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化學家盧嘉錫的故事
2017-10-17 11:47:08 來源:

  “假如設計一座橋梁,小數點錯一位可就要出大問題、犯大錯誤,今天我扣你3/4的分數,就是扣你把小數點放錯了地方。”1933年,在一次隨機的考測之后,區嘉煒教授這樣開導盧嘉錫,他顯然注意自己最喜歡的這個大學三年級的學生對老師的評分有點想不通。

  區教授教的是物理化學,平時挺喜歡考學生,評分也特別嚴格。這回出的考題中,有道題目特別難,全班只有盧嘉錫一個人做出來,可是因為他把答案的小數點寫錯了一位,那道題目教師只給了1/4的分數。

  如何才能避免把小數點放錯地方呢?在理解了教師重扣的一片苦心之后,盧嘉錫思索著。

  從此以后,不論是考試還是做習題,他總要千方百計地根據題意提出簡單而又合理的物理模型,從而毛估一個答案的大致范圍(數量級),如果計算的結果超出這個范圍,就趕此仔細檢查一下計算的方法和過程。這種做法,使他有效地克服了因偶然疏忽引起的差錯。

  善于總結學習方法的盧嘉錫后來走上了獻身科學的道路。發現,從事科學研究同樣需要進行“毛估”,或者說進行科學的猜想。不過那是一種更高層次的思維活動,因為探索未知世界比起學習和掌握現成的知識要艱巨復雜得多。在形成科學上的毛估思想方面,他首先得益于留心揣摩他的導師、后來兩度榮獲諾貝爾獎(化學獎與和平獎)的鮑林教授的思維方法。

  那是1939年秋,在留英時導師薩格登教授的指點和推薦下,盧嘉錫赴美國加州理工學院,來到當時很有名氣的結構化學家鮑林教授的身邊。毫無疑問,探索物質和微觀結構奧秘,正是這位不滿24歲就獲得倫敦大學博士學位的中國青年學者最感興趣的問題。

  結構化學是一門在分子、原子層面上研究物質的微觀結構及其與宏觀性之間相互關系的新興學科,不過當時的研究手段還處在初級階段,通常,科學家們需要花費很大的力氣才能弄清楚某一物質的分子結構。盧嘉錫注意到,鮑林教授具有一種獨特的化學直觀能力:只要給出某種物質的化學式,他往往就能通過毛估大體上想像出這種物質的分子結構模型。鮑林所表現出來的非凡才能令他的學生欽佩,但盧嘉錫關沒有使自己僅僅停留在崇拜者的位置上。

  鮑林教授靠的是一種“毛估”,我為什么就不能呢?在反復揣摩之后,盧嘉錫領悟到:科學上的“毛估”需要有非凡的想像力,而這種想像力只能產生于那些擁有扎實的基礎理論知識和豐富的科研實踐經驗、訓練有素而善于把握事物本質和內在規律的頭腦,于是,他更加勤奮刻苦,孜孜以求。

  1973年,國際學術界對固氮酶“活性中心”結構問題的研究還處在朦朧狀態,當時的科學積累距離解開固氮酶晶體結構之謎還有相當一段路程。然而正是在這個時候,盧嘉錫在組織開展一系列實驗研究的基礎上,就提出了固氮酶活性中心的“原子簇”模型,也就是人們所說的“福州模型”。它的樣子像網兜,因而又稱之為“網兜模型”(后來又發展出“孿合雙網兜”模型)。四年以后,國外才陸續提出“原子簇”的模型

  時至1992年,實際的固氮酶基本結構終于由美國人測定出來,先前各國學者所提出的種種設想都與這種實際測定的結構不盡相符。猜想與事實之間總是有些距離的,然而作為世界上最早提出的結構方面基本模型之一──19年前盧嘉錫提出的模型,在“網兜”狀結構方面基本上近似地反映了固氮酶活性中心所具有的重要本質,他的“毛估”本領不能不讓人由衷嘆服!

  長期的科研實踐,使盧嘉錫特別重視毛估方法的運用,他常常告誡他的學生和科研人員:“毛估比不估好!”他希望有幸獻身科學的人們,在立題研究之初就能定性地提出比較合理的基本“結構模型”(通常表現為某種科學設想或假說),這對于正確地把握研究方向、避免走彎路是很有意義的。但他同時提醒大家:運用“毛估”需要有個科學的前提,那就是全面地把握事物的本質,否則,“未得其中三昧”,那毛估就可能變成“瞎估”。


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