William A. Goddard III 自传

William A. Goddard III 目前是加州理工大学化学与化学工程学院的 Charles and Mary Ferkel 教授。他目前已经发表超过 1200 篇论文。他的研究领域是计算材料学，运用第一性原理计算材料性质。是材料计算领域中的大牛。他们组目前发明的 ReaxFF 可以运用分子动力学计算化学反应过程。

英文题目：Criticalpoints and random events that shaped the early career of William A. GoddardIII.
译自：J.Phys. Chem. A  2000, 104, 2147 – 2150
译者：何政达

我的祖父母们在 1905-1912 年搬到南加州的沙漠地带 ---Imperical Valley。他们来自 Arkansas（William Andrew Goddard I；他的爸爸 Peter 是一位浸礼会牧师，他的妈妈 Lucy Minor Goddard 的祖上可以追溯到独立战争时期）；Colorado（Frances Thomas Goddard Whitsett; 她父亲有一半的科曼奇族（Comanche）血统（【小科普：科曼奇族是北美印第安人的一支】）；Texas 东部的 Angelina 小镇（Lisa Austin Bright; 他的一位祖母是彻罗基（Cherokee）族人）；以及 Coushataa, Louisiana（Lula Gray Bright）。他们的祖先分别来自于印第安人（北美土著），以及从 1700-1840 到美洲大陆的德国、荷兰、英国、苏格兰以及爱尔兰人。

我的父亲（1912 年，生于 Holtville, California）在九年级就离开了学校（他的弟弟是家族中第一个完成高中学业的，但没有进入大学）。我的母亲（1918 年，生于 Calexico, California）从高中毕业，这也是她家族中唯一的一位。【之后在她 50 多岁的时候，兼职读大学（与此同时在太平洋电话做晚班的全职工作）并取得了英文专业的本科学位。】

1937 年 3 月 29 日，我出生在加州棒球球馆后一个小房间里。那时我父亲的工作是制作一些木头盒子来帮助船运芹菜、萝卜、葡萄以及甜瓜。这样，我们就必须每年在不同地方来回奔波（【小编注：文中列举了一堆地名……】）。我们也曾经在 Arizona 州的 Yuma 居住过（这是我在拿到 PhD 之前去的最东边的地方）；以及几次搬到 Coachella Vally。我们居住在房车之中，从一个停车场走到了另一个停车场。那时，我们仅仅拥有两本书：一本圣经和一本 Webster 字典。但我妈妈在每周末会带我去图书馆（主要捐助者为卡内基）借书，我那时非常喜欢心理学。

在 1946 年 Jean Pangle（当时他是标准石油公司在 El Centro 的主管）给了我一本关于棒球统计的书，我很快就成为了计算分数与小数的专家（计算 batting averages, sluggingpercentages, earned run averages, Win-loss percentages 等等棒球统计数据），但那时我连小数点是什么都不知道。这也让我在五年级之后，成为班上算数（arithmetic）最好的学生。我的父母从来没有教导过我读书的重要性，而我也是自由选择自己喜欢的去学习（有时甚至远超过当时的学习要求）。那时，California 采取分班制（让成绩最好的在一个班、成绩差的在另一个班），我总是在好班当中（尽管有时会被人说“一事无成”），但那些“fruit tramps”（我们那时这么叫）总是被排到慢班当中【小知识：fruit tramps 指的是在大萧条当中来美国工作的外籍移民】。由于我的同学都来自于中产阶级，因此我们计划在高中时就开始学习大学预科【小编注：相当于今天的 AP】。但是，我妈妈认为上大学是不切实际的想法，她更多的希望我去学一些实用性的课程。因此，每年我都开始学习一门职业培训课。结果表明她的意见非常有用。当时我是一个非常好的测绘者（draftsman）。在高二的时候，Imperial Country Assersors Office 找到我的测绘老师（Guy Hatch），让他推荐一个测绘员（他们自己的测绘员被派往参加朝鲜战争了），于是老师便推荐了我。因此在高二之后我实际上处于“半工半学”状态。在假期中，我都是全职工作的。在高中毕业后我又在那里全职工作了一年，直到我攒够了足够的钱去上大学。作为一个测绘人员，我需要阅读官方文件并帮助评审员评估每块地需要交多少税。那时我可以手工在地图上画出那些细节性的信息（然而这些手艺在我的学生和秘书看来已经没什么大用了）。这份工作让我存下了 $2200，相当于今天的 $8000--$12000。

回想起高中时光，我的英语老师（El Centro：Proudfoot 与 Gillette，Delano：Miller）与我的数学老师（El Centro：Hinshaw，Delano：de Fraga）对我产生了巨大影响。我还记得那令人憎恨（abomination）的物理老师以及愚蠢（stupid）的化学课【小编注：果然大牛的品位从小就不同 ^_^】。由于每天下课以及周六我都用工作，因此我的课外活动少得可怜，有的也只是在闲暇时候组织一下国际象棋俱乐部罢了。我高中时的好朋友 Tom Foss 和 Paul Werve 想成为工程师，我也有一样的目标。我们一起研究摩托车和汽车，将引擎拆散并组装回去以检验我们是否正确理解其结构。我们还培养了修理刹车（brakes）以及离合器（clutches）的本事。

在我高二的时候，我就开始收集各个大学的宣传册（brochures）。我发现如果要去 Stanford 那一年的学费是 $750；如果要去 Caltech 那一年的学费为 $600；但每年 UCLA 只要 $92。因此我知道我会去 UCLA，因为它最便宜。另外 UCLA 的招生条件要求不高（只要保证没门功课在 B 以上，并在为工程师设计的专门考试上取得高分即可），因此这也表明我可以不用那么刻苦的学习了。由于放学后我都要去工作，因此我会逃课去剪头发、买衣服或者买汽车与摩托车的零件。但这样的无拘无束也带来了致命后果：学校管理层处罚了我好几次，并把我踢出了 Scholastics Honor Society（小编注：估计相当于我们的三好学生吧）。之后我听高中老师说，在毕业之前的一周，我的 6 位老师被召集起来判断我是否可以毕业，幸运的是，有四个老师都投了赞成票，因此我得以顺利毕业。值得一提的是，我那 frustrated 的数学老师预测我将来会一事无成（只能做一些简单劳动或者在公园中与别人赛棋）。

居住在农场镇上的我最大的梦想就是搬到洛杉矶（LA）（当我到了 LA 后，我就再也没有离开过）。那是 UCLA 的工程学刚刚起步，由于规模还不大，仅仅招了 40 位本科生。系主任 Boelter 认为未来工程学将会发生巨大变化，导致原来的工程学教育在 10 年后将不复存在。因此我们并没有区分电气工程师（electric engineer），机械工程师（Mechanical engineer）以及化学工程师（chemical engineer），而是所有人都学相同的课程。我们有相同的电路分析课（在课上会分析各种电学、机械学以及声学电路），相同的场论课（在课上学习 Maxwell 方程组和 Navier-Stokes 方程）。我们每个学期都有一门必修的实验课，里面涵盖工程学的所有分支。当然这样的课程设计模式在 Boelter 走后就转变成了常规的模式。我唯一的化学课是在大一时选修的，但我极度不喜欢（因为上课时的重点就是记住各种有机化合物的名称【小编注：大家可以看看英文有机化学的命名……】与各种金属配合物的颜色）。课上唯一让我感兴趣的是原子结构。大二时的工程学课我们开始从原子层面研究材料（授课老师是 Frankel），我对此也颇有兴趣。由于我喜欢原子，因此我觉得我应该成为一个核工程师（nuclear engineer），因此我给六所学校写信，并拿到了核工程学上的 AES 奖学金（fellowship）。MIT 在那是应该是核工程领域最好的学校（他们提供了两页的课程选择），而 Caltech 只提供两门课，因此我决定去 MIT。由于 MIT 的招生简章中说明了他们希望申请者完成何种课程，因此我大学四年的选课基本是围绕这个说明来进行的。那时，UCLA 的工程系设在一个临时大楼里，但学生们（他们有一个协会叫 ESUC）自主开办了一个休息室（lounge），提供咖啡、茶与甜甜圈（donuts）。里面有许多大桌子可供讨论，整个工程系的老师和学生在一天中会时不时来这里喝喝咖啡，聊聊天。因此我们和老师有了很多的轻松交流机会。在大四的时候，我是 ESUC 的主席，因此这让我拥有了更多和教授们交流的机会。

对我职业生涯影响最大的人应该是我的教授 Paul Pietrokowsky。他曾在 JPL（Caltech 的喷气动力实验室）为 Pol Duwez 设计 Ti 合金。Pol 未来成为了 Caltech 材料系的一位教授，Pietrokowsky 也在 1959 年拿到了他的博士学位（博士导师就是 Duwez）。在我大四的时候 Pietrokowsky 在 UCLA 是一位助理教授并教授一门材料学的专业课程。这门课太棒了！我们讨论了 Mathieu 公式与能带理论（band theory），半导体中的 donor/acceptor 缺陷，在高纯度 Si 中的 Chelikowsi 生长，32 个晶体学点群以及 stereodiagram，常见的晶体结构，X 射线衍射的湮灭准则（extinction rules），晶体管放大器（transistor amplifier）的原理，霍尔效应（Hall effect）以及热电性质（thermogalvanic properties）。【小编注：翻译到这里已经按耐不住新中的激动了……好像参加这样的课呀！】我记得很清楚，有一次作业是分析一个粉末的衍射图样。这个材料是 Ti3Au，它的晶体结构具有 A15 的对称性。

图 1. 拥有 A15 对称性的晶体结构（通式为 A3B）

与此同时这个材料也是高温超导材料。这份作业非常难，但幸运的是，我做对了。【下面小编给大家展示了 Ti3Au 的 X -ray 衍射图案】：

图 2.Ti3Au 的两种不同晶体结构以及它们的 X 射线衍射图。（估计就是 Goddard 的作业）

在这门课中（1960 年春季），Pietrokowsky 告诉我们电子学（electronics）的未来是运用冶金学去制造集成电路，这些集成电路可以被用来制造放大器（amplifier）、电容器（capacitor）、感应器（inductor）以及电阻器（resistor）。这门课使我开始对材料学产生了浓厚的兴趣。在这门课上的另一位同学 Ron Lindh，也激发了同样的兴趣。之后他去了 Caltech 在 Duwez 手下读博士，并拿到了 Caltech 的第一个材料科学博士。后来自己创办了一家公司，现在是非常有影响力的 Caltech 校友（trustee）。

在成为 UCLA 本科生的前一个月，我在 El Centro 遇到了 Amelia Yvonne Correy。那时她在县（County）里工作，并申请了一笔来自 Imperial County Credit Union（我正好在那里做兼职）的贷款。因此，我在 UCLA 时的每个周末都去 El Centro 看 Yvonne，有时也会去她妈妈在 Rosarito 沙滩的一个沙滩小屋。结果就是，我得了两个 B，以及花完了我全部的存款。由于我没了存款，我申请了退学并在 Douglas Aircraft Company 找到了一份工具设计的职位（我的测绘经验在我找工作时起到了很大的作用，妈妈，感谢你！）。在 DAC，我开始设计更好的工具，目的是为了更好的制造 navy 3D fighter（一款战斗机）以及雷神（Thor）导弹系统。Yvonne 和我在 1957 年的 10 月结婚，接着我回到 UCLA 开始更加刻苦努力的学习（在 DAC 时，我应用手册来计算梁的受力以及找到适合与目前项目的铝合金。）。在我大三时，我们的第一个儿子（Bill IV）诞生了。Yvonne 由于怀孕而被公司辞退，但我们有每周 $40 的补贴（在最差的时候，我们需要每周用 $12 来维持生计）。由于有了一个儿子，因此我有想法退学从而找份工作。我的一个朋友 Irwin Maltz 向他的导师 Bussel（教我们电子线路的老师，在那门课上我是全班最好的学生）我可能会退学。Bussel 开始聘请我作为他的助教，来改作业和为考试卷打分。我的工作是按小时来计费的，因此我必须要花费大量的时间来打分。但由于这份工作使得我可以坚持读完大三。当时，由于苏联先发射了一枚人造卫星，因此美国开始为学习科学技术的学生提供助学贷款。但在当时 UCLA 只能分到这批贷款的很少一部分。因此在大四的时候，我只能依靠借来的钱以及我的 TA 工资勉强度过大学中的最后一年。