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好看的皮囊千篇一律,智慧的头脑万里挑一

来源:化学加   Geronimo   2018-08-28
导读: 中国古语有云“人不可貌相,海水不可斗量”,旨在告诫我们不能以貌取人;在演艺圈,颜值高的演员也通常会被认为是毫无演技的“花瓶”。学术圈中从事科研似乎与颜值也没很大关系,毕竟我们课本中出现的科学家们往往都是一副眉头紧锁,头发凌乱或是稀少的疲惫状态,实在无法和颜值一词联系起来。事实上,化学界有许多“漂亮得不像实力派”的大师,今天本文就为大家盘点那些颜值与智慧并存的化学家们。

 

  图 1从左至右:物理学家普朗克、爱因斯坦和化学家鲍林

  【放射性研究的先驱——玛丽·居里】

  居里夫人是迄今为止最负盛名的女性科学家之一,在科学界是作为偶像式人物存在的。1895年,伦琴首次发现机制不明的X射线;随后1896年贝克勒尔发现铀盐也能释放出具有类似X射线穿透力的射线,并证实该辐射是自发进行的,无需外部能量输入。受这两个重大发现的影响,居里夫人决定研究铀射线,并将其作为学位论文的备选课题。

  

  图2玛丽·居里

  1898年7月,玛丽夫妇发表一篇联合署名论文,宣布以“钋”命名所发现的元素,以纪念被瓜分的祖国波兰。同年12月,居里夫妇又将他们发现的第二个元素命名为“镭”,拉丁文“射线”的意思。为证明他们的发现确凿无疑,居里夫妇试图分离出纯的钋和镭,然而他们需要寻找的物质含量极少,需要处理成吨矿石才能达到目标。

  1903年12月,瑞典皇家科学院授予居里夫妇和贝克勒尔诺贝尔物理学奖,以表彰他们对放射性研究做出的巨大贡献,居里夫人也成为首位获得诺贝尔奖的女性;1911年,瑞典皇家科学院又将诺贝尔化学奖授予居里夫人表彰她发现了镭和钋元素,提纯镭并研究了这种引人注目的元素的性质。至此,居里夫人也成为首位获得不同科学类诺贝尔奖的人。

  【结构解析领域的先驱——多萝西·霍奇金】

  1910年5月12日,多萝西·霍奇金出生于英国的一个中产阶级家庭,自幼就在英格兰接受教育,十岁时就曾动手制作出了硫酸铜晶体,后来正是在母亲的鼓励下,多萝西选择追寻她儿时就很感兴趣的晶体学领域。18岁时,多萝西考入牛津大学并成为最早一批利用X射线解析有机化合物结构的本科生之一。1932年,多萝西以优异的成绩从牛津大学毕业并随即前往剑桥大学攻读博士学位。剑桥期间,她跟随著名物理学家贝尔纳进行晶体学和X射线解析生物分子结构的研究。

  

  图3多萝西·霍奇金

  青霉素是人类最早发现的抗生素,在近现代医学史上具有划时代的意义。1928年细菌学教授弗莱明偶然发现了青霉菌具有杀菌作用并将其分泌的物质称为青霉素,然而后续研究时他却遇到了三个无法解决的巨大困难:青霉素的不稳定性、低纯度和低产量。此后的近十年里,他的研究都无人问津。1938年时出现了转折,牛津大学的钱恩、弗洛里和希特利率团队提炼出了青霉素。早期青霉素的合成和大规模生产是极其困难的,后来虽然在多个实验室共同研发以及政府和药企的配合努力下实现了其商品化,但生产方法却依赖青霉菌或者改良的青霉菌而非化学合成,这与青霉素的结构不甚明确有很大关系。当时争议的焦点是青霉素分子内部是否存在由三个碳原子和一个氮原子组成的四元环(即内酰胺)结构,一般认为这样的四元环是不能稳定存在的。1945年,多萝西终于解出了青霉素的化学结构,并为12年后MIT的John C. Sheehan实现青霉素的化学合成奠定基础。

  维生素B12是B族维生素中最后一个被发现的,也是最复杂的天然产物之一,被誉为有机合成界的珠穆朗玛峰。作为人体必需的维生素之一,自然界的维生素B12却只能由微生物合成,高等动植物是无法完成其合成的。1957年多萝西借助电脑和X射线衍射技术成功解析了维生素B12的结构,并因此获得1964年的诺贝尔化学奖。

  【天才化学家——莱纳斯·卡尔·鲍林】

  学过化学的人大概没有人不知道鼎鼎大名的美国化学家鲍林,电负性、共振论、价键理论、杂化轨道等概念均由鲍林提出,如今已成为化学领域最基础和使用最广泛的观念。1901年鲍林出生于一个贫苦家庭,他的父亲是位药剂师,母亲患有严重的抑郁症,父亲配制药物的工作对其产生了不小的影响,为日后他走上化学研究道路奠定了基础。

  

  图4鲍林的大学毕业照

  鲍林自1930年代开始致力于化学键的研究,1931年2月发表价键理论,此后陆续发表相关论文,1939年出版了化学史上具有划时代意义的《化学键的本质》一书。该书彻底改变了人们对化学键的认识,将其从直观的、臆想的概念升华为定量的和理性的层次,由于鲍林在化学键本质以及复杂化合物物质结构阐释方面杰出的贡献,他赢得了1954年诺贝尔化学奖。

  除了在化学领域大放光彩,鲍林还是一位出色的社会活动家。第二次世界大战前的鲍林一直不关心政治,但战争的后果及他妻子的和平主义价值观对他产生重大影响。鲍林坚决反对把科技成果用于战争,特别反对核战争。1955,鲍林联合包括爱因斯坦、约里奥·居里和罗素等在内的世界知名科学家签署了一个宣言:呼吁科学家应共同反对发展毁灭性武器,反对战争,保卫和平。1958年,他又撰写了《不要再有战争》一书,书中以丰富的资料,说明了核武器对人类的重大威胁。1962年,鲍林因在反对核武器试验上做出的努力获得诺贝尔和平奖,成为继居里夫人之后第二位获得不同诺贝尔奖项科学家,也是仅有的每次都是独立获奖的人。

  “反战”的天才化学家鲍林为世界和平奔走,科学家的人文精神在他身上得到了极好诠释;自1895年设立诺贝尔化学奖以来,截至2017年共有177位科学家获此殊荣,其中仅有四位女性得主,正是男性科学家在获奖人数上占了绝对优势,才更突显本文提到的两位女性科学家是极其不平凡的,她们的事迹鼓舞了无数有志于科学事业的女性,在科学史上会一直闪烁着耀眼光芒。

  参考资料

  [1]《为世界而生:霍奇金传》乔治娜·费里(著),王艳红、杜磊(译)

  [2] 诺贝尔化学奖官网:https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/

  [3] 部分内容来自网络资源


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