名人故事：著名化学家卢嘉锡

Posted 2023-04-24

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名人故事：著名化学家卢嘉锡

名人故事：著名化学家卢嘉锡——“假如设计一座桥梁，小数点错一位可就要出大问题、犯大错误，今天我扣你3/4 的分数，就是扣你把小数点放错了地方。”1933 年，在一次随机的考测之后，区嘉炜教授这样开导卢嘉锡，他显然注意自己最喜欢的这个大学三年级的学生对老师的评分有点想不通。

区教授教的是物理化学，平时挺喜欢考学生，评分也特别严格。这回出的考题中，有道题目特别难，全班只有卢嘉锡一个人做出来，可是因为他把答案的小数点写错了一位，那道题目教师只给了1/4 的分数。

如何才能避免把小数点放错地方呢？在理解了教师重扣的一片苦心之后，卢嘉锡思索着。

从此以后，不论是考试还是做习题，他总要千方百计地根据题意提出简单而又合理的物理模型，从而毛估一个答案的大致范围（数量级），如果计算的结果超出这个范围，就赶此仔细检查一下计算的方法和过程。这种做法，使他有效地克服了因偶然疏忽引起的差错。

善于总结学习方法的卢嘉锡后来走上了献身科学的道路。发现，从事科学研究同样需要进行“毛估”，或者说进行科学的猜想。不过那是一种更高层次的思维活动，因为探索未知世界比起学习和掌握现成的知识要艰巨复杂得多。在形成科学上的毛估思想方面，他首先得益于留心揣摩他的导师、后来两度荣获诺贝尔奖（化学奖与和平奖）的鲍林教授的思维方法。

那是1939 年秋，在留英时导师萨格登教授的指点和推荐下，卢嘉锡赴美国加州理工学院，来到当时很有名气的结构化学家鲍林教授的身边。毫无疑问，探索物质和微观结构奥秘，正是这位不满24 岁就获得伦敦大学博士学位的中国青年学者最感兴趣的问题。

结构化学是一门在分子、原子层面上研究物质的微观结构及其与宏观性之间相互关系的新兴学科，不过当时的研究手段还处在初级阶段，通常，科学家们需要花费很大的力气才能弄清楚某一物质的分子结构。卢嘉锡注意到，鲍林教授具有一种独特的化学直观能力：只要给出某种物质的化学式，他往往就能通过毛估大体上想像出这种物质的分子结构模型。鲍林所表现出来的非凡才能令他的学生钦佩，但卢嘉锡关没有使自己仅仅停留在崇拜者的位置上。

鲍林教授靠的是一种“毛估”，我为什么就不能呢？在反复揣摩之后，卢嘉锡领悟到：科学上的“毛估”需要有非凡的想像力，而这种想像力只能产生于那些拥有扎实的基础理论知识和丰富的科研实践经验、训练有素而善于把握事物本质和内在规律的头脑，于是，他更加勤奋刻苦，孜孜以求。

1973 年，国际学术界对固氮酶“活性中心”结构问题的研究还处在朦胧状态，当时的科学积累距离解开固氮酶晶体结构之谜还有相当一段路程。然而正是在这个时候，卢嘉锡在组织开展一系列实验研究的基础上，就提出了固氮酶活性中心的“原子簇”模型，也就是人们所说的“福州模型”。它的样子像网兜，因而又称之为“网兜模型”（后来又发展出“孪合双网兜”模型）。四年以后，国外才陆续提出“原子簇”的模型

时至1992 年，实际的固氮酶基本结构终于由美国人测定出来，先前各国学者所提出的种种设想都与这种实际测定的结构不尽相符。猜想与事实之间总是有些距离的，然而作为世界上最早提出的结构方面基本模型之一──19 年前卢嘉锡提出的模型，在“网兜”状结构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质，他的“毛估”本领不能不让人由衷叹服！

长期的科研实践，使卢嘉锡特别重视毛估方法的运用，他常常告诫他的学生和科研人员：“毛估比不估好！”他希望有幸献身科学的人们，在立题研究之初就能定性地提出比较合理的基本“结构模型”（通常表现为某种科学设想或假说），这对于正确地把握研究方向、避免走弯路是很有意义的。但他同时提醒大家：运用“毛估”需要有个科学的前提，那就是全面地把握事物的本质，否则，“未得其中三昧”，那毛估就可能变成“瞎估”。

“三昧”，古语指事物的诀要所在。其实，无论哪种科学方法，如果只会从形式上运用它，充其量不过是一名熟练的工匠；只有那些善于从本质上把握它的人才会成为大师。