作者:虞涵棋 张唯 来源:澎湃新闻 发布时间:2018/10/29 13:26:52
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诺奖得主谢赫德曼:扛住最伟大化学家质疑的“准科学家”

 

“7岁那年,祖父给了我一份改变命运的礼物——放大镜。”10月28日,世界顶尖科学家论坛(上海·滴水湖)开幕前夕,以色列材料科学家、2011年诺贝尔化学家得主丹·谢赫德曼(Dan Shechtman)在接受澎湃新闻(ww.thepaper.cn)等媒体采访时表示。“我用放大镜观察一切细小的食物,花朵的结构、昆虫的眼睛……我爱上了微观世界。”

10岁那年,谢赫德曼听说科学老师有一台显微镜,便几次央求他带到教室里来。他终于得偿所愿,用显微镜观察了一片树叶样本。“你能看到叶绿素在里面流动!”77岁的谢赫德曼讲起往事时仍有孩童般的激动。“太有趣了!我觉得从此之后我一天都离不开显微镜。”

以色列材料科学家、2011年诺贝尔化学家得主丹·谢赫德曼(Dan Shechtman)

科学老师却把显微镜收进仓库,再不许孩子们接触。“坏老师。”谢赫德曼一锤定音。

谢赫德曼随后进入以色列理工学院学习材料的微观结构,并在学校购买第一台透射电子显微镜时与工程师交流,观察了整个透射电镜组装的过程。那是一种更强力的显微镜,能看清比光学显微镜更细微的结构。

“我成了显微领域的专家,无论是理论还是实践上。”他总结了自己的研究生涯。“这最终给我带来了诺贝尔奖。”

“准科学家”

2011年,谢赫德曼因“发现准晶体”独享诺贝尔化学奖。准晶体具体与晶体相似的有序原子排列,但又不具备晶体的排布周期性,就像西班牙阿尔罕布拉宫和伊朗Darb-i Imam神殿中的中世纪伊斯兰镶嵌图案。

当这种神秘图案在1982年4月8日早晨出现在谢赫德曼的显微镜下,传统化学理论受到了颠覆性的挑战。他的发现被所在团队视为“羞耻”,两获诺奖的莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)公开质疑道:“世界上没有准晶体,只有准科学家。”

谢赫德曼回忆道,从1984年到1994年,鲍林质疑了十年,至死都不相信准晶体的存在。“他是20世纪最伟大的美国化学家之一,我为什么敢站在他面前说他错了?”他如此解释:“因为我是电子显微镜专家,而他不是,他从一开始就输了。”

1985年,谢赫德曼(左)在美国国家标准与技术研究院的一次会议上讲解准晶体结构。

法国和日本科学家随后在实验室中制取了准晶体结构。2009年,科学家们在俄罗斯东部的河流中发现了天然准晶体矿物。

谢赫德曼介绍道,准晶体的神奇排列会带来独特的化学和物理性质,比如它们的表面能量低,适合用来制作不粘锅的涂层;他们的导热性很差,作为3D打印材料时能提高熔融烧结速度。

可以说,谢赫德曼在微观世界中找到奇妙的准晶体,并扛住20世纪主流化学界质疑的能力和勇气,最早可以追溯到7岁时收获的一个放大镜。

幼儿园要教“真正的科学”

为了让更多的孩子收获这样的科学礼物,避免遭遇掩藏显微镜的“坏老师”,谢赫德曼在以色列发起了针对小孩子的科学教育项目:“小到什么程度?幼儿园。科学教育必须从早抓起,小孩子们其实都很聪明。”

他反复强调一定要教“真正的科学”,而不是一些花哨而无法理解的“魔法”。“真正的科学”即理解物理的本质和真实的世界,睁眼看日月星辰和植物动物的方式。

谢赫德曼随手拿起一个矿泉水瓶举例道:“这是什么材料?塑料。为什么要用塑料做矿泉水瓶?因为它透明、不渗水、形状合适。玻璃当然也能满足这些条件,但玻璃不如塑料廉价。接下去,我们再教回收塑料的问题。”

谢赫德曼在青岛和西安发起了类似的早教项目。他认为,这对中国和世界都意义非凡。谢赫德曼从1987年起访问中国,北至哈尔滨,南至三亚,对这个国家有自己的观察。

他说道,在人口老龄化的压力下,每个人担负着更多人均GDP,因此,国家必须培养更多的科学家、工程师、计算机专家等。

此外,国家也需要科技创业。30年前,当以色列尚未成长为如今的初创大国,谢赫德曼就开办了科技创业课程,迄今共有逾万名科学家和工程师听课,其中25%参与了初创企业。谢赫德曼认为,在科技创业的过程中,必须克服东亚国家普遍存在的“羞耻文化”,不以犯错为耻,勇于像稚子学步一样跌倒重来。

从这个意义上讲,谢赫德曼也十分赞同高校科研人员适度创业,从纯科研走向应用,为经济发展作贡献。“大学应该接地气,而非飘在空中。”

不过,谢赫德曼也提醒要尽量避免出现实验室很容易拿到经费购置一批闪亮设备,却无几人会真正操作的情况。

世界顶尖科学家论坛于10月29日至31日在上海滴水湖畔举行。谢赫德曼将与其他25位诺奖得主、8位沃尔夫奖、拉斯克奖、图灵奖、麦克阿瑟天才奖等学术奖项得主和17位两院院士、18位中外杰出青年科学家共话“科技,为了人类共同的命运”。

 
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