发现准晶 以化学家独得诺贝尔奖(组图)

2011-10-06 15:51

今年的诺贝尔化学奖得主以色列科学家夏赫曼。（法新社）

美国能源部阿姆斯实验室的银－铝准晶原子结构图。（法新社）

打破化学界对固体的观点

现年七十岁的以色列科学家夏赫曼（DanielShechtman）因发现“准晶”（quasicrystal）这种像阿拉伯世界的马赛克镶嵌般的结构体，一人独得今年的诺贝尔化学奖。科学界原本认为，“准晶”这种结构体不可能存在，因此夏赫曼一九八二年发现这种结构体时，遭科学界怀疑、讥笑，他当时美国的同僚甚至要他退出研究团队。

五重对称却不重复的结构单元晶体

瑞典皇家科学院在颂词中说，夏赫曼发现“准晶”，从根本上改变化学家对固体的观点，现今准晶已被用于制造刀片、眼科手术专用针头的钢材，甚至是炒菜锅镀层、引擎隔热材或者如ＬＥＤ等发光装置，因为准晶具有强硬、不黏、导热、导电性差等特性；此外，日后科学家也在实验室中制造出准晶结构体，二○○九年更在俄罗斯首度发现存于自然界的准晶。

一九八二年四月八日在美国做研究的夏赫曼，以电子显微镜在急速冷却的铝锰合金中发现以有秩序、具五重对称性、却不重复的结构单元组成的晶体，这项发现挑战了科学界对晶体的传统思维：即所有固态晶体中，原子都是以规律且具重复性的对称结构排列，这种重复性是形成晶体的必要条件。当时夏赫曼对自己的发现，也惊讶到直喊“不可能会有这种东西”。

公布发现遭讪笑坚持两年论文才发表

这项发现引起相当大争议，因为科学界认为这种结构根本不可能存在，与自然法则不合，因而不被接受。诺贝尔化学、和平奖双料得主、知名美国化学家鲍林就是其中一个不相信准晶存在的人。夏赫曼花了好几个月说服同僚，“人们只是笑我”，最终他被要求离开研究团队，另谋高就。他因此回到以色列，找到一位愿意与他合作发表论文的研究夥伴，不过他们的论文一开始依然被拒绝，最终于一九八四年十一月才获得发表，撼动了科学界。颂词说，“他的奋斗最终迫使科学家重新考虑他们对物质本质的观点。”

在西班牙阿罕布拉宫以及伊朗达布伊伊玛目陵的中世纪伊斯兰马赛克镶嵌上，已可见到如“准晶”结构的排列，颂词说，“我们在准晶上，看到阿拉伯世界的迷人马赛克镶嵌在原子结构层次重现。”瑞典皇家科学院成员林瑟形容，准晶结构“就像艺术”。

现于海法的以色列理工学院担任特聘教授的夏赫曼获知得奖后说“感觉很棒”。他向记者说：“这么多年来我学到的教训是，好的科学家要谦卑且聆听，而不是只会承认教科书上读到的事情。”曾获得和平奖的以色列总统裴瑞兹也向他祝贺，夏赫曼将获得一千万瑞典克朗奖金。人口仅有七百八十万人的以色列，迄今共出了十位诺贝尔奖得主。