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诺贝尔化学奖得主曾因挑战“常识”被斥伪科学家

上一篇 / 下一篇  2011-10-10 16:22:44 / 个人分类:诺贝尔化学奖

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  据新华社电,瑞典皇家科学院10月5日宣布,以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼因发现准晶体独享2011年诺贝尔化学奖。

  改变科学家“物质观”

  与一天前宣布诺贝尔物理学奖得主一样,瑞典皇家科学院常任秘书斯塔凡·诺尔马克当天上午11时45分开始在皇家科学院会议厅先后用瑞典语、英语宣布获奖者姓名及其科学成就。

  随后,诺贝尔化学奖评选委员会主席拉尔斯·特兰德等人解释谢赫特曼获奖原因。他们说,谢赫特曼于1982年4月8日首次在电子显微镜中观察到一种“反常理”的现象——他们当时所观察的铝合金中的原子,是以一种不重复的非周期性对称有序方式排列的,而按照当时的理论,具有此种原子排列方式的固体物质是不存在的。因此,谢赫特曼的发现在当时引起极大争议。为维护自己的发现,他被迫离开当时的研究小组,但这一发现促使科学家开始重新思考对物质结构的认知。

  准晶体增加材料强度

  诺贝尔化学奖评选委员会在5日发表的声明中说,从原子级别观察准晶体形态,会发现原子排列具有规律,符合数学法则,但不以重复形态出现。在谢赫特曼发现准晶体后,科研人员陆续在实验室中制造出其他种类的准晶体,并在取自俄罗斯一条河流的矿物样本中发现天然准晶体。瑞典一家公司也在一种钢中发现准晶体,这种准晶体如同盔甲一般增加材料强度。

  如今,科学家正尝试将准晶体应用于其他产品,如不粘锅涂层和柴油机制造等。

  “旧发现”仍有新潜力

  瑞典斯德哥尔摩大学有机结构化学教授邹晓冬在接受新华社记者采访时说,由于准晶体原子排列不具周期性,因此准晶体材料硬度很高,同时具有一定弹性,不易损伤,使用寿命长。这种材料的应用目前仍有较大发展空间。

  今年诺贝尔化学奖奖金共1000万瑞典克朗(约合146万美元),由谢赫特曼一人独享。

  谢赫特曼1941年生于以色列特拉维夫,1972年从位于以色列海法的以色列工学院获得博士学位,目前任该校教授。

  ■ 人物

  谢赫特曼的发现是科学界最伟大的发现之一,勇敢挑战了当时的权威体系。

  ——美国化学协会主席纳西·杰克逊

  当我告诉人们,我发现了准晶体的时候,所有人都取笑我。

  ——谢赫特曼

  “那时,所有人都取笑我”

  因为挑战当时的“常识”,谢赫特曼被斥“胡言乱语”、“伪科学家”

  “胡言乱语”、“伪科学家”,当30年前谢赫特曼发现“准晶体”时,他面对的是来自主流科学界、权威人物的质疑和嘲笑,因为当时大多数人都认为,“准晶体”违背科学界常识。

  “当我告诉人们,我发现了准晶体的时候,所有人都取笑我。”谢赫特曼在一份声明中说。1982年,41岁的谢赫特曼正在美国霍普金斯大学从事研究工作。

  “的确,那时候的人们压根不会接受那种晶体的存在。”美国化学协会主席纳西·杰克逊说,“因为他们认为这违反自然界‘规则’。”

  因为这些“规则”被视为真理,胆敢“捋虎须”的谢赫特曼自然就备受排挤。

  发现“准晶体”后,谢赫特曼花费了好几个月的时间,试图说服他的同事,但一切均徒劳,没人认同他的观点。不仅如此,他还被要求离开他所在的研究小组。无奈之下,谢赫特曼只有返回以色列,在那里,他的一个朋友愿意帮助他,将“准晶体”的有关研究成果公开发表。

  最开始,这篇论文也没能逃脱被拒绝的命运,但在谢赫特曼和他朋友的艰苦努力下,1984年,论文终于得以发表,也立即在化学界引发轩然大波。一些化学界权威也站出来,公开质疑谢赫特曼的发现,其中包括著名的化学家、两届诺奖得主鲍林。

  “他(鲍林)公开说:达尼埃尔·谢赫特曼是在胡言乱语,没有什么准晶体,只有‘准科学家’。”谢赫特曼后来说。

  近30年后,勇敢质疑“常识”的谢赫特曼终于获得全世界最权威的科学认可。“谢赫特曼的发现是科学界最伟大的发现之一,勇敢挑战了当时的权威体系。”纳西·杰克逊说。

  ■ 背景

  固体家族“另类哥”

  20世纪80年代初以前,科学界对固态物质的认识仅限于晶体与非晶体,而随着谢赫特曼的一次偶然发现,固体物质中一种“反常”的原子排列方式跳入科学家的眼界。从此,这种徘徊在晶体与非晶体之间的“另类”物质闯入了固体家族,并被命名为准晶体。

  根据固态物质构成的原子排列规律,晶体内原子应呈现周期性对称有序排列,非晶体内原子呈无序排列。1982年4月8日,谢赫特曼在铝锰合金冷冻固化实验中首次观察到合金中的原子以一种非周期性的有序排列方式组合,具有这种原子排列方式的固体在当时理论下是不可能存在的。

  由于原子排列不具周期性,准晶体材料硬度很高,同时具有一定弹性,不易损伤,使用寿命长。鉴于其“强化”特性,准晶体材料可应用于制造眼外科手术微细针头、刀刃等硬度较高的工具。此外,准晶体材料无黏着力并且导热性较差,其应用范围还包括制造不粘锅具、柴油发动机等,应用前景广阔。


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