nèi)部，因而不能形成電流。

這也是為什么肖克利在實驗中，一直觀測不到場效應(yīng)的原因。

找到謎題的答案，實驗就好辦多了。

在這之后，他們便巧妙地借助含正負離子的電解液，改變了晶體表面電荷的分布，解決了“半導(dǎo)體表面態(tài)”的問題。

經(jīng)過幾天的奮斗，巴丁和布拉頓就觀測到了放大30%的輸出功率和15倍的輸出電壓。

于是，世界上第一只稱為點接觸晶體管的半導(dǎo)體放大器就這樣問世了。

晶體管，是20世紀(jì)當(dāng)之無愧最重要的劃時代發(fā)明。

他將人類直接帶進了數(shù)字時代，只要你能想得到的電子產(chǎn)品，幾乎都運用了晶體管技術(shù)。

世上第一只晶體管

晶體管的發(fā)明，無疑是研究小組送給貝爾實驗室最好的禮物，人人都歡欣鼓舞。

但卻有一人高興不起來，那就是肖克利。因為作為一組之長，他并沒有身先士卒親自指導(dǎo)，自然也沒被列為專利發(fā)明家。于是，他打算趁這個成果未公布之前，背著巴丁和布拉頓，獨自研究出更先進的結(jié)型晶體管。

很快，肖克利也設(shè)計出了結(jié)型晶體管，并在1955年脫離了貝爾實驗室，自立門戶成立了“肖克利半導(dǎo)體實驗室”。

當(dāng)時，肖克利憑著“晶體之父”的名氣，吸引來了一批聰明又富有激情的年輕人，在硅谷開天辟地，甚至被稱為“硅谷之父”。只是因為傲慢專橫的個性，那些斗志昂揚的年輕人都紛紛離他而去，這便是歷史上的“硅谷八叛逆”。這“八叛逆”包括了后來仙童半導(dǎo)體、因特爾公司的創(chuàng)始人諾伊斯和摩爾等。而肖克利卻在那10年實業(yè)生涯里什么都沒撈到，只能回到大學(xué)校園。

當(dāng)初為了不讓巴丁和布拉頓再參與晶體管的后續(xù)發(fā)展工作，肖克利還利用自己的行政權(quán)，直接將他們踢出了研究小組。

此外，在這個成果公布之時，傲慢的肖克利也極力突出自己的成就，冷落了一旁的巴丁和布拉頓。

所以這也導(dǎo)致了一個現(xiàn)象，只要提起晶體管，人們第一時間想起的總是張揚的肖克利，而不是巴丁或布拉頓。

三位晶體管之父

當(dāng)然，溫和的巴丁本人也什么都沒說，就離開貝爾實驗室，退出了這場晶體管爭奪戰(zhàn)。

晶體管發(fā)明9年之后，約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓和威廉·肖克利共同榮獲1956年諾貝爾物理學(xué)獎。

頒獎當(dāng)天當(dāng)差不多滿世界的人都知道了獲得諾獎的消息后，而此時的巴丁一無所知，像平時一樣在廚房為家人煎雞蛋。

小女兒興沖沖地跑進廚房大喊：“爸爸你獲得了諾貝爾獎！”

巴丁嚇了一跳手一抖，鍋和雞蛋“啪”地掉在了地上。

得知獲獎消息之后，巴丁在給朋友的信中寫道：

“我懷疑委員會中的很多人都不確信這項技術(shù)值得獲獎。我自己也感到懷疑。”

世界上第一個晶體管獲獎的消息，讓巴丁身邊的人們開始關(guān)注這個沉默低調(diào)的男人。

有天晚上，一班物理學(xué)家和夫人自發(fā)組織拿著手電筒當(dāng)火炬高歌祝賀巴丁，巴丁趕緊制止他們，“你們輕一點，別吵到我太太睡覺?！?/p>

巴丁的“妻管嚴(yán)”是出了名的，連報紙的頭版頭條都是：“本地一女子的丈夫獲得諾貝爾獎”。

可以想象如果沒有晶體管的發(fā)明，就不會有后來的集成電路，就不會有現(xiàn)在的袖珍電腦、手機等智能設(shè)備。憑借自身優(yōu)越的性能，開創(chuàng)了全新的電子領(lǐng)域，成為了與印刷術(shù)、汽車和電話相提并論的偉大發(fā)明。改變了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)。

晶體管取得成功后，這位寵妻狂魔并沒有停下自己研究的腳步，他又開始跨界搗鼓起了超導(dǎo)現(xiàn)象。

投入超導(dǎo)研究，再次獲得諾貝爾獎

其實離開貝爾實驗室，對巴丁本人來說或許才是最好的選擇。

當(dāng)時世界上很多著名的科學(xué)家，像愛因斯坦和費曼這些大牛，都在試圖解釋超導(dǎo)現(xiàn)象。很多人都接近成功，但還是沒有人能夠真正解釋。

1957年，也就是獲得諾獎的一年后，巴丁和庫珀、施里弗共同創(chuàng)立了BCS理論，對超導(dǎo)電性做出了合理的解釋，震驚了整個物理學(xué)界。

他們完整地解釋了為什么有些材料在一定溫度下電阻可以變?yōu)?的原因，為之后制造更精密的實驗儀器、坐上磁懸浮列車奠定了理論基礎(chǔ)。

利昂·庫珀(Leon Cooper)和羅伯特·施里弗(Robert Schrieffer)

1972年10月20日清晨，一個來自瑞典的越洋電話吵醒了熟睡的巴丁，因為超導(dǎo)性研究，巴丁再次獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

巴丁也成為了第一位獲得兩次諾貝爾物理學(xué)獎的科學(xué)家。

巴丁領(lǐng)獎現(xiàn)場

巴丁不僅低調(diào)，還非常謙遜。因為兩次獲獎都是與他人共同分享的，所以巴丁曾開玩笑說，自己其實只是獲得了三分之二的諾貝爾獎。

巴丁覺得自己不過是一個平常人，一個懂點物理，希望與老婆白頭偕老的平常人。

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