好看的皮囊千篇一律,智慧的頭腦萬里挑一

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中國古語有云「人不可貌相,海水不可斗量」,旨在告誡我們不能以貌取人;在演藝圈,顏值高的演員也通常會被認為是毫無演技的「花瓶」。學術圈中從事科研似乎與顏值也沒很大關係,畢竟我們課本中出現的科學家們往往都是一副眉頭緊鎖,頭髮凌亂或是稀少的疲憊狀態,實在無法和顏值一詞聯繫起來。事實上,化學界有許多「漂亮得不像實力派」的大師,今天本文就為大家盤點那些顏值與智慧並存的化學家們。

圖 1 從左至右:物理學家普朗克、愛因斯坦和化學家鮑林

【放射性研究的先驅——瑪麗·居里】

居里夫人是迄今為止最負盛名的女性科學家之一,在科學界是作為偶像式人物存在的。1895年,倫琴首次發現機制不明的X射線;隨後1896年貝克勒爾發現鈾鹽也能釋放出具有類似X射線穿透力的射線,並證實該輻射是自發進行的,無需外部能量輸入。受這兩個重大發現的影響,居里夫人決定研究鈾射線,並將其作為學位論文的備選課題。

圖 2 瑪麗·居里

1898年7月,瑪麗夫婦發表一篇聯合署名論文,宣布以「釙」命名所發現的元素,以紀念被瓜分的祖國波蘭。同年12月,居里夫婦又將他們發現的第二個元素命名為「鐳」,拉丁文「射線」的意思。為證明他們的發現確鑿無疑,居里夫婦試圖分離出純的釙和鐳,然而他們需要尋找的物質含量極少,需要處理成噸礦石才能達到目標。

1903年12月,瑞典皇家科學院授予居里夫婦和貝克勒爾諾貝爾物理學獎,以表彰他們對放射性研究做出的巨大貢獻,居里夫人也成為首位獲得諾貝爾獎的女性;1911年,瑞典皇家科學院又將諾貝爾化學獎授予居里夫人表彰她發現了鐳和釙元素,提純鐳並研究了這種引人注目的元素的性質。至此,居里夫人也成為首位獲得不同科學類諾貝爾獎的人。

【結構解析領域的先驅——多蘿西·霍奇金】

1910年5月12日,多蘿西·霍奇金出生於英國的一個中產階級家庭,自幼就在英格蘭接受教育,十歲時就曾動手製作出了硫酸銅晶體,後來正是在母親的鼓勵下,多蘿西選擇追尋她兒時就很感興趣的晶體學領域。18歲時,多蘿西考入牛津大學並成為最早一批利用X射線解析有機化合物結構的本科生之一。1932年,多蘿西以優異的成績從牛津大學畢業並隨即前往劍橋大學攻讀博士學位。劍橋期間,她跟隨著名物理學家貝爾納進行晶體學和X射線解析生物分子結構的研究。

圖 3 多蘿西·霍奇金

青黴素是人類最早發現的抗生素,在近現代醫學史上具有劃時代的意義。1928年細菌學教授弗萊明偶然發現了青黴菌具有殺菌作用並將其分泌的物質稱為青黴素,然而後續研究時他卻遇到了三個無法解決的巨大困難:青黴素的不穩定性、低純度和低產量。此後的近十年里,他的研究都無人問津。1938年時出現了轉折,牛津大學的錢恩、弗洛里和希特利率團隊提煉出了青黴素。早期青黴素的合成和大規模生產是極其困難的,後來雖然在多個實驗室共同研發以及政府和葯企的配合努力下實現了其商品化,但生產方法卻依賴青黴菌或者改良的青黴菌而非化學合成,這與青黴素的結構不甚明確有很大關係。當時爭議的焦點是青黴素分子內部是否存在由三個碳原子和一個氮原子組成的四元環(即內醯胺)結構,一般認為這樣的四元環是不能穩定存在的。1945年,多蘿西終於解出了青黴素的化學結構,並為12年後MIT的John C. Sheehan實現青黴素的化學合成奠定基礎。

維生素B12是B族維生素中最後一個被發現的,也是最複雜的天然產物之一,被譽為有機合成界的珠穆朗瑪峰。作為人體必需的維生素之一,自然界的維生素B12卻只能由微生物合成,高等動植物是無法完成其合成的。1957年多蘿西藉助電腦和X射線衍射技術成功解析了維生素B12的結構,並因此獲得1964年的諾貝爾化學獎。

【天才化學家——萊納斯·卡爾·鮑林】

學過化學的人大概沒有人不知道鼎鼎大名的美國化學家鮑林,電負性、共振論、價鍵理論、雜化軌道等概念均由鮑林提出,如今已成為化學領域最基礎和使用最廣泛的觀念。1901年鮑林出生於一個貧苦家庭,他的父親是位藥劑師,母親患有嚴重的抑鬱症,父親配製藥物的工作對其產生了不小的影響,為日後他走上化學研究道路奠定了基礎。

圖 4 鮑林的大學畢業照

鮑林自1930年代開始致力於化學鍵的研究,1931年2月發表價鍵理論,此後陸續發表相關論文,1939年出版了化學史上具有劃時代意義的《化學鍵的本質》一書。該書徹底改變了人們對化學鍵的認識,將其從直觀的、臆想的概念升華為定量的和理性的層次,由於鮑林在化學鍵本質以及複雜化合物物質結構闡釋方面傑出的貢獻,他贏得了1954年諾貝爾化學獎。

除了在化學領域大放光彩,鮑林還是一位出色的社會活動家。第二次世界大戰前的鮑林一直不關心政治,但戰爭的後果及他妻子的和平主義價值觀對他產生重大影響。鮑林堅決反對把科技成果用於戰爭,特別反對核戰爭。1955,鮑林聯合包括愛因斯坦、約里奧·居里和羅素等在內的世界知名科學家簽署了一個宣言:呼籲科學家應共同反對發展毀滅性武器,反對戰爭,保衛和平。1958年,他又撰寫了《不要再有戰爭》一書,書中以豐富的資料,說明了核武器對人類的重大威脅。1962年,鮑林因在反對核武器試驗上做出的努力獲得諾貝爾和平獎,成為繼居里夫人之後第二位獲得不同諾貝爾獎項科學家,也是僅有的每次都是獨立獲獎的人。

「反戰」的天才化學家鮑林為世界和平奔走,科學家的人文精神在他身上得到了極好詮釋;自1895年設立諾貝爾化學獎以來,截至2017年共有177位科學家獲此殊榮,其中僅有四位女性得主,正是男性科學家在獲獎人數上佔了絕對優勢,才更突顯本文提到的兩位女性科學家是極其不平凡的,她們的事迹鼓舞了無數有志於科學事業的女性,在科學史上會一直閃爍著耀眼光芒。

參考資料[1]《為世界而生:霍奇金傳》喬治娜·費里(著),王艷紅、杜磊(譯)[2] 諾貝爾化學獎官網:https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/[3] 部分內容來自網路資源

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