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Readmoo編輯團隊

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文/藍麗娟

一九六七年一月底,三十歲的青年化學家李遠哲一家四口坐計程車前往舊金山機場,欲搭機搬遷至美國東岸麻塞諸塞州,位於劍橋市(Cambridge)的哈佛大學。

在臺灣留學生圈內,李遠哲是出名的好幫手,大家有事都會找他幫忙,舉凡借宿、急病送醫、接機、送機,他總是全力協助;但是,自家有事卻從不麻煩他人。這一回舉家遷到東岸,他與吳錦麗打包行李、叫計程車,自行處理各種搬家瑣事,吳錦麗有感而發:「為什麼人家有事都想到找你,卻從不覺得你也需要幫忙?」

李遠哲於一九六二年初入柏克萊加大時,曾希望能由赫許巴赫教授指導博士論文,但未能如願;一九六三年,赫許巴赫教授即轉任哈佛大學並設立大型實驗室。峰迴路轉後,李遠哲在柏克萊取得博士學位,做博士後研究時更打造一部先進的離子與分子束碰撞儀器並完成實驗,累積設計儀器與實作的豐富經驗。但他仍深感所學不夠,尤須深化理論基礎,正好一九六七年初,赫許巴赫教授團隊一位成員來跟馬漢教授做博士後研究,李遠哲在馬漢教授推薦下,申請到哈佛大學赫許巴赫教授團隊做第二個博士後研究;對方欣然同意,如獲至寶。

夜裡,李遠哲提著行李,帶著妻兒下機抵達波士頓機場。

走出機場大門,攝氏零度的空氣經由口鼻吸入氣管,冰冷得讓他咳嗽不止。他趕緊退回門內,調整呼吸再踏出去,依舊咳了好幾聲,不禁望著窗外風雪呢喃:「這麼冷的天氣,人怎能活啊?」

他懷疑自己能否適應這寒凍的天氣,做成研究,「是不是乾脆買機票回柏克萊算了?」但是盤算所餘的金錢,並無法如願。經過幾次嘗試總算適應戶外溫度,招呼了一輛計程車。當司機搖下車窗,他問道:「坐到劍橋市區要多少錢?」

「照表計費!」

開門讓妻兒先坐進計程車,司機將行李置入後車廂,還將幾件放在駕駛座旁,遮住了里程計費表。路程很遠,感覺車子不斷在繞行,李遠哲跟吳錦麗說話時,注意到司機的右手動作怪異,彷彿在調增里程數。他想制止司機,卻又擔心妻兒在陌生環境的安危,於是默不作聲。

他們來劍橋市之前,一位在此讀書的昔日清大同學,已經幫忙在哈佛廣場附近找到一間房子,是一位義大利裔房東的兩層樓房舍。要出租的是二樓,但是房東表示二樓的格局與一樓相同,同學看過一樓後覺得合適,未察看二樓內部情況就和房東說定,只待李遠哲抵達,向房東繳交一個月押金與第一個月房租就能拿到鑰匙。他很相信這位同學,抵達市區後先讓計程車載他去找房東,付清款項拿到鑰匙就前往即將入住的二樓房舍。

入夜了,氣溫降到零度以下,計程車終於載他們抵達目的地。他想,車費一定很昂貴。然而,當全家人與行李都下了車,他取出駕駛座旁遮住里程表的最後一件行李,這才發現,里程計費表上竟然顯示:「八元。」

他和司機都很驚訝,照理說這趟車資至少也要三、四十元,但是司機卻不敢說什麼,悻悻然收了錢就開走了。看著計程車揚長而去,他推測,「可能司機偷偷調快里程計費表,因為一些失誤,里程計費反而變少了。」

這一路風塵僕僕,好不容易能定居了,李遠哲將鑰匙插入二樓房門,開了門,門栓卻傳出「呀∼」一聲,隨之,濃濃的霉味撲鼻而來。

捻開燈一看,窗簾、沙發破損積塵,桌椅傾倒,牆上四處貼著老照片,不少婦人服還掛在衣櫥裡,抽屜裝有私人物品文件,房內凌亂不堪,所到之處都能揚起厚厚粉塵,他不敢置信:「這根本是鬼屋吧?」趕忙下到一樓敲門詢問究竟,鄰居出來說:「樓上啊!兩年前住在裡面的老太太過世,就沒人住了。」

淒風飄雪的深夜,一家四口難再另覓他處歇息,只好在客廳中央清出一塊空間席地而睡。苦的是,房內暖氣竟然故障了,全家人冷得直打寒顫。李遠哲翻來覆去,責怪自己竟讓妻兒如此委曲,身心極不安穩。

隔天清晨,他請替他租屋的朋友前來幫忙打掃,但是,數小時後朋友就疲累得無能為力。他直接去找房東抗議,房東太太答應來打掃,但一個小時不到卻又反悔:「我之前也不知道屋內變得這麼髒亂,我想,我應該做不來⋯⋯」說完就走了。他決定退租,遂邀了一位朋友去找房東,未料房東以報紙上的黑手黨新聞威脅他小心,並說「房子打掃後是會乾淨的。」

初來這陌生城市的兩天內,遭遇不合理的對待,權益被漠視,李遠哲相當氣憤,儘管會損失一個月押金與一個月租金,仍決定搬離這是非之地。

忍受寒凍的氣溫,他在哈佛大學附近找到一間合宜的房舍,帶著妻兒入住,總算是安頓了。經歷心力交瘁的四十八小時波折,抵達劍橋市的第三天,他終於能向哈佛大學報到。

李遠哲傳

哈佛大學矗立於查爾斯河(Charles River)畔,園內遍植高大的樹木,地上厚厚一層冬日落盡的葉,枝幹盡顯淒清蕭條。校舍動輒是三、四層樓高,紅磚白柱構成的歐陸古典主義建築。校園並不開闊,在一幢幢老建物與陰鬱天候襯托之下,散發著一股貴族菁英氣息。化學系赫許巴赫教授團隊的實驗室隱身在其中一棟建築裡。

李遠哲走進實驗室,見狀一時詫異。相較於空間寬敞的柏克萊加大化學系拉提瑪大樓,這裡的室內空間窄小擁擠,他與好幾位博士後研究員的工作桌局促在同一區,而他的座位前面緊靠著一張黑板,每凡有人在寫字或擦黑板,粉筆的粉塵就飄到他的書桌上。

室內有一扇大窗攫獲他的視線,窗外正紛飛著白雪,風一吹,雪的顆粒在中庭旋舞,有時還往上飄飛。他在窗前凝望此未嘗見過的奇景,想像雪與風的作用、分子如何在空氣中反應,想得出神,連旁人都不禁訕笑。

出身亞熱帶臺灣的他,赴美後住在四季如春的柏克萊,未曾目睹降雪奇景。他來劍橋市頭兩天苦於酷寒,眼下卻在充滿暖氣的室內凝視雪景;良久,他感到平靜許多,遂對自己說:「既然來了,就定下心來,全力以赴吧!」

赫許巴赫教授與李遠哲深談,對他設計打造離子與分子束碰撞儀器的成就仍印象深刻,殷切期許他有更大作為,並說:「時間已經到了!交叉分子束實驗可以做以大氣化學、燃燒化學中的重要反應為研究主題的階段已經到了!我們可以嘗試超越現在的技術,打造一部新儀器,讓交叉分子束實驗不止局限於做鹼金屬元素的化學反應,而是連其他各種各樣的原子與分子的碰撞反應都能研究!」

這段宣言和期待與李遠哲不謀而合,因為他向來堅信「肉眼看不到的東西要『看到』,就要追尋它的軌跡;如果追尋碰撞前的分子與碰撞後的分子軌跡,就可以看到化學反應是怎麼進行的。」這正是赫許巴赫教授與他一直走著的人類未知的路程。他也認為,憑著他的經驗與毅力,要打造出一部先進的,能「跨越鹼金屬時代」的「通用型」交叉分子束儀器,是有機會的。

於是,他也回應教授:「好啊!我可以接受這挑戰!」

不過,除了打造通用型交叉分子束新儀器,教授還指示他帶著研究生羅伯.高登做另一項「氫原子與鹼金屬二聚體(二原子分子)交叉分子束」研究,並說:「這項研究不用打造新儀器,之前已經有人把這部『信念』(Faith)做好了,就用它做實驗吧!」

他順著教授的目光望去,走近端詳後不禁自問:「這儀器怎麼那麼不理想?」

他之前在柏克萊加大親自設計打造的離子與分子束碰撞儀器,質譜儀能旋轉,能用不同速度來做碰撞,而碰撞後產物的質量可以分析,產物的速度與角度分布也能量測,計數器能計測到一顆顆的離子,精確度與檢測效率都很高,噪音也小,都是能贏得赫許巴赫教授讚譽之因。

然而,看過這兩部儀器的人都會同意:如果「信念」還在史前人類的「石器時代」,那麼李遠哲在柏克萊設計打造的機組早已經走過「銅器時代」了。

他深入了解「信念」,判斷與其大費周章用它做實驗,不如拆掉改裝。但是,赫許巴赫教授卻說:「這部機器好好的,怎麼要拆掉呢?」其他人也紛紛投下反對票,他只好用「信念」開始做實驗。

來到哈佛之後,李遠哲的時間精力被兩個不同研究題目分割。每天早上到校跟高登討論用「信念」做實驗事宜;下午帶著兩位研究生道格.麥當勞 和皮埃.勒布列頓設計通用型交叉分子束新儀器;返家吃晚飯後,回實驗室繼續帶著高登做研究,工作時間表緊湊異常,腦子彷彿有兩部不同儀器同時運作。

專注工作之際,初入團隊的李遠哲也能感覺到其他同事「看好戲」的眼光。

柏克萊的勞倫斯放射實驗室雖被科學界譽為「宇宙的中心」,「自視甚高」的哈佛研究生儘管好奇,卻不免覺得:「到底這個柏克萊來的傢伙有什麼能耐?」逾半數成員常在室內翹腳抽菸斗,儼然一副大師派頭,一邊觀察他的動靜。

於是他開玩笑說:「不管你們要用多少菸霧,都掩蓋不住你們的無知。」(「It does not matter how much smoke you generate, it will not cover up your ignorance.)

這些人緩緩揚起嘴角,起身邀他抽菸,他則敬謝不敏。

他們等著看好戲,不久,真的等到了一場實驗事故,目睹李遠哲「出糗」。

有一天,李遠哲帶高登用「信念」做實驗,啟動電源讓高電流通過水冷銅管線圈,以便產生所需的強磁場,但是卻忘了打開出水口的閥門,使得冷卻水流入後卻無法流出。由於銅管線圈通水也通電,通電後銅管與裡面的水逐漸升溫,水壓急速增加,不久銅管爆裂,水溢流滿室地板,幸無人員受傷。

李遠哲有點難過,不明白為何會忘記打開冷卻水出口的閥門,也自責和高登沒有好好注意。他收拾善後,「信念」裡面全泡了水,水還流入幫浦,只好拆掉重新清洗。他心想:「既然已經拆了儀器,不如順便修改原本的設計再裝回去。」

於是他修改了多處,不需要的部分就拿掉。修改最關鍵之處是束源,「我把束源的距離拉近很多,讓束流增加,也就增加每秒分子碰撞的數目,讓它的信╲噪比提高。」根據他的經驗,「實驗成功的關鍵在於提升信╲噪比。」

修改並重新組裝「信念」後,成功做出很強的鹼金屬的二原子分子的束源。

這是因為鹼金屬原子最外圍的電子只有一個,它有磁性,二原子分子的化學鍵由兩個電子配對,磁性相抵消,因此沒有磁性;但是三個原子的分子總共有三個電子,具磁性。所以,他用不均勻的強磁場,讓鹼金屬的二原子分子不受磁場干擾從中間穿過;將鹼金屬原子與少量鹼金屬的三原子分子被不均勻磁場折射出束源,留下二原子分子,使它與氫原子束交叉反應。

經過改裝,到了事故後第二個星期,他向赫許巴赫教授說:「你看!現在,鹼金屬的二原子分子已經與原子和三原子分子分得很清楚,束流也很強,已經可以開始研究與氫原子的反應了!」

赫許巴赫教授並不知他已把「信念」徹底修改得更精密,還以為是機器拆開清理後更好用。後來他與高登如期完成實驗成果,也得到教授讚賞。

柳暗花明又一村,那群抽菸斗看好戲的成員態度丕變,對李遠哲大為改觀,讓他覺得,「這件事故對我來說,也算是好事啊!」

※ 本文摘自《李遠哲傳》,立即前往試讀►►►

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