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"唐敖庆星"命名,纪念中国量子化学之父

已有 1099 次阅读 2020-11-19 15:36 |个人分类:科学人物|系统分类:人物纪事

11月18日,紫金山天文台发现的国际编号为218914号的小行星被命名为“唐敖庆星”,以表达对中国量子化学之父唐敖庆先生的永恒纪念。


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□ 帅志刚

紫金山天文台为唐敖庆星命名,是对唐敖庆先生杰出贡献的认可。先生在中国最艰难的时刻,为发展中国的化学事业做出了巨大的贡献,在科研和人才培养两方面取得了杰出的成就。他在祖国最需要的时候,去建设东北人民大学(现吉林大学)。唐先生数学物理功底深厚,对科学问题的理解很深刻。他非常注重教学,开设了一批优秀的课程,并从20世纪50年代开始就面向全国开设了讲习班,培养了一大批研究生和青年教师。受过唐先生直接和间接教导出的人才是中国化学界最重要的力量之一。

唐先生去了长春之后,出任东北人民大学副校长,在繁重的课业和管理之余,时刻关注国际学术前沿动态。当时,人们对分子内旋转势函数很有兴趣,因为这涉及到很多分子的热力学性质和高分子的统计行为。美国学者皮泽于1937年提出了“分子内旋转”势能的经验表达式30.png,被广泛地应用于分子体系的统计热力学和光谱。但很快人们就发现,该公式过于简单,不具有普适性,并且参数V0的微观起源不明确,无法建立结构性能关系。唐敖庆先生分析了大量的实验结果,考虑了分子内旋转异构体贡献,首次给出了一个包含4个参数的旋转势,并在微观上用价键理论推导出每个参数的微观来源。该研究工作不仅从大量分子的化学实验(光谱、电偶极、热力学、电子衍射等)总结出了普适的规律,其微观理论对数学的要求很高,因为分子结合能的复杂表达式包含了大量的3-中心和4-中心积分,尽管现代的计算化学可以通过大型计算来数值计算这些函数,但是那个年代,唐先生硬是凭着深厚的数学基础,巧妙地利用对称性将多中心积分化简为单中心和双中心积分,从而将他得到的4个经验参数的微观来源阐述清楚。最后,他将该公式应用于计算高分子的端距统计。唐先生在1955年中国科学院学部成立大会上介绍了这个研究成果,同年在《科学通报》上发表【原文链接】。这是唐先生在《科学通报》上发表的第一篇论文,引起了国际上的广泛关注。美国著名量子化学家威尔逊高度评价了该理论。这个结果被写进了中国和苏联的教科书。尽管当时苏联科学家也同时得到了类似的4参数经验表达式,但是没有从微观量子理论去导出,因此影响力小多了。


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唐先生在《科学通报》上发表的这个工作,实际上与后来吉林大学化学学科的发展方向都是密切相关的。首先,唐先生十分注重分子微观结构与宏观热力学的联系,后来发展成立了无机合成与制备化学国家重点实验室;唐先生对高分子的统计理论研究,后来发展成为超分子结构与材料国家重点实验室;他长期以来所从事微观理论的量子化学研究,后来成为理论化学计算国家重点实验室。唐先生所领导的团队对于配位场理论和分子轨道图形理论的研究先后两次获得国家自然科学一等奖。

唐敖庆先生在国际学术界享有很高的学术荣誉。他于1981年当选国际量子分子科学院(International Academy of Quantum Molecular Science, IAQMS)院士,成为该科学院的第一位中国学者。该学术组织是在著名量子物理学家德布罗意倡导支持下,由法国科学家道得尔、瑞典科学家洛夫丁、美国科学家帕尔和波普尔(诺贝尔奖获得者)以及法国科学家普尔曼等发起建立,在国际上学术地位很高,共有13位诺贝尔奖获得者,现在有130位成员。据诺贝尔奖获得者霍夫曼教授告诉笔者,当年是他和洛夫丁教授一起积极推荐唐先生的,一次就当选。那年只有两位学者入选,另一位是美国科学院院士Davidson教授,以巨型矩阵的Davidson对角化方法而闻名。2008年7月15日,唐敖庆先生不幸逝世。国际量子科学院在网上发了讣告。时任IAQMS院长、德国波恩大学Sigrid Peyerimhoff教授通知我参加2009年6月在赫尔辛基举办的第46届国际量子分子科学院大会,让我在大会上为唐敖庆先生致悼词。这份悼词的书面稿一直放在国际量子分子科学院的官网上。此后,每次国际量子化学大会都会在开幕式前以及会议的间歇期间播放一张由我制作的纪念唐先生的ppt(图1)。

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图1

第15届国际量子化学大会于2015年6月8~13日在清华大学的新清华学堂召开,有1000多人参会,包括两位诺贝尔奖获得者Rudolph Marcus和Roald Hoffmann,达到历史上最大的规模。2015年恰逢唐先生诞辰100周年,第15届国际量子化学大会期间举办了纪念唐敖庆先生诞辰100周年的活动。唐敖庆先生的老朋友、诺贝尔奖获得者霍夫曼教授, Keiji Morokuma教授和高加力教授三位杰出的理论化学家在6月9日上午的纪念专场做学术报告,缅怀唐先生的杰出的学术成就与高尚的品德。


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图2 霍夫曼教授在第15届国际量子化学大会上缅怀唐敖庆先生,2015年6月9日,北京。


霍夫曼教授在报告中细致地回顾了唐老师的若干研究成果,展示了大量的照片,极高地评价了唐老师的科学贡献和学者风范。他还详细地回忆起当年与卢嘉锡、徐光宪、蔡启瑞等中国老一辈化学家交往的事例,以及80年代访问中国的情形。


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