查理 · 斯达克 · 德笛珀奖(The Charles Stark Draper Prize)已被视为世界上最具声誉的工程科学奖。然而其两年一度所公布的获奖人却远未被大众传媒所注重,该奖的起源及其重要价值即使在工程科学界内也鲜有人知,这是令人遗憾的。事实上若有更多的人知道和了解这一奖项及其获奖人的工作,无疑将有助于激励更多的年轻工程技术人员。为了更好地了解该奖的起源及其意义,有必要回顾一下近100年前诺贝尔奖创立之初的情况。
诺贝尔奖是瑞典出生的炸药发明家、工程师阿尔弗雷德 · 诺贝尔于1895年(即他去世的前一年)手书了一纸文件后设立的。这份仅有275个单词的文件明确限定了该项由诺贝尔本人的相当可观的地产所积累的基金奖项将用于奖励那些,在过声岁月中给全人类带来巨大利益的科学成就。诺贝尔设计了5项奖,分别对在物理学、化学、生理学或医学领域作出最重要贡献的个人;对在文学领域创作出最优秀作品以及在促进世界和平方面作出杰出贡献的人士设立专门奖金。
诺贝尔还言明,科学奖中的物理和化学奖由瑞典科学院负责评选。尽管诺贝尔本人不会将发明和工程技术成就摈弃于纯科学之外,然而瑞典科学院却将基础科学局限于物理和化学两大领域。此外,瑞典科学院通常更注重获奖提名人的长期成就和毕生工作,而非遵循诺贝尔当初的意愿,即某项成就一经确认即可授奖。
首次诺贝尔奖于1901年颁发。首批获奖科学家的大名如雷贯耳:德国物理学家威尔海姆 · 伦琴,他于1895年发现了X射线,荷兰化学家范托夫 · 他确立了化学动力学和渗透压定律(这项发现是在颁奖前的10多年前作出的)。首次颁奖的7~8年后,诺贝尔奖的评选已形成某种框式,当时的“纽约论坛报”曾这样反映了科学界内外人士的看法:诺贝尔基金会的最大特点之一是它忽略了诺贝尔本人曾受训的职业。或许是出于对这些批评的回应,1909年的诺贝尔物理学奖授予了意大利电气工程师马可尼和德国物理学家布劳恩,以示承认他们在无线电报装置方面的贡献;1912年又因达伦在发明航标灯自动调节器方面的成就而授予其该年度的物理奖。然而这种对工程成就的认可归根结蒂是无规则的、欠系统性的。这样,诺贝尔本人生前很明确的有关要承认并奖励工程成就的意愿事实上已被排除在诺贝尔奖之外。
诺贝尔本人当初并未考虑设立的奖项——诺贝尔经济学奖于1969年首次颁发,它是由瑞典银行出资设立的,该奖的全称为“瑞典银行为纪念诺贝尔所设立的经济学奖”。此例一开,其他一些有代表性的学科如数学,也急于找到诺贝尔基金会,希望也能为之增设专门奖项,截止到80年代初期,诺贝尔基金会对此类申诉一概不受理。因此,当1986年诺贝尔基金会明确拒绝美国工程学会有关申报设立诺贝尔工程奖的请求时,人们并不显得惊奇,因为该基金会根本不考虑此事。
德雷珀其人及德雷珀奖
1988年,美国国家工程科学院设立了查理 · 斯达克 · 德雷珀奖,该奖是两年一度授予那些为全人类的幸福和自由作出杰出工程成就的个人。主要由位于麻省坎布里奇的查理 · 斯达克 · 德雷珀实验室捐助的德雷珀奖由一枚金质奖章和37.5万美元奖金组成。关于德雷珀其人以及都由哪些人获得了该奖,这些获奖人的简要成就等可能外界知之甚少。
查理 · 斯达克 · 德雷珀生于1901年10月2日,也即诺贝尔奖首次颁发的那一年,他的少年时代在密苏里州Windsor的一个小镇上度过,进大学时他首次就读的是密苏里矿冶学院的图书馆艺术系,两年后他转校到斯坦福大学。1922年他毕业于斯坦福,获心理学学士学位;其后他在麻省理工学院先后获得电化学理学士学位(1926);1928年获物理学硕士学位;1938年获物理学博士学位。与此同时,他在MIT获得教职,先在该校航空工程系任助理教授,1939年成为正教授。在MIT的长期教学科研生涯里,他领导着航空航天系,并在检测仪器和控制方面有颇深造诣。
由于德雷珀尝试做一名空军飞机驾驶员的努力未果,遂他将兴趣转向民用飞行。在他取得飞行员资格后,他弄到了一架飞机,并自己动手对飞机的仪器仪表缺陷作了彻底改进,德雷珀在“阿波罗”计划的导航、控制系统的研制中发挥了重要作用。NASA与德雷珀实验室订立的第一份合同即是设计阿波罗计划的登月舱和指全舱系统。1973年,MIT将30年代建立的检验仪器实验室组建为德雷珀实验公司,这是一个独立的非盈利的研究开发组织。1987年在德雷珀辞世不久,实验室董事会即批准为德雷珀奖捐资。
集成电路和喷气发动机
首届德雷珀奖于1989年授予两位工程技术专家基尔比(J. S. Kilby)和诺伊思(R. N. Noyce),他俩独立地发明并改进了集成电路,基尔比1923年生于密苏里的杰斐逊城,先后在伊利诺斯大学和威斯康星大学获电机工程学位。他曾在全球联合公司从事了10年的厚膜集成电路的设计和开发工作,1958年他迁到达拉斯,在得克萨斯仪器公司从事集成电路开发、应用工作,并一直干到退休,基尔比在集成电路方面的贡献是提出了将电路元件置于一个单片上的思想,并最终实现了在一块硅片上集合众多元件。
罗伯特 · 诺伊思1927年生于衣阿华州,在MIT获得物理电子学博士学位;1956年起加入肖克莱半导体实验室,其后又与人合办了一家半导体公司。诺伊思的贡献是提出了用印刷线路板将所有的元件连接起来的思路。
第二届德雷珀奖授予了曾一度是竞争者后又险些成为敌人的弗兰克 · 威特尔(F. Whittle)和汉斯 · 冯 · 奥海因(Hans. V. Obain),他俩在30年代曾独立研制出了喷气发动机。
威特尔1907年生于英格兰中部的考文垂,先后就读于皇家空军学院和剑桥大学。早在他还是空军学院学生时,他就为喷气推进的可能性深深迷住,他的毕业论文主题亦是讨论飞机设计的未来发展。其后他在皇家空军呆了25年,但军事当局对他的主张并不热衷。1930年他获得首项有关涡轮喷气发动机的专利。直到1939年他才获准将自己研制的发动机安装到试验飞机上作试验飞行。装有威特尔设计的发动机的首架飞机在二次大战期间的1941年问世。
汉斯 · 冯 · 奥海尔,1935年在哥廷根大学获物理博士学位。由于受他当时一位导师的影响,他开始迷上喷气发动机。不久他的喷气发动机模型一展示就为德国一位飞机制造商海因克尔(E. Heinkel)感兴趣,他即聘用了这位年轻人。1937年喷气发动机的实验室试验已告成功。此后,德国空军当局也对这一研究给予推动,但随着二战的爆发,军方把主要精力投向生产更具有推进力的飞机上。冯 · 奥海尔则继续自己的研制工作,1939年8月底,也就是在纳粹德国占领波兰的前几天,海因克尔飞机公司生产的涡轮喷气发动机首次成功地进行了7分钟的试飞。虽然在二战临近结束时,德、英两军有过一次规模较小的喷气式飞机空战,但这两位喷气发动机的研制者却从未在空中混战中遭遇过。冯 · 奥海尔1947年移居美国,在赖特 · 派特生空军基地工作,直至退休。
FORTRAN之父
1993年10月公布的第三届德雷珀奖授予了约翰 · 拜克斯(John Backus),以表彰他创立了第一种通用、高级的计算机程序语言——FORTRAN(这里FOR即为foymula,TRAN即为translation,中文名为公式转换程序)。由于该程序语言能将与用户更友好的计算机语言转换成计算机的二进制机器,拜克斯使得计算机能更便利和有效地用于各类问题的求解和应用。
约翰 · 拜克斯生于1924年,曾在弗吉尼亚大学学过一年化学工程,然后转到匹兹堡大学攻读工程学,这以后又上过哈佛医学院,一年后入纽约医学院。1946年他在无线电电视研究所工作,1950年他加入到著名的IBM公司,一开始是作为程序员,1963年升为IBM的高级技术主管。此前的10年,作为某项计算程序设计的项目经理,拜克斯开始酝酿为新一代计算机配置FORTRAN程序。1957年FORTRAN开始装入到IBM704计算机中,据统计,现今约44%的工程、科学类计算机应用都使用了FORTRAN语言。此外,所有现有计算语言的25%以上是派生于FORTRAN程序。
获奖人感言
当威特尔和冯 · 奥海尔被间及如何才能激励更多的工程技术人员像他们那样有所成就时,这两位获奖人都强调了需要更多地强调简洁性和人奋斗:带来突破性进展的思想通常不是一个小组集体想出来的;那些具有根本意义的发明通常是由一些非常简洁的图表以极简单的方式构画出来的,这点即使在那些声名显赫的实验室也不例外。
无论外界对德雷珀奖评价如何,其两年一度的获奖工作作为诺贝尔奖的必不可少的补充而确立了自己的特色、地位,正如Science杂志在第二届德雷珀奖颁发之后所言:伟大的工程技术成就终于有了一个认可的奖项,就该奖获奖人的创造性发明的价值及其对人类的意义而言,其意义绝不低于甚而超过了诺贝尔奖。
[American Scientist,1994年1-2月号]