弗雷德里克·塞茨(Frederick Seitz),著名的科学家、作家和学科带头人,固体物理学发展中的一个主要参与者,国内国际颇有影响力的科学代言人,厄巴纳-尚佩恩的伊利诺伊大学一个颇具影响力的固体物理学研究小组的奠基者,于2008年3月2日在纽约去世。
1911年7月4日出生在旧金山的塞茨,用了高中生涯一半的时间从利克-威尔默丁高级学校毕业,考入斯坦福大学,3年后获得了学士学位。后来他听取了爱德华·康登(Edward Condon)的建议,选择了普林斯顿大学进行研究生学习,并成为了尤金·魏格纳(Eugene Wigner)所带的第一位研究生。他在1934年发表的关于金属钠的开创性论文,引发了他与魏格纳共同致力于有关金属凝结的研究。他们应用对称性原理来阐述晶体的量子理论,并借助日益强大的计算方法为该领域的大规模扩张开辟了新路径。数百位科学家推动了后来的延伸以及这些方法的应用。
离开普林斯顿之后,塞茨先后在罗切斯特大学、通用电气研究实验室以及宾尼法尼亚大学工作过。在此期间,他开展了一个雄心勃勃的项目,其目的正如他描述的“对固体物理学的各个方面进行整合,以使得该领域获得其应得的整体性”。最后,《固体的现代理论》一书在美国参加二战之前得以问世。
1942年初在卡内基技术学院的时候,塞茨被卷入了与战争有关的工作。他就各类问题向各种各样的组织进行咨询,包括冶金、硅整流器、固体的辐射损伤。在希拉德·亨廷顿(Hilard Huntington)的帮助下,首次计算了铜晶格空位及空隙处能量的形成及迁移。这一计算对于日后许多其他的实验和理论物理学家所进行的有关金属中点缺陷的研究产生强烈的影响。战后他继续同魏格纳在橡树岭国家实验室进行合作,他还指导了关于和平利用原子能的工作。在他完成论文之后的整个期间内,他所提出的固体中最令人感兴趣和最重要的特性都是因其所包含的原子缺陷而产生,最终得以证实。
战后,政府对于物理科学的支持日益明显,塞茨那本具有里程碑意义的书在相关领域的年轻研究者当中引发了广泛的关注。最终,《固体的现代理论》促成了现在所称的凝聚态物理学和材料科学中基础与应用科学家之间的跨学科合作。塞茨坚信,理论和实验研究一定会携手共同发展。以前不同的领域,如冶金与制陶、材料的电子特性、基础科学,都开始加强联系、相互支持。
塞茨对于凝聚态物理学发展的一体化看法在1949年得以充分展现,当时他来到伊利诺伊大学领导开展了一次伟大的尝试,即对不同院系、不同大学的人员和其他资源进行整合,来实现跨学科之间的合作,并且引进了新实验室与设备,招聘了校内外的各类专业与技术人员。约翰·巴丁(John Bardeen,美国物理学家,1965~1972年两度获得诺贝尔物理学奖)就成为了他所招聘的核心小组成员。1957年塞茨开始担任物理系主任,领导建立了一个材料研究实验室,现在以他的名字命名。
1954年至1959年期间,塞茨担任美国物理研究委员会主席,并与1961年任美国物理协会主席。他在参加这些活动的同时,有一年(1959
~60)还担任北大西洋公约组织的科学顾问。他和他的核心小组成员,给伊利诺伊大学的研究生提出指导建议,并为伊利诺伊大学邀请了国外大批博士后和高级访问学者。
总的来说,塞茨所发表的研究成果在很多领域产生了积极的作用:光谱学、发光、塑性变形、照射效应、金属物理、自扩散、金属和绝缘体上的点缺陷以及科学政策。与大卫·特恩布尔(David Turnbull)合作,编辑出版了一批新的学术丛书——《固体物理学》。这个计划从1955年开始,现已出版了60卷,以及15本卷帙浩繁的附录。到1984年,塞茨参与编辑了其中的38卷。
塞茨的兴趣和影响力如同科学本身一样广泛。1962年,他被选为美国科学院主席,当时还是一个兼职的职位。1964年他离开伊利诺伊大学,成为美国科学院的全职主席。之后他发现了基本粒子物理学所面临的迫切问题,该领域的发展需要一批超越任何单一大学所拥有的设备。在美国科学院的支持下,他创建了一个国家联盟:全美大学研究协会。这一组织成功的同原子能委员会达成协议,创建了一个可以容纳世界上最大的粒子加速器的新实验室。塞茨任命了一个委员会对所提交的128条建议进行评估,并推荐了其中6条最合适的。那些举动最终导致了费米国家实验室的成立。
另外在美国科学院的支持下,塞茨发起了一项广泛的调查,调查成果以《物理学:调查与展望》(美国科学院出版社,1966)的形式而发表。很多年来,那项调查以及后来延续的调查,为政府机构和那些为可用资金的分配作出艰难决定的机构提供了宝贵的指导意见。而且,快速发展的凝聚态物质和材料物理学领域开始越来越多的依赖那些为大学和工业所广泛使用的主干设施。在美国科学院和美国研究理事会支持下,塞茨主持了一项具有开创意义的国家评估。
离开美国科学院之后,塞茨在纽约洛克菲勒大学担任了10年的校长,并帮助推出一项新的研究计划:涉及分子生物学、细胞生物学、生殖生物学以及神经系统科学。他在洛克菲勒大学医学院发起了新的临床研究,并同康奈尔大学联合培养MD-PhD(理学-医学双博士)。该项合作又一次体现了塞茨的观点:基础科学和应用科学彼此因另一个的存在而发展更好。
在他于1978年从洛克菲勒大学退休后,塞茨继续在众多的理事会和为公司提供建议的咨询委员会、政府组织以及科学社团任职。他对科学史有着浓厚的兴趣,为此写了一系列的书和论文,其中涉及到硅的历史、德国工业物理学家尼古拉斯·黎尔(Nikolaus Riehl)的经历以及美国科学院的历史。在他所获无数的奖项中,1973年的美国科学奖章最为显赫。
在塞茨的科学和生活中一位非常重要的人物是他的妻子,伊丽莎白·贝蒂(Elisabeth Betty)。在他的自传中,《处在科学前沿:我的科学生涯》(美国物理协会【AIP】)1994),他写道,“不妨说,在写作《固体的现代理论》时,当时全身心投入到这项写作计划中的贝蒂和我,要开始熟悉与此领域有关的每一篇文章。”贝蒂早年在中国的经历对开拓塞茨的国际视野是一个有益的补充,并且她对钢琴的热爱也丰富了他们的日常生活。有幽默感,也是一个友好、慷慨的人,塞茨为年轻科学家的成长和新兴学科的发展付出了无数的时间和精力。
相关链接
因质疑全球变暖而引发争议的塞茨
弗雷德里克·塞茨,杰出的物理学家和教育家,最为著名的是他为固体物理学所作出的贡献,尤其是为固态物质的现代量子理论奠定了基础。另外,塞茨也是一个为人所争议的焦点人物。他对于全球变暖是否归结于人类活动所导致的温室气体排放存在质疑。
1998年,当关于全球变暖的原因达成共识之时,塞茨发起了一场由20,000多名美国科学家签名的请愿活动,旨在敦促美国政府抵制1997年的全球气候变暖的《京都议定书》,以及其他类似的协议。此次请愿声明:“对温室气体的限制会危害环境,妨碍科学和技术的发展,以及损害人类的健康和福利。”
塞茨认为,有些预言把有害的气候效应归因于诸如二氧化碳等温室气体的增加是错误的。“与当前实验中得出的认识并不符合”。他相信日益增加的二氧化碳是有益的,有利于植物生长。塞茨曾担任过美国科学院的主席,但这一次美国科学院采取了罕见的措施,抵制他在全球变暖上所持的立场。当时,大多数气候学家都和他持不同意见,现在更是如此。