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| 達尼埃爾·謝赫特曼 | |
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達尼埃爾·謝赫特曼 | |
| 原文名 | Danielle.Shechtman |
| 出生 |
1941年8月15日 以色列特拉維夫 |
| 國籍 | 以色列 |
| 民族 | 猶太 |
| 職業 | 科學家，物理學家，理論物理學家 |
達尼埃爾·謝赫特曼（Danielle.Shechtman）1941年出生於以色列的特拉維夫，以色列人，理論物理學家，現為以色列工學院工程材料系教授。20世紀80年代初發現了具有準晶體結構的合金，在晶體學研究領域和相關學術界引起了很大震動。目前，准晶體的相關研究成果已被應用到材料學、生物學等多種領域。
2011年諾貝爾化學獎獲得者。
基本信息
- 中文名：達尼埃爾·謝赫特曼
- 外文名：Danielle.Shechtman
- 國 籍：以色列
- 民 族：猶太
- 出生地：以色列特拉維夫
- 出生日期：1941年8月15日
- 職 業：科學家，物理學家，理論物理學家
- 畢業院校：以色列工學院
- 主要成就：晶體學研究 榮獲2011年諾貝爾化學獎
- 代表作品：晶體學研究學術
- 智 商：140
個人簡歷
1941年出生於以色列的特拉維夫。
1982年，他率先在實驗室環境下發現准晶體「現象。
1984年，另一個研究小組獨立發現類似現象，兩個小組的研究結果得以同時發表。准晶體的相關研究成果已被應用到材料學、生物學等多種領域。
2011年度諾貝爾化學獎，一人獨享1000萬瑞典克朗（約合146萬美元）獎金。
現為以色列工學院工程材料系教授。
2018年，受聘為西安市人民政府科技顧問。
榮譽記錄
他在以色列北部城市海法任以色列工學院教授。他當年的發現和堅持，迫使同行重新考慮並認識固體材料。科學界對準晶體的理解和描述，需要藉助數學，同時從中世紀阿拉伯風格馬賽克鑲嵌裝飾藝術中汲取靈感。自然環境中，人們後來在俄羅斯一條河流內獲取的礦物樣本中發現自然生成的准晶體。工業環境下，瑞典一家企業在某一種鋼質材料中發現准晶體，而准晶體在材料中所起的強化作用，相當於「裝甲」。
或用於柴油機和不粘鍋塗層
如今，科學家正嘗試將准晶體應用於其他產品，如不粘鍋塗層和柴油機製造等。
諾貝爾化學獎評選委員會主席拉爾斯·特蘭德等人解釋道，1982年4月8日，謝赫特曼首次在電子顯微鏡下觀察到一種「反常」現象：鋁錳合金的原子採用一種不重複、非周期性但對稱有序的方式排列。
而當時人們普遍認為，晶體內的原子都以周期性不斷重複的對稱模式排列，這種重複結構是形成晶體所必須的，自然界中不可能存在具有謝赫特曼發現的那種原子排列方式的晶體。因此，謝赫特曼的發現一經發表，便飽受批評和詬病，他也被迫離開所在的研究小組。
瑞典皇家科學院表示：「儘管如此，他的發現促使科學家重新思考對固體物質結構的認知。」隨後，科學家們在實驗室中製造出了越來越多的各種准晶體，並於2009年首次發現了純天然准晶體。現在，准晶體已在很多應用領域「大展拳腳」，可用來製造不粘鍋、發光二極管、熱電轉化設備等。
美國普林斯頓大學的教授保羅·斯坦哈特表示：「謝赫特曼的發現徹底顛覆了具有200多年歷史的認知，是一個引人矚目的重大發現。」「准晶體」這一術語由斯坦哈特提出，在謝赫特曼發表其發現之前，斯坦哈特一直在進行准晶體領域的理論研究工作。
據英國《新科學家》網站10月5日報道，諾貝爾化學獎評選委員會高度評價了謝赫特曼研究的原創性，同時，也對全世界科學家們發出了警告：「即使最偉大的科學家也會陷於傳統藩籬的桎梏中，保持開放的頭腦、敢於質疑現有認知是科學家最重要的品質。」
主要事件
1982年4月8日，41歲的謝赫特曼正在美國霍普金斯大學從事研究工作，他發現的「准晶體」原子結構打破了傳統晶體內原子結構必須具有重複性這一黃金法則，在科學界引起軒然大波。來自主流科學界、權威人物的質疑和嘲笑不斷向他湧來。
「我被趕出了自己所在的研究團隊，同事們說我的研究讓他們蒙羞。」謝赫特曼回憶說，「對此，我並不在意，我深信自己是對的，他們是錯的。」
「的確，那時候，人們根本不接受那種晶體的存在。」美國化學協會主席 納西·傑克遜接受美國《紐約時報》採訪時表示：「因為他們認為這違反了自然『規則』。」後來，謝赫特曼回到以色列並和一名同事攜手撰寫文章描述他的發現。這篇文章剛開始也沒有逃脫被拒絕的命運，最終於1984年11月面世，隨後在科學界引起巨大漣漪。包括著名化學家、兩屆諾貝爾獎得主 萊納斯·鮑林在內的一些化學界權威紛紛質疑謝赫特曼的發現。
「他（鮑林）公開說：達尼埃爾·謝赫特曼在胡言亂語，根本沒有什麼准晶體，只有『准科學家』。」謝赫特曼回憶說。
即便如此，謝赫特曼也並未動搖自己的信念。1987年，法、日科學家成功地在實驗室中製造出了大到足以被X射線觀察到的准晶體結構，證實了謝赫特曼的發現。
「鮑林確實是一名偉大的科學家，但這次，他錯了。」謝赫特曼說。
被主流科學界放逐多年之後，謝赫特曼終於「沉冤得雪」，獲得了科學界最大的擁抱和認可。瑞典皇家科學院表示，他的發現「徹底改變了化學家們對固體物質的看法」。
謝赫特曼的研究也改變了晶體的定義。以前，國際晶體學聯合將晶體定義為擁有「規則有序、重複三維圖案」的固體，而1992年，該定義被修改為「僅僅是一種衍射圖譜呈現明確圖案的固體」。
另類的「准晶體」用途廣泛
根據傳統晶體學認知，晶體內部的原子排列具有3次、4次和6次對稱性。以4次對稱為例，即每個原子被4個原子包圍，若在中心畫一條直線，每轉90度就會重複一次。這些原子排列再按一定規律重複就構成晶體。但5次、7次及以上的對稱因無法做到重複，因此，科學界一直認為，自然界中不可能存在這種晶體。
美國《紐約時報》網站10月5日的報道稱，1982年，謝赫特曼在進行「衍射光柵」實驗時，讓電子通過鋁錳合金進行衍射，結果發現無數個同心圓各被10個光點包圍，恰恰就是一個10次對稱。謝赫特曼當時認為「這是不可能的」，還在筆記本上寫道：「10次？」
然而，1987年，法國和日本科學家成功地在實驗室中製造出了准晶體結構；2009年，科學家們在俄羅斯東部哈泰爾卡湖獲取的礦物樣本中發現了天然准晶體的「芳蹤」，這種名為icosahedrite（取自正二十面體）的新礦物質由鋁、銅和鐵組成；瑞典一家公司也在一種耐用性最強的鋼中發現了准晶體，這種鋼目前被用於剃鬚刀片和眼科手術用的手術針中。
其實，這些圖案早已有之。科學家們在14世紀摩爾人於西班牙建立的阿爾漢布拉宮和15世紀修建的伊朗Darb-i Imam清真寺內都發現了這種圖案，它們也大量出現在荷蘭畫家摩里茨·科奈里斯·埃舍爾的藝術作品中。不過，科學家們一直認為晶體的原子結構不可能以這種方式排列，謝赫特曼的發現徹底顛覆了人們的這一認知。
這種准晶體也同斐波那契序列有關，在斐波那契序列中，每個數字是前面兩個數字之和。1753年，格拉斯哥大學的數學家羅伯特·辛姆森發現，隨着數字的增大，兩數間的比值越來越接近黃金分割率（一個與圓周率相類似的無限不循環小數，其值約為1.62）。科學家們後來也證明，准晶體中原子間的距離也完全符合黃金分割率。
據英國《新科學家》網站10月5日報道，准晶體具有獨特的屬性，堅硬又有彈性、非常平滑，而且，與大多數金屬不同的是，其導電、導熱性很差，因此在日常生活中大有用武之地。科學家正嘗試將其應用於其他產品中，比如不粘鍋和發光二極管等。另外，儘管其導熱性很差，但因為其能將熱轉化為電，因此，它們可以用作理想的熱電材料，將熱量回收利用，有些科學家正在嘗試用其捕捉汽車廢棄的熱量。
「准晶體的應用還有待於進一步開發。」謝赫特曼愛荷華州立大學的同事、同樣研究准晶體的派翠西亞·泰爾接受《紐約時報》採訪時表示，「但准晶體改變了我們對固體中原子結構的理解，這是一個具有革命性的科學發現。
獲獎關鍵因素
放大鏡讓他愛上了微觀世界
「您獲得諾獎的關鍵因素是什麼？哪個人對您的成長影響最大？」有人曾這樣採訪過謝赫特曼，他的回答是：「這是非常好的問題！小時候，影響我最深的人是我祖父澤夫·奧蘇。他雖然沒有科學教育的背景，但卻有着科學家的頭腦，說話有很強的邏輯性，而且他的判斷都是根據事實而來的[2]。
社會評價
在這一發現以前，科學家們一直以為晶體內的原子結構是不斷重複的。評審委員會說，這一發現「根本上改變了化學家們對固態物質的構想」。
新發現曾極具爭議
諾獎評審委員會在向媒體散發的新聞稿中回顧道，謝赫特曼的發現「極具爭議」。他因為捍衛自己的發現，一度受到「勸告」，希望他脫離研究小組。
其實，在發現的最初階段，謝赫特曼自己也覺得難以置信。「不可能有這樣的物質存在，」謝赫特曼對自己說。在記錄這一發現的筆記本上，謝赫特曼一連標記了3個問號。不過，現在他的發現已經使得准晶體成為物理學家、材料學家、數學家以及晶體學家的重要研究領域。
不過，他鍥而不捨的努力最終迫使科學家們開始重新考慮他們對於物質本質的認識。」諾貝爾化學獎評審委員會說。
參考資料