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C60 的发现者——哈罗德·克罗托

(2007-12-03 08:24:50)
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知识/探索

哈罗德·克罗托: 英国人,1990年入选英国皇家学会;2006年成为美国国家科学院外籍院士;由于在化学方面贡献突出,1996年受封爵士;1996年,与罗伯特-柯尔和理查德-斯莫利共同获得诺贝尔化学奖。还得过1994路易威登平面设计奖。
 
C60 的发现者——哈罗德·克罗托
 

1996年,一个形状酷似足球的碳分子结构风靡世界,这是一幅由英国小孩画的漫画:这是我们镇的碳!给我们朋友的布基球!富勒家族中的布基球!不能这么圆!像个足球!布基球像足球!……这真是些很好的漫画。这个有趣的图形正是1996年诺贝尔化学奖的科学成果。

1985年,哈罗德·克罗托教授与罗伯特·柯尔和理查德·斯莫利两位科学家,在一次太空碳分子实验中,偶然发现了碳元素的新结构,这是由60个以上的碳原子组成的空心笼状。被称为——富勒式结构,热爱艺术设计的克罗托教授给C60起了这个名字,以纪念发明穹顶建筑结构的美国建筑家巴克明斯特·富勒。

在此之前,学术界公认碳的存在只有两种基本形式-金刚石和石墨。C60 的发现革命性地开拓了对碳分子的研究,开辟了化学研究的新领域。C60具有超级稳定的结构,有超轻,抗射线,抗化学腐蚀这些特性,对电子学、塑料生产、癌症治疗有革命性的影响。

曾涛:您知道现在对于碳60的研究基础研究应该说已经做了非常多的工作了,那么很多人,普通大众都很关心究竟它以后会应用到哪里,那么您认为它未来在应用上的研究的突破会是在哪些方面?

克罗托:碳60是一个惊喜,我想我是一个很好的科学家,但是不管你多好,你有些时候不能够梦想到或者说期望到可能会出现这样的一个惊喜,有的时候是预见不到的,正因为这样才会使我成为一个诺贝尔奖的获得者,发现了碳60,所以说这是化学的一个新的领域,比如说关于我们的电缆线还有这个导电,传导线,在这方面可以有很多的发展,如果我们能够控制这些,能够创造一些新的材料,那么这个材料的硬度可能会比这个铁的硬度,是它的50倍,不知道最后会怎样,但是看起来是可能的,是非常有可能制造出这样的一些材料的,而且关于碳60它的分子非常非常的小,而且有点像足球,如果把它放在这个有机的太阳能电池里面的话,它会改善它的性能,而且成本会大大的降低,这就是我们所关注的。

 

另外一个应用也使我感到兴奋的,就是这个分子可以放在一个开关上,我们知道一个芯片上有很多不同的开关,有的打开,有的关闭,我们知道在这个芯片上有不同的开关,你要做出不同的决策,是开哪个开关,所以把这个分子放到这个开关里,这样的话一个大的电脑就会变得非常的小,就可以像手表一样小,所以非常有意思,当然在未来都是有可能的。

曾涛:您刚才已经提到了说它未来会有广阔的,举了很多例子告诉我们未来广阔的应用,那么现在有很多人关心说因为碳60的这些很多的成本制作是非常的高昂的,不知道最近是不是有了一些新的改变呢?

克罗托:是的,越来越便宜了,比刚开始便宜多了,当进行应用的时候它的成本越来越低了。 

曾涛:碳60的发现完全对于人们认识世界的物质结构打开了崭新的一面,那么现在很多的人都在评论说未来它的应用有可能为社会带来巨大的这个财富,那么我不知道作为这样一个碳60的这样一个发现人,您对于科技会带来巨大的财富会是什么样的态度?

克罗托:我不知道是否会带来巨大的财富,这要取决于这个应用本身它是否非常的重要,当我们发现碳60的时候我们是从科学的不同的角度来进行发现的,就是发现这个元素的人,科学家和研究这个元素的应用的科学家,他们的兴趣点也是不一样的,我很感兴趣这个应用,但是这个不是我的热情所在,也不是我现在正在做的,我现在做的事情这个很有意思,为什么?到底为什么会这样,而不是说我做了这个我就可以挣很多钱,这不是我的兴趣点,可能我对这个问题很感兴趣,但是我不是说是因为它能够赚钱我才做这件事情,这不是我所感兴趣的。

曾涛:在您看来,您认为科学研究的本质是什么?

克罗托:对于我来说我的科学就是对一些事情我感兴趣,然后想要找出到底是为什么,这就是我,我想就是科学家必须对一些事情表示好奇,看看孩子们,孩子们是怎么做的呢,小的孩子他们看看四周,然后吸收所有的事情,然后不断地学习,那么从什么都没有开始学习,他们去看待一些事物,来分析这些事物,然后从而能够找到自己的感觉。科学家也是继续的这样做,就是在一个更加复杂的世界当中延续了孩子们的那种好奇心,以更深的一种方式来了解为什么会出现这种图像,它的结构是什么样的,通过视觉的方式来看到1、2、5之间是有什么样的联系,为什么3、4缺失了,就是在这样一个结构,1、2、5的结构里了解这个化学、生物,还有生命,是否会在这样的一个1、2、5这样一个数字序列当中,在它的基础之上来发展出来,我想这个是非常有意思的,我非常喜欢。

    

上个世纪的70年代,人们的观念认为茫茫太空一片荒凉,根本不具备形成复杂分子的条件。1974年,克罗托第一次利用惠普质谱仪研究了长链含碳分子HC5N。根据克罗托提供的微波谱,天文学家们很快在太空中找到了这条形状酷似大辫子的分子,经过一次又一次的实验,克罗托发现这些长链分子存在于星际空间和红巨星呈扩张状态的大气层中。这一发现震惊了学术界。

曾涛:刚才前面您提到您的父亲,您从小喜欢艺术,而您的父亲让您学科学,是这样吗?

克罗托:我想父亲对我有一定的影响,因为尽管他对图案也很感兴趣,但是他曾经是难民,他所关注的是我作为一个难民的儿子,还是应该有一份稳定的工作,将来不会比他当时过得苦。 

曾涛:您前面提到是父亲让您一定要学好数理化,但是您自己,我注意到,您在从事化学的研究当中,实际上您是非常有这方面的科学兴趣的。

克罗托:是的,这对我来说做起来并不难,我很小的时候就和我的一个朋友经常拿着猎枪出去玩,也做过很多非常有意思的化学实验,有些还是相当危险的。

曾涛:那时候在家

克罗托:最轰动的是做蒸馏的实验,因为出现了很多的烟,整个屋里都被熏了,眼睛都睁不开,当时我们两个冲出门外,大笑不止。这很危险,所以要教导孩子不要太沉迷于那些危险的东西。但又要让孩子发展对于科学的兴趣,这个很重要。

 

发现C60分子之后,克罗托教授搁置了在大学时期就一直渴望着组建平面设计工作室的梦想。开始深入研究“富勒烯家族”。克罗托教授被西方评价为伟大的科学家,这是因为世人第一次认知有关碳分子的真理,而宇宙中许多事物的发源都由此而来。

曾涛:您觉得获得诺贝尔奖对您来讲重要吗?

克罗托:这是一个很有意思的问题,回答是与不是,不重要。因为我的生活很好,我可以到处去旅行,要得奖的事。我觉得除非政府或者高层领导人明确地要求年轻人必须获奖,年轻人不要总想着获奖的事情,而且我觉得政府如果真的这样做,也是做了个很错误的决定。当然我很高兴看到年轻人获奖,但是年轻人还是不要去为获奖去做科学研究,我做科学研究并不是为了去得奖。如果我总是想着要得奖的话我最终是不会得奖的。这一点很重要。事实上这也是最不能够预测的一种事情。对于科学家来说做你感兴趣的工作,这个更加重要。

曾涛:一会儿会不在1964年您就获得英国星期日泰晤士报的图书封面奖,三十年之后1994年您获路易威登平面设计奖。在这么长的时间说明,您一直对平面设计保持足够高的兴趣并且获得了很高的成就。

克罗托:我喜欢音乐,绘画,但是更喜欢平面设计。我想在退休之后,我可能会成为一个艺术家。

曾涛:从小就封面做过设计。我觉得非常有意思的是,您所钟爱的平面设计,和您所从事的科学研究之间的关系是什么?怎么让大家来理解?

克罗托:我想我们看到的几乎所有事物都是有结构的,比如说中国的文字就是有结构的,看中国文字你会发现很多非常漂亮的图形,中国的书法就非常有艺术感。

从科学的角度来讲我喜欢看到一些视觉化的科学,我可以从光谱学的角度来看一些图像。比如说一些分子,它的结构是什么样,这也是一种艺术的角度。所以说科学和平面设计,和艺术之间是有非常密切的联系。有时候艺术家创造了一个图像,人们非常喜欢它,但是科学家能够看到这个图像背后的本质是什么,这就是人们为什么会喜欢这个图像的原因,科学家还能从这个图像中获得一些新的知识。所以我想艺术设计和科学两者之间有非常密切的联系。

 

1990年克罗托入选英国皇家学会;

1995年,他创立Vega科学基金会,为英国广播公司制作高质量科普电视节目。近期,他还发起了全球教育外展计划,使科学家能够制作并在网上播送自己的科学节目,并协助教师讲授自然科学,工程及技术科学。

曾涛:说到第二个惊喜,刚讲了第一个惊喜我知道您在1995年的时候建立了一个科学的基金(会),是专门用来做科普的。而且为英国的BBC,就是英国广播公司做了很多高质量的科普节目,之后还得了很多科普大奖,为什么会有这么大的热情来做如此多的科普方面的工作呢?

克罗托:刚开始的时候,我就是想把一些好讲座记录下来,但后来想法就变了,陆续做了一些电视记录片。

曾涛:是给自己做的吗?for yourself?

克罗托:我发现当今世界有一个很严重的问题,很多人使用技术,但是他们不理解技术,这是很不理智的。对于整个世界来说,很多奇迹是由科技带来的,比如 “帕尼西林”这个药,它拯救了成千上万人的生命,而且还有DDT,拯救了更多人的生命,它能够控制疟疾和杀死蚊子。还有手机、网络等也改变了现代人的生活。科技的力量变得越来越强大,使我们的生活越来越好,但与此同时人们忘记了技术的存在。

曾涛:是不是有一些什么样的事情促使您感受到这一点,觉得有非常强烈的愿望需要向公众传播科学?

克罗托:我不知道,我只是害怕。科学技术可以给人类带来利益,但同时也会带来一些风险,我们需要确保的就是这个科技永远能够帮助我们,而不是给我们带来伤害,比如说核武器,核子的发展我们希望它能够为人类造福,而不是给我们带来灾害。我想作为一个科学家我必须要谨慎的看待这些技术,要确保技术在它变得越来越强大的时候能够智慧的去使用它,同时我们也要理解它。

曾涛:担忧了很多科学道德的问题吗?

克罗托:我觉得不是科学道德的问题,准确地说是科学家的道德问题。现在我们处于一个非常的时期。比如说全球在不断地升温,气候不断地变化。我们知道世界有14000多枚核弹头,只要启用其中3500多枚核弹头,就可能在一分钟之内给世界造成巨大的伤害。这些对于世界和我们的生存构成巨大的威胁甚至伤害。在我看来这不仅仅是对我们自己生存的威胁,而且是对我们子孙后代生存的威胁。我们最好能够影响我们的政治家们,使他们更好更负责地做出决策。

曾涛:您前面一直在提到科学家应该与公众通过互联网等很多的方式不断地交流,您认为让公众来了解科学家来做什么是非常重要的一件事情。

克罗托:非常重要,我的意思是说公众不需要完全的理解科学家们每个具体的工作是什么,但是要跟科学家进行很好的沟通,这是非常重要的,因为我们创造了这样一个世界。

曾涛:寄希望科学家做的这些事情让公众了解同时也希望公众对于科学家这种研究对未来社会产生的方向有一定的监督作用吗?

克罗托:是的。科学是一个真  的科学家合作过。科学是无国界的,因为我们研究的是人类没创造出来过的东西。我们研究整个宇宙,我们研究整个宇宙的运作的方式,我想这是一种真理,这种真理是超越人类信仰的。我想科学界不同于其他领域的一个特点就是我们感兴趣的是人类还未创造出来的东西。

科学是一种独立的东西,是超越一切的,所以说它是无国界的,是真正国际性的。

 

包括中国记者在内,总是有媒体的人问及克罗托如何保持良好的思维状态。而他在很多场合经常说:“我有一些同事、朋友,大家相处都很愉快,他们给了我相当大的支持。有朋友你就不会孤单,对情绪的稳定是有帮助的。”

他还说:“我总是惦记着我的妻子和孩子,他们让我的内心由衷地感受到幸福。能和家人分享我的成功,是我最开心的事。我爱他们。”

曾涛:就像您刚才讲的,您在许多方面都非常地努力。您的努力我们都看到了,在科学方面您获得了诺贝尔奖,在平面设计上您也同样获得了路易威登设计大奖。在科普方面也得了法拉第的科普奖等等很多很多的奖项。也许很多人都会问您成功之道的关键是什么?

克罗托:我不认为我是成功的。对于年轻人来说首先要找到他喜欢的事情,而且能够尽可能的发挥他的这个能力。这个很重要。对于搞科品质。我不是比别人聪明,我想还有很多更聪明的人,我的特长就是我在工作的时候我就会充分的把我的潜力全都发挥出来。可能有些人也很聪明,缺  但是他们没有倾注全身心去做这个事情,所以没有我做得好。有一个人曾经说过,你很幸运,他说我很幸运,但是我发现我变得越努我就会更幸运。

 

[主持人采访手记]:

对于星际分子的“好奇心”,使克罗托教授感受到了来自太空的巨大诱惑力。他大胆的想像,不断的探索和实验,而这样的创新思维,也使得他发现的奇迹不断的出现。在克罗托出生的那一年,正好是二战爆发。他的父亲是犹太人。1940年,他们一家被迫离开柏林来到伦敦。在伦敦,克罗托经历了一段艰难的时期。他在自述中讲到:“我尽量模仿其他的孩子,希望能融入周围的环境。这真的是很不容易。”正像我采访过的许多科学家一样,克罗托教授从小在大家看来是一个特别顽皮的孩子。

克罗托曾经风趣地说,在获诺贝尔奖前,他以为只有非常聪明的人才能获此奖项;获奖后,才发觉事实并非如此。在我刚刚见到克罗托先生时,他就兴致勃勃地给我写下了这样两个字:玄人。在我特别惊叹他的汉字写得如此之好的时候,他很急切地问我:这两个字在你看来是什么意思。我告诉了他我的理解,您的理解是什么,可以把你的答案发到我的博客我会转告他。

 

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