1977年12月10日在瑞典斯德哥尔摩，（美国）贝尔实验室的斐列普·W·安德逊获得了1977年诺贝尔奖金物理学奖。安德逊是与哈佛大学的约翰·H·范·符莱克和英国剑桥大学的纳维尔·莫特爵士分获瑞典皇家科学院这项奖金的。

安德逊在1949年进贝尔实验室，现任新泽西州墨莱山物理研究室特邀主任。在下列谈话中，他谈到了为荣获诺贝尔奖金所从事的工作，以及基础科学——还有科学家——在电讯工业中的作用。

本文译自Bell Laboratories Record，vol. 56，No 1,1978。作者：JC. Theberge。

问：安德逊博士，瑞典皇家科学院说你是由于固体物理学领域的基础理论研究而获奖的。能不能请你谈谈背景，并加以发挥？

答：科学院注意到我们——范 · 符莱克、莫特和我自己——曾在物理学的广泛领域中工作过。我们的工作经历很不相同，如果你把它们加到一起，几乎等于一个科学分支了。因此很难引述某一特殊的东西。

举例说，范 · 符莱克确实“写了那本书”，那本关于固态中磁性的书，但是要谈论任何人都会视作重大发展的那个东西却是困难的。

然而，当他们宣布获奖时，皇家科学院确曾特别提到了几件事情，虽然并没有决然局限于一个很小的范围。其中之一谈到的是我在非晶态材料方面的工作。

大多数固体物理学是研究常规系统，常规晶格的。在这里，原子呈现出非常有规律的、重复出现的模式。我的工作是试图找到方法，研究那种原子并不排列成正规、有序结构的材料。这种材料就是我们称之为非晶态的东西。二十年前我所写的论文，其中包含了一个非常一般的、基本的理论，说的是如何描述原子在非晶态材刺中的行为。这个定理可以形成理解下述情况的基础，即电子在这些材料中是怎样运动的——原子的振动（“声子”）或与此相关的任何一种波的现象，在这些材料中是怎样运动的。

我确信这一定理是真实的，但我不知道把它付之实用时怎样才能使它起作用。莫特走得更远，他检阅了各种实验数据，加上了他自己的一些基本思想，然后得出结论认为，非晶态材料中的电子运动确实是遵循我的基本定律的。这个基本定律不光是对于了解非晶态半导体中所发生的情况是重要的，对于了解多种系统所发生的情况也是重要的。

莫特使人们相信，这是了解非晶态这一个方面的正确途径。他还积极从事培植这一科学领域，帮助组织科学会见，并因此而帮助这一领域获得力量、团结以及极为重要的信心。

就是在这样一种气氛中，一门关于非晶体半导体的真正科学开始发展了，从中产生了人们现已宣告创始的一些技术发展。

问：你提到理论科学和实验科学，二者究竟是怎样区别的？

答：理论科学家几乎完全在他的脑子里工作，工具只有纸和铅笔；而实验科学家则是在一个更加有形的环境里，在实验室里，把他脑中的产物研制出来。但今天已经没有那么多的区别了。实验家们穿着白大褂在实验室里用烧杯倒来倒去的那种老式场面已经成为无稽之谈了。实验家们并不在乎穿白大褂；他们把大部分时间用来订购设备，分析数据，将他们高度自动化的实验所得结果输入计算机进行数据处理，甚至可能就将这个实验直接接入计算机。理论物理学家许多老的职能，现在已是实验科学的一部分。

然而，理论家们确有其明确的、毫不相同的职能。其一是将各种不同的实验结果进行综合。理论工作者们并不是某一门实验的专门家；他们是问题的专门家，他们将看出不同实验的结果是怎样地都和这同一个问题相关联的。第二个职能是提出假设，提出他们周围物理世界的模式，他们希望得到能与—切目前的实验，也可能与某些未来的实验相符的模式。

问：像贝尔实验室这样一个负有专门任务的机构，又是怎样融洽地进行这项基础理论研究的呢？

答：我的确认为，这是一个我们中间的每一个人各有其答案的问题。所以让我作为技术人员中的一员，而不是公司经理，来谈这个问题。

这个问题的一个方面，是被物理学家们称之为无限乘以零的问题。要生产出会发展成技术上一项重大革新的那种东西——像晶体管那样的东西，概率是很低的。这就是方程式中的零。另一方面，如果你当真发现了像晶体管那样的东西，那么不光是贝尔系统，而且是整个世界，受到的益处是不可计量的。这就是这个方程式中的无限。

贝尔系统用于发明晶体管的研究费用，相对来说是不大的。虽然很难估计，但大约少于一百万美元。想到这一点，你确实可以认为差不多每笔开支都是该花的。今天，晶体管已经不仅成为一项亿万美元工业的基础，而且是我们整个工业社会的很大一部分的基础了——例如计算机、武器、空间计划、现代化电视等等都是。如果我们没有投资于这项研究，我们现在所做的非常大量的事情将会极其困难。所以这就是回答之一。

另一个回答与研究机构总的信心和蓬勃精神有关，这是一种在整个发展计划，在工程中从头到底贯串始终的科学探索和勇往直前的精神。

对这一问题的另一个回答是：一个只备有直接为特定任务工作的工程师的机构，只能解决那些预期要解决的问题——那些你早知道有的问题。这些并不是仅有的困难问题。在任何技术系统中，最困难的问题也许是那些你至今还不知道它存在的问题。困难的问题在于解决那些未曾意料到的问题，它镶嵌入你那个科学技术系统的块块中，事先你根本不知道有此必要。你需有这方面的洞察能力，而这是一个专门工程师没有时间去加以考察的。

因此，在贝尔实验室，我们有范围广泛的不同水平的自由，也有范围广泛的不同种类的研究空气，我以为这是很好的。我们必须保持一定数量的骨干，他们享有探讨他们认为值得探讨之处的自由。我们也必须保持一定数量的骨干，他们能发起那种可能成为有用发明之基础的研究工作。而最后，我们必须拥有直接从事与指定任务有关的工作的人。

问：既然有必要进行基础研究，那么有些报道说美国公司大量削减基础研究，这就奇怪了。另一方面，也有些关于相反倾向的报道。在贝尔实验室以及整个说来在这一领域中，你有没有感到以一种方式或另一种方式存在着任何这种变化？

答：我想，混乱的根源在于有一种演变正在进行。某些公司毫无疑问在削减基础研究。其他某些公司的基础研究活动，则是从一个领域转化到另外一个领域去了。因此，你若在一个领域中看来活动好像增加了，但在另一个领域来看，活动就好像减少了。

在这里贝尔实验室，我看到一种轻微的变化，即在走向软科学，诸如经济学或心理学或计算机科学，这是相对于像物理学这样的硬科学而言的。我想这也许是对机会和挑战的一种反应。但我们仍然在把人带进硬科学中去，而且是些非常能干的人。我认为情况是很健康的。

从全国范围来说，政府对基础研究的支持，在过去十年里平下来了。在这点上，我要说，有淡淡的迹象表明，支持可能在增加，至少不像再往下降了。也许钱的数目不会增加，但花钱的方式可能会有某种不同。可能会有较多的钱用于基础研究——例如理论研究。

问：安德逊博士，你有一次说过，作为一个理论工作者，你的工作是为别人在发展技术方面所做的工作奠定基础。你能否举个例子？

答：让我来描述一下在这里贝尔实验室，像我自己这样一个基础科学家所担负的一项重要任务。当谁有个想法，他认为是个好主意时，他会来找我——或别一个理论工作者一说：“这能搞得成吗？你是不是知道物理学定律对这个有任何真正界限没有？”举例来说，当第一个三级微波激射器正在造的时候，记得有人问过我这个问题，当时我回答说没有。实验家干得更欢了，因为我看不到在基础理论上有什么东西会妨碍他实现他的主意。像这样的帮助，在许多其他场合，我或我的基础研究的同事们也都提供过。一个科学家能用在十秒钟里回答一个问题来偿还他二十年中所得的工资，这一点对有些人是很难解释得清楚的。

基础科学家的另一项作用——在这里贝尔实验室我们所起的一项独特作用，是跟一个实验工作者紧密协作。我曾经同我那么多的朋友们非常紧密地在一起工作过，就在他们自己的实验室里他们的身边看着。那是一种双向的途径。我们，或者是接受他们实验结果并思考这些结果，或者是就可能有用的实验或实验安排提出建议。

问：我们知道你的理论已被应用于磁泡的发展，现在贝尔实验室已把它用在录制发言系统的存储器中。在这项应用中，人们是怎样从你的工作引出此项发展的呢？

答：这是一种非常微妙的关系。我在磁学领域里做过大量工作。不错，在磁泡存储器中，以及在所有绝缘的磁性材料如他们所使用的柘榴石中，原子磁之间的基本相互作用确实是遵循我在1950年所发展的一项理论的，那就是“超交换”理论。

再说说另一件事情：1973年，我被要求给一个与磁性发展有关的小组开课讲磁性研究，我照办了。贝尔实验室中许多在磁学领域里开创工作，以及他们的研究最终导致产生磁泡的那些材料的人，就是在那个讲习班里学得磁学的。

问：超导体是怎么回事？

答：是的，这是诺贝尔奖金主持者放在他们的“物理学大栏目”下的另一个领域。超导体是我做过大量工作的一个领域。1961和1962年，我在剑桥教书的时候，在我的班上有一个叫约瑟夫逊的学生。他说，他利用我的一些基本思想，创议设计了某种超导隧道装置，这种装置现已命名为约瑟夫逊装置或约瑟夫逊结。他从理论上倡议了这种装置，并因此得到了诺贝尔奖。有大量的技术早已以这种装置为基础，用计量技术的术语来说，就是科学仪器学。

约瑟夫逊创议了这个理论；而表明约瑟夫逊效应之存在的第一个实验性示范，是在贝尔实验室完成的。现在我们有少数几个人正在这一方面工作。与此同时，其他公司则有许多搞技术的人在根据约瑟夫逊效应发展计算机硬件。毫无疑问，约瑟夫逊效应将成为未来的主要计算机方法之一。这种方法最终必将证明是有用的。

问：你的工作已对固体物理学的许多方面发生影响。鉴于你在贝尔实验室的研究工作范围之广泛，你是否曾经改变过你工作的出发点——譬如说由于受到了科学方面的压力，或加在电子通讯工业方面的压力。

答：不，任何时候，我从不根据压力而作出我科学上的决定。有一篇关于我工作的新闻报道暗示，我曾经由于这种原因而停止了非晶态材料研究，但实际上那是一些科学事件的结果。在我1957 ~ 1958年写出我的定理之后，马上出现了巴亭 - 柯伯 - 施里夫超导性理论。我觉得关于这一理论我有一些很重要的东西要说，这就使我进入了这个超导体的领域。——其结果是相当有成效的。我也进行过其他一些关于磁学的工作，也是特别有成果的。这在诺贝尔奖状中也提到了。

发生这种改变的第二个原因在于当初我并不明白为什么我的关于非晶态材料的定理能行得通。这是直到十年之后——在莫特工作之后——我才开始明白它真正能行的道理。在那个十年里我学到了很多东西。直到今天，我还在惊讶它是怎样工作的。原因在于当定理写出来时我们所不懂的那些特别复杂的、深邃的小块块理论物理学。莫特给了我毫不含糊的证据。他也使我相信，人们误解了我的定理，而我则想要纠正它，并改进我所说过的东西——用现代术语来加以重述。因此我回到了这个领域，我为此而感到高兴。

问：你从事研究的这些非晶态材料，现在是否用于贝尔系统的任何设备？

答：贝尔系统设备中充满了非晶态材刺——塞满了。非晶态材料是我们日常生活中所用的最普通的材料——玻璃和各种塑料。人体的大部分是非晶态的。非晶态材料最初并不利用它们电子方面的性能——那就是说，作为非晶态半导体来使用。授奖时所提到我的非晶态材料研究工作的专门领域就是非晶态半导体领域，但最近我正在非晶态材料的其他方面进行工作，而在我看来，这种工作差不多是同样重要的。

到目前为止，还只有少数用非晶态材料做的装置，具有与那些晶体材料装置相类似的功能。有一点值得提出的是，用非晶态材料作电子部件已经不新鲜了。为什么非晶态材料这笔买卖在贝尔系统之外远比贝尔系统之内做得多？原因之一是，非晶态半导体的最大用途是在照相翻拍作业。很明显，这不是我们的兴趣所在。我认为，很有可能我们将在与现今晶态半导体用途相类似的领域以外找到用途，这种用途将从非晶态材料的优点中得到好处。这就是低成本、低阻抗以及与晶体材料很不相同的其他优点。

实际上，对于像玻璃这样的简单材料，基础科学进行得很不好。我在这一领域进行了一些工作——例如，关于了解玻璃在低温状态的热性质。贝尔实验室其他人也做过这个工作。在这一领域，一些非常好的实验和理论工作正在完成。我们已发展了关于玻璃基本结构的一些很有意思的想法。关于磁性非晶态材料其他方面的工作，是我最近正在做的事，在那个方面同样也在做有意思的理论和实验工作。我想这个工作跟贝尔系统工作的关系，比起早期的较为基础的工作来更为直接。

在差不多每一个现代化的半导体器件中，例如在我们称之为MOSFET（即金属氧化物半导体场效应晶体管中，都有非晶态氧化物——一薄层玻璃）。在差不多任何半导体器件外面，也总有一层非晶态层。这些非晶态层的性质，很难说已经开始从基础的观点加以研究，然而它们却有着至关紧要的重要性。

现在还刚刚开始认识到，这些小块的玻璃并不是完完全全被动的，在它们内部有许许多多的物理学作用，它们理所当然地应被作为一个基础材料问题来加以研究。我们在这方面开了个头。我猜想，为发展贝尔系统的技术而在非晶态材料上进行的工作，到头来它对普通玻璃性质或许还有高分子材料性质的冲击，将超过对非晶态半导体电气方面应用的冲击。当然，我必须说，由于要制造光学通讯系统用的玻璃纤维的缘故，贝尔系统正在非常深入地研究玻璃的性质，而且正在以一种毫不复杂的、简单的技术方式完成着很好的工作。在基础理论科学和玻璃纤维发展领域之间，同样有一个界面，也应该有一个界面。

问：安德逊博士，你不光是谈了你的工作，而且谈到了许多其他人的工作。你个人对这个荣誉，你的诺贝尔奖，有什么感想？

答：那个，我基本上把这个看作是对固体物理学作为一个整体的奖励——是奖给整个固体物理学界的，是奖给它的延续不断的智慧的能动性和力量的。伟大——实在伟大。

（张荫槐 译）