你好,这里是百利留学声,我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。1986年,李远哲和哈佛大学的达德利•赫希巴赫、加拿大多伦多大学的约翰•波拉尼三人共同获得诺贝尔化学奖,以表彰“他们应用交叉分子束实验方法在反应动力学方面的研究成果”。其中李远哲研究的是:“把交叉分子束实验方法应用于一般的化学反应,特别是研究较大分子的化学反应,利用激光激发已被加速但尚未碰撞的分子或原子,以此控制发生化学反应的类型。”那么今天节目我们就来一起了解一下李远哲荣获诺奖的故事吧。
1967年,李远哲完成了自己在加州大学伯克利分校的博士学习,并转赴哈佛大学继续进行博士后研究。在哈佛科研期间,李远哲被委托了一个重要的任务——制作通用型交叉分子束仪器。他将和另外一位颇负盛名的物理化学家达德利•赫希巴赫合作,共同攻克这个学术难题。早在60年代初期,最初的交叉分子束技术已经可以被运用在侦测硷金属离子(钾、铷、铯离子等)化学反应后的动态上。然而,当时的科学家仍无法观测硷金属以外的离子运动。所以,李远哲被寄托了研发通用型交叉分子束仪器的厚望。李远哲与团队成员从零开始,在短短十个月内计算、设计、并建造名为“希望(Hope)”的全新仪器,让该仪器足以侦测任何一种化学反应中分子的运动模式。
“希望”如何运作呢?以李远哲擅长的棒球来作比喻,我们无法直接目击运动中的分子,就像棒球场中的观众看不见打者击球的那一瞬间。然而透过棒球飞行的轨迹,球迷可以回推球和球棒接触的角度,如同“希望”能制造两道集中的分子束,并记录两者交叉碰撞前后的反应过程一样。
尽管当时全球还有另外九个团队正在研发通用型交叉分子束仪器,但由于两种分子碰撞后产生的分子数量太少,他们的检测器都无法测量。李远哲参考自己在伯克利期间丰富的研发经验,认为问题不在于生成分子数量太少,而是仪器内部环境的杂质太多,检测器像一台录音机,接收了过多其他分子的“噪音”,反而使目标分子的“讯号”淹没其中。因此,他在检测器中设计了反复抽真空的程序,将环境噪音降至最低,终于让碰撞产生的分子现身。
“希望”的数据比其他团队的仪器精确数千倍,成为世界上第一台真正可用的通用型交叉分子束仪器。从此,化学家终于能观测分子在化学反应过程中的角度、路径与作用力,让我们对这些组成世界的微小物质有更深的认识。经过近二十年的沉淀后,李远哲和赫希巴赫因为“希望”为化学研究带来的突破,而与同样研究化学动态学的约翰•波拉尼共同获得诺贝尔化学奖,可谓是实至名归。而李远哲本人则于1994年,放弃了美国国籍、回到了中国台湾省继续自己的科研教育事业。
那么李远哲后续又为海峡两岸的科研工作做出过什么样的贡献呢?明天的节目我将为你继续带来李远哲的故事,不要忘记下载百利天下教育APP,持续收听哦!感谢你的聆听,我们明天见!