约翰·巴顿 发表评论(0)
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约翰·巴丁（John Bardeen）(May 23, 1908 – January 30, 1991) ：晶体管发明人，同一领域两次获诺贝尔奖。


John Bardeen1908年5月23日，巴丁出生于威斯康星州麦迪逊城。1928年他获得威斯康星大学理学士学位，1936年获普林斯顿大学博士学位。此后，巴丁先后在哈佛大学、明尼苏达大学、海军军械实验室任职，1945年，巴丁来到贝尔实验室工作，1951年后任伊利诺伊大学教授。1959～1962年兼任美国总统科学顾问委员会委员，1968年任美国物理学会会长。巴丁的研究领域包括半导体器件、超导电性和复制技术。1947年12月23日，巴丁与W.B.肖克莱和 W.H. 布拉顿制成点接触晶体管，共同获得1956年度诺贝尔物理学奖。

1957年，巴丁离开贝尔实验室到伊利诺伊大学开始超导方面的研究。巴丁慧眼独具，意识到解决超导问题很可能需要用到量子场论工具，而他在这方面又不是很在行，于是他就寻找了一位精通量子场论，从事过原子核问题研究的博士后L.N.库珀。巴丁不仅安排他学习超导方面的知识，还鼓励他如何用自己所掌握的知识来解决超导中的问题。

经过七年坚持不懈的努力工作，巴丁和L.N.库珀以及研究生J.R.施里弗一起，创立了有关低温状态下金属超导性的微观理论，解决了当时最重要的科学难题。1972年他们三人因提出低温超导理论获诺贝尔物理学奖。在同一领域中一个人两次获得诺贝尔奖，这在历史上是罕见的。
目录
• 个人简历
• 晶体管：60花甲宝刀不老！
• 《旷世奇才——巴丁传》
• 约翰·巴丁：一位伟大的物理学家
• 诺贝尔奖二次得主知识
• 参考文献
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个人简历编辑本段回目录约翰·巴丁1908年5月23日生于威斯康星州麦迪逊市。


John Bardeen他在大学高中读了几年书，1923年从麦迪逊市中心高中毕业。接着在威斯康星大学读电子工程，在那里他自学了数学和物理。期间一度在芝加哥的西部电器公司(Western Electric Company)的工程部上班，1928年他获得了电子工程的理学学士学位。毕业后，他继续在威斯康星作了两年的电子工程研究助手，研究应用地球物理和天线辐射中的数学问题。在这段期间他第一次从范弗·雷克(J.H. Van Vleck)教授那里接触到了量子论。

利奥·J·彼得(Leo J. Peters)教授在宾夕法尼亚州的匹兹堡市的海湾研究实验室(Gulf Research Laboratories)谋了个位子，在这里完成了他的地球物理的研究。巴丁博士跟随他在随后的3年里(1930-33)进行磁和重力场测量的研究。这是一个令人兴奋的时期，这时地球物理的方法首次用来探测油矿。


三位发明家由于觉得自己的兴趣在理论科学上，巴丁博士1933年从海湾辞职，转到普林斯顿大学从事数学物理研究。就是在这里，在维格纳(E.P. Wigner)教授的领导下，他第一次对固态物理学产生了兴趣。在完成他的论文(《论金属功能函数的理论on the theory of the work function of metals》)之前，他被哈佛大学的研究学会(the Society of Fellows)授予了初级研究员(Junior Fellow)的职位。 他又在那里和范弗勒克(Van Vleck)教授和布里奇曼(Bridgman)教授工作了3年，研究金属的内聚性和电子传导，也做了一些原子核的水平密度研究。博士学位是普林斯顿大学在1936年授予的。

1938年到1941年巴丁博士在明尼苏达大学做副教授，1941年到1945年他在华盛顿特区海军兵器实验室(Naval Ordnance Laboratory)做聘用物理学家。二战时期，他做水下武器装备和扫雷的研究。二战后，他加入了贝尔电话实验室(Bell Telephone Laboratories)的固态研究组，一直到1951年，这一年他被聘为伊利诺斯大学的电子工程和物理学教授。1959年成为了大学高级研究中心的成员。

1945年以后巴丁博士的主要研究领域是半导体和金属的电子传导，半导体的表面属性，超导理论，固态的原子扩散现象。

1956年诺贝尔物理学奖授予约翰·巴丁，华特·豪舍·布拉顿(Walter H. Brattain),威廉·肖克利(William Shockley)以表彰他们，“对半导体的研究和晶体管效应的发现”，荣誉同样授予贝尔电话实验室。1957年，巴丁和两个同事库珀(L.N. Cooper)和施里弗(J.R. Schrieffer)提出了首个超导现象的成功解释，超导现象自从1908年被发现以来一直是一个谜。那以后他的大部分研究致力于超导理论的扩展和应用。巴丁博士死于1991年。
晶体管：60花甲宝刀不老！编辑本段回目录上网日期: 2007年12月06日


三位诺贝尔获得者60年前，科学家们在贝尔实验室证明了20世纪最重要的发明：第一只真正的晶体管。


John Bardeen等很难说电子时代起源于何时，但是，William Sturgeon在1825年对电磁石的发展，为Joseph Henry在1830年发明粗糙的电报机播下了种子，那是第一个被用于远程通信(1英里)的电气系统。仅仅过了14年，Samuel Morse通过连接华盛顿特区以及巴尔的摩之间的40英里链路发送了一则消息。

尽管那时候电报机的特性简单，令人惊讶的是需求增长相当快。到了1851年，西联公司开始商业运营，也就是在同一个十年内，Cyrus Field通过一根易碎的电缆连接了新旧世界，尽管这根电缆在传输了第一条消息之后起码中断了三个星期。然而，后来的努力取得了成功。瞬间实现的跟大西洋彼岸的通信旋即使这种技术家喻户晓。

尽管Alexander Graham Bell在1875年发明的电话现今仍然受到普遍的赞誉，但是，它成为实用器件还是在Thomas Edison两年以后发明碳麦克风之时。扬声器的语音通过一包碳颗粒进行调制，通过改变电路的电阻，从而把信号发送到接收器。

不久之后，许多发明家提出了无线通信的设想，Guglielmo Marconi在1896年申请的专利以及后续的实证中进行了整理。像电话以及电报机一样，早期的无线电既没有采用CPU、晶体管，也没有采用真空管。Marconi在其它发明家—特别是Nikola Tesla—研究的基础之上，利用高电压和火花隙把电磁波引入一只线圈和天线。那个信号在整个频谱上辐射，以现今的标准看是难以想像地吵杂，但是，它们管用。实际上，泰坦尼克著名的SOS信号就是利用马可尼无线电报公司制造的5KW火花隙装置广播出去的。

电路与电有关，但不是电子电路。


John Bardeen
晶体管原理尽管电话信号随着距离的增加而快速退化，与此同时，那时候的无线电设备仍然简陋，通信距离有限。全世界特别强烈地需要能够控制当时新发现的电子的流动的器件。大概就是在那个时候，Ambrose Fleming实现了电流在真空管中不可思议的流动，Edison无意中发现它能够调整交变的电流，这对于检测无线电波恰到好处，因此，他发明了第一只简单的真空二极管。然而，因成本高且灯丝需要大电流，它并没有取得大规模商业成功。

在新世纪的第一个十年，Lee de Forest往电子管的阳极和阴极之间插入一层栅格。利用这种新的元件，电路能够实现放大、振荡和开关。那些就是任何二进制电子电路的基本操作。利用电子管，工程师们认识到他们能够创建具有奇异灵敏度的无线电，通过几千英里的电缆发送语音，并在几毫秒内切换“0”和“1”。在第一次世界大战的四年期间，单单西电公司一家就为美国军队生产了500百万只电子管。到了1918年，美国一年的电子管产品就超过了一百万只，超过战前该数字的五倍。

电子学的诞生

电子学被定义为“解决涉及电子在真空管、气体介质以及半导体中流动的器件和系统的开发及应用的科学，”这个定义几乎与电子管的发明同时出现。然而，那是一个很糟的定义。我认为，电气和电子电路之间的差异在于，后者采用“有源”元件，即执行调整、开关或放大的元器件。第一个真正的有源器件可能是触须线晶体，其中，一点弹性线接触到作为原始二极管的原质方铅矿厚片。但是，我找不到更多关于它们的起源的资料，看起来这些晶体第一次出现的时间应该稍微早于Fleming所做的先驱电子管研究。具有讽刺意义的是，第一只有源元件—早于电子管—是半导体，但是，几乎又花了半个世纪的时间，科学家才宣称“发现”半导体。


第一个晶体管无线电最初仅仅采用几只电子管，但是，不久高端设备采用了一打电子管。在1960年代末，我有一台军用剩余的1940年代的RBC无线电接收机，其中，采用了19只电子管。据说，在1940年代它价值2400美元(超过现今的3.3万美元)。


John Bardeen在那时候—现今一如既往—日益增加的性能导致人们不断地迫切需要更多的特色、速度和功能。在第二次世界大战中，雷达的发明对有源电子学产生了更为巨大的需求。一些雷达采用了几百只电子管。或许，真空电子管技术的最高成就是1946年诞生的ENIAC，其中采用了大约1万8000只电子管，这台机器每隔两天发生一次故障。显然，数字技术的来临已经把电子管逼到了极限。人们需要新型的有源元件，这些器件产生的热量更低、消耗的功率大为降低并且可靠性高。

在1956年，John Bardeen和William Shockley赢得了与半导体工作相关的诺贝尔奖。正是在接下来的一年，Walter Brattain与John Bardeen发明了晶体管。虽然一些人声称，这是第一个“实用”的此类半导体器件，但是，贝尔实验室的科学家实际上已经构建了一种点接触晶体管，这是一种不再使用的、难以制造的器件，它从未获得普遍应用。

大概在1950年(来源变化)，Raytheon生产了他们的CK703，这是第一种可商用的器件，它的价格为18美元(相当于现今通胀后的147美元)，而那时候真空电子管的典型价格为每只0.75美元，这简直是无法竞争的。尽管人们急于把点接触晶体管制成为理想的有源元件，但是，人们需要一些更好的器件。

Shockley在1948年已获专利的现代面结型晶体管上继续进行半导体器件的研究工作。三年以后，贝尔实验室展示了器件编号为M1752的器件，尽管它显然仅仅以原型数量进行的生产。


晶体管现代晶体管诞生了。它并没有立即给电子行业带来革命性的变化，那时电子行业与电子管的“蜜月期”依旧。到了1956年，日本出现了ETL Mark3，这可能是第一台用晶体管实现的计算机，但是，它采用了130只点接触晶体管，而实际上它是一台无法销售的设备。接下来这一年，IBM开始销售它的608机器，其中，采用了3,000只锗晶体管，那是第一台商用晶体管计算机。与采用电子管的计算机相比，608省电90%。它利用100 KHz的时钟以及9条指令，实现了两个9位BCD数平均11毫秒的乘法时间，此外，它拥有40字的核心存储器，总量为2,400磅。


John Bardeen电话行业对放大器的需求加速了真空电子管的发展，科学家争相研究半导体技术也就不足为奇了。早在1952年，贝尔电话公司就在新泽西安装了第一台晶体管中央局端设备，当时采用的也是点接触晶体管。

Ma Bell是由Alexander Graham Bell创办的，当然，他开始工作时曾任聋人教师，一生中大多数时间均从事为听力弱的人群提供服务的事业。因此，贝尔公司大概在1953年就放弃了绝对领先的晶体管产品—一种助听器—的所有专利权使用费。

老前辈可能记得Raytheon的CK-722，那是第一种商用面结型晶体管。在1953年时，每只的价格大约为7美元，那时这是很昂贵的。我记得上世纪60年代从Radio Shack购买许多晶体管时，常常就有CK-722，或许工厂支持这么做。我不记得价格是多少了，但是，这就是所有的折扣；对于一袋零件，它不可能给一两个以上的最低级品。

到了1955年底，同样的器件的价格下滑到了0.99美元。摩尔定律那时候还没有被发现，但是，电子元器件的无情降价已经开始了，是新兴的半导体技术使这一切成为可能。


John Bardeen最早在1954年，Regency Electronics才生产了第一只商用晶体管收音机(齐名地被称为TR-1)。TI公司为了给它们的新型晶体管寻找市场，与美国国内许多收音机制造商进行了接洽，但是，除了Regency之外，均给予拒绝。一则关于TR-1的当代TI新闻发布稿称，这种新型的元器件是“n-p-n生长的结，也就是锗三极真空管。”这种三极真空管过去是—并且现在仍然是三元件真空管。

到1960年代初，消费者迷恋上了小型收音机(1959年就卖出了500万台晶体管收音机)。那时市场商人—像现在的商人一样—就渴望实现他们的产品的差异化，于是，开始利用收音机中晶体管的数量来促销产品。尽管至少有一家供应商试图构建仅仅采用两管的收音机—实际上很少采用8只以上的晶体管，但是，常常有多达16只晶体管被焊接在电路板上，当然，大多数未被连接。那可能类似于当今的GB之战。有多少iPod所有者接近填满他们的40GB驱动器呢?


John Bardeen (left) and Paul Beck现今，分立晶体管似乎几乎像时代错误，尽管它们仍然广泛地用于许多迫切需要的应用之中。成本范围几乎从零到针对某些专用器件的几十美元。与值得尊敬的CK-722相比，相同尺寸的IC可能具有几百万只三极管，每一只三极管花费买家仅仅几毫美分(microcent)。

具有讽刺意味的是，一些困扰真空电子管并导致其接近死亡的问题，现在在晶体管产品中却挥之不去。在1946年，全球所有计算机的容量消耗的功率仅仅为几百千瓦。现今，一座服务器农场就吸取几兆瓦的功率。在2005年，全球的服务器农场需要相当于14座十亿瓦特的电厂供电。据说，谷歌在美国俄勒冈州Dalles的数据中心建设了四层楼高的冷却塔。


John Bardeen晶体管有许多变种，其中，场效应晶体管(FET)是最重要的。FET在1960年由John Atalla在Shockley工作的基础上发明的，它最初是一种新奇的事物。RCA利用FET技术推出了一系列逻辑芯片，但是，因为它们的速度慢，仅仅被用于专门的低功率应用中。每一个人均了解该技术永远取代不了更为有用的面结型晶体管。

现在—当然—FET是数字革命的基础。速度问题得到了解决，而它们的极低功率要求使之可能被成百万地集成到一颗IC之中。

三只电子管的收音机不会产生很多热量，但是，把1万8000只电子管构成计算机，空调系统就会成为一个严重的问题。对于所有类型的晶体管也一样：一颗集成了几百万低功耗FET的IC将会因过热而烧毁。因此，再次具有讽刺意味的是，供应商正在利用像多核这样的不同技术来获得更好的MIPs/mW比率。

与此同时，摩尔完善了第一台真正的电气系统—电报机，Rudolf Clausius把热动力学的第二定律编成了基本思想的法典，它折磨着整个电子学的发展历史。多核可能是、也可能不是现今MIPs/mW问题的解决方案，但是，把大量的低功耗CPU集成到单核上，那么，Clasius定律将再次揭示问题所在。我在晶体管100周年诞辰以前早就怀疑，整个新的低熵技术将被发明。而那些也将开始无情的热调节问题。
《旷世奇才——巴丁传》编辑本段回目录　　［美］霍德森、戴奇著　文慧静等译　上海科技教育出版社　2007年7月第一版　39.50元


John Bardeen　　约翰·巴丁（John Bardeen），是20世纪物理史上杰出的英雄。他所从事的创造性工作，使他成为惟一一位两度获得诺贝尔物理学奖的得主。尽管巴丁取得了巨大的成就，和爱因斯坦、费恩曼等一样对我们的文明产生了深远的影响，但这个来自美国中西部、态度谦和的人却常常被媒体和公众所忽视。本书通过对巴丁的科研工作以及生活经历的全面考察，以全新的视角，为我们展示了一个鲜活而充满魅力的旷世奇才的形象。


John Bardeen约翰·巴丁（John Bardeen．1908～1991），一个现代物理学的巨人，20世纪物理史上杰出的英雄。他所从事的创造性工作，使他成为唯一一位两度获得诺贝尔物理学奖的科学家。

如果没有巴丁获得第一次诺贝尔奖的发明——晶体管，那么给我们带来台式电脑、巨型计算机和微电子的电子革命或许至今还只是科幻小说的素材；他的第二个伟大突破——多年以来一直让爱因斯坦、费恩曼和许多科学家感到困惑的超导理论，有望革新20世纪的科技，如高速磁浮列车、超级原子对撞机以及其他非凡的科技奇迹。

巴丁取得了巨大的成就，跟爱因斯坦、费恩曼等一样对我们的文明产生了深远影响，但这个来自美国中西部、态度谦和的人却常常被媒体和公众所忽视，只因他与公众眼中的天才形象截然不同。他不喜欢上镜，没有古怪无礼或与众不同的性格。在这个古怪和出格的个性被看作是天才和创造力特征的时代，巴丁默默无闻。

本书通过对巴丁的科研工作以及生活经历的全面考察，以全新的视角，为我们展示了一个鲜活而充满魅力的旷世奇才的形象。
约翰·巴丁：一位伟大的物理学家编辑本段回目录下个月是约翰·巴丁（John Bardeen）的100周年诞辰，至今他仍是物理学上唯一一个两度获得诺贝尔奖的科学家。他第一次获奖是因为发明了晶体管，第二次则是因为发现了超导体的BCS理论。巴丁传记作者Lillian Hoddeson说：尽管巴丁取得了卓越的成就，但和我们想像中的科学天才不一样，他是个谦逊的人。

1956年11月1日早上，美国物理学家约翰·巴丁把正在做早餐煎蛋的平底锅掉在了地上，里面的鸡蛋撒了一地。因为他刚刚得知；由于发明了晶体管，他与布拉顿（Walter Brattain）和肖克利（William Shockley）共同获得了当年的诺贝尔物理学奖。那天晚上巴丁又吃了一惊，他在伊利诺伊大学的同事们带着香槟结伴到他家来祝贺。

据说巴丁是个具有普通品位和爱好的常人，比如爱玩高尔夫和在美式橄榄球比赛中呐喊加油。但他却是一位不平凡的科学家，他是第一个在相同领域里两度获得诺贝尔奖的人，同时也是迄今为止唯一在物理学上两度获得该奖项的物理学家。

像大多数物理学家一样，巴丁的情绪也时常受到他工作的影响。比如，他最初得奖的喜悦很快就被不安取代了。部分原因是因为他不相信晶体管——这个在他看来顶多只是一个小玩意，不能被称为伟大科学进步的东西——值得获得诺贝尔奖。而且还是在他久富盛名的物理学老师及在基础物理学上做出了巨大贡献的资深物理学家维格纳（Eugene Wigner）和范·弗·雷克（John Van Vleck）都还没有获得诺贝尔奖的情况下，这次的获奖让他觉得自己似乎有点名不符实。（Eugene Wigner和John Van Vleck分别获得了1963年和1977年的诺贝尔奖。）

在他听到新闻报道大肆赞扬晶体管是一件团队合作的经典时，巴丁感到不悦，因为他知道报道的内容只有一半是真的。在美国电话电报公司的贝尔实验室工作时，巴丁与布拉顿在专长的领域上互补。他们的组长肖克利，最初的确在小组合作上有很大贡献，但是很快，在他兴趣消失后就再也没有参与到研究的工作中来了。但是为了确保他的历史地位，肖克利后来修改了故事版本，以牺牲巴丁和布拉顿的方式加强了他本人在研究中的重要作用。最初贝尔实验室对肖克利叙述版本的支持让巴丁感到很气愤。但是作为一个性格沉默的学者，巴丁对这件事情几乎没有发表什么言论。但是他亲近的朋友和同事可以在他的眼中看出和他的话语中听出他对这件事的不满。

巴丁认为，1956年获奖的时机本来应该更好。这是因为，他可以肯定，当时他和他在伊利诺伊的两个年轻的合作者库珀（Leon Cooper）和施里弗（Robert Schrieffer）已经站在解释超导现象的门口了。当时学多著名的物理学家，包括理查德·费曼（Richard Feynman）在内，也在研究这个问题，而且也处于发现原理的边缘了。最后巴丁于1957年2月，也就是他从斯德哥尔摩领奖回来后几周，率先解决了超导的问题。15年后，超导的BCS理论获得了1972年的诺贝尔物理学奖，这也是巴丁再次获得该奖项。
诺贝尔奖二次得主知识 编辑本段回目录　　两次获得诺贝尔奖的科学家一.居里夫人（Marie Curie）　　波兰裔法国女物理学家、化学家居里夫人(Marie Skłodowska–Curie ,1867年11月7日 – 1934年7月4日)，荣获1903年诺贝尔物理学奖和1911年的化学奖。她也是法国巴黎大学（University of Paris）的第一位女教授。
　　1903: 玛丽·居里、皮埃尔·居里和亨利·贝克勒而共同获得诺贝尔物理学奖，他们共同对贝克勒而发现的放射现象作出了杰出工作。
　　1911:玛丽·居里获得诺贝尔化学奖，她发现了放射性元素镭(Ra)和钋(Po),分离出镭，同时研究这些标志性元素的化学本质及其化合物。二.约翰·巴丁（John Bardeen）　　美国物理学家约翰·巴丁（John Bardeen，1908年5月23日—1991年1月30日），荣获1956年和1972年诺贝尔物理学奖。他是第一位在同一领域第一次获得诺贝尔奖的人。
　　1956：约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克莱共同荣获1956年诺贝尔物理学奖。他们的贡献在于：1947年巴丁和布拉顿共同发明第一个半导体三极管，此后一个月，肖克莱发明PN结晶体管。获奖理由：对半导体的研究和对晶体管效应的研究。
　　1972：约翰·巴丁、列侬·库珀、约翰·R·施里弗共同荣获1972年诺贝尔物理学奖。他们的获奖理由是：1957年共同提出低温超导理论，即通常所说的BCS理论（BCS分别为他们的姓的第一个字母）。三.莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）　　美国化学家莱纳斯·鲍林（Linus Pauling，1901年2月28日—1994年8月19日），分别荣获1954年诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖。他是目前为止（2008）唯一一个两次单独获得诺贝尔奖的人。
　　1954：莱纳斯·鲍林独享诺贝尔化学奖。他的贡献在于阐释化学键的本质，并将其应用于解释复杂物质的结构。
　　1962：莱纳斯·鲍林独享诺贝尔和平奖。他的事迹是，不仅反对核武器实验，核武器扩散，核武器使用。诺贝尔奖委员会评价为："Linus Carl Pauling, who ever since 1946 has campaigned ceaselessly, not only against nuclear weapons tests, not only against the spread of these armaments, not only against their very use, but against all warfare as a means of solving international conflicts."四.弗雷德·桑格尔（Fred Sanger）　　英国生物化学家弗雷德·桑格尔（Fred(Frederick) Sanger，1918年8月13日— ）,分别获得1958年和1980年诺贝尔化学奖。他是同一领域内两次获奖的第二人，更关键的是，两次获奖理由都可归结为：测序。并且，他是目前唯一在世的两次获得诺贝尔奖的人。
　　1958：弗雷德·桑格尔发明酶法测定人胰岛素序列，从而确定胰岛素的分子结构，开创了蛋白质测序的领域。
　　1980：弗雷德·桑格尔、沃尔特·吉尔伯特共同荣获诺贝尔化学奖。他们的贡献在于：分别使用不同的方法测定DNA的序列。Sanger法后来成为主流，并用于人类基因组计划（HGP）的测序。
参考文献编辑本段回目录http://gpanda.bokee.com/2272944.html
http://en.wikipedia.org/wiki/John_Bardeen
http://www.eetchina.com/ART_8800492475_480201_NT_7ade3ae6.HTM
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