您现在的位置:名人家教 > 
与诺贝尔大师面对面之柯尔——发现的碳球像足球

  科学始终有真伪之分,即使是站在世界科学巅峰的诺贝尔奖获得者也难免会犯大错。

  被誉为20世纪最伟大化学家的美国人鲍林(Pauling)曾两次获得诺贝尔奖,但他晚年在证据不足的情况下提出所谓“正分子疗法”,狂热宣传并身体力行地利用超大剂量的维生素预防治疗感冒,甚至认为此法可以治疗精神病和肿瘤。他的崇高学术地位让民众纷纷跟从效法,但后来经医学界大量严格临床实验证明这种疗法其实有害无益。

  如何辨别真伪?特别当提供观点的人是德高望重的权威?11月8日,在美国休斯顿赖斯大学,同样是化学家和诺贝尔奖得主的罗伯特·柯尔给我推荐了他的办法。

  柯尔在“稻米大学”里工作生活了四十三年时间

  休斯顿位于美国南部,尽管已是冬天,但下午热得仍要穿短袖。随便问城里的“的哥”这座城市什么最有名,他就会举出三样:有18000人工作的美国国家宇航局(NASA);有超过60000员工的医学中心和有100多年历史的“贵族学校”--赖斯大学(RiceUniversity)。

  “Rice”的中文意思是“稻米”,其实它只是一个人的名字--学校的捐助者“赖斯”。这所保守的私立“稻米大学”至今仍是一所很难进入的学校,原因在于它的资金雄厚,给予教授和学生的待遇十分高。单从占地面积就能看出来--只有3000人的“稻米大学”和拥有一万多人的休斯顿大学一样大小。
  整个校园的建筑几乎都透着欧式古风,而罗伯特·柯尔办公的空间科技楼就藏在一片古建之中。68岁的柯尔教授依然和1996年获奖时照片上一样,清瘦,一脸花白络腮胡须。

  和柯尔的对话十分轻松,就仿佛在同一位随和的老人聊家常。自从1958年进入赖斯大学工作至今,柯尔再没离开过这里。这和一生经常搬迁的美国人实在不太一样。我问他为什么43年就待在一个地方,是什么在吸引他时,老教授慢慢地回答:“赖斯大学给我优厚的工资,我也喜欢这里的学生和老师,他们都是很好的合作伙伴。你肯定也注意到了,这所校园很美丽,所以我不想换另外一个地方工作。”

  ■“我必须指出,这项伟大发现绝非仅属于我们三个人”

  这句话是柯尔在诺贝尔基金会网站他个人自传里的最后一段话。在与老教授的交谈里,每当涉及那次重大发现时,他总会提到很多人的名字,连同行的翻译采访后都感叹:“老先生真是少有的谦虚。”

  1985年秋,柯尔和他在赖斯大学的同事理查德·斯莫利、哈罗德·克罗托经过一周紧张工作后,意外地发现碳元素也能非常稳定地、以球的形态存在。

  新发现的碳球含有60个碳原子,于是碳60(C60)的发现者假定含有60个碳原子的碳簇包含12个五边形和20个六边形,他们开始称这种新发现的碳球为“富勒烯”。又因为这样的碳簇球外观与足球一样,在英语口语中C60又被叫做“巴基球”。

  柯尔告诉我,发现C60前他没有梦想过会得诺贝尔奖,即便是在发现C60后几年里也都没有梦想过。“如果没有以前科学家制作的样品,看不到他们的论文,我们不可能用这种方法制出C60。”柯尔说,“真正的新发现是和你投入工作的时间成正比的。不像一扇门,能突然打开告诉你里面有什么新事物,它需要长时间的探索。”

  对话

  记者:1985年秋,你和同事经过一星期的努力发现C60,是谁给这个奇特的物质起名叫“巴基球”?

  柯尔:我和克罗托、斯莫利当时合作研制一台仪器,能够研究原子团簇,我们用这台仪器研究硅和锗的原子团簇,英国人克罗托对碳团簇很感兴趣,他最想弄明白碳链分子是怎样形成的。

  我们观察到了一个对应着C60团簇的峰,其强度趋向饱和,我们改变了条件,但这个峰相对其他团簇的峰而言,仍是最明显的。

  当时我们不知道它究竟对应着一个怎样的团簇,我的学生利用周末改变条件又重复了这个实验。星期一上午,我们看到这个峰强度更高了,对应着60个碳原子有时是58或62,我们在考虑怎样的一种化学反应会产生,形成这60个原子的团簇。

  当时我们想象只能是类似一种球形的结构,这种结构必须是很紧凑的。周一晚上,斯莫利提出这个球就像足球一样,因此我们把这个实验结果发表了。从那以后,碳系列的结构,含有不同数目的碳团簇的结构就一一给出了,包括纳米碳管的结构。

  记者:如果从应用前景上看,纳米碳管似乎比“巴基球”更加吸引人,2000年我在日本筑波采访时就注意到,那里的科学家正在用最新方法批量生产这种只有人类头发五万分之一粗细、强度却是钢铁100倍的未来材料。

  柯尔:的确是这样。和我1996年一起获奖的斯莫利目前也成立了一家公司,每天都在生产着纳米碳管,因为他们的努力,这种以前每克几千美元的昂贵材料,已经便宜了10倍多。科学家设想纳米碳管在未来有很多用处,因为它中间是空的,你可以把氢原子储存在里面,储存了氢原子的无数碳管就可以制造成新型燃料电池。因为它很小,又十分结实,它也可能被制造成计算机里的微小元件。

  但不管怎么说,发现碳60,为下一步研究纳米碳管打了基础,我想这也是为什么给它颁发诺贝尔奖的缘故。

  记者:从1985年发现C60到1996年获奖,这些年你都做了什么?

  柯尔:从1985年到1989年,我们集中于C60的工作,我们做了很多实验,对这种大分子我们非常感兴趣,我们制出了含有2000多个分子的链状样品,我们试图制作出更大的样品。这样易于手工操作处理,但这要求很高的技术,我们的激光源不能成功地工作,因此后来我们又转回我从前的研究课题,通过质谱研究团簇的行为。

  记者:这几年里有没有再次让你兴奋激动的时刻,有没有让你遗憾的事?
  柯尔:我长期以来一直对“谱学”非常感兴趣,在工作中我们有许多收获,这些都使我感到兴奋,尤其是自由基的红外光谱研究。自由基是高度活性的,我们试图找到一种方法来观察所发生的化学反应,观察化学反应的过程--自由基在实用过程中是非常重要的,任何化学反应都有自由基的参与,研究它是很有意义的,我非常感兴趣。

  记者:在未来时日,你有没有最想完成的事?

  柯尔:目前,我对我们正在做的工作非常感兴趣,用红外光谱研究自由基,问题是不能研究很多原子的自由基样品,以前我们用的自由基样品包含4~5个原子,现在我们已研究包含有7个原子的自由基样品了。但当分子变得越大,谱图变得越来越复杂,通过降低温度到几个K的温度范围,可以使谱图简化,我们可以分析。现在这个实验进行得很顺利,我非常高兴。

  记者:在你的自传里,曾提到一位叫Wilson的教授,你说他是一个“反对迷信的人”,能否讲讲你眼中的Wilson是什么样的人?

  柯尔:他是一个很诚实的人,也是一个很出色的人。他为人处事都很好,我很喜欢他,我所提及的迷信和宗教信仰无关。

  我们知道,作为科学家,我们要使用很多复杂的仪器。我们经常会碰到这种情况--仪器运转得很好,但有时它突然不工作了,可是过一段时间它又工作了,再过一段时间它又不工作了,再一段时间它又恢复了。

  不是说真有一种什么精神在控制着仪器,我来使用,它就工作,别人来使用,它就不工作。我的学生有时会这样说,而Wilson从来不这样认为。仪器长时间使用有些部件也会像人一些老化,疲惫,如果仪器运转不正常,他就会让仪器停下来,过一段时间再启动。他从不认为有什么精神作用。他认为有那种想法的人就是迷信,他一生都反对迷信,反对人们不加科学判断就盲目相信某种说法的习惯。

  记者:美国科学家鲍林两次获诺贝尔奖,他晚年大力宣扬“正分子疗法”,但实验证明他的观点是错误的,可是因为他在科学界的权威,当时很多人跟着他使用这种疗法,给身体造成了损害。人们到底该不该相信权威?要知道相对于科学权威,普通人确实是一无所知的呀。

  柯尔:人们首先应该想到,科学家也是人,他有时也会犯错误的。针对科学家提出的种种理论和观点,公众应该先考虑这个科学家是哪一方面、哪一领域的权威,如果他在自己所专长的项目上提出看法,所给的评论也许是正确的,但若给其他领域的评论也许就是不正确的。

  对我而言,如果有关我的身体健康,我会去找我的医生,采纳他的建议,而不会从公众舆论中采纳一些观点。

  至于鲍林教授,我想他还不是那种明明知道错误,却偏要坚持自己错误的人。因为鲍林自己也服用大量维生素来预防疾病,他始终相信“正分子疗法”有效,但作为化学家,他并不是医学界的权威。

  记者:那假如一个科学家在自己的领域里也提供了错误的观点呢?你觉得,科学家的责任心和良好的监督机制,哪个更有效呢?

  柯尔:我们知道如果一个国家允许一个人对不是自己专长的领域发表一些言论,那么就会有另外一个人站出来指明他们观点是不正确的。公众不会只听一个人的见解,我想监督机制是必要的,公众不至于会被误导,特别是对科学权威。我们刚才也谈到迷信,但有时一个人的观点改变是很难的,如果一个人真的说错了什么,另外的人也指明他说错了什么,公众应该清楚,错误的东西总是会被改正的。

  记者:假设你发现自己的研究成果有错误,但此时别人没有发现,不过这个成果已公布出去,你会怎么办?

  柯尔:我会尽快改正这个错误,尽量在别人通知我、告诉我有什么错误之前。因为如果你真的有错误,别人最终一定会发现的,自己承认错误,要比被别人“逮住”好得多。如果我的成果真的有错误,我会尽快收回我的成果报告,尽快更正,并通知大家。

  档案

  罗伯特·柯尔

  (Robert F. Curl)

  1933年8月23日生于美国德克萨斯州。父亲是一位基督教会牧师,母亲是一位普通的“家庭主妇”。在柯尔九岁时,父母给了他一套化学实验仪器。一个星期后,小柯尔决定将来成为一名化学家。随着年龄的增长,他对化学的兴趣越来越浓,尽管那时美国在中学以前还没有化学这门课。

  从1958年至今,柯尔一直在赖斯大学里工作,这所学校也成为给他一生带来好运的地方。1985年,柯尔和另两位同事在赖斯大学的实验室里意外发现了碳元素可以球的形状存在,这种碳球是石墨在惰性气体中蒸发时形成的,它们通常含有60或70个碳原子。围绕这种神奇的碳球,一门新型的碳化学发展起来。化学家们可以在碳球中嵌入金属稀有惰性气体,可以用它们制成新的超导材料,甚至用碳球创造新的有机化合物或新的高分子材料。

  1996年,柯尔因这一发现获得了诺贝尔化学奖。

  来源:北京青年报网络版


主  办:北京市教育委员会 承  办:北京教育科学研究院
协  办:北京市妇联、北京日报专刊部、北京电视台科教频道 运行管理:北京教育科学研究院德育研究中心
技术支持:北京教育在线 版权所有:北京教育科学研究院德育研究中心
地  址:北京市北四环东路95号 邮  编:100101