2011年10月12日 星期三

原遭嘲笑反科學 諾獎化學家終被「平反」

甫獲2011年諾貝爾化學獎殊榮的以色列科學家丹尼爾‧謝赫特曼(Daniel Shechtman),29年前在電子顯微鏡下看到「準晶體」(quasicrystal)時,連自己都不敢相信,還曾因這項發現遭到同儕的質疑及嘲笑,甚至被趕出研究團隊。

 然而數年後,謝赫特曼被證實是對的,並在29年後獲得殊榮:一人獨得諾貝爾化學獎及壹仟萬瑞典克朗(約合150萬美金)獎金。
 這告訴了我們甚麼?70歲的謝赫特曼在接受訪問時說:「一個優秀的科學家是謙虛且能傾聽意見的人,只願意100%相信教科書的人,不是好的科學家。」
據美聯社報導,謝赫特曼從未懷疑過自己的發現,認為自己是那些勇於挑戰傳統,讓研究更上一層樓的科學家之一,主流科學機構也因此對自己避之唯恐不及。

被逐出研究團隊 不往心裡去
1982年4月8日,謝赫特曼獨自一人在華府國家標準局(國家標準與技術研究院的前身)首次發現這個被多數科學家認為不可能存在的化學結構——準晶體。謝赫特曼推論:過去科學對原子排列方式的認識是錯誤的。他將發現告訴其他同事,但沒有人相信他,而且還嘲笑他。
 依據化學傳統定義,晶體係指物體內的原子以規則且重複的排列方式呈現,也因此晶體只能有某些固定的形狀。而謝赫特曼發現的準晶體所呈現的形狀是不同的,那是因為原子以一種更為精細的方式重複排列。
報導中說,晶體可以做某些幅度的旋轉。但形狀仍然不會改變。例如正方體是四面對稱的形狀,轉90度後(四分之一旋轉)仍然是正方體的形狀。在傳統的認識中,晶體僅能做某些幅度的旋轉,但是謝赫特曼發現可以做72度旋轉(五分之一旋轉)仍維持一樣形狀的晶體,這種旋轉幅度被其他科學家認為絕對不可能存在。
 謝赫特曼回憶:「我被逐出研究團隊,他們說我令他們蒙羞。」「但我從不往心裡去,因為我知道我是對的,他們是錯的。」瑞典皇家科學院表示,「準晶體」的研究從根本上改變了化學家對固體物質的認識。
謝赫特曼現任以色列理工大學(Technion-Israel Institute of Technology)教授,也是以色列的第10位諾貝爾獎得主。
 面對科學界嚴厲批判 不曾動搖
當年,謝赫特曼花了幾個月的時間努力說服同事,但沒有人接受,最後被迫離開研究團隊,轉到美國家標準局的另一個研究單位。後來他回到以色列,在那裡找到一位同事願意與他一起工作,準備發表準晶體的論文。剛開始並不順利,論文被退件,最後終於在1984年11月發表,卻在科學界引發軒然大波。
 二度獲得諾貝爾獎的科學家萊納斯‧鮑林(Linus Pauling)拒絕接受謝赫特曼的發現,並斥責謝赫特曼「胡說」。然而,謝赫特曼說:「就算面對嚴厲的批判,我也不曾動搖。」「鮑林是偉大的科學家」他說,「這次他錯了,這不是他第一次犯錯。」
1987年,謝赫特曼在法國和日本的朋友成功地養大晶體,大到足以進行X射線照射,證實準晶體結構的確存在,科學界終於接受了謝赫特曼的發現。
美國化學學會會長南希傑克遜(Nancy B. Jackson)指出,謝赫特曼的發現是重大的科學成就,突破了舊有定律。一些科學家回頭檢視曾令其費解的現象時,才明白那就是準晶體。

普林斯頓大學物理學家保羅‧斯坦哈特(Paul J. Steinhardt)表示:「當你的發現足以改變200年以來的傳統智慧時,那是非常了不起的。」「準晶體」一詞是由斯坦哈特所創造,在謝赫特曼發現實際物質之前,他曾對準晶體結構做過理論上的推論。
斯坦哈特回憶,當他在1984年看到謝赫特曼的準晶體論文時,高興地跳了起來。
應用廣泛 發展極具潛力

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