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与2011年诺贝尔化学奖
研究相关的中国科学家
发现准晶体的启示——评郭可信著《准晶研究》
■李日升：中国科学院金属研究所研究员
发布时间： 2005-09-20 08:12
准晶体的发现，是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
1984年底，D.Shechtman等人宣布，他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无无平移周期性的合金相，在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。不久，这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶体。在此前后，郭可信及其合作者
在对高温合金中的四面体密堆合金相的高分辨电子显微镜观察中，于1984年夏发现五重旋转对称的电子衍射图，1985年初在Ti2Ni合金中发现了二十面体准晶。这些发现，同样引起了国内外的瞩目。1985年以来，本书作者组织和带领了一批中、青年学子，对准晶体的合金学和晶体学开展了系统深入的探索和研究，先后发现了八次、十次对称准晶以及一维和立方准晶，历时20年，在国内外发表了160多篇论文。这本由郭可信撰写的的《准晶研究》（浙江科技出版社出版）就是在这种系统深入研究的基础上写成的。该书不仅系统地总结了作者及其研究集体在这一领域所取得的一系列开创性的成果，而且在相关章节也详尽地介绍了国内外同行的工作，是目前国际上准晶晶体学和合金学领域的最新最全面的学术专著。
20年来，郭可信陆续发表的研究成果，对国内外准晶研究产生了很大的影响。1987年，作者在一次讨论准晶体的国际学术会议上，针对当时一些知名晶体学家，特别是其中的代表人物———晶体学权威、诺贝尔化学奖得主L.Pauling斥责“准晶”一词为胡说八道（Nonsense），以自己的实验观察结果为依据，批驳了“准晶”实际是“孪晶”的观点，对推进国内外有关准晶的研究起了重要的作用。此后，他又多次参加讨论准晶的国际学术会议，作主旨讲演，介绍了他的研究小组在准晶研究上的新进展，在准晶晶体学和合金学的形成和发展中做出了突出贡献，得到了国内外同行的肯定。1987年，作者关于五重旋转对称和TiNi准晶体的发现获国家自然科学一等奖。1990年作者被选为日本金属学会荣誉会员，1991年被选为印度材料学会荣誉会员， 1993年获第三世界科学院物理奖，1994年获何梁何利基金奖。2003年美国显微学会主编的学术刊物《显微学与显微分析》发表了题为《电子显微学历史上的关键事件（KeyEventsinTheHistoryofElectronMicroscopy）》的述评，将本书作者利用高分辨电子显微术研究准晶取得的成果遴选为百年来电子显微学发展史上的关键事件之一。准晶体的发现，破除了几百年来关于晶体必须具有周期性，因而不可能存在五重旋转对称的信条，对于晶体学工作者解放思想，重新审视自己的观察结果，推动晶体学向更深入、更精确的方向发展，起了重要作用。阅读本书，循着作者从发现Ti—Ni准晶，接着又发现了八次和十次对称准晶以及一维和立方准晶的研究历程，读者可以具体地体会到，一旦束缚人们思想的某些信条被破除，一些新的发现就会不断涌现，一些过去观察到的结果也会被重新评估，人们对物质世界的认识就会深入到一个新的层次。
本书是一部严谨的科学专著。与通常这类专著一样，某些叙述难免会使不熟悉此领域的读者读起来有时颇为费力。为此作者特意在前言中对本书的基本内容作了扼要而又相当系统的介绍，使读者能迅速抓住本书的主要内容。每章的导言也类似书的前言对该章的内容做了类似的处理，便利读者很快入门并抓住该章论述的要点。本书的第一章为读懂以下各章提供了系统的基础知识。各章在叙述内容时均采取既用丰富的图形或观察到的图像形象地表达所述内容，又不时联系中外历史叙述人类对相关知识的认识过程，图文并茂，相当生动。阅读附录，有助于读者加深对正文的理解。特别是本书的附录I（二十面体壳层结构）将 1985年C60的发现与1984年准晶的发现从结构上联系起来，认为二者都与包括五重旋转对称在内的二十面体有关，进而论述了从小到C60分子笼（直径约0.7nm）或球状病毒的衣壳 直径几十纳米到微米，大到足球（直径约20cm）或建筑上的圆项结构（直径几十到几百米）都有相同的二十面体结构，遵循同一立体几何规律，并用“空间利用率高”、“能量较低”、“结构较稳定”等观点进行解释，旁征博引，读起来引人入胜，对加深人们对物质世界形式上的千变万化和结构上的相互联系及其根源（追求能量较低、结构稳定等）的认识很有帮助。
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