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决赛入围年份: 1947
他的决赛入围项目:培养抗青霉素细菌
项目起因:莱昂·库珀一直热爱动手科学。在20世纪30年代末和40年代初的童年时期,他在纽约市各个住所的地下室和壁橱里建立实验室,考验着他父亲的耐心。库珀混合化学品来冲洗照片,在化学品供应商店购买他能买到的东西——在当时,这些商店实际上向孩子们出售浓酸等物质——并且像许多小男孩一样,对发出“砰”的东西表现出兴趣。他用一种增强的火药混合物制造了一次小型爆炸——“我的耳朵偶尔还会嗡嗡作响,”他今天说——并且,和一个朋友一起,险些制造出他后来才意识到会是TNT的东西。“我想我一直喜欢瞎搞,”库珀说。“我们没有互相杀死真是太神奇了。”
他的好奇心将他带到了纽约市的布朗克斯科学高中,在那里他几乎每天放学后都在实验室里做实验,直到老师们关灯。其中一项实验涉及新的奇迹药物青霉素。他对细菌的变异以及耐药性如何发展感到好奇,因此他尝试在浓度越来越低的青霉素溶液中培养细菌。有些细菌存活了下来。他培养了这些耐药细菌的菌落。“这只是我的一个想法,”他说,尽管他没有资源和设备来深入研究这个课题。如今我们知道,年轻的库珀在耐药性如何发展方面是有道理的:当人们未能完成整个疗程的抗生素时,耐药细菌就会大量繁殖。库珀将他的成果提交给1947年西屋科学天才奖评选,并被提名为决赛入围者。
对他的职业生涯的影响:库珀确信他的奖项是他——一个没有多少钱的城市孩子——被哥伦比亚大学录取的原因。在那里,他权衡是继续他对生物学的兴趣还是学习同样令他着迷的物理学。“我只是想研究深刻而重要的问题,”他说。“这是一个艰难的选择。我记得我当时的想法是,我可以随时学习生物学,但如果我不真正学习物理学,我就永远无法理解它。”
他于1954年从哥伦比亚大学获得博士学位,并于1958年加入布朗大学的教职员工(此前曾在其他地方短暂工作过)。在此期间——库珀当时才20多岁——他与约翰·巴丁和约翰·施里弗共同发展了超导性理论,该理论解释了电流如何在完全没有电阻的情况下流动。这三位科学家后来分享了1972年诺贝尔物理学奖。“巴丁、库珀和施里弗所做的是上个世纪最重要的科学发现之一,”加州大学圣巴巴拉分校物理学家道格拉斯·斯卡拉皮诺说,他从事超导性研究。“他们的工作对整个物理学产生了深远的影响:对高能物理学、核物理学、天体物理学。”
他现在在做什么:大约在他获得诺贝尔奖的时候,库珀有了一个认识。他可以成为超导性的超级大师,撰写越来越技术性的论文。但这“不是那种让我非常高兴的事情”。因此,他决定转回生物学领域——特别是大脑研究。为什么要进行大脑研究?“我偶然进入了这个领域,”他说,尽管他指出,大脑研究提供了20世纪中期物理学所拥有的那种未知的领域和宏大的问题。现在,作为布朗大学脑与神经系统研究所的所长,库珀研究大脑网络和记忆的生物学基础。这是一个跨学科的项目,允许库珀在物理学甚至哲学领域做一些工作。例如,今年秋天,他将教授一门名为“从地平说到量子不确定性”的物理学和哲学课程。
库珀着迷的哲学概念之一是,即使物理学的理论基础在相对近期的时期内从经典物理学转变为量子物理学,结构关系,例如行星的轨道,仍然保持不变。这些轨道并不特别关心新理论,只关心数据——这就是为什么,尽管他在理论方面取得了进步,库珀仍然喜欢在实验室工作。“没有数据,理论就会在太多的可能性中空转,”他说。