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| 与诺贝尔大师面对面
| | | 手 记 曰我一直担心,一个化学领域的专家,如何能将他的研究通俗地向公众做介绍。 没想到这种担心是多余的,大科学家往往能够更容易和公众交流。当我从圣巴巴拉市赶往洛杉矶去采访欧拉的时候,心里一直担心,他是否会把这次采访给忘了,因为约定好采访时间是两周前的事,之后一直没有给他打电话。没想到当我们匆匆忙忙赶到他的办公室的时候(路上堵车),还在楼道里,一位女士就迎出来问,是找欧拉教授的吗?我们走进去,看到欧拉教授非常随和地起身和我们打招呼。 我一直担心,一个化学领域的专家,如何能将他的研究通俗地向公众做介绍。没想到这种担心是多余的。一位中国留学生说,大科学家往往能够更容易和公众交流。 例如欧拉讲到自然界对C02的循环时让我们看窗外的绿树,他还说,我们每个人的身体含碳元素半公斤,是组成人体最重要的元素;地下的煤在不断减少,再有100到150年时间就烧光了。而人口不断增加,需要更多的碳氢化合物,因此这一矛盾必须解决。 日我发现诺贝尔奖获得者身上有着相似的特性:都强调好奇心,强调打破陈规的思维方式, 不迷信权威,也不让自己的学生迷信自己恰逢欧拉的自传出版,我在南加利福尼亚大学的校园里买了一本。欧拉在书的扉页上为北京的青年人题词:“向中国年轻一代的学生和学者表示我最美好的祝愿和最热情的问候。” 欧拉是继黑格之后我采访的第二位诺贝尔奖获得者。我很快发现他们的身上有着相似的东西,例如,他们都强调好奇心,强调打破陈规的思维方式,不迷信权威,也不让自己的学生迷信自己。他们都在科学研究中获得了最大的快乐,对家庭非常看重。除此而外,对许多人看重的物质享受没有太大的欲望。继续采访了另外两位诺贝尔奖得主后更加证实了这一相似性,而且相似得令人吃惊,克勒默在看到黑格为本报读者的题词后开玩笑说:“他怎么偷走了我想说的话?”
对 话 O记者:能否向中国公众介绍一下您的研究? ●欧拉:自然界给予人类最好的礼物是石油、天然气和煤炭。从200年 前开始的工业革命以来,人类才开始使用石油和天然气(此前人们 烧的是木头以及少量的煤炭),并且使用量越来越多。这就带来一个 问题,这些所谓碳氢化合物燃烧之后就消失了,变成了水和二氧化 碳。当然最终自然界可以循环二氧化碳的。看看窗外的树木和其他 植物,通过光合作用它们可以把二氧化碳变成木头、果实等。但是这 些生命组织材料再变成煤和石油需要几百万甚至几千万年的时间, 所以碳氢化合物对于人类历史而言是不可再生的能源,这就意味着 人类必须找到再生它们的途径,否则煤、石油、天然气用尽之后就麻 烦了。人们不可能睡500万年等待自然界生成新的煤、石油、天然气。 O记者:您的研究解决了这个问题? ●欧拉:我们在实验室可以把二氧化碳转化成碳氢化合物。二氧化碳 是一种温室气体,5年前世界各国的首脑开会,达成了减少二氧化碳 排放的国家之间的协议。发展中国家认为,发达国家燃烧石油和天 然气已经200年了,我们要提高生活水平,应该有权利燃烧这些资 源,但发展中国家有很多人口,要提高生活水平,除了继续燃烧煤和 石油之外,没有别的办法。德国说,我们统一后关闭了东德污染严重 的工厂,应该受到奖励;而日本说我们二战后建立了新的工业,应该 被奖励。但大家都认为美国消耗的能源最多,达到全球的20%,但人 口却只有全球的4%一5%。我认为提高自己的生活水平不应该把别 人的生活水平拉下来。所以我们必须找到解决的办法。其中一个就 是把二氧化碳这种温室气体再生成有用的化合物。 O记者:要实现这一途径有什么障碍? ●欧拉:我们可以把工厂附近的大气中的二氧化碳变成碳氢化合物, 但我们并不是奇迹的创造者。碳元素可以从二氧化碳中得到,但是 氢元素呢?大海里的水是一个可能的选择,但是要把水分解成氢气 和氧气需要能量,这又回到了原来的那个问题:能量从哪里来呢?我 们为了制造碳氢化合物不可能再燃烧碳氢化合物。 O记者:这一问题有克服的希望吗? ●欧拉:我个人的观点以为,人类将大规模地使用核能。核能对人类的 贡献非常大,但我们不能用这种能量互相残杀。其实人类只是发现 了核能,又不是发明了核能,例如太阳就是一个原子反应堆,已经反 应了45亿年,而且还能继续反应45亿年。 我们也应该和平地使用核能。但有一个问题,你不可能在每一 栋房子、飞机、汽车上都安装一个原子反应堆,这样燃烧化石燃料就 仍然是必要的。 O记者:您的研究在人们的生活中有什么具体的应用? ●欧拉:我要告诉你的是,一种新的燃烧电池已经非常接近商业化了。 我们知道氧气可以燃烧去推动火箭,但氧气需要水电解生成,而且 氧气很危险,因此我们考虑的问题是能不能使用氢的化合物,例如 甲醇。当时我们的研究受到了许多人的嘲笑,现在他们加入了我们 的行列,其中有很多大的汽车厂商,如奔驰、通用、本田,都要把这个 技术使用在他们的电动汽车上。 现在甲醇是以煤炭和天然气为原料制造的。我们感兴趣的是, 如何把二氧化碳转化成甲醇。我自己相信本世纪甲醇将成为人类生 活中非常重要的工业原料,它可以产生电,也能生产石油、天然气可 以生产的东西,现在我们有新的办法把二氧化碳转化成甲醇。 O记者:还有其他的应用吗? ●欧拉:在发电厂,当夜晚能量需求少的时候,我们就把多余的电能用 在循环CoL上,这样就储存了电能。 O记者:当您从事科学工作时,是否想到要帮助人类或者要赢得诺贝尔奖? ●欧拉:我做我的科研工作只是因为我好奇,我有探索的欲望。好奇心 促使人类做许多事情,尤其是科学家。我最初对自己的研究领域并 没有深刻的认识和了解,也不知道它对社会、对人类的重要性。我觉 得基础科学研究用于实际生活中没有什么错。在研究中,要睁开眼 睛,问自己这些发现能用在生活中的哪些方面。 O记者:诺贝尔奖是否改变了您的生活? ●欧拉:我可以告诉你,我和你一样是普通人。如果有人说他获得诺贝 尔奖后没有成就感,不高兴,我可以告诉你这不是实话,但是一个人 没有诺贝尔奖同样能很高兴地去工作和生活。所以从根本上来说, 我没有什么改变,仍然是一个活跃的科学家,研究仍然是我生活中 最重要的事,当然表面上肯定有改变,例如如果我没有获得诺贝尔 奖,你现在就不会和我坐到一起了。 O记者:您是否沉迷于科研,家人给您很大的支持吗? ●欧拉:我非常幸运,我太太也是化学家。科学研究是我的快乐,我的 激情,我的生命。除了化学以外,我的家庭是最重要的,除了家庭以 外,我就再没时间干别的了。我不去看美式橄榄球,不去打高尔夫,不 去做很多这方面的事。我并未把科学看成我的工作,科学是我的爱好。 O记者:您认为什么样的品质能够使人成为一个伟大的科学家? ●欧拉:首先你不要去想你要成为一个伟大的科学家。你干什么只是 因为你想干,你好奇,你有探索的欲望。在得奖前后我是同样的一个 科学家,而且我在得奖后更像一个科学家了。对很多人来说,科学是 一种致富的手段,意味着金钱,但对我来说科学是我的热情所在,我 搞研究是因为我喜欢,这是推动力。我要对年轻人说的是要做你真正 感兴趣的事,尽努力做到最好,其他不用去考虑,一切都会来到的。 O记者:您录取学生时主要看他的哪一方面? ●欧拉:我招学生不看他们的分数。我喜欢看学生有没有求知的欲望, 眼睛里是否闪烁着激情的光芒。分数是不重要的。我和学生的工作 关系就和婚姻一样,我们互相尊重,为对方自豪。我从学生中也学到 了很多东西。 O记者:有没有和中国学生、同事工作过? ●欧拉:有过一些,他们做得非常好。年轻人不仅要聪明,而且要工作 勤奋,要有干事的热情。 O记者:您是否喜欢思考哲学问题? ●欧拉:我年轻时,对科学没有任何兴趣,我喜欢历史、语言、文学、哲 学等许多其他的事情。我出生在匈牙利,当我念完高中时,发现必须 学会一样实用的东西才能生存。一个又穷又小的国家到底能养活多 少哲学家?后来在大学里当我上化学课的时候,一下子爱上化学了。 我刚刚出版了一本通俗的读物,其中记录了我生活中的每一个方 面,也阐述了我的哲学思考。我觉得科学应该放在人类社会历史的 环境中来思考,我们现在生活在2001年,我们感觉自己知道了一些 东西,但我们的后代将来回过头来看我们的研究时,会嘲笑我们知 道的多么地少,我们是多么地无知。 手 记 北京任何一家大商场里,都能看到“无氟冰箱”,越来越多的人开 始知道,推广无氟冰箱是为了保护环境,因为氟利昂是一种有害气体, 当它被排放到大气中去的时候,就会破坏臭氧层,而且南极上空已经 因此而破了一个“洞”…… 但是还很少有人知道,世界各国大力推广无氟冰箱、在制冷行业 禁用氟利昂,是源于1987年在加拿大蒙特利尔签定的联合国有关臭氧 层保护的国际公约;而这项公约的签定,是因为几位科学家在1974年 宣布了一项重要发现,证明氟利昂会对臭氧层造成破坏。这几位科学 家中,有一位叫做莫利纳(Mario J.Molina),20年后的1995年,他获得 了诺贝尔化学奖。 曰他的研究成果不但使他获得了诺贝尔奖, 而且改变了一个行业 莫利纳先生个子不高,甚至显得有点瘦小;双眼中的目光既不严 厉,也不坚毅,倒显得有一点羞涩而充满善意;寒暄、让座、相互介绍、 一问一答,整个过程中感觉不到传说中“大师”的傲慢或严苛,只有平 易和含而不露的热情。用一个最通俗的说法就是,这人挺老实。 关于老实人,我们有一个形象的说法:“老实人办扎实事儿。”而莫 利纳先生办的最扎实的一件事,是和他的同行们一起,于1987年促成 了联合国关于臭氧层保护的蒙特利尔公约,在世界范围内开始禁止在 制冷行业中使用氟利昂。此时距他获得诺贝尔奖还有8年,而距他发表 关于氟利昂对臭氧层破坏作用的最重要论文的1974年,却已过了9年 的时间。 氟利昂一度因其化学性能稳定又安全无毒而被制冷行业视作最 理想的制冷介质,在空调、冰箱等制冷行业中一统天下。这样一种广泛 使用的材料被禁用,整个行业为寻找替代材料、进行技术转型而付出 的成本之大难以想象,于是阻力之大也就不难想象。近年来有一个词 我们已经耳熟能详,这个词叫“科技成果转化”。而在通常的理解中, “科技成果转化”的必然方向,是生产力、是新产品、是经济效益、是钱。 而莫利纳先生的“科技成果”却反其道而行之,“转化”成了对一个行业 的限制,而这种限制带给这个行业的经济损失,必然导致莫利纳先生 和他的同行们在实现其“科技成果转化”的过程中备尝艰辛。莫利纳和 他的同行们怀着巨大的热情和责任心,锲而不舍地奔波于媒体、专家 和政府官员之间,终于促成了蒙特利尔公约的签定,完成了由一项科 学发现而导致一个行业进行技术转型的“不可能任务”。在莫利纳先生 看来,这是比他获得诺贝尔奖更“实在”的一项成果。 意外惊喜:大师有位中国夫人 采访大师,自然免不了有一点郑重和紧张,所以提前一点到达,等 待约定时刻的到来,应该是必要的礼貌。而那天当我们顺利地在麻省 理工学院(Massachusetts lnstitute oftechnology简称MIT)校园内的一 栋红褐色的小楼里找到门口钉有Marlo J, Molina标牌的办公室时,也 顺便在隔壁一间办公室的门口看到了Luisa T.Molina的标牌。事前的 案头工作中,我已经了解到Lnisa Tan是莫利纳先生的夫人,也是他事 业上的同行。现在发现他们居然在同一个实验室工作,自然又多一分 惊喜。而当一位长着东方面子L的中年女士从那间办公室里走出来时, 惊讶之余,又让人怀疑是否回到了中国,因为她的长相、发式、穿着,都 像极了在国内任何一所大学里都可以见到的“中年知识分子”。于是她 在用英语表示过对我们的欢迎之后,又用中文道上一句“欢迎”,也就 并不让我们意外。 现在,莫利纳夫人的名字写成LuisaT.Molina,她原来的姓氏Tan已 经被简化成了中间的那个T·,但她依然保留着她的中文名字:陈幼玲。 她说她已经有30年没有讲中文,但是她的中文普通话非常流利而且标 准。她说,Tan是“陈”字在闽南语里的发音,她是出生在菲律宾的华侨, 父母都来自福建,她从小接受了完整的中文教育,直到在马尼拉的中 正中学毕业。她和莫利纳先生的相识,是在美国加州大学伯克利分校 一同攻读博土学位时。 莫利纳夫人(陈幼玲女士)现在正在协助莫利纳先生,主持一项对 墨西哥首都墨西哥城城市环境的研究课题。她说,墨西哥城和北京面 临着许多相似的问题,比如人口问题、交通问题、环境污染问题等等。 莫利纳先生和夫人的办公室只有一壁之隔,窗外都是查尔斯河的 胜景。查尔斯河是波士顿城的灵气之魂,河的两岸分布着哈佛、麻省理 工学院、波士顿大学等名声显赫的大学。 采访结束,我们请莫利纳先生和夫人拉起窗前的木制百叶帘,让 查尔斯河上的帆影和对岸波士顿市中心那座由华裔建筑大师贝聿铭 设计的标志性建筑John Hancock Tower大厦一同进入我们的镜头。那 位为我们担任翻译的哈佛中国博士低声说:只有大老板(教授),才有 这样的办公室…… 对 话 O记者:我们知道您是因为对CFC,也就是氟利昂对大气臭氧层破坏作 用的发现而获得了1995年的诺贝尔化学奖。您能否用通俗易懂的语 言向我们的普通读者介绍一下您的发现的基本原理和您的发现过 程? ●莫利纳:我们是在1970年开始对氟利昂对大气环境的影响进行研究 的。由于氟利昂是一种化学性能相当稳定而且无毒的惰性气体,因 而在工业中得到了广泛的应用。也正是因为它的应用非常广泛,所 以我们对它的作用进行追踪和研究。 我们发现了被排放到空气中的氟利昂在升到高空与臭氧层相 遇并受到紫外线的强烈照射时,它自身就会分解,然后再与臭氧进 行化学反应,形成对臭氧层的破坏。而臭氧层一旦受到破坏,它对太 阳紫外线的吸收作用就失去,造成地球同温层的温度升高。这对地 球环境的影响是很大的。另外一点是,我们发现氟利昂对臭氧层的 破坏作用是一种催化式的连锁反应,很少一点进入臭氧层的氟利昂 就会迅速地对臭氧层造成大面积的破坏。当年我们刚刚披露这一发 现时还不被人们认同,但后来南极上空臭氧层空洞的发现证实了我 们的推断。 针对这种情况,我们所做的重要工作之一,就是联合各国科学 家,采取外交手段,通过联合国和各国政府,达成一个禁止使用氟利 昂的国际合作公约。但是对有些发展中国家,由于它们的经济水平、 技术水平还不能达到发达国家的水平,因此还不能马上全部禁止氟 利昂的使用,还是有一部分的氟利昂在被制造和使用。但是,他们也 都在努力减少氟利昂的使用。 O记者:现在,中国政府已经在逐步禁止氟利昂的使用。 ●莫利纳:是的,中国在这方面正在作出很大的努力。我想再强调的 是,目前人类对臭氧层的破坏已经不是10年、20年这样的时间内可 以得到恢复,如果我们能够有效地禁止氟利昂和其他有害物质的使 用,也许我们在本世纪中可以重新得到一个比较好的臭氧层。 O记者:您的研究成果不但使您获得了诺贝尔奖,而且它还直接导致 了一个工业部门,比如制冷业的根本转型。这是否可以看作基础研 究对人类实际生活产生直接影响的典型例证? ●莫利纳:这个问题可以从两个方面来回答。一是当初工业界对这种 转型是拒绝的,因为这会造成很大的成本。但是通过我们和工业界 的一些大制造商进行进一步的沟通,他们开始持非常积极的态度, 因为他们意识到了问题的严重性之后,就非常积极地愿意解决这些 问题。另一方面,作为一个很好的例证,这件事可以说明,技术的进 步带给我们的不是坏事而是好事。更新更好的技术可以促进工业向 更好的方向发展。而广大的消费者在这个过程中是受益的,而不是 受害的。对于环境的影响也是如此。最后的问题是,从长期的角度 看,整个工业界在这个过程中获得的利益也将大于他们在转型过程 中所付出的代价。 O记者:您和您的同行是通过什么方式或者组织,与工业界进行沟通, 并最终实现了在全世界禁用氟利昂这一目标的呢? ●莫利纳:当初我们主要是通过3个渠道的努力来实现禁止使用氟利 昂的世界公约。一是通过科学家的努力,这其中包括学院里的科学 家,也包括工业界一些从事基础研究的实验室中的科学家们。这两 部分科学家经过合作,他们的声音被各个方面所听到;另一个更重 要的渠道是政府的渠道,因为它更直接、更有效。我特别要强调联合 国在这一过程中所起的重要作用,因为它可以直接和各国政府进行 对话,最后签定一个正式的合约。现在已经有超过60个发展中国家 加入了这一合约,愿意遵守合约中的规定;第三个渠道则是为数不 多但影响很大的跨国公司,它们更愿意在这方面投入技术和资金, 因为他们不愿意因为对环境的破坏而使它们的名声受到影响。 O记者:那么当初您的呼吁方式是什么?是以发表文章的方式,还是以 某个科学家组织向政府或国际组织提出建议的方式进行的呢? ●莫利纳:在这方面的努力我们已经进行了很多年了。最初我们是在 相关的科学杂志上发表文章,让大家对这个问题逐渐有更多的认 识;同时我们一些科学家开始与美国和欧洲的一些政治家进行接 触,让他们逐步了解这些问题的严重性。再通过他们去和那些政府 部门和重要的决策人物打交道,让他们也了解问题的严重性,进而 作出决策。实际上在我们对氟利昂对臭氧层的破坏作用还没有充分 的证据时,我们就已经通过和美国、加拿大政府的接触,使它们作出 了禁止在喷雾剂中使用氟利昂的决定,因为喷雾剂制造业是一个比 较小的行业。在那之后,我们才进一步证实了氟利昂对臭氧层的破 坏作用,在此基础上进一步实现了在制冷业对氟利昂的禁用;现在, 美国国会要求我们每年向国会提交一份有关大气环境的检测报告, 以便国会进行对环境变化的监测和政策的调控;同时我们也花了更 多的精力在媒体方面。我们通过在媒体发表文章,让更多的公众了 解人类的工业活动对大气环境质量的影响。 O记者:我们知道,对大气环境的影响因素并不仅限于氟利昂排放。前 不久,美国新政府宣布退出控制全球控制温室气体排放的《东京议 定书》,我想知道您如何评价这件事情?它对全球大气环境会带来哪 些积极或消极的影响?在美国退出《东京议定书》之后,世界各国是 否能够找到一种替代的方案来对温室气体的排放进行控制? ●莫利纳:确实如你所说,导致全球气候变暖的因素并不仅限于氟利 昂的排放,它实际上取决于两个方面,一方面是氟利昂的排放导致 臭氧层的破坏,使它失去了有效阻隔阳光中的紫外线的作用;另一 方面,人类的活动导致大量的二氧化碳向大气层的排放,又阻碍了 地球热量向大气层外的扩散,这两个方面的作用共同导致了地球的 温室效应。至于你提到的《东京议定书》,主要是针对二氧化碳排放 而定的,针对控制氟利昂排放的协议,则是1987年在加拿大蒙特利 尔签定的。通过蒙特利尔协定,世界各国已经基本禁止了氟利昂的 使用。我们现在重点要做的是密切监测还有哪些化学物质可能导致 对臭氧层的破坏,一旦发现这样的物质,我们就会提出建议,禁止这 些物质的使用。而在控制二氧化碳排放方面,由于美国政府和工业 界都坚持使用大量的能源,因此必然造成大量的二氧化碳的排放, 所以美国政府要退出《东京议定书》。而世界其他国家则认为控制二 氧化碳的排放是各个国家的义务,所以他们主张签定这样(《东京议 定书》)一个协议。作为科学家,我们也正在通过技术方面的努力,使 布什政府能够提出一个在美国有效控制二氧化碳排放的方案。 作为科学家,我们也更加关注能源使用对大气环境的影响,目 前人类大量使用的煤炭、石油等能源,必然产生大量二氧化碳,所以 我们更关注新的能源,如风能、太阳能、核能的利用,通过新能源的 开发、替代,来减少温室气体的产生。 O记者:刚才您谈到,美国退出《东京议定书》是因为它不愿意接受它 对美国二氧化碳排放量的规定。同时您也谈到,人类对现有能源的 使用必然导致大量二氧化碳的排放,那么作为科学家,您对人类控 制温室气体排放方面有哪些技术的或非技术方面的建议? ●莫利纳:在技术方面,科学家正在努力寻找新的能源,改进能源技 术,使其对环境的破坏尽量减少。但是,仅有技术方面的努力是远远 不够的,更重要的是要让大众了解,他们日常的行为方式、生活方式 对全球气候变暖的影响。在这方面需要教育大众,让他们了解。现在 全球的发展非常之快,全球人口已经达到60多亿。而发展中国家的 政府为了尽快改善人民的生活,其经济发展的势头相当快,但是,发 展中国家不应该再重复发达国家的错误,在发展经济的同时,决不 能以牺牲环境为代价。我们应该坚持一种“可持续发展”的策略。可 持续发展,就是发达国家与发展中国家相互合作,一起来促进发展 中国家的经济发展,同时将对环境的破坏减至最低。 最后我特别要强调,技术方面的努力可以解决部分的问题,但 仅仅有技术上的努力是不够的,必须通过全球的合作,来解决全球 的环境问题。比如目前在美国,很多的人都在追求买一台大车,一个 人来开,现在亚洲也有这样的消费趋势。这样的生活方式不但会造 成交通的堵塞,更重要的是它会造成对环境的破坏。因此人们日常 的生活方式、消费方式,工业方面的能源消费方式,都会对全球环境 造成影响。 O记者:谢谢您的建议。另外通过一些资料我们了解到您非常喜欢音 乐,曾经也是一位不错的小提琴手。您现在还拉小提琴吗? ●莫利纳:我曾经有希望成为一个专业的小提琴手,但别人给我的建 议是每天拉8个小时,我觉得这太苦、太难了,所以我放弃了。我也曾 经弹过古典吉他,但是很遗憾,由于太忙,我也放弃了。但我还是非 常喜欢音乐。 O记者:我在您的自传中读到,您有着非常丰富的经历,从墨西哥到欧 洲,德国、巴黎;学哲学、学艺术、学数学、学化学……您当时是不是 一个非常活跃的年轻人? ●莫利纳:我确实一直很活跃。我在最初离开南美洲的时候,在巴黎住 过一段时间,那时候正好是法国学生运动非常活跃的时期;后来到 加州大学伯克利分校读书的时候,也正好是美国学生运动的活跃时 期。在其中我一直参加了许多科学之外的活动。 O记者:那这些对您后来采取一些不是纯粹科学研究的方式,比如组 织、游说、向政府进言等来完成您的工作,是不是也有一定的帮助? ●莫利纳:我在学生运动中并不是非常投入的,因为我还是有传统科 学家具有的很羞涩的一面。但是在学生时期,我还是逐渐强迫自己 学习了许多东西,比如如何与媒体打交道,一些什么样的事情应该 向什么人讲最有效等等。更多的游说、组织、和各种不同的人打交道 的能力,是我成为科学家之后逐步学习的,因为我需要让我的研究 成果对人类和社会的发展产生作用。这样我就要强迫自己去思考采 取什么样的方式才能将这些事情做成。另外这也与我的学术背景有 关,我在墨西哥时是学工程的,后来才转向科学研究的领域。这种工 程与科学相结合的背景,使我可以将我的科学研究的成果,以工程 的手段使其发挥实际的作用。 O记者:刚才您已经谈到,您对氟利昂对臭氧层的破坏作用的发现是 在1973、1974年,而人类禁止使用氟利昂是在1987年才采取了一致 的行动,您认为这已经太晚了。而您因此而获得诺贝尔奖又比这晚 了七八年的时间。这是不是觉得这更是太晚了? ●莫利纳:首先我认为对于诺贝尔奖来说,这是非常正常的,因为诺贝 尔奖的评选是非常慎重的,它必须考虑一个奖项评选之后的后发效 应;另外我觉得这也是科学自身的规律性使然,一项研究成果出来 之后,往往要经过许多年才能真正发现它的价值。我们关于氟利昂 作用的发现是在上世纪的70年代,但是它被广泛地证实和重视,是 在许多年之后。此外,100年前诺贝尔先生设立诺贝尔基金会的时 候,其初衷是奖励当年最有影响的科学研究成果,但今天它已经转 向奖励那些对人类的科学和生活具有长期影响的成果。 O记者:最后希望您给北京、中国愿意从事科学研究的青年一个鼓励 或忠告。 ●莫利纳:我想告诉中国青年的是,科学一方面是一件非常美妙而充 满魅力的事业,因为它会给人类带来很大的益处。我在年轻的时候 经常问自己,怎么会有这么美妙的事情存在呢——我干着我最喜欢 的事情,还有人向我付钱;但是另一方面,科学又需要你付出很大的 努力,需要耐心,需要执著。 手 记 自从1985年发现碳60到1996年获诺贝尔化学奖至今,理查德·斯 莫利一直没有闲着。他带领着20人的研究小组继续研究纳米碳管,并 与人合作成立一家公司,每天生产这种粗细只有人头发的1/50000、硬 度却是钢铁100倍的未来纳米材料。 当我等到了休斯顿才知道,这位科学家已身患癌症,一边接受着 化疗,一边还在工作。在赖斯大学他的办公室里,拥有一双深遂蓝眼 睛,头发因为化疗已基本掉光的斯莫利平静地告诉我:“像普通癌症病 人一样,我要花时间治疗,控制癌细胞的数量。我希望自己是最后一个 因癌症死亡的人,也希望自己是第一个被治好的癌症病人。” 我的身体里有10(11—12)个癌细胞,治疗癌症是非常痛苦的事 像其他国家重视纳米技术研究一样,美国不久前也开始实施了 “国家纳米计划”。也正是在这个计划论证过程中,斯莫利到国会作证, 用自己的亲身体验打动了在座的所有人。 “作为癌症患者,我知道目前的治疗方法有多么残酷。”斯莫利平静 地告诉我,“我的身体里有10(11—12)个癌细胞,治疗是非常痛苦的事。” 面对众多议员,斯莫利当时指着自己头发脱尽的头顶说,当某种 病变细胞大量生长,人类身体失去控制这些细胞的能力后便发生了癌 变。为了杀死癌细胞,现在的治疗方法就像注射毒药,同时也杀死了正 常的细胞。这会使人的头发脱落,“就像我一样。”斯莫利当时说,“但我 相信,在未来的20年里,我们将有很好的治疗办法。纳米技术便是其中 之一。我们可以制造一种纳米级大小的探测器,把它注入到人身体中, 它可以搜集人体细胞的各种信息,辨别哪个是癌细胞,并放出毒素精 确杀死每个癌细胞,而不会伤及正常细胞。…‘我相信我们的科学家,能 够运用技术,特别是纳米技术战胜癌症。尽管那时我可能已经赶不上 了。”斯莫利对当时在座的议员们说。 曰斯莫利的-cF''每天都在加紧生产未来材料——纳米碳管 采访结束后,斯莫利带我们到他办公室隔壁的一间大实验室,这 也是斯莫利所在的空间科技楼中最大的实验室。长方形的房间里横着 一根长长的金属管子,斯莫利解释说,这根管子里可以制造当今新材 料领域中最炙手可热的明星——纳米碳管。但这里只能叫“制造”,而 他工厂里才叫“生产”。 不久前,斯莫利与人合作成立了一家公司。公司所属工厂主要批 量生产未来材料纳米碳管,尽管这种材料的用途还在幻想当中,但斯 莫利的碳纳米科技公司已经开始做生意了。公司每天生产40克纳米碳 管,分别卖给世界各地的研究所与公司。很多科学家相信,未来生产更 微型计算机系统、热导材料以及医药缓施胶囊都需要纳米碳管。 听着斯莫利手舞足蹈地介绍,我真的开始怀疑,这是不是一个得 了癌症、正接受化疗痛苦折磨的病人。 对 话 O记者:您因发现C60获1996年诺贝尔化学奖,后来为什么又转向纳米 技术研究,您是什么时候开始热衷纳米技术的? ●斯莫利:我没有改变我的研究方向,我一直在进行着E60及其相关的 纳米碳管的研究。C60的重要性质不在于它的结构,因为在C(碳)的 家族里可有无穷的结构,除了形成“巴基球”外,还可形成其他形式 如管状结构,其中纳米碳管是最完全的,因为它有独特的性质,如有 很大的强度,有很高的导电性和导热性,对此我非常有兴趣。 O记者:能否就您的理解,准确给纳米技术下一个定义? ●斯莫利:对我而言,纳米技术就是艺术和科学相结合。在纳米尺度下 去建造一个东西、一个事物。最好的一种定义是每一个原子,都因其 独特的原因处于某一位置,没有其他原子的干扰,每一原子处于最 佳条件。我希望结构是在分子水平上的完美,就像在活细胞中的某 种结构在分子水平上是非常完美的。我们知道,一个活细胞中含有104 (1万)个分子机器在为我们的生命运转着,在这些分子机器中,如果 你仅改变一个分子,即将必定引起一系列变异,这就是纳米技术。 但这不是惟一的一种纳米技术,活细胞已经在地球上运转了近 10亿年了。现在我们知道原子是怎样排列在一起了,什么是整个宇 宙物理基石,我们可以用我们的思维去设计新结构,用我们的创造 知道怎样建造它们。我们制造出了分子水平的纳米碳管,这是进化、 演化不能制造的东西。我们为什么研究纳米技术,是因为生命机器 是如此强大,我们可能做任何事情,例如我们看见花和蜜蜂。今早, 在我前庭的花园里我看见一个蜘蛛网,我指给我的4岁儿子看,多么 完美的对称,我们惊叹,这是生物分子机器的杰作,似乎这种生物分 子机器可以做任何事情。 但它不是真的能做任何事情,我告诉你它不能做什么:它不能 制造电视机;不能制造收音机;不能把电厂的电力传输出去给城市 供电等等。在生物中存在生物电,神经中枢,但那不是我们通常所说 的在导线中传输的电,是电子移动。电信号能以光速传播,在最短距 离的传输过程中,仅有很少的损失,具有很大的功率。然而,在生物 体中的电是离子通过薄膜的运动,速度很慢,效率很低,它不能传输 电力,你不可把生物分子一个个束缚在一起靠它们传输电厂的电 力,因此,电输运是分子生物学不能解决的问题。但碳纳米管却能传 输电,它们具有和DNA相同的尺度大小,因此我们正在做着把电传 给生命的工作。 O记者:当物质小到“纳米级”时,为什么物质性质会改变?这是否意味 着人类可能制造出从未有过的东西? ●斯莫利:是的,当你能够建造出完美(完好)的物质,其尺度在纳米级 时,物质的性质也会发生前所未有的变化。例如纳米碳管,如果我们能 制造得非常完美,它将有超常的强度,是钢的100倍,而重量仅有其 1/6,其强度是钢的600倍,而这完全来自于纳米碳原子完美的键关联。 你看这张照片(斯莫利从书架上拿起一副未来幻想图,画上是 从地球伸出一条长绳,与太空中的卫星相连),这种纤维是由纳米碳 管制作的,它可以探伸到很远的地方,而重量却又很轻,同步卫星完 全可以负载,它是空间的电缆,这就是纳米技术的一个很好的例子。 纳米碳管具有很高的电导率,比铜导电性高,具有远距离传输 的潜力,可进行高压传输。通常工作电压在1000000V左右,AC交流 电铜导线传输并不是很方便,因为是远距离传输,导线的重量、导线 的强度,及负载的高电压,远距离大功率传输要求导线有较大的直 径,有很强的辅射能力,若是由纳米碳管制造这种导线,将是一个纳 米技术应用的一个极好例子。 O记者:关于纳米技术,您曾提出“3个问题”理论,能否通俗阐述一下? ●斯莫利:是的,有一种观点认为人类可以制造出“纳米机器人”,这种 肉眼都看不见的纳米机器人可以挑选原子,根据它的能量可以把不 同的原子放置在不同的位置,这样就可以制造任何物质了。 但我不同意这种观点。因为我们知道原子太小了,在原子尺度上 堆积原子,我们将需要亿万个机器人,这些机器人在堆放原子时,必 须同时控制另一个原子,即使一秒内有亿万个机器人同时在堆积物 质的原子,而同时又要控制其他的原子不要从其位置上跑掉,这是很 难办到的。 另外,纳米机器人在摘选原子时,需要“手”来摘选,这个手也是 原子,当这个手指把原子放在某一结构位置时,它需要控制住这个 原子,而这个手指本身也是原子,也有尺度,这就是我所说的“胖手 指”效应。 此外一个问题是原子间有相互作用,它们相互是粘滞的,这些 问题都是原子本身最基本的问题,因此我认为这“3个问题”人类永 远不能解决。 此外,怎样将亿万个机器人聚集起来,让它们工作,也是一个很 大的问题,这里提到的纳米机器人,并不是我所指的纳米技术。 O记者:“纳米”这个词在中国很时髦,连电视上都有纳米袜子、纳米洗 衣机的广告,您的实验室里有没有计划推出纳米产品? ●斯莫利:是的,我相信有很多“纳米”材料,甚至肥皂都是纳米尺度 的。纳米技术实际上已有上百年的历史了,这里存在两方面的因素, 其一是重命名,例如现在的化学、物理等,“纳米”这个名称是指原子 尺度上几百个A(埃)的尺度。我想,在中国,一些厂家是为了引起人 们的注意,为了能够赚钱,他们采用这个词,是时髦。美国也同样是 如此,例如我们向政府申请资金建一所化学楼,一提化学,人们就联 想到有毒的化学药品、塑料、污染等,但是若说这座楼为研究纳米技 术,人们就感到新奇,认为是在进行一项新技术研究,因此表现出很 大兴趣,这里是一个命名问题;其二,纳米技术本身就是研究纳米尺 度的物质的科学,实际上它并不是什么新奇的事物。 O记者:纳米技术研究在各国空前受到重视,热度不减。但它是否过渡 超前,有可能出现.com那样从高峰跌人低谷的情况呢? ●斯莫利:是的,我相信纳米技术的研究会同样经历这样的历史,从高 峰到低谷。但这个课题研究不会终止,因为我们建造任何一种物质 都是从建造原子开始,都是在原子尺度范围内,实际上,研究高峰也 正是从10年前发现C60而兴起的。 O记者:假如人类突破“3个问题”,甚至在生物界就可能造出新的物 种,这也许会引发新的伦理之争? ●斯莫利:如果将来真的能够做成纳米机器人(但我不相信),那么可 以用它们来建造、挑选、传递原子,这样也许会改变基因的编码。但 我们知道,“克隆”或创造一种新物种是不符合自然界的发展规律 的。我提到的将纳米技术运用于生物学,是指利用它作为一种探测 器,因为它很小,可以注人生物细胞中去探测细胞的信息,例如发现 癌细胞,输送病原体去杀死癌细胞。当然,输入病原体有时会引起细 胞基因码的改变,例如病毒就会产生这样的作用。我反对“克隆”,我 反对制造什么“超人类”,但是请不要担心纳米机器人会克隆什么基 因,会创造什么,我说过纳米机器人是不可能制造出来的。 O记者:休斯顿拥有世界上最大的癌症研究中心,这里的研究人员是. 否已开始在纳米科技帮助下,探索解决癌症的新方法? ●斯莫利:目前还没有,但是我们非常感兴趣在赖斯大学和休斯顿医 学中心之间做一些事情。我相信,纳米技术和分子生物医疗技术的 结合会治疗一些疾病,会探测到疾病,对疾病的预防和治疗都将起 到显著的作用,因为这两个研究机构都在休斯顿,相距很近,我相信 我们会有合作的。 手 记 柯尔在“稻米大学”里工作生活了43年时间 休斯顿位于美国南部,尽管已是冬天,但下午热得仍要穿短袖。随 便问城里的“的哥”,这座城市什么最有名,他就会列举出3样:有1万8 千人工作的美国国家宇航局(NASA);有超过6万人工作的医学中心; 有100多年历史的“贵族学校”——赖斯大学(Rice University)。 “Rice'',的中文意思是“稻米”,其实它只是一个人名“赖斯”。保守的 “稻米大学”至今仍是一所很难进入的学校。原因在于它的资金雄厚, 给予教授和学生的待遇十分高。单从占地面积就能看出来——只有3 千人的“稻米大学”和拥有1万多人的休斯顿大学一样大小。 整个校园的建筑几乎都透着传统的欧式古风,而罗伯特·柯尔办 公的空间——科技楼就藏在一片古建之中。68岁的柯尔教授依然和 1996年获奖时的照片上一样,没有变化。清瘦,一脸花白络腮胡须。对 我们的到来,他有点惊讶,一边打开电脑查记录,一边自言自语:“我记 得今天上午有件重要的事,怎么想不起来是什么了。” 和柯尔的对话十分轻松,就仿佛在同一位随和的老人聊家常。自 从1958年进入赖斯大学工作至今,柯尔再没离开过这里。这和一生经 常搬迁的美国人实在不太一样。我问他为什么43年都生活在一个地 方,是什么在吸引他时,老教授慢慢地说:“赖斯大学给我优厚的工资, 我也喜欢这里的学生和老师,他们都是很好的合作伙伴。你肯定也注 意到了,这里的校园很美,所以我不想换另外一个地方工作。” 曰“我必须指出,这项伟大发现绝非仅属于我们3个人。 我们的学生詹姆斯和肖恩也参与了这个重大工作。” 这句话是柯尔在诺贝尔基金会网站,他个人自传里的最后一段 话。在与老教授的交谈里,每当涉及那次重大发现时,他总会提到很多 人的名字,连同行的翻译在采访后都感叹:“老先生真是少有的谦虚。” 1985年秋,柯尔和他在赖斯大学的同事理查德,斯莫利、哈罗德· 克罗托经过一周紧张工作后,意外地发现碳元素也能非常稳定地,以 球的形态存在。这有点像1967年建筑师巴克敏斯特·富勒为加拿大蒙 特利尔世界博览会设计的球形建筑物,富勒用六边形和少量五边形创 造出球形建筑表面。 新发现的碳球含有6叶碳原子,于是C60的发现者假定含有60个 碳原子的碳簇包含12个五边形和20个六边形,他们开始称这种新发现 的碳球为“富勒烯”。又因为这种碳球的外观与足球相似,由此,在英语 口语中C60又被叫做“巴基球”。 柯尔告诉我,发现C60前他没有梦想过会得诺贝尔奖,即便是在发 现C60后几年里也都没有梦想过。“如果没有以前科学家制作的样品, 看不到他们的论文,我们不可能用这种方法制出C60。”柯尔说,“的确, 每个科学家都知道,获诺贝尔奖是公众对你工作认可的奖励。但真正 的新发现是和你投人工作的时间成正比的。不像一扇门,突然打开告 诉你里面有什么新事物,它需要长时间的探索。” 对 话 O记者:您在1996年因发现C60而获奖,除了荣誉和奖金外,您是否还 有其他收获? ●柯尔:当时的感觉是有些吃惊,因为没有预料到。我个人是很激动 的,周围的同事和朋友也都为我们而感到高兴。我们知道,诺贝尔奖 是为庆祝科学家们发现了大自然的新事物、新发现而设立的。这个 奖不是说为某个人取得重大成果而设置,而是因为新发现。科学家 们都喜欢这个奖设立的涵义,因为在长期的科研工作中,有些新事 物是偶然发现的,这个奖项是对新发现的一种认可。 O记者:如果您也努力研究并有所发现,但并未因此而获奖,您会有什 么感受呢? ●柯尔:假如我自己没有获得诺贝尔奖,我会对我自己有所失望(遗 憾)。在同一行、同一领域的研究中,我会想为什么我没有想到用这 种方法,做这个实验?我不会对诺贝尔奖获得者有什么看法,而是会 想我自己为什么没有设计同样的实验。 O记者:1985年秋,您和同事经过一星期的努力发现C60,是谁给这个 奇特的物质起名叫“巴基球”? ●柯尔:我和迈考利、斯莫利当时合作研制一台仪器能够研究原子团 簇,我们用这台仪器研究Si Ge的团簇。迈考利(英国)对碳团簇很感 兴趣,他感兴趣碳链分子怎样形成的,我们这台仪器就可以用激光 激发团簇。我们用石墨来研究是否能产生碳链分子,并找出化学证 据来证明产生的是碳链分子。我们在质谱上观察到了一个对应着 C60团簇的峰,其强度趋向饱和。在我们改变条件后,这个峰相对其 他团簇的峰而言,仍是最明显的。当时,我们并不知道它究竟对应着 一个怎样的团簇。后来,我的学生利用周末改变条件又重复了这个 实验,到星期一上午,我们看到这个峰强度更高了,对应着60个碳原 子有时是58或62,我们在考虑怎样的一种化学反应会产生,形成60 个碳原子的团簇。我们知道,碳原子有4个方向的碳键,能够使每个 碳原子都处于最佳状态。当时我们想象只能是类似一种球形的结 构,这种结构必须是很紧凑的。到周一晚上,斯莫利提出这个球就像 足球一样,因此我们把这个实验结果投发出去了。从那以后,含有不 同数目的碳团簇的结构就一一给出了,包括碳纳米管的结构。 O记者:从1985年发现C60到1996年获奖,这8年时间您都做了什么? ●柯尔:从1985年到1989年,我们集中工作于C60的工作。我们做了很 多实验,对这种大分子我们非常感兴趣,我们制出了含有2000多个 分子的链状样品,我们试图制备出更大的样品,这样易于手工操作 处理,但这是高技术,我们的激光源不能成功地工作。因此,后来我 们又转回我从前的研究课题,通过质谱研究团簇的形成。 O记者:这几年里有没有再次让您兴奋的事情,或让您遗憾的事? ●柯尔:我长期以来一直对“谱学”非常感兴趣,试图给谱学有很好的 解释。在工作中,我们有许多收获,这些都使我感到兴奋,尤其是自 由基的红外光谱研究。自由基是高度活性的,我们试图找到一种方 法来观察所发生的化学反应、观察化学反应的过程。自由基在实用 过程中是非常重要的,任何化学反应都有自由基的参与,研究它是 很有意义的,我非常感兴趣。 O记者:在未来时日,您有没有最想完成的事? ●柯尔:目前,我对我们现在正在做的工作非常感兴趣。用红外光谱研 究自由基,问题是不能研究很多原子的自由基样品。现在,我们用的 自由基样品包含4—5个原子,另外,我们已研究包含有7个原子的自 由基样品了。但当分子变得越大,谱图就变得越来越复杂,通过降低 温度到几个K的范围,就可以使谱图简化。目前,这个实验进行得很 顺利,我非常高兴。 O记者:在你的自传里,提到Wilson教授,他是一个“反对迷信的人”,能 否讲讲你眼中的Wilson是什么人? ●柯尔:他是一个很诚实的人,也是一个很出色的人。他为人处事都很 好,我很喜欢他,我所提及的迷信和宗教信仰无关。我们知道,作为 科学家,我们要使用一些复杂的仪器,这中间,我们经常会碰到这种 情况:仪器运转得很好,但有时它不工作了,可是过一段时间它X.32 作了;再过一段时间它又不工作了,而过一段时间它又恢复了。仪器 不是说真有一种什么精神控制着它,我来使用,它就工作;别人来使 用,它就不工作,我的学生有时会这样说,机器是认人的。而Wilson从 来不这样认为,仪器长时间使用有些部件也会像人一样老化、疲备, 如果仪器运转不正常,他就会让仪器停下来,过一段时间再启动,他 从不认为有什么精神作用。 O记者:美国科学家鲍林两次获诺贝尔奖,他晚年大力宣扬“正分子疗 法”,但实验证明他的观点是错误的,但由于他在科学界的权威,当 时很多人跟着他使用这种疗法,给身体造成了损害。那么,人们到底 该不该相信权威,特别是科学权威? ●柯尔:人们首先应该想到,科学家也是人,他有时也会犯错误的。对 科学家的某些言论,公众应考虑这个科学家是哪一方面、哪一领域 的权威,在他自己研究范围内,所给的评论也许是正确的,但若对其 他领域的评论也许就不是正确的。对我而言,如果有关我的身体健 康,我会去找我的医生,采纳他的建议,而不会接受其他人的建议。 O记者:科学家的责任和良好的监督机制,您认为哪个更有效呢? ●柯尔:我们知道如果一个国家允许一个人对不是自己专长的领域发 表一些言论,那么就会有另外一个人站出来指明他们观点是不正确 的。公众不会只听一个人的见解,我想监督机制是必要的,公众不至 于会被误导,特别是对科学权威。我们刚才也谈到迷信,但有时一个 人的观点改变是很难的,如果一个人真的说错了什么,另外的人也 指明他说错了什么,公众应该清楚,错误的东西总是会被改正的。 O记者:假设您发现自己的研究成果有错误,但此时别人没人发现,但 这个成果已公布出去,您会怎么办? ●柯尔:我会尽快改正这个错误,尽量在别人通知我有什么错误之前。 因为如果你真的有错误,别人最终一定会发现的,自己承认错误,要 比被别人“逮住”好得多。如果我的成果真的有错误,我会尽快收回 我的成果报告,尽快更正,并通知大家。
——罗伯特·柯尔
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