在得知獲得諾貝爾化學獎的那一刻,丹·謝赫特曼說,他感到很意外,但同時也感到很興奮。“這很棒,但我不會因為得獎就忘乎所以。”平靜了一會兒之后,他打電話告訴妻子這個好消息。“你知道,我必須告訴她,因為我們住一個屋子。”就在他倆為得獎而高興時,謝赫特曼的辦公室就涌進了一群同事來向他祝賀。
以色列科學家謝赫特曼發現的准晶體的獨特馬賽克式原子結構,打破了所有公認的晶體原子排列規則。諾貝爾化學獎評選委員會高度評價他研究的原創性,同時更熱情贊揚他敢於懷疑的態度,“即使最偉大的科學家也會陷於傳統藩籬的桎梏中,保持開放的頭腦、敢於質疑現有認知是科學家最重要的品質。”
近日,謝赫特曼出席了在耶路撒冷的貝京遺產中心舉行的記者發布會。會后,環球人物雜志記者專訪了這位諾貝爾獎新科得主。
“丹懂物理”
1941年,謝赫特曼生於以色列特拉維夫,在拉馬特甘和貝達蒂克法市長大。孩童時代起,他就對未知充滿好奇,曾把法國科幻作家儒勒·凡爾納的《神秘島》連讀過25遍。
謝赫特曼說,中學時,他不是班裡最優秀的學生,卻是全以色列最優秀的少年神槍手。他曾代表自己的學校到耶路撒冷參加比賽,並創造了連發5槍都從一個彈孔穿過的驚人成績。
長於射擊的謝赫特曼走上科學研究之路,與他的物理老師有關。有一天,老師在黑板上畫了一個帶電阻的電路圖,並問了謝赫特曼一個問題,他順利解答了老師的問題。老師贊揚他說,“丹懂物理。”多年后,謝赫特曼這樣描述這位老師:“那是個非常特別、非常完美的老師,他很有活力,也很嚴謹。他在黑板上畫線的時候,一定要是直線。他的希伯來語很蹩腳,說話就跟念書一樣。”
對老師來說,“丹懂物理”這句話可能不算什麼,但就是從那個時候起,謝赫特曼開始對科學充滿了信心和興趣。“那時,我才17歲。但直到現在,我仍然記得他和他對我說過的話。”
1972年,謝赫特曼從以色列工學院獲得博士學位,並於1975年開始在該校材料工程系任教。這是一所頗有傳奇色彩的優秀院校——在過去20年中,以色列工學院有76%的畢業生都從事高科技行業,約佔到以色列從事這一領域的畢業生人數的51%﹔在納斯達克上市的129家企業中,有59家企業都由以色列工學院畢業生掌管。
“准科學家”
瑞典科學院以“非凡”一詞形容准晶體的發現。之所以非凡,緣於開創性,緣於對傳統固體材料理論的顛覆。不過,在准晶體研究初期,這種對傳統理論的挑戰讓謝赫特曼不得不承受來自同行的嘲笑。
1982年4月8日,謝赫特曼在研究鋁錳合金的時候,首次在電子顯微鏡下觀察到一種“反常”現象:鋁錳合金的原子採用一種不重復、非周期性但對稱有序的方式排列。
對這個發現,謝赫特曼感到十分驚訝,以至於經過初步觀察后,他匆忙在實驗室的筆記本上打了3個問號。他甚至對自己說,不可能會有這種東西。
當時,人們普遍認為,晶體內的原子都以周期性不斷重復的對稱模式排列,這種重復結構是形成晶體所必須的。這也就是說,自然界中不可能存在謝赫特曼發現的那種原子排列方式的晶體。
發現准晶體后,謝赫特曼花費了好幾個月的時間,試圖說服自己所在的美國霍普金斯大學研究小組的同事。“當我告訴人們,我發現了准晶體的時候,所有人都取笑我。”不僅如此,挑戰規則的他受到了排擠,被要求離開研究小組。多方努力無果之后,他斷然離開了美國,返回以色列。
在一個朋友的幫助下,謝赫特曼在以色列工學院重新開始研究。在他的堅持下,關於准晶體的研究結果最終於1984年得以公開發表。
然而,謝赫特曼的研究結果一經公開發表再次飽受批評和詬病。主流科學界包括晶體研究界,都不接受他的研究成果。
美國化學家鮑林曾獲得1954年諾貝爾化學獎,還因反對核武器獲得了1962年諾貝爾和平獎,享有很高的國際聲譽。就連他也公開說,“謝赫特曼是在胡言亂語,沒有什麼‘准晶體’,隻有‘准科學家’。”
“盡管如此,他的發現促使科學家重新思考對固體物質結構的認知,” 瑞典皇家科學院評論謝赫特曼的研究時表示。1987年,法國和日本科學家制出足夠大的准晶體,可以經由X射線和電子顯微鏡直接觀察。至此,謝赫特曼的理論終於得到科學界的認可。隨后,科學家們在實驗室中制造出了越來越多的各種准晶體。2009年,科研人員在取自俄羅斯一條河流的礦物樣本中,首次發現天然准晶體。瑞典一家公司也在一種鋼中發現准晶體,這種准晶體如同盔甲一般,能增加材料強度。現在,准晶體已在很多應用領域“大展拳腳”,可用來制造不粘鍋、發光二極管、熱電轉化設備等。
“我能堅持”
說起得獎過程,謝赫特曼告訴記者, 他的研究雖和物理、化學兩個學科都有關,但他以為如果自己能獲獎,可能會是物理學獎。不過,對拿獎這事,他根本沒抱任何希望,甚至都不知道諾貝爾獎何時揭曉。直到有一天,他的朋友告訴他:“丹,明天物理學獎就要揭曉了。”他就應了一聲,“哦”。結果, 頒物理學獎時並沒有他的名字。
10月5日,覺得已經不可能獲獎的謝赫特曼像往常一樣去實驗室上班。他忽然接到一個國外電話,電話另一端的聲音說:“丹·謝赫特曼先生嗎?請您稍等,我們的主席想跟你通話。”於是,丹就拿著電話繼續聽。那頭傳來的聲音說,恭喜他獲得了本年度的諾貝爾化學獎!
從發現獨特的原子結構到獲得諾貝爾獎,近30年的時間裡,謝赫特曼經歷了很多的曲折。記者問他為什麼能堅持下來?謝赫特曼平靜地說,我常常跟我的學生說,要想成為一名杰出的科學家,首先,他必須先成為某個領域的專家,這是第一位的。隻有自己成為專家,才能發現某一領域的新事物。然后,當某個新事物被發現后,他還要能確定它確實是新事物,然后再試著跟別人解釋自己所看到的,要相信自己。可以聽取他人的意見,但不要被他們誤導,不要放棄。自信來自於專業,來自於你的專業程度。“對我來說,我知道我是對的。所以,我能堅持。”
今年,謝赫特曼70歲生日時,以色列工學院特意為他設計了一條領帶,這條藍綠色領帶上的花紋正是在電子顯微鏡下看到的准晶體圖案。
與中國的緣分
謝赫特曼告訴記者,他對中國很熟悉,訪問過北京、哈爾濱、西安、桂林等很多城市,是中國一些大學的客座教授和榮譽教授。他還經常給中國學生做講演。“目前,還只是我個人與中國學校之間的合作,還沒有進行校際合作﹔獲獎后,我將會努力推動中國高校與以色列高校之間的合作。”
當記者問謝赫特曼是否可以留下他的聯系方式,他爽快地答應了。他搜搜身上,發現沒帶名片,然后從挎包裡接著找。謝赫特曼一邊翻著挎包,一邊說,“你是中國人,我相信是中國人就不會放棄。”大家聽了都笑了起來。
謝赫特曼說,以色列是一個隻有750萬人口的“小”國家,雖然它的人口隻佔世界人口的0.2%,但它的諾貝爾獎獲獎者人數已經佔了所有諾貝爾獎獲獎人數的20%。他本人會將145萬美元(約合925萬人民幣)的諾貝爾獎金全部捐給以色列的教育機構。可以想見,謝赫特曼投入的這筆“小錢”,未來所能創造的價值將會遠遠超越它本身。
本刊駐以色列特派記者 羅旻
《 環球人物 》(2011年第28期)