97 岁诺奖得主的励志人生：本科学文学，博士转物理，54 岁才开始锂电池研究...
郭一璞 乾明 發自 凹非寺?
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
97 歲，他還奮戰在科研一線。
John B. Goodenough，人稱“足夠好”老爺爺，剛剛加冕諾貝爾獎。
10 月 9 日，2019 年諾貝爾化學獎頒向鋰電池領域。
Goodenough 與 M. Stanley Whittingham，以及日本科學家吉野彰（Akira Yoshino）共享了這一獎項。
以表彰他們在鋰離子電池領域作出的貢獻。
諾貝爾評獎委員會稱，三人的研究使鋰電池的使用方式更加穩定，從而開啟了電子設備便攜化進程，為打造一個無線互聯的社會奠定基礎。
引用果殼更科普化的解釋，如果沒有沒有他們，我們每天形影不離的手機就是個隨時可能點燃的炸藥包。
而且 Goodenough 今年加冕，也刷新諾貝爾獎新紀錄——以 97 歲高齡，成為最年長的諾貝爾獎得主。
在此之外，他還是美國國家工程院、美國國家科學院、法國科學院、西班牙皇家科學院、英國皇家學會會員，撰寫了超過 550 篇文章、參與 85 本著作的編寫，是 2009 年費米獎得主、2017 年威爾齊化學獎得主，還獲得了英國皇家學會的科普利獎章。
但這還不是 Goodenough 令人稱奇、敬佩的全部。
當他獲獎，外界關注他的履歷，才發現其充滿坎坷和跌宕的一生，簡直就是傳奇的一生、榜樣的一生，勵志的一生。
很難想象，這位鋰電池之父患有閱讀障礙癥，成長家庭并不和睦，大學歷經二戰，30 歲才拿下博士學位，年過半百才正式研究電池材料。
之后一路開掛，58 歲發明鈷酸鋰電池改變世界，75 歲以磷酸鐵鋰電池再度改變世界，90 歲以后開始研究全固態電池。
至今如此高齡，依舊每周上班 5 天，仍舊有新研究成果問世。
如果你會有“現在做 XX 是不是太晚”的疑惑，一定要看看 Goodenough 這傳奇的一生。
如何成為鋰電池之父？我們先從 Goodenough 如今成名作說起，看看他的科研之路。
Goodenough 的博士本身讀的是固態物理，30 歲從芝加哥大學博士畢業，之后去了 MIT 林肯實驗室，研究內存的材料物理和固態陶瓷。
24 年之后，Goodenough 進行了人生第一次“跳槽”。
那年，牛津大學需要一位能教無機化學，同時也能管實驗室的教授。
Goodenough 雖然研究的是物理，但他本科的時候為了湊學分學了兩門化學課，就因此意外的被選中了，進入牛津大學任教，并成為無機化學研究負責人。
正是這一次跳槽，讓 Goodenough 終于在 54 歲的年紀開始了一項改變世界的研究。
Goodenough 在牛津主要研究的課題是可用于能量轉換的新材料。當時他初到英國，英國化學家、和他一起獲得諾獎的 Stanley Whittingham 發明了最早的可充電鋰電池，借助鋰能嵌入二硫化鈦層間這一特性，用二硫化鈦做正極，用鋰做負極。
當時的消費電子產品只能使用不可充電的碳鋅電池，雖然已經有了可充電的鉛酸電池，但畢竟用在電動車上的鉛酸電池那么笨重，是沒法拿來做消費電子產品的。
而 Whittingham 的這項研究，不僅可以靠鋰離子的運動進行充電，還能用在小型設備上，并在室溫下運行，解決了兩種電池的痛點。
但 Whittingham 的研究是沒法直接用的，因為有一個大 bug：安全問題。
正極，二硫化鈦，在空氣中是非常不穩定；
負極，鋰，這種金屬是易燃；
而且，在充放電過程中，鋰會快速沉積產生枝晶，這樣就容易讓電池短路，這也是現在電動車自燃的元兇之一。
所以 Whittingham 發明的這種電池雖然原理可行，但容易爆炸，是個危險品，完全沒法應用，需要把正負極的材料都換掉才行。
這個時候，學了 30 年物理的 Goodenough 有了一個大膽的想法：把鋰換成氧化物吧。
他判斷，氧化物可以讓電池在更高的電壓下進行充電和放電，根據物理學原理，這種電池會產生更多的電量，并且揮發性會更小。
于是他測試了各種氧化物，發現如果把鈷這種元素放進去會比較穩定。
終于，在 Goodenough 到達牛津的四年后的 1980 年，57 歲的他和水島公一、Philip Jones、Philip Wiseman 共同發現了鈷酸鋰這種物質，讓 Whittingham 的鋰電池變得穩定多了。
在他的實驗室外面，英國皇家化學學會樹立了這塊藍色的牌子，紀念鈷酸鋰的發現。
不過，鈷酸鋰中的鋰和金屬鋰的化合價是不同的，鈷酸鋰在電池里是一種正極材料，為了湊成一塊電池，還需要找一種負極材料。
這個時候，日本的索尼出現了，他們發現了石墨可以拿來做負極材料。
然而在英國，因為此前發生過爆炸事故，大家聞鋰電池色變，甚至 Goodenough 工作的牛津都不愿意幫忙申請專利，而是讓英國原子能研究機構申請到了這個專利，后來被索尼買走。
于是，索尼成功接下了這個“燙手山芋”，并和自己研發的負極材料放在一起，創造了新的電池，并將之商業化，用在了各種各樣的電子產品中。
而 Goodenough，甚至沒有從如今這價值 350 億美元的鋰電池市場中賺到錢。不過他本人后來在接受 c&en 采訪的時候反而很淡定：“我當時并不知道它會值這么多錢。”
雖然在 57 歲才發現了讓他名聲大噪的鈷酸鋰，但 Goodenough 似乎就是一個耐久型選手，后來還發現了許多種電池材料：1983 年，61 歲的他發現錳尖晶石正極材料；1997 年，75 歲的他發現磷酸鐵鋰正極材料，這些都是電池正極的升級替代品。
甚至，為了持續做研究，他還打了牛津退休政策的擦邊球。
本來，牛津大學要求 65 歲強制退休的，但 Goodenough 不想退休，于是他在 64 歲的時候又跳槽了。
這次，他回到了美國，在德州大學奧斯汀分校當機械工程和材料科學教授，繼續做研究。
閱讀障礙癥患者，文學少年讀物理 phDGoodenough 出生于 1922 年，這是一個科學蓬勃發展的時代。
在這一年，法國醫生卡雷爾發現白血球，加拿大科學家班廷制成人造胰島素。
波爾因關于原子結構以及原子輻射的研究獲得諾貝爾獎。
之后，費米、薛定諤等量子物理領域的大佬開始展露鋒芒。
兒時的 Goodenough，雖然家就在耶魯附近，不過出生在了一個學文科的家庭，似乎離這些自然科學家們有些距離。
但數十年后，他也將成為他們中的一員。
當時，擺在他面前的，是怎么克服自己的閱讀障礙癥。因為閱讀障礙癥，在小學和中學時代，他受到了不少同學的戲弄。
但在求學過程中，他也慢慢從大自然，以及詩歌和宗教哲學中獲得了力量，贏得了學校的獎學金。
1940 年，18 歲的 Goodenough 考入了耶魯大學。
對于他來說，這種對家庭的逃離讓他松了口氣，因為他父母關系并不好。
就在考入耶魯大學之前，他的父母離婚了。他父親（歷史教授）很快就與自己的研究助手成婚。
這個環境讓他頗感壓抑，而且他與自己父親的關系并不怎么好。
他去耶魯讀書的時候，只從家里拿到了 35 美元的資助，而耶魯的學費至少每年 900 美元。
好在他有獎學金，校長還幫忙安排他去給有錢人家的孩子當家教，靠著半工半讀養活自己，他再也沒問家里要一分錢。
用 Goodenough 的原話說，就是“每周工作 21 個小時掙自己的 21 頓飯。”
進入耶魯之后，Goodenough 還是遵循著自己的興趣，先是選了古典文學，后來轉到了哲學，期間還學習過化學。
之后，在一名教授的建議下選擇了數學專業，并堅持了下去。
但這一路也頗為坎坷，就在讀大學的第二年，珍珠港事件爆發了。
Goodenough 選擇了主動申請服役，三年后才回到耶魯大學完成了學業。
畢業之后，他再度返回戰場，加入了美國空軍。
本打算和朋友一樣去報海軍陸戰隊，中途被數學老師叫去說“不要當大兵，我們需要懂數學的人做戰爭氣象預報”，于是沒有上前線，而是負責在一個太平洋的海島上收集數據。
1946 年，Goodenough 迎來了命運的轉折。當時，美國政府出資，選派軍人去深造，獲得了耶魯大學教授推薦的 Goodenough 就在其列，他可以選擇在芝加哥大學或西北大學學習物理或數學。
經過重重考慮，他決定前往芝加哥大學攻讀物理學博士。
之前就想過考物理研究生，但被管學生注冊的人告知，物理學里所有厲害的東西，人家在你這個年紀都已經搞完了，你現在才想著開始啊？
最終，他還是考上了芝大物理系，當時是恩里克·費米在管，據說費米一上來就給新生安排了一個 32 小時的超級大考試，每天 8 小時，連考 4 天。
第一次考掛了，于是又考了第二次才過，總計 64 小時。
其后師從著名物理學家齊納，他 30 歲時發明齊納二極管。
在芝加哥這幾年，他主要的研究固態物理學，并打下了堅實的理論基礎，對于自己人生方向也有了新的思考。
在他求學期間，齊納也給他提供了很大的幫助，他曾對 Goodenough 說：“你有兩個問題，第一個問題是找到問題，第二個問題是解決問題……”
這一理念，對 Goodenough 產生了很大的影響。
30 歲獲得物理學博士學位之后，經過在 MIT 的工作以及自身的理解，在牛津大學他選定了自己的方向——電池材料，并一直堅持了下去。
還能再戰，不想退休等死
直到現在，他還在科研一線繼續解決“問題”。
去年，Goodenough 接受媒體采訪時也談到了自己的問題，他說：
我想解決汽車的問題，我想讓汽車尾氣從全世界的高速公路上消失。我希望死前能看到這一天，我今年 96 歲，還有時間。
而且，解決問題并不僅僅只是靠口號。
Goodenough 仍舊活躍在科研前線，就在最近，他和自己的團隊還發現了一種用于鈉離子電池的新型安全正極材料。
并仍舊有作品發表，比如這篇：
J.B. Goodenough, Personal journey into solid state chemistry, Journal of Solid State Chemistry 271 (2019) 387–392.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022459618305607
就在幾個月前，他還在采訪中說：
我不想退休等死，我想努力奮斗，我相信我們正在做的事情是非常重要的。
這些重要的事情有很多，比如他嘗試用自然界中存量更多的鈉代替鋰作為電池材料，以降低電池的成本。
再比如，如何用金屬鋰做正極，制造出更強大的電池。
還有電解質方面，Goodenough 也在嘗試用玻璃固態電解質做出更安全的電池。
據說，“足夠好”老爺爺現在依舊精力充沛，有人在知乎上回答說，整個走廊都能聽到他爽朗的笑聲。
嗯，足夠好，還會更好。
參考鏈接：https://en.wikipedia.org/wiki/John_B._Goodenough
-?END -總結
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