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        艾哈邁德·H·澤維爾(1946-2016)

        2016-11-28 03:40:36楊雪憶編譯
        世界科學(xué) 2016年11期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)科學(xué)

        楊雪憶/編譯

        艾哈邁德·H·澤維爾(1946-2016)

        楊雪憶/編譯

        艾哈邁德·澤維爾,諾貝爾獎(jiǎng)得主、飛秒化學(xué)之父

        艾哈邁德·哈?!删S爾(Ahmed Hassan Zewail)是阿拉伯語(yǔ)國(guó)家中獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的第一人,是超速化學(xué)的先鋒,同時(shí)還是聯(lián)系阿拉伯語(yǔ)世界和西方國(guó)家的“外交官”?;仡櫇删S爾獲得的獎(jiǎng)項(xiàng),很少有像他一樣的科學(xué)家,同時(shí)獲得以色列和沙特阿拉伯的擁戴、在教皇科學(xué)院任職,還幾次成為郵票人物。澤維爾于2016年8月2日去世,享年70歲。

        1946年2月26日,澤維爾作為長(zhǎng)子出生在埃及達(dá)曼胡爾市蒂索克小鎮(zhèn)的中產(chǎn)家庭,這個(gè)小鎮(zhèn)距離亞歷山大城約80公里。他在讀中學(xué)時(shí)已對(duì)自然科學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣。澤維爾生前曾回憶道,小時(shí)候在臥室里用母親煮咖啡的燃油爐和玻璃管做化學(xué)實(shí)驗(yàn),差點(diǎn)把房子點(diǎn)著了。家人對(duì)澤維爾寄予厚望,在他書(shū)房門(mén)口掛上“艾哈邁德博士”的標(biāo)牌。在當(dāng)?shù)毓W(xué)校畢業(yè)之后,澤維爾不負(fù)眾望,以?xún)?yōu)異成績(jī)考入埃及亞歷山大大學(xué),先后攻讀化學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位。畢業(yè)后的澤維爾盡管當(dāng)時(shí)英文水平十分一般,還是決心前往美國(guó)繼續(xù)深造。(誰(shuí)能想到日后他會(huì)成為能言善辯的演說(shuō)家呢。)

        在美國(guó)費(fèi)城匹茲堡大學(xué)讀研究生期間,澤維爾和羅賓·霍奇斯特拉瑟(Robin Hochstrasser)一起研究新型光譜,包括光學(xué)檢測(cè)磁共振技術(shù)。在加州大學(xué)伯克利分校攻讀博士后期間,澤維爾和查爾斯·哈里斯(Charles B.Harris)一起研究“多維系統(tǒng)中的一致性與固體中的能量傳遞”,而這一課題也成了他此后職業(yè)生涯的研究方向,讓他獲得了能與化學(xué)屆巨星萊納斯·鮑林(Linus Pauling,美國(guó)著名化學(xué)家,獨(dú)立獲得諾貝爾獎(jiǎng))不相上下的成就,揚(yáng)名世界。1976年起,他在加州理工學(xué)院任教。1982年,他加入美國(guó)國(guó)籍,同時(shí)擁有埃及和美國(guó)雙重國(guó)籍。

        20世紀(jì)80和90年代,澤維爾帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)就“飛秒化學(xué)”進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)(飛秒是澤維爾自創(chuàng)的單位,衡量用激光以千萬(wàn)億分之一秒的速度閃光所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng))。這是化學(xué)反應(yīng)在分子級(jí)別的時(shí)間量程——是振動(dòng)和核運(yùn)動(dòng)的時(shí)間尺度。在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的中間狀態(tài)被稱(chēng)為過(guò)渡態(tài),分子中的原子在這一階段發(fā)生振蕩。然而,過(guò)渡態(tài)極為短暫,在飛秒(千萬(wàn)億分之一秒)尺度上發(fā)生,科學(xué)界此前一直無(wú)法對(duì)這一超快速變化進(jìn)行觀測(cè)。正是這一系列研究讓澤維爾榮獲了1999年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在這種超快激光問(wèn)世之前的20世紀(jì)70年代,化學(xué)家們對(duì)激發(fā)態(tài)的分子動(dòng)力學(xué)的理解與今天是非常不同的。他們一度認(rèn)為占主導(dǎo)地位的力量是分子內(nèi)的松弛,并且這種分子的內(nèi)力是不連貫的。

        澤維爾的研究打破了整個(gè)學(xué)界的原有觀念。通過(guò)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn),澤維爾的研究小組解決了反應(yīng)動(dòng)力學(xué),闡明了分子路徑,呈現(xiàn)了分子中原子的量子力學(xué)演化。這些研究中最經(jīng)典的工具是“泵浦-探測(cè)”實(shí)驗(yàn)。在此實(shí)驗(yàn)中,第一個(gè)脈沖(泵)開(kāi)始,導(dǎo)致一個(gè)化學(xué)反應(yīng),然后第二個(gè)探頭監(jiān)測(cè)下一個(gè)動(dòng)作。就這樣,他和他的團(tuán)隊(duì)拍攝下了振動(dòng)流、狀態(tài)重排和反應(yīng)產(chǎn)物的快照。這些照片揭示了連貫性的深刻作用,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了學(xué)界的預(yù)料。

        獲得諾貝爾獎(jiǎng)后,澤維爾的研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向了一種新型顯微鏡。這種顯微鏡使用超快電子脈沖來(lái)跟蹤在原子級(jí)上時(shí)間和空間的化學(xué)反應(yīng)。和鮑林一樣,澤維爾希望可以再次贏得諾貝爾獎(jiǎng):澤維爾不是一個(gè)吃老本的人。

        澤維爾對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的獨(dú)特見(jiàn)解讓他的后輩學(xué)生獲益匪淺。他善于將復(fù)雜的現(xiàn)象歸結(jié)為最簡(jiǎn)單的基本動(dòng)力。他會(huì)提醒同事不要陷入細(xì)節(jié)陷阱。工作繁忙的澤維爾仍然密切關(guān)注他的地下實(shí)驗(yàn)室。他會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室然后開(kāi)始提問(wèn),“我只想聞一聞實(shí)驗(yàn)的味道。”他說(shuō)。

        他的職業(yè)和影響力與人們“科學(xué)超越政治邊界”的觀點(diǎn)密不可分。1983年1月,澤維爾組織的光化學(xué)和光生物學(xué)國(guó)際會(huì)議在亞歷山大澤維爾的母校舉行。當(dāng)時(shí)雖然他還沒(méi)有開(kāi)始飛秒化學(xué)的研究,但已然是一個(gè)冉冉升起的明星。這次會(huì)議是他職業(yè)生涯的里程碑,吸引了來(lái)自各國(guó)希望引導(dǎo)埃及科學(xué)進(jìn)步的杰出科學(xué)家。

        當(dāng)來(lái)自以色列的科學(xué)家到達(dá)會(huì)場(chǎng)時(shí),大部分的阿拉伯代表都被政府勒令離開(kāi)。這在當(dāng)時(shí)動(dòng)蕩的政局下并不是什么新鮮事。澤維爾當(dāng)然預(yù)料到了這點(diǎn),他完全可以不邀請(qǐng)他以色列的朋友從而避免這種尷尬。但他并沒(méi)有這么做,相反,他在大會(huì)上公開(kāi)譴責(zé)了政府這一破壞性的行為。

        澤維爾一直念念不忘祖國(guó)埃及和他的同胞。在諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)致辭中,他將自己的事業(yè)與古埃及女神伊西斯聯(lián)系起來(lái):“這塊獎(jiǎng)牌上的圖案是伊西斯,她攜帶著象征豐收的羊角從云中走來(lái)……我在伊西斯的土地上成長(zhǎng),我的工作是埃及人民6 000年來(lái)一系列科學(xué)成就中的一項(xiàng)?!?/p>

        澤維爾從來(lái)沒(méi)有停止努力在阿拉伯語(yǔ)世界推動(dòng)科學(xué)發(fā)展。在各類(lèi)演講和文章里,澤維爾不斷提醒他的同胞們科學(xué)在歷史上的重大影響,并鼓勵(lì)他們重視科學(xué)教育和基礎(chǔ)研究,延續(xù)科學(xué)的偉大。他和埃及政府合作,創(chuàng)辦了以他名字命名的澤維爾科技城。這是一所非營(yíng)利性的科研教學(xué)機(jī)構(gòu),旨在為埃及培養(yǎng)現(xiàn)代化且具競(jìng)爭(zhēng)力的科學(xué)家隊(duì)伍。澤維爾晚年時(shí)稱(chēng)這項(xiàng)事業(yè)是他最重要的工作。該學(xué)校在經(jīng)歷了各種政治動(dòng)蕩后終于在2013年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。該大學(xué)致力于為埃及社會(huì)各方面的發(fā)展提供人才。澤維爾還曾擔(dān)任美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬科學(xué)技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)委員、美國(guó)首位中東科學(xué)問(wèn)題特使。

        為表彰澤維爾的突出成就和為埃及人民贏得的榮譽(yù),埃及政府于1999年向他頒發(fā)了最高榮譽(yù)勛章——“尼羅河勛章”,并發(fā)行印有他肖像的郵票;達(dá)曼胡爾市和亞歷山大大學(xué)也有數(shù)條街道以澤維爾命名。

        2013年,澤維爾對(duì)媒體透露自己患有脊柱腫瘤疾病。澤維爾去世后,世界上少了一位天才科學(xué)家和政治家。澤維爾生前曾在接受采訪時(shí)說(shuō),科學(xué)教育提供理性思維和一種世界語(yǔ)言,借助它們,不同國(guó)家、文明和宗教有望實(shí)現(xiàn)包容和理解。

        縱觀其一生,澤維爾憑借其高超的科研水平、健全的理性精神和對(duì)科學(xué)教育的熱忱,詮釋了“揭開(kāi)伊西斯面紗的科學(xué)天才”這一形象。

        [資料來(lái)源:Nature][責(zé)任編輯:絲絲]

        本文作者沃倫·沃倫(Warren S.Warren),杜克大學(xué)物理系主任,化學(xué)、物理學(xué)、放射學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程教授。他1981年到1982年做博士后期間與澤維爾是同事。

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