首届Kavli奖
刚看到首届Kavli Prizes的新闻。其中Nanoscience的奖项给了最先研究Quantum Dot（量子点）的哥伦比亚大学的Lou E. Brus教授和最先发现Carbon nanotube(碳纳米管)的日本Meijo大学的Iijima教授。二人分享100万美元的奖金。
种种迹象表明，如果这两个玩意儿会获得Nobel奖得话，选手应该就是这两个人了。
今年获得首届Kavli奖的科学家有7人。分享纳米科学（nanoscience）, 神经科学（neuroscience）和天体物理（astrophysics）三个领域的300万美元奖金。具体信息可见以下报道。
哥伦比亚大学网站Inaugural Kavli Science Prize Awarded to Two Columbia Scientists报道链接：http://www.columbia.edu/cu/news/08/05/kavli.html
纽约时报5月29日报道Seven Scientists Win First Kavli Prizes链接：
http://www.nytimes.com/2008/05/29/science/29award.html?_r=1&ref=science&oref=slogin
科学网相关报道《2008年Kavli纳米科学奖授予美日科学家》链接：http://www.sciencenet.cn/htmlnews/200852983330873207263.html
Louis Brus教授简历链接：http://www.columbia.edu/cu/chemistry/fac-bios/brus/group/pdf-files/CV_for_website_2007.pdf
Louis Brus研究小组网页链接：http://www.columbia.edu/cu/chemistry/fac-bios/brus/group/index.html
Brus和Iijima的论文
Brus教授研究Quantum dot的最早和最重要的论文，发表在1984年的Journal of Chemical Physics（《化学物理杂志》）上，截至今天被引用1674次。这个数字和Iijima教授的那篇被引了6861次的Nature文章相比，完全是小巫见大巫。不过哪个傻瓜会说因为quantum dot的论文发表在JCP上，引用数也相对较少，就会比发表在Nature上的nanotube更不重要呢？
很多人整天嚷嚷所谓的高影响因子期刊，其实是对科学没有起码的了解。科学研究中一个工作有没有影响，是否解决重要问题，并不取决于发表在哪里。尤其是对化学这样丰富多彩和涵盖面极广的学科，按照期刊影响因子来判断研究工作和研究者的重要性，无论作为短期和长期的标准都很成问题。
下面大家可以自己看Brus和Iijima被引用最多的10篇论文。值得一提的是，Brus和他以前的博士后或研究小组成员Alivisatos（UC Berkely教授）和Bawendi （MIT教授）最近都被选入了美国国家科学院。
发JCP论文怎么了？
去年获得Nobel化学奖的研究表面化学的Ertl教授，最重要的论文也是发表在Surface Science和Journal of Chemical Physics这些杂志上，居然从来没有在期刊影响因子更高的JACS上发表过文章。
我的博文《外行看热闹，内行看门道：诺贝尔化学奖2007之Ertl PK Somorjai篇》链接：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=8813
很多人对我的评价是不过就发表了几篇JCP或JPC，连一篇JACS都没有。虽然我可能得不到Nobel奖，我还是很清楚自己在做什么样的研究，倒是无所谓外行怎么说。有时候我会嘟囔两句，主要是担心这些说法误导学生。所以有时候也要把Ertl和Brus这样的大旗拉出来做虎皮。
Brus的博士论文答辩
1991年我到哥伦比亚化学系的时候，Charles Lieber刚离开去Harvard。很多人会认为这是哥大的一大损失。不过Brus在1996年加盟哥大化学系之后，很多人就不会这么看了。不过，在中国，Lieber是如雷灌耳，Brus就相对默默无闻多了。大概也是因为他的重要文章都发表在JCP或JPC上吧。
Brus来不久，因为原来在我委员会中的Bent教授不幸去世，正好我的博士答辩委员会缺一个人，他于是就成了我博士论文答辩委员会的成员。记得我去答辩那天下午，他来得比较早，就问我是不是很紧张。我说有一点。他于是安慰我说：你不用紧张。我1969年在这里答辩的时候，事先不知道要准备幻灯片。结果教授们让我答辩的时候我什么都没有，他们就让我在黑板上边画边讲，讲完就通过了。
我找了半天，居然没有找到任何一篇Brus和他的博士导师Richard Bersohn教授一起发表的论文。他在哥伦比亚大学期间的工作统共好像是在毕业后的一年发表了一篇独自署名的有关碱金属原子和卤素分子反应动力学的 JCP文章。后来他就到海军实验室去做化学激光去了。可见哥伦比亚大学的博士学位真好混啊。
当然Harvard的博士学位更容易混，上次我就说过我的博士导师在他整个博士期间的工作就没有发表过有案可查的论文。
我的博士论文答辩
我的公开答辩结束后，按照惯例又被关起门来被答辩委员会问了20分钟左右的问题。据我所知，在我们那些学生中，这相对来说算是比较短的。
我记得Brus教授当时问我的唯一一个问题是：你论文中的这个发现是怎么得来的。我说：我们一直想要解决测量胶体颗粒表面的非线性光谱问题，因为亚微米级的颗粒物界面的原位表征一直没有很好的方法，虽然非线性光谱一直被用来研究平整的界面，但是我们还是希望尝试一下，结果运气很好，第一个实验就发现了二阶的相干Mie散射现象，对亚波长的颗粒物具有界面选择性。Blah，blah...我讲了好几分钟。
晚些时候大家一起喝香槟庆祝我答辩成功，我的导师Eisenthal教授和我开玩笑说：你为什么不简单地告诉Brus教授，因为Eisenthal 教授到实验室来告诉你试一试，你试一试就成了？我于是立刻回答说：Yes, Sir. Next time I will exactly say so.
最后顺便说一句，国家纳米中心的葛广路研究员是Brus小组毕业的博士。
国家纳米中心葛广路研究员网页链接：http://www.nanoctr.cn/teach/teach3/504.html
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Lou E. Brus被引最多的10篇文章
1. Title: ELECTRON ELECTRON AND ELECTRON-HOLE INTERACTIONS IN SMALL SEMICONDUCTOR CRYSTALLITES - THE SIZE DEPENDENCE OF THE LOWEST EXCITED ELECTRONIC STATE
Author(s): BRUS LE
Source: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS Volume: 80 Issue: 9 Pages: 4403-4409 Published: 1984
Cited: 1,674
2. Title: ELECTRONIC WAVE-FUNCTIONS IN SEMICONDUCTOR CLUSTERS - EXPERIMENT AND THEORY
Author(s): BRUS L
Source: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY Volume: 90 Issue: 12 Pages: 2555-2560 Published: JUN 5 1986
Cited: 1,166
3. Title: A SIMPLE-MODEL FOR THE IONIZATION-POTENTIAL, ELECTRON-AFFINITY, AND AQUEOUS REDOX POTENTIALS OF SMALL SEMICONDUCTOR CRYSTALLITES
Author(s): BRUS LE
Source: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS Volume: 79 Issue: 11 Pages: 5566-5571 Published: 1983
Cited: 703
4. Title: QUANTUM CRYSTALLITES AND NONLINEAR OPTICS
Author(s): BRUS L
Source: APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING Volume: 53 Issue: 6 Pages: 465-474 Published: DEC 1991
cited: 596
5. Title: SEMICONDUCTOR CRYSTALLITES - A CLASS OF LARGE MOLECULES
Author(s): STEIGERWALD ML, BRUS LE
Source: ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH Volume: 23 Issue: 6 Pages: 183-188 Published: JUN 1990
Cited: 586
6. Title: Fluorescence intermittency in single cadmium selenide nanocrystals
Author(s): Nirmal M, Dabbousi BO, Bawendi MG, et al.
Source: NATURE Volume: 383 Issue: 6603 Pages: 802-804 Published: OCT 31 1996
Cited: 547
7. Title: SURFACE DERIVATIZATION AND ISOLATION OF SEMICONDUCTOR CLUSTER MOLECULES
Author(s): STEIGERWALD ML, ALIVISATOS AP, GIBSON JM, et al.
Source: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY Volume: 110 Issue: 10 Pages: 3046-3050
Published: MAY 11 1988
Cited: 498
8. Title: ELECTRONIC-STRUCTURE AND BONDING IN ICOSAHEDRAL C-60
Author(s): HADDON RC, BRUS LE, RAGHAVACHARI K
Source: CHEMICAL PHYSICS LETTERS Volume: 125 Issue: 5-6 Pages: 459-464 Published: APR 18 1986
Cited: 478
9. Title: NUCLEATION AND GROWTH OF CDSE ON ZNS QUANTUM CRYSTALLITE SEEDS, AND VICE VERSA, IN INVERSE MICELLE MEDIA
Author(s): KORTAN AR, HULL R, OPILA RL, et al.
Source: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY Volume: 112 Issue: 4 Pages: 1327-1332
Published: FEB 14 1990
Cited: 466
10. Title: THE QUANTUM-MECHANICS OF LARGER SEMICONDUCTOR CLUSTERS (QUANTUM DOTS)
Author(s): BAWENDI MG, STEIGERWALD ML, BRUS LE
Source: ANNUAL REVIEW OF PHYSICAL CHEMISTRY Volume: 41 Pages: 477-496 Published: 1990
Cited: 431
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Sumio Iijima 被引最多的10篇文章
1. Title: HELICAL MICROTUBULES OF GRAPHITIC CARBON
Author(s): IIJIMA S
Source: NATURE Volume: 354 Issue: 6348 Pages: 56-58 Published: NOV 7 1991
Cited: 6,861
2. Title: SINGLE-SHELL CARBON NANOTUBES OF 1-NM DIAMETER
Author(s): IIJIMA S, ICHIHASHI T
Source: NATURE Volume: 363 Issue: 6430 Pages: 603-605 Published: JUN 17
Cited: 1,657
3. Title: GOLD CATALYSTS PREPARED BY COPRECIPITATION FOR LOW-TEMPERATURE OXIDATION OF HYDROGEN AND OF CARBON-MONOXIDE
Author(s): HARUTA M, YAMADA N, KOBAYASHI T, et al.
Source: JOURNAL OF CATALYSIS Volume: 115 Issue: 2 Pages: 301-309 Published: FEB 1989
Cited: 797
4. Title: CAPILLARITY-INDUCED FILLING OF CARBON NANOTUBES
Author(s): AJAYAN PM, IIJIMA S
Source: NATURE Volume: 361 Issue: 6410 Pages: 333-334 Published: JAN 28 1993
Cited: 729
5. Title: OPENING CARBON NANOTUBES WITH OXYGEN AND IMPLICATIONS FOR FILLING
Author(s): AJAYAN PM, EBBESEN TW, ICHIHASHI T, et al.
Source: NATURE Volume: 362 Issue: 6420 Pages: 522-525 Published: APR 8 1993
Cited: 486
6. Title: PENTAGONS, HEPTAGONS AND NEGATIVE CURVATURE IN GRAPHITE MICROTUBULE GROWTH
Author(s): IIJIMA S, ICHIHASHI T, ANDO Y
Source: NATURE Volume: 356 Issue: 6372 Pages: 776-778 Published: APR 30 1992
Cited: 419
7. Title: OBSERVATION OF STRONG ORDERING IN GAXIN1-XP ALLOY SEMICONDUCTORS
Author(s): GOMYO A, SUZUKI T, IIJIMA S
Source: PHYSICAL REVIEW LETTERS Volume: 60 Issue: 25 Pages: 2645-2648 Published: JUN 20 1988
Cited: 405
8. Title: Structural flexibility of carbon nanotubes
Author(s): Iijima S, Brabec C, Maiti A, et al.
Source: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS Volume: 104 Issue: 5 Pages: 2089-2092 Published: FEB 1 1996
Cited: 352
9. Title: Water-assisted highly efficient synthesis of impurity-free single-waited carbon nanotubes
Author(s): Hata K, Futaba DN, Mizuno K, et al.
Source: SCIENCE Volume: 306 Issue: 5700 Pages: 1362-1364 Published: NOV 19 2004
Cited: 346
10. Title: STRUCTURAL INSTABILITY OF ULTRAFINE PARTICLES OF METALS
Author(s): IIJIMA S, ICHIHASHI T
Source: PHYSICAL REVIEW LETTERS Volume: 56 Issue: 6 Pages: 616-619 Published: FEB 10 1986
Cited: 319
转自sciencetimes.com
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Friday, January 21, 2011
Thursday, December 9, 2010
Pierre-Gilles de Gennes
刚看到Pierre-Gilles de Gennes于上周五逝世的消息，觉得很突然。2005年9月在Berkeley物理系听他的报告时（闻他的Nobel味道），他看起来还好好的，再说74岁也并不算老。
我对Pierre-Gilles de Gennes的了解其实很少。1997年左右，我看到他的那本Dirac纪念讲座的Soft Interfaces一书，觉得很有意思，而且和自己的研究有关系，所以才对他的研究和成就有所关注。老实说，这对于一个学化学家的人来说，已经很不容易了。
我很喜欢de Gennes在Soft Interfaces一书开始对interface的描述。他说：
“The borders between great empires are often populated by the most interesting ethnic groups. Similarly, the interfaces between two forms of bulk matter are responsible for some of the most unexpected actions. Of course, the border is sometimes frozen (the great Chinese wall). But in many areas, the overlap region is mobile, diffuse, and active (the Middle East border of the Roman empire; disputed states between Austria and the Russians, or the Italians,...).
At a certain naive level, these distinctions can be tansported to physical interfaces between two different forms of matter.”
以帝国的边界来说明物理的界面，当时对我来说还是很新鲜的，所以印象深刻。de Gennes书中的这段话以及书中的内容，启发了我对自己研究的界面科学领域进行不同角度的思考。
昨天为了查证一下上面的原话，到国家科学图书馆的网络上去看藏书中有没有这本书，结果居然是没有。可见我们的国家科学图书馆主要还是个空架子，国家有那么多钱开奥运会，却没有钱把国家科学图书馆填满，而科学技术还是第一生产力呢，实在是让人难过。好在郝炘女士提醒在books.google.com 上可以查到，所以才查出来放在这里。看来有了互联网以后，即使国家科学图书馆没有了我们还是可以进行科学研究。
de Gennes被称为液晶物理之父和软凝聚态物理之父，得Nobel奖就是因为液晶物理和软凝聚态物理的研究。我最近几年的研究中也涉及到一点点简单的液晶分子的二维相变问题，这正是上次去理论所请教欧阳钟灿老师的原因。我们从实验中发现液晶分子的二维相变中有普遍的连续取向窄化的相变过程，而且这正好为表面压变化提供了定量的微观机制。但我们找遍了文献，没有看到别人提到这件事情。我们自己感觉三维体系的相变也应该有类似现象，但据我们所知，目前还没有象我们看到的二维相变那么清楚的实验现象被观测到。因为最近还集中精力于其它方面的研究，这方面的研究推进得还不是很得力，现在还在进行之中，实验方面正在继续。不过理论方面估计需要我或者我未来的某个学生把de Gennes的很多东西读得更明白的时候，能真正地理论联系实验，才会有更多的进展。
有一件很有意思的事和de Gennes有遥远的关系。上次荷兰AMOLF研究所的Mischa Bonn教授到我的实验室参观，正好见到在我的实验室中和学生一起做实验的高分子物理学家Howard。Howard现在美国一所大学做教授，我们一起尝试用非线性光学方法研究高分子相变中grain boundary上与界面相关的问题。当时Howard和Mischa聊了几句后突然问：你和Daniel Bonn是什么关系？Mischa说：他是My brother，我们差两岁，不久他就会回Amsterdan大学当教授。Mischa大概35岁上下，已经是AMOLF和Leiden大学的正教授，他本身是标准的帅哥，两只眼睛连我都觉得非常迷人，除了物理化学之外，他告诉我他对逻辑和语言学很着迷。要是成功的科学家都这么帅的话，就不怕社会上一般的年轻人会对科学不感兴趣了。
Howard接着说：我没想到Daniel这么年轻，因为他和de Gennes在巴黎做的关于界面相变，Wetting和dewetting的工作非常有影响，所以我对他的工作比较熟悉。几个月后，我在 Amsterdam访问Mischa的实验室，Mischa的一位博士后告诉我，千万不要在Mischa面前夸Daniel厉害，因为他一直希望别人夸他自己是更好的科学家。我说：Mischa也很不错，不过即使他科学上不一定比Daniel好，但我相信他肯定比Daniel更帅。由于没有追问 Mischa到底Daniel和他谁大，到现在为止我也不知道究竟谁比谁大两岁。
de Gennes据说是很与众不同的人。但我并不很了解他的各种轶闻，也许他相关领域的物理学家知道得更多。有一篇de Gennes自己写的简短自述，收录在国际理论物理中心编的One Hundred Reasons To Be A Scientist一书中。de Gennes在这里简单地讲述了他自己的研究道路，的确别具一格。
de Gennes的简短自述请见One Hundred Reasons To Be A Scientist一书第76-77页。One Hundred Reasons To Be A Scientist一书的pdf文档，可在以下网站下载：http://users.ictp.it/~pub_off/books/100_reasons.pdf
Nobel网站上 de Gennes的简单传记见：http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1991/gennes-bio.html
Nobel网站上 de Gennes的Nobel演讲文字稿见：http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1991/gennes-lecture.html
所有的不过都是肥皂泡
de Gennes于1991年12月9日所作的Nobel演讲题目叫做Soft Matter。在演讲的最后，他引用了下面这首诗：
“Have fun on sea and land
Unhappy it is to become famous
Riches, honors, false glitters of this world
All is but soap bubbles.”
肥皂泡（soap bubble）正是让历史上很多科学家都着迷的最重要的soft matter。de Gennes说：所有的不过都是肥皂泡。这首诗从某种程度表明了de Gennes的人生和科学态度。当然，如果肥皂泡还能带来Nobel奖，为什么不这么说呢？
2003年我到美国大使馆去签证参加国际光学工程师协会年会，签证官员问我：你研究什么？我说: Soap bubbles。他又问：作为一个化学家，为什么你要去参加国际光学工程师协会年会？我说：因为我研究soap bubbles要用到激光。终于被签证官追问出了一个敏感词汇，结果我不得不回来又补了些签证材料，最后在开会前不到10天才拿到签证。因为担心我拿不到签证，会议主办方专门把我的报告安排在整个大会的最后一个。还好最后一个报告往往是听众最多的，有关系的人要告诉主办人自己还在，没关系的人因为自己的 symposium结束得早，找不到其它报告，也会跑来。
如果我当时告诉那位签证官，de Gennes的Nobel演讲中讲过所有的不过都是肥皂泡（All is but soap bubbles），不知道他是不是会让我早一点拿到签证。或者他会因为de Gennes是个法国人，又是有名的左派知识分子，而拒绝让我进入美国，也未可知。
9.11之后，不是有些美国人要把French Fry（炸薯条）改名为Freedom Fry（自由薯条）吗？
*本文有修改，特别感谢Ising和郝炘的指正。2007.05.24
我对Pierre-Gilles de Gennes的了解其实很少。1997年左右，我看到他的那本Dirac纪念讲座的Soft Interfaces一书，觉得很有意思，而且和自己的研究有关系，所以才对他的研究和成就有所关注。老实说，这对于一个学化学家的人来说，已经很不容易了。
我很喜欢de Gennes在Soft Interfaces一书开始对interface的描述。他说：
“The borders between great empires are often populated by the most interesting ethnic groups. Similarly, the interfaces between two forms of bulk matter are responsible for some of the most unexpected actions. Of course, the border is sometimes frozen (the great Chinese wall). But in many areas, the overlap region is mobile, diffuse, and active (the Middle East border of the Roman empire; disputed states between Austria and the Russians, or the Italians,...).
At a certain naive level, these distinctions can be tansported to physical interfaces between two different forms of matter.”
以帝国的边界来说明物理的界面，当时对我来说还是很新鲜的，所以印象深刻。de Gennes书中的这段话以及书中的内容，启发了我对自己研究的界面科学领域进行不同角度的思考。
昨天为了查证一下上面的原话，到国家科学图书馆的网络上去看藏书中有没有这本书，结果居然是没有。可见我们的国家科学图书馆主要还是个空架子，国家有那么多钱开奥运会，却没有钱把国家科学图书馆填满，而科学技术还是第一生产力呢，实在是让人难过。好在郝炘女士提醒在books.google.com 上可以查到，所以才查出来放在这里。看来有了互联网以后，即使国家科学图书馆没有了我们还是可以进行科学研究。
de Gennes被称为液晶物理之父和软凝聚态物理之父，得Nobel奖就是因为液晶物理和软凝聚态物理的研究。我最近几年的研究中也涉及到一点点简单的液晶分子的二维相变问题，这正是上次去理论所请教欧阳钟灿老师的原因。我们从实验中发现液晶分子的二维相变中有普遍的连续取向窄化的相变过程，而且这正好为表面压变化提供了定量的微观机制。但我们找遍了文献，没有看到别人提到这件事情。我们自己感觉三维体系的相变也应该有类似现象，但据我们所知，目前还没有象我们看到的二维相变那么清楚的实验现象被观测到。因为最近还集中精力于其它方面的研究，这方面的研究推进得还不是很得力，现在还在进行之中，实验方面正在继续。不过理论方面估计需要我或者我未来的某个学生把de Gennes的很多东西读得更明白的时候，能真正地理论联系实验，才会有更多的进展。
有一件很有意思的事和de Gennes有遥远的关系。上次荷兰AMOLF研究所的Mischa Bonn教授到我的实验室参观，正好见到在我的实验室中和学生一起做实验的高分子物理学家Howard。Howard现在美国一所大学做教授，我们一起尝试用非线性光学方法研究高分子相变中grain boundary上与界面相关的问题。当时Howard和Mischa聊了几句后突然问：你和Daniel Bonn是什么关系？Mischa说：他是My brother，我们差两岁，不久他就会回Amsterdan大学当教授。Mischa大概35岁上下，已经是AMOLF和Leiden大学的正教授，他本身是标准的帅哥，两只眼睛连我都觉得非常迷人，除了物理化学之外，他告诉我他对逻辑和语言学很着迷。要是成功的科学家都这么帅的话，就不怕社会上一般的年轻人会对科学不感兴趣了。
Howard接着说：我没想到Daniel这么年轻，因为他和de Gennes在巴黎做的关于界面相变，Wetting和dewetting的工作非常有影响，所以我对他的工作比较熟悉。几个月后，我在 Amsterdam访问Mischa的实验室，Mischa的一位博士后告诉我，千万不要在Mischa面前夸Daniel厉害，因为他一直希望别人夸他自己是更好的科学家。我说：Mischa也很不错，不过即使他科学上不一定比Daniel好，但我相信他肯定比Daniel更帅。由于没有追问 Mischa到底Daniel和他谁大，到现在为止我也不知道究竟谁比谁大两岁。
de Gennes据说是很与众不同的人。但我并不很了解他的各种轶闻，也许他相关领域的物理学家知道得更多。有一篇de Gennes自己写的简短自述，收录在国际理论物理中心编的One Hundred Reasons To Be A Scientist一书中。de Gennes在这里简单地讲述了他自己的研究道路，的确别具一格。
de Gennes的简短自述请见One Hundred Reasons To Be A Scientist一书第76-77页。One Hundred Reasons To Be A Scientist一书的pdf文档，可在以下网站下载：http://users.ictp.it/~pub_off/books/100_reasons.pdf
Nobel网站上 de Gennes的简单传记见：http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1991/gennes-bio.html
Nobel网站上 de Gennes的Nobel演讲文字稿见：http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1991/gennes-lecture.html
所有的不过都是肥皂泡
de Gennes于1991年12月9日所作的Nobel演讲题目叫做Soft Matter。在演讲的最后，他引用了下面这首诗：
“Have fun on sea and land
Unhappy it is to become famous
Riches, honors, false glitters of this world
All is but soap bubbles.”
肥皂泡（soap bubble）正是让历史上很多科学家都着迷的最重要的soft matter。de Gennes说：所有的不过都是肥皂泡。这首诗从某种程度表明了de Gennes的人生和科学态度。当然，如果肥皂泡还能带来Nobel奖，为什么不这么说呢？
2003年我到美国大使馆去签证参加国际光学工程师协会年会，签证官员问我：你研究什么？我说: Soap bubbles。他又问：作为一个化学家，为什么你要去参加国际光学工程师协会年会？我说：因为我研究soap bubbles要用到激光。终于被签证官追问出了一个敏感词汇，结果我不得不回来又补了些签证材料，最后在开会前不到10天才拿到签证。因为担心我拿不到签证，会议主办方专门把我的报告安排在整个大会的最后一个。还好最后一个报告往往是听众最多的，有关系的人要告诉主办人自己还在，没关系的人因为自己的 symposium结束得早，找不到其它报告，也会跑来。
如果我当时告诉那位签证官，de Gennes的Nobel演讲中讲过所有的不过都是肥皂泡（All is but soap bubbles），不知道他是不是会让我早一点拿到签证。或者他会因为de Gennes是个法国人，又是有名的左派知识分子，而拒绝让我进入美国，也未可知。
9.11之后，不是有些美国人要把French Fry（炸薯条）改名为Freedom Fry（自由薯条）吗？
*本文有修改，特别感谢Ising和郝炘的指正。2007.05.24
Saturday, December 4, 2010
拉曼效应
太阳光是一种复合光，是白光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的。
当太阳光照射到大海上，红光、橙光这些波长较长的光，能绕过一切阻碍，它们在前进的过程中，不断被海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光，虽然也有一部分被海水和海藻等吸收，但是大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了，或者干脆被反射回来了。我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深，被散射和反射的蓝光就越多，所以，大海看上去总是碧蓝碧蓝的。
拉曼效应
· 1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应
1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼（SirChandrasekhara Venkata Raman，1888——1970），以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。
在光的散射现象中有一特殊效应，和X射线散射的康普顿效应类似，光的频率在散射后会发生变化。频率的变化决定于散射物质的特性。这就是拉曼效应，是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月，苏联的兰兹伯格（G.Landsberg）和曼德尔斯坦（L.Mandelstam）也独立地发现了这一效应，他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时，分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果，利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充，是研究分子结构的有力武器。
1921年夏天，航行在地中海的客轮“纳昆达”号（S.S.Narkunda）上，有一位印度学者正在甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。他对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源。这位印度学者就是拉曼。他正在去英国的途中，是代表了印度的最高学府——加尔各答大学，到牛津参加英联邦的大学会议，还准备去英国皇家学会发表演讲。这时他才33岁。对拉曼来说，海水的蓝色并没有什么稀罕。他上学的马德拉斯大学，面对本加尔（Bengal）海湾，每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。事实上，他早在16岁（1904年）时，就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律（也叫瑞利定律）对蔚蓝色天空所作的解释。不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性，还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考，他注意到瑞利的一段话值得商榷，瑞利说：“深海的蓝色并不是海水的颜色，只不过是天空蓝色被海水反射所致。”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。他决心进行实地考察。于是，拉曼在启程去英国时，行装里准备了一套实验装置：几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝，甚至还有一片光栅。望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器，随时都可以进行实验。他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线，即可消去来自天空的蓝光。这样看到的光应该就是海水自身的颜色。结果证明，由此看到的是比天空还更深的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见，海水的颜色并非由天空颜色引起的，而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮船上写了两篇论文，讨论这一现象，论文在中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。
拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授，自幼对他进行科学启蒙教育，培养他对音乐和乐器的爱好。他天资出众，16岁大学毕业，以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年，他仅18岁，就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文，是关于光的衍射效应的。由于生病，拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度，如果没有取得英国的博士学位，就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是唯一的例外，不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业，结果获得第一名，被授予总会计助理的职务。拉曼在财政部工作很出色，担负的责任也越来越重，但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标，把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构，叫印度科学教育协会，里面有实验室，拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也发表了许多论文。1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授，使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间，仍在印度科学教育协会进行实验，不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作，逐渐形成了以他为核心的学术团体。许多人在他的榜样和成就的激励下，走上了科学研究的道路。其中有著名的物理学家沙哈（M.N.Saha）和玻色（S.N.Bose）。这时，加尔各答正在形成印度的科学研究中心，加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。1921年，由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学，说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。
拉曼返回印度后，立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究，探索各种透明媒质中光散射的规律。许多人参加了这些研究。这些人大多是学校的教师，他们在休假日来到科学教育协会，和拉曼一起或在拉曼的指导下进行光散射或其它实验，对拉曼的研究发挥了积极作用。七年间他们共发表了大约五六十篇论文。他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律，选取不同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度，甚至在临界点发生相变时进行散射实验。1922年，拉曼写了一本小册子总结了这项研究，题名《光的分子衍射》，书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中，他提到用量子理论分析散射现象，认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。
1923年4月，他的学生之一拉玛纳桑（K.R.Ramanathan）第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源，经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶，然后从侧面观察，却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑不理解这一现象，把它看成是由于杂质造成的二次辐射，和荧光类似。因此，在论文中称之为“弱荧光”。然而拉曼不相信这是杂质造成的现象。如果真是杂质的荧光，在仔细提纯的样品中，应该能消除这一效应。
在以后的两年中，拉曼的另一名学生克利希南（K.S.Krishnan）观测了经过提纯的65种液体的散射光，证明都有类似的“弱荧光”，而且他还发现，颜色改变了的散射光是部分偏振的。众所周知，荧光是一种自然光，不具偏振性。由此证明，这种波长变化的现象不是荧光效应。
拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片，以便比较，可惜没有成功。他们用互补的滤光片，用大望远镜的目镜配短焦距透镜将太阳聚焦，试验样品由液体扩展到固体，坚持进行各种试验。
与此同时，拉曼也在追寻理论上的解释。1924年拉曼到美国访问，正值不久前A.H.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应，而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示，后来他把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应”。拉曼也经历了和康普顿类似的曲折，经过六七年的探索，才在1928年初作出明确的结论。拉曼这时已经认识到颜色有所改变、比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。他参照康普顿效应中的命名“变线”，把这种新辐射称为：“变散射”（modified scattering）。拉曼又进一步改进了滤光的方法，在蓝紫滤光片前再加一道铀玻璃，使入射的太阳光只能通过更窄的波段，再用目测分光镜观察散射光，竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间，隔有一道暗区。
就在1928年2月28日下午，拉曼决定采用单色光作光源，做了一个非常漂亮的有判决意义的实验。他从目测分光镜看散射光，看到在蓝光和绿光的区域里，有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况，变散射线的频率比入射线低，偶而也观察到比入射线频率高的散射线，但强度更弱些。
不久，人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。1930年，美国光谱学家武德（R.W.Wood）对频率变低的变散射线取名为斯托克斯线；频率变高的为反斯托克斯线。
拉曼发现反常散射的消息传遍世界，引起了强烈反响，许多实验室相继重复，证实并发展了他的结果。1928年关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。科学界对他的发现给予很高的评价。拉曼是印度人民的骄傲，也为第三世界的科学家作出了榜样，他大半生处于独立前的印度，竟取得了如此突出的成就，实在令人钦佩。特别是拉曼是印度国内培养的科学家，他一直立足于印度国内，发愤图强，艰苦创业，建立了有特色的科学研究中心，走到了世界的前列。
1934年，拉曼和其他学者一起创建了印度科学院，并亲任院长。1947年，又创建拉曼研究所。他在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。拉曼抓住分子散射这一课题是很有眼力的。在他持续多年的努力中，显然贯穿着一个思想，这就是：针对理论的薄弱环节，坚持不懈地进行基础研究。拉曼很重视发掘人才，从印度科学教育协会到拉曼研究所，在他的周围总是不断涌现着一批批赋有才华的学生和合作者。就以光散射这一课题统计，在三十年中间，前后就有66名学者从他的实验室发表了377篇论文。他对学生谆谆善诱，深受学生敬仰和爱戴。拉曼爱好音乐，也很爱鲜花异石。他研究金刚石的结构，耗去了他所得奖金的大部分。晚年致力于对花卉进行光谱分析。在他80寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。拉曼喜爱玫瑰胜于一切，他拥有一座玫瑰花园。拉曼1970年逝世，享年82岁，按照他生前的意愿火葬于他的花园里。
当太阳光照射到大海上，红光、橙光这些波长较长的光，能绕过一切阻碍，它们在前进的过程中，不断被海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光，虽然也有一部分被海水和海藻等吸收，但是大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了，或者干脆被反射回来了。我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深，被散射和反射的蓝光就越多，所以，大海看上去总是碧蓝碧蓝的。
拉曼效应
· 1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应
1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼（SirChandrasekhara Venkata Raman，1888——1970），以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。
在光的散射现象中有一特殊效应，和X射线散射的康普顿效应类似，光的频率在散射后会发生变化。频率的变化决定于散射物质的特性。这就是拉曼效应，是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月，苏联的兰兹伯格（G.Landsberg）和曼德尔斯坦（L.Mandelstam）也独立地发现了这一效应，他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时，分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果，利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充，是研究分子结构的有力武器。
1921年夏天，航行在地中海的客轮“纳昆达”号（S.S.Narkunda）上，有一位印度学者正在甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。他对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源。这位印度学者就是拉曼。他正在去英国的途中，是代表了印度的最高学府——加尔各答大学，到牛津参加英联邦的大学会议，还准备去英国皇家学会发表演讲。这时他才33岁。对拉曼来说，海水的蓝色并没有什么稀罕。他上学的马德拉斯大学，面对本加尔（Bengal）海湾，每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。事实上，他早在16岁（1904年）时，就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律（也叫瑞利定律）对蔚蓝色天空所作的解释。不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性，还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考，他注意到瑞利的一段话值得商榷，瑞利说：“深海的蓝色并不是海水的颜色，只不过是天空蓝色被海水反射所致。”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。他决心进行实地考察。于是，拉曼在启程去英国时，行装里准备了一套实验装置：几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝，甚至还有一片光栅。望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器，随时都可以进行实验。他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线，即可消去来自天空的蓝光。这样看到的光应该就是海水自身的颜色。结果证明，由此看到的是比天空还更深的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见，海水的颜色并非由天空颜色引起的，而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮船上写了两篇论文，讨论这一现象，论文在中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。
拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授，自幼对他进行科学启蒙教育，培养他对音乐和乐器的爱好。他天资出众，16岁大学毕业，以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年，他仅18岁，就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文，是关于光的衍射效应的。由于生病，拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度，如果没有取得英国的博士学位，就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是唯一的例外，不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业，结果获得第一名，被授予总会计助理的职务。拉曼在财政部工作很出色，担负的责任也越来越重，但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标，把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构，叫印度科学教育协会，里面有实验室，拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也发表了许多论文。1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授，使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间，仍在印度科学教育协会进行实验，不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作，逐渐形成了以他为核心的学术团体。许多人在他的榜样和成就的激励下，走上了科学研究的道路。其中有著名的物理学家沙哈（M.N.Saha）和玻色（S.N.Bose）。这时，加尔各答正在形成印度的科学研究中心，加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。1921年，由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学，说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。
拉曼返回印度后，立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究，探索各种透明媒质中光散射的规律。许多人参加了这些研究。这些人大多是学校的教师，他们在休假日来到科学教育协会，和拉曼一起或在拉曼的指导下进行光散射或其它实验，对拉曼的研究发挥了积极作用。七年间他们共发表了大约五六十篇论文。他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律，选取不同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度，甚至在临界点发生相变时进行散射实验。1922年，拉曼写了一本小册子总结了这项研究，题名《光的分子衍射》，书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中，他提到用量子理论分析散射现象，认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。
1923年4月，他的学生之一拉玛纳桑（K.R.Ramanathan）第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源，经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶，然后从侧面观察，却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑不理解这一现象，把它看成是由于杂质造成的二次辐射，和荧光类似。因此，在论文中称之为“弱荧光”。然而拉曼不相信这是杂质造成的现象。如果真是杂质的荧光，在仔细提纯的样品中，应该能消除这一效应。
在以后的两年中，拉曼的另一名学生克利希南（K.S.Krishnan）观测了经过提纯的65种液体的散射光，证明都有类似的“弱荧光”，而且他还发现，颜色改变了的散射光是部分偏振的。众所周知，荧光是一种自然光，不具偏振性。由此证明，这种波长变化的现象不是荧光效应。
拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片，以便比较，可惜没有成功。他们用互补的滤光片，用大望远镜的目镜配短焦距透镜将太阳聚焦，试验样品由液体扩展到固体，坚持进行各种试验。
与此同时，拉曼也在追寻理论上的解释。1924年拉曼到美国访问，正值不久前A.H.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应，而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示，后来他把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应”。拉曼也经历了和康普顿类似的曲折，经过六七年的探索，才在1928年初作出明确的结论。拉曼这时已经认识到颜色有所改变、比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。他参照康普顿效应中的命名“变线”，把这种新辐射称为：“变散射”（modified scattering）。拉曼又进一步改进了滤光的方法，在蓝紫滤光片前再加一道铀玻璃，使入射的太阳光只能通过更窄的波段，再用目测分光镜观察散射光，竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间，隔有一道暗区。
就在1928年2月28日下午，拉曼决定采用单色光作光源，做了一个非常漂亮的有判决意义的实验。他从目测分光镜看散射光，看到在蓝光和绿光的区域里，有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况，变散射线的频率比入射线低，偶而也观察到比入射线频率高的散射线，但强度更弱些。
不久，人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。1930年，美国光谱学家武德（R.W.Wood）对频率变低的变散射线取名为斯托克斯线；频率变高的为反斯托克斯线。
拉曼发现反常散射的消息传遍世界，引起了强烈反响，许多实验室相继重复，证实并发展了他的结果。1928年关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。科学界对他的发现给予很高的评价。拉曼是印度人民的骄傲，也为第三世界的科学家作出了榜样，他大半生处于独立前的印度，竟取得了如此突出的成就，实在令人钦佩。特别是拉曼是印度国内培养的科学家，他一直立足于印度国内，发愤图强，艰苦创业，建立了有特色的科学研究中心，走到了世界的前列。
1934年，拉曼和其他学者一起创建了印度科学院，并亲任院长。1947年，又创建拉曼研究所。他在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。拉曼抓住分子散射这一课题是很有眼力的。在他持续多年的努力中，显然贯穿着一个思想，这就是：针对理论的薄弱环节，坚持不懈地进行基础研究。拉曼很重视发掘人才，从印度科学教育协会到拉曼研究所，在他的周围总是不断涌现着一批批赋有才华的学生和合作者。就以光散射这一课题统计，在三十年中间，前后就有66名学者从他的实验室发表了377篇论文。他对学生谆谆善诱，深受学生敬仰和爱戴。拉曼爱好音乐，也很爱鲜花异石。他研究金刚石的结构，耗去了他所得奖金的大部分。晚年致力于对花卉进行光谱分析。在他80寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。拉曼喜爱玫瑰胜于一切，他拥有一座玫瑰花园。拉曼1970年逝世，享年82岁，按照他生前的意愿火葬于他的花园里。
Thursday, June 19, 2008
手性 Chirality
我们知道，生命是由碳元素组成的，碳原子在形成有机分子的时候，4个原子或基团可以通过4根共价键形成三维的空间结构。由于相连的原子或基团不同，它会形成两种分子结构。这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。比如它们的沸点一样，溶解度和光谱也一样。但是从分子的组成形状来看，它们依然是两种分子。这种情形像是镜子里和镜子外的物体那样，看上去互为对应。由于是三维结构，它们不管怎样旋转都不会重合，如果你注意观察过你的手，你会发现你的左手和右手看起来似乎一模一样，但无论你怎样放，它们在空间上却无法完全重合。如果你把你的左手放在镜子前面，你会发现你的右手才真正与你的左手在镜中的像是完全一样的，你的右手与左手在镜中的像可以完全重叠在一起。实际上，你的右手正是你的左手在镜中的像，反之矣然。所以又叫手性分子。
在化学中，这种现象被称之为“手性”(CHIRALITY)，有时也称为“手性对称”或“镜面对称”。几乎所有的生物大分子都是手性的。两种在分子结构上呈手性的物质，它们的化学性质完全相同，唯一的区别就是：在微观上它们的分子结构呈手性，在宏观上它们的结晶体也呈手性。
手性分子——“反应停”
反应停是一种谷氨酸生物，英文名Thalidomide，又名沙立度胶、酞胺哌啶酮、酞咪哌啶酮、酞谷酰亚胺、K-17等。为白色结晶性粉末，无臭无味，分子式C13H10N2O4，分子量258。
什么叫叫手性分子？
生命最基本的东西氨基酸的手性之分：
作为生命的基本结构单元，氨基酸也有手性之分。也就是说，生命最基本的东西也有左右之分。
惊人的发现---组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，而没有右旋氨基酸
我们已经发现的氨基酸有20多个种类，除了最简单的甘氨酸以外，其它氨基酸都有另一种手性对映体！那么，是不是所有的氨基酸都是手性的呢？答案是肯定的，检验手性的最好方法就是，让一束偏振光通过它，使偏振光发生左旋的是左旋氨基酸，反之则是右旋氨基酸。通过这种方法的检验，人们发现了一个令人震惊的事实，那就是除了少数动物或昆虫的特定器官内含有少量的右旋氨基酸之外，组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，而没有右旋氨基酸！
右旋分子是人体生命的克星!
因为人是由左旋氨基酸组成的生命体，它不能很好地代谢右旋分子，所以食用含有右旋分子的药物就会成为负担，甚至造成对生命体的损害。
在手性药物未被人们认识以前，欧洲一些医生曾给孕妇服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药，很多孕妇服用后，生出了无头或缺腿的先天畸形儿，有的胎儿没有胳膊，手长在肩膀上，模样非常恐怖。仅仅4年时间，世界范围内诞生了1.2万多名畸形的“海豹婴儿”。这就是被称为“反应停”的惨剧。后来经过研究发现，反应停的R体有镇静作用，但是S-对映体对胚胎有很强的致畸作用。
正是有了60年代的这个教训，所以现在的药物在研制成功后，都要经过严格的生物活性和毒性试验，以避免其中所含的另一种手性分子对人体的危害。
在化学合成中，这两种分子出现的比例是相等的，所以对于医药公司来说，他们每生产一公斤药物，还要费尽周折，把另一半分离出来。如果无法为它们找到使用价值的话，它们就只能是废物。在环境保护法规日益严厉的时代，这些废品也不能被随意处置，考虑到可能对公众健康产生的危害，这些工业垃圾的处理也是一笔不小的开支。
因此，医药公司急切地寻找一种方法来解决这个问题，比如，他想要左旋分子，那么他就得想办法把另一半右旋分子转化成左旋分子。现在，这个令人头痛的问题已经得到了解决。科学家用一种叫做“不对称催化合成”的方法解决了这一问题。这个方法可以广泛地应用于制药、香精和甜味剂等化学行业，给工业生产一下子带来了巨大的好处，这项研究也获得了2001年度的诺贝尔化学奖。毫无疑问，这个成果具有重要意义。
看来，手性真是一种奇妙的东西！手性的氨基酸甚至决定着我们这个世界存在的方式！对手性的研究，在造就工业奇迹的同时，也启发了我们对地球生命，甚至宇宙起源的重新认识。
我们知道，在自然界的各个方面，尤其是物理和化学中，都广泛地存在着许多对称的概念：带负电的电子与带正电的反电子，磁场的南极和北极，以及化学中的分解和合成反应。就连遥远的河外星系也存在着正旋和逆旋的旋涡结构。科学家们不禁感到疑惑：这是否在提示我们在宇宙中存在着一种奇特的普适性的对称规律？
地球上没有右旋氨基酸生命，但是，按照手性的原则，它们确实是可能存在的，甚至，有智慧的右旋氨基酸生命也是存在的。
如果真是这样的话，他们又有些什么跟我们不一样的特性呢？左旋氨基酸组成的我们习惯于使用右手，右旋氨基酸组成的他们是不是习惯于使用左手呢？他们的思维是不是会采取另一种与我们相对映的方式呢？这种对映的规则又是什么呢？
假如有一天你遇见了外星人，为了表示作为地球人的友好态度，你打算请他回家喝一杯，在干杯之前，你一定要记得问问他们的氨基酸是右手性还是左手性的。如果是左手性的那就可以快乐的干杯。如果是右手性的，你可就得费点事——麻烦你去拿瓶右手性的啤酒！
在化学中，这种现象被称之为“手性”(CHIRALITY)，有时也称为“手性对称”或“镜面对称”。几乎所有的生物大分子都是手性的。两种在分子结构上呈手性的物质，它们的化学性质完全相同，唯一的区别就是：在微观上它们的分子结构呈手性，在宏观上它们的结晶体也呈手性。
手性分子——“反应停”
反应停是一种谷氨酸生物，英文名Thalidomide，又名沙立度胶、酞胺哌啶酮、酞咪哌啶酮、酞谷酰亚胺、K-17等。为白色结晶性粉末，无臭无味，分子式C13H10N2O4，分子量258。
什么叫叫手性分子？
生命最基本的东西氨基酸的手性之分：
作为生命的基本结构单元，氨基酸也有手性之分。也就是说，生命最基本的东西也有左右之分。
惊人的发现---组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，而没有右旋氨基酸
我们已经发现的氨基酸有20多个种类，除了最简单的甘氨酸以外，其它氨基酸都有另一种手性对映体！那么，是不是所有的氨基酸都是手性的呢？答案是肯定的，检验手性的最好方法就是，让一束偏振光通过它，使偏振光发生左旋的是左旋氨基酸，反之则是右旋氨基酸。通过这种方法的检验，人们发现了一个令人震惊的事实，那就是除了少数动物或昆虫的特定器官内含有少量的右旋氨基酸之外，组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，而没有右旋氨基酸！
右旋分子是人体生命的克星!
因为人是由左旋氨基酸组成的生命体，它不能很好地代谢右旋分子，所以食用含有右旋分子的药物就会成为负担，甚至造成对生命体的损害。
在手性药物未被人们认识以前，欧洲一些医生曾给孕妇服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药，很多孕妇服用后，生出了无头或缺腿的先天畸形儿，有的胎儿没有胳膊，手长在肩膀上，模样非常恐怖。仅仅4年时间，世界范围内诞生了1.2万多名畸形的“海豹婴儿”。这就是被称为“反应停”的惨剧。后来经过研究发现，反应停的R体有镇静作用，但是S-对映体对胚胎有很强的致畸作用。
正是有了60年代的这个教训，所以现在的药物在研制成功后，都要经过严格的生物活性和毒性试验，以避免其中所含的另一种手性分子对人体的危害。
在化学合成中，这两种分子出现的比例是相等的，所以对于医药公司来说，他们每生产一公斤药物，还要费尽周折，把另一半分离出来。如果无法为它们找到使用价值的话，它们就只能是废物。在环境保护法规日益严厉的时代，这些废品也不能被随意处置，考虑到可能对公众健康产生的危害，这些工业垃圾的处理也是一笔不小的开支。
因此，医药公司急切地寻找一种方法来解决这个问题，比如，他想要左旋分子，那么他就得想办法把另一半右旋分子转化成左旋分子。现在，这个令人头痛的问题已经得到了解决。科学家用一种叫做“不对称催化合成”的方法解决了这一问题。这个方法可以广泛地应用于制药、香精和甜味剂等化学行业，给工业生产一下子带来了巨大的好处，这项研究也获得了2001年度的诺贝尔化学奖。毫无疑问，这个成果具有重要意义。
看来，手性真是一种奇妙的东西！手性的氨基酸甚至决定着我们这个世界存在的方式！对手性的研究，在造就工业奇迹的同时，也启发了我们对地球生命，甚至宇宙起源的重新认识。
我们知道，在自然界的各个方面，尤其是物理和化学中，都广泛地存在着许多对称的概念：带负电的电子与带正电的反电子，磁场的南极和北极，以及化学中的分解和合成反应。就连遥远的河外星系也存在着正旋和逆旋的旋涡结构。科学家们不禁感到疑惑：这是否在提示我们在宇宙中存在着一种奇特的普适性的对称规律？
地球上没有右旋氨基酸生命，但是，按照手性的原则，它们确实是可能存在的，甚至，有智慧的右旋氨基酸生命也是存在的。
如果真是这样的话，他们又有些什么跟我们不一样的特性呢？左旋氨基酸组成的我们习惯于使用右手，右旋氨基酸组成的他们是不是习惯于使用左手呢？他们的思维是不是会采取另一种与我们相对映的方式呢？这种对映的规则又是什么呢？
假如有一天你遇见了外星人，为了表示作为地球人的友好态度，你打算请他回家喝一杯，在干杯之前，你一定要记得问问他们的氨基酸是右手性还是左手性的。如果是左手性的那就可以快乐的干杯。如果是右手性的，你可就得费点事——麻烦你去拿瓶右手性的啤酒！
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