中国结构化学的奠基人-卢嘉锡

姓 名 ：卢嘉锡

生卒年：1915—2001

籍 贯 ：台湾台南(生于福建 厦门)

身份：物理化学家、中国科学院院士

主要成就： 我国杰出的物理化学家，我国原子簇化  学研究领域的开拓者。专长结构化学，证实了过氧 化氢的分子构型，测定了氮化硫和有关簇合物的结构，首先提出固氮酶活性中心的网兜式结构模型。 在他的组织和领导下，我国化学模拟生物固氮及有  关原子簇合物的合成和结构化学研究水平跻身世界  前列。获1993年度国家自然科学奖二等奖，获1999  年度何梁何利基金科学与技术成就奖。

院士语录：

★要提倡独立思考。老话说“打破砂锅问到底”,这 是形容人的求知欲旺盛，如果把它理解为不要独立 思考，什么都从头问到底，那就错了。

★化学家的“元素组成”应当是C₃H₃,  即 Clear Head (清醒的头脑)+ Clever Hands(灵巧的双手)+Clean Habits(洁静的习惯)。

一鸣惊人的跳级生

1926年春天，厦门商密小学的六年级班里，来了一个插班生。有同学关心地问新伙伴：“你原来读哪个学校?”“我没有上过小学。”新同学老老实实地回答。同学们惊呆了，心里满是疑惑：没读过小学， 一下子就上六年 级，他能跟得上吗?

这个新同学就是卢嘉锡。他父亲在家开办私塾，在外又兼任小学的国文老师，卢嘉锡虽然原先没有读过小学，但他不仅从父亲那 里学了四书五经和一到五年级的国文课程，还跟着哥哥学了一些算术和英语。所以，他信心满满地直接插班进了六年级。不过，别看卢嘉锡现在这么聪明，小时候，父母还担心他是个哑巴呢。

小嘉锡长到三周岁时，还不会说话。不舒服了就哭，开心了就 笑，想要什么只会用小手指指点点。父亲给学生上课时，小嘉锡就 搬个小凳子坐在旁边， 一声不响地听。

这天，父亲正在书房里吟诗作词，小嘉锡又悄悄地坐在边上 听。父亲正得意地吟诵着新作的诗，突然，耳边传来一句：“爸，我也 要念书!”

儿子会说话了!父亲惊喜地看着小嘉锡，小嘉锡也双眼亮闪闪 地看着父亲，再一次开口说：“我也要念书!”儿子之前迟迟不说话， 开口说的第一句话就是“我也要念书”,这可把父亲高兴坏了。

有一天，小嘉锡看大孩子们点花炮。大花炮点着后，“砰”的一 声蹦到半空中，又“砰”的一声在空中炸开。小嘉锡很好奇，缠着父 亲问这叫什么。“天地炮。”父亲不假思索地回答道。“不对!”小嘉锡马上反驳道，“应该叫地天炮。它先在地上响， 然后才在天上响，就该叫地天炮。”

父亲惊讶地看着小嘉锡，心想：这小不点还真会动脑筋啊。于 是他决定考考儿子。父亲将小嘉锡带到书房，指着桌上一本厚厚的 书说：“这书封面上的四个字叫‘康熙字典’。”

第二天，父亲又把小嘉锡领到书房，点着书桌上那本厚厚的书 问小嘉锡：“封面上的四个字念什么啊?”

“康熙字典。”小嘉锡一边回答，一边拿起笔，将这四个字一笔一 画写了出来。这之后，父亲便正式将小嘉锡收为自己的学生，在家中教他功课。正因为在家中已经打下了良好的基础，进小学时，小嘉锡就直接插班到了六年级。

很快，班上的同学们就对小嘉锡刮目相看了——在这一年的全市小学国文会考中，小嘉锡取得了第三名的好成绩。

1927年春天，11岁的小嘉锡升入初 中。不过，他没有固定的班级，同时上 着初一的英文课、初二的国文课和初一、 初二的数学课。

对于国文和数学，小嘉锡游刃有 余。可是开学后的几次英文考试不及 格，给小嘉锡泼了一盆冷水——他只读 过一年正规小学，英文底子太薄弱了! 这让一直非常自信的小嘉锡深受打击， 他下定决心要把英文赶上去。于是，他把所有的课余时间都用在英文学习上，不仅提前预习英文课程的 内容，阅读英文小说，还试着写英文日记。 一段时间后，小嘉锡的 英文很快就突飞猛进。

1928年秋天，还不满13岁的卢嘉锡就以“四年制中学毕业”的 同等学力考取厦门大学预科班。两年后，他升入大学本科，成了一 名少年大学生。

独创“毛估”法

大学里，卢嘉锡的成绩时常名列前茅。大三时的一次物理化学 考试，有道题目特别难，全班只有卢嘉锡一个人做了出来。他正得 意呢，不料卷子发下来一看，这道题老师只给了他1/4的分数。卢 嘉锡很不服气，但细细一瞧，不由得拍着脑袋“哎呀”叫出声来：原来是自己太粗心了，把答案的小数点点错了一位。

“假如设计一座桥 梁，小数点点错一位可是要出大事故的。我扣你3/4的分数，就是希望你能改掉粗心大意、急于求成的毛病， 做完题后还要认真检查……”老师用心开导着卢嘉锡。

这番话启发了卢嘉锡。他发现，倘若根据这道题给出的条件先估一估，便会知道答案应该有个大致的范围，而自己的答案远远 超出了这个范围。如果当时好好检查一下，应该就能发现这个点错 小数点的答案错得太离谱了。

从那以后，每次做习题时，卢嘉锡总会先根据题意推测出答案 的大致范围，再来解题。如果结果超出了这个范围，那一定有问题， 他就会再仔细地检查一下解题过程。他把这个做法称作“毛估”。

大学里的这种“毛估”训练，后来发展成为卢嘉锡科学研究的一 个重要方法。在美国加州理工学院留学时，他还遇到了一位“毛 估”法的知音呢。

和诺奖学者的师生情

1937年，卢嘉锡考取公费留学名额。两年后，获得博士学位的 他来到美国加州理工学院担任客座研究员，在鲍林教授的指导下从 事结构化学研究。鲍林教授是20世纪最杰出的化学家之一，量子 化学的创始人，1954年获得了诺贝尔化学奖。

在鲍林教授身边，卢嘉锡惊喜地发现老师有一项独特的本领： 只要给出某种物质的化学式，他就能大体想象出该物质的分子结构 模型。这和卢嘉锡看了给出的条件就能毛估出答案的大致范围，不是有异曲同工之妙吗?“毛估比不估好!”两个人一拍即合。就这样，这对在学术上拥有共同见解的师生，后来成了一生的知己。

其实，卢嘉锡的“毛估”和鲍林教授的分子结构模型想象绝不是 瞎猜，而是一种把握住事物的本质后进行科学推测的能力。科学技 术上的发现与发明的确需要大量精确的实验和计算，不能有半点马 虎。但在开始一项研究之前，假如能“毛估”出一个合理的“目标模 型”,不就可以剔除模型之外明显不合理的选项，从而少走很多弯 路吗?

卢嘉锡的“毛估”和鲍林教授的分子结构模型想象其实都是一  种科学假想的能力。他们就像领航员一样，用科学假设开辟出航 道，使科学研究在一定的航道内进行，避免了横冲直撞地瞎折腾。 多年后，卢嘉锡用“毛估”法提出化学模拟生物固氮的“网兜状福州模型”,又在新技术晶体材料研究中，根据“性能敏感”结构的观点， 提出一系列可供筛选的优质倍频晶体对象，最后都被多种现代物理  化学方法研究证实，使得我国在相关研究领域处于世界领先地位。

1940年夏天，留学期满，卢嘉锡打点好行装，订好船票后向鲍林 教授辞行。鲍林教授拉着卢嘉锡的手，恳切地说：“现在中国正在打仗，你回去怎么搞研究?你这么多年的心血不能白费了啊!不如在我身边再待一段时间，你既聪敏又有能力， 一定能做出一流的业绩。”导师极力挽留，回国之路又困难重重，卢嘉锡反复思量后，决定留下来继续和老师一起搞研究。1945年，中国抗战胜利的消息传来，卢嘉锡归心似箭，于当年年底回到了祖国。

不过卢嘉锡一直没有忘记大西洋彼岸的恩师鲍林教授，鲍林教 授也一直惦记着他。20世纪80年代，卢嘉锡担任中国科学院院长 后不久，就收到了鲍林教授寄来的一份贺礼。

“恩师会送我什么礼物呢?”卢嘉锡兴冲冲地打开袋子，只见里 面是一本旧笔记本。看着笔记本封面，卢嘉锡顿时热泪盈眶：这是自己当年研读鲍林教授量子化学论著时的学习笔记。当年离开美国前，卢嘉锡想送点礼物给教授，鲍林教授却爽快地说：“我不要别 的礼物，你就把那本量子化学课的笔记本送给我吧。”

没想到，经过几十年的岁月，这本笔记本又远渡重洋回到了卢 嘉锡手上。而此时，鲍林教授已是耄耋之年，自己也年近古稀了，这 怎能不叫卢嘉锡感慨万千呢?

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你有没有想过，为什么药物能精准打击病毒？为什么新材料能越造越强？其实，这背后都藏着一门“看穿分子”的学问。而让中国拥有这门学问的人，曾经是个连小学都没上过的“跳级生”。他就是中国物理化学奠基人卢嘉锡。

1926年，厦门一所小学六年级来了个插班生。当同学得知他从没上过小学时，全都惊呆了。他就是卢嘉锡。虽然没进过小学，但他从小在父亲的私塾打下了扎实基础，直接跳级考入中学，13岁就上了大学预科，成了少年大学生。

大学时，一次物理考试改变了他的思维习惯：一道难题他做对了，却因点错一个小数点被扣了3/4的分数。老师告诉他：“如果这是造桥，小数点错了会出大事。”从此，他养成先“毛估”结果范围、再精确计算的习惯——这就是后来影响他科研的 “毛估法”。

介绍他对中国的贡献前，需要搞清楚什么是结构化学？简单说，就是像拍X光一样，看清分子和原子的“长相”与“排位”。当时中国在这领域几乎是空白。卢嘉锡留学期间，师从后来的诺贝尔奖得主鲍林，学会了用化学式推想分子结构的本领。他的“毛估”和老师的“想象”不谋而合：先抓住本质，再精细验证。卢嘉锡用“毛估”法提出化学模拟生物固氮的“网兜状福州模型”、原子簇化学‌"元件组装"设想、以及国际晶体学中的卢氏图表。

1945年，他放弃国外优越条件回国，先后在福建创办了厦门大学化学系、福州大学和中科院福建物构所，培养了大批化学人才，推动了稀土、新材料、新药物的研发。可以说，他不仅让化学更“好用”，还让科学离我们的生活更近了。

自然界有一种固氮菌，能在常温常压下把空气里的氮气变成肥料，而人类合成化肥却需要高温高压、消耗巨大。卢嘉锡在1973年提出的固氮酶活性中心模型，也称福州模型，就像画出了这种固氮菌的“发动机图纸”，为人类未来实现温和条件下造化肥指明了方向。他还带领团队研制出 BBO、LBO等“中国牌”光学晶体，这类晶体能像魔术师一样改变激光的颜色和频率。今天，从近视激光手术、手机芯片制造到引力波探测，都离不开这类晶体。

总结来说，卢嘉锡是中国结构化学的奠基人，他的研究让化学从“猜谜语”变成了“搭积木”；  他提出的固氮酶模型和发明的光学晶体，既指向未来的农业革命，也支撑着今天的尖端科技；他培养了第一批结构化学人才，提出科教兴国战略，并捐出奖金设立基金，鼓励青年科学家。对中国物理化学和经济建设发挥着重要的贡献。好了，今天就分享到这里。感谢观看，咱们下期再见！

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你有没有好奇过，为啥药物能精准打击病毒？为啥中国新材料能越造越强？其实啊，这背后都藏着一门能“看穿分子”的神奇学问。而让中国拥有这门学问的，竟是个曾经连小学都没上过的“跳级天才”，他就是中国物理化学的奠基人卢嘉锡。

时间回到1926年，厦门一所学校的教室里，来了个特别的插班生。当同学们得知他压根没上过小学时，全都惊得下巴差点掉下来，这个“神奇小子”就是卢嘉锡。别看他没进过小学，可他从小在父亲的私塾里打下了超扎实的基础，直接跳级考进了中学，13岁就上了大学预科，妥妥的少年大学生一枚。

大学时，一次物理考试彻底改变了卢嘉锡的思维习惯。有一道难题，他明明做对了，却因为点错一个小数点，被扣掉了3/4的分数。老师严肃地告诉他：“要是这是造桥，小数点错了，那可就会出大麻烦，甚至闹出人命！”从那以后，卢嘉锡就养成了先“毛估”结果范围，再进行精确计算的习惯，这就是后来在他科研生涯中发挥大作用的“毛估法”。

在说卢嘉锡对中国的巨大贡献之前，咱们得先搞清楚啥是结构化学？简单来讲，结构化学就像给分子和原子拍X光，能看清它们的“长相”，还能知道它们是怎么“排队组合”的。当时的中国，在这领域几乎是一片空白。卢嘉锡留学的时候，师从后来获得诺贝尔奖的鲍林，学会了用化学式推想分子结构的厉害本领。他的“毛估”和老师的“想象”不谋而合，都是先抓住本质，再进行精细验证。卢嘉锡凭借“毛估”法，先后提出了化学模拟生物固氮的“网兜状福州模型”，还有原子簇化学的“元件组装”设想，以及国际晶体学中的卢氏图表。

1945年，卢嘉锡放弃了国外优越的条件，毅然回国。他先后在福建创办了厦门大学化学系、福州大学和中科院福建物构所，培养出了大批优秀的化学人才，还推动了稀土、新材料、新药物等领域的研发。

他的研究不是高高在上的理论，而是直接服务于人民。自然界中有一种神奇的固氮菌，它能在常温常压下，把空气里的氮气变成肥料。可人类合成化肥呢，却得在高温高压的条件下进行，消耗巨大。1973年，卢嘉锡提出了固氮酶活性中心模型，也就是福州模型，这就像给这种固氮菌画出了“发动机图纸”，为人类在温和条件下制造化肥指明了方向。他还带领团队研制出了BBO、LBO等“中国牌”光学晶体，这些晶体就像神奇的魔术师，能改变激光的颜色和频率。如今，从近视激光手术、手机芯片制造，到引力波探测，都离不开这些神奇的晶体。

而这些只是他研究成果的一部分，卢嘉锡不仅是中国结构化学当之无愧的奠基人。他的研究让化学从“猜谜语”变成了“搭积木”；他研究的固氮酶模型和发明的光学晶体，既为未来的农业革命埋下了种子，也支撑着今天的尖端科技；他培养了中国第一批结构化学人才，还提出了科教兴国战略，甚至捐出奖金设立基金，鼓励青年科学家勇攀科学高峰。他对中国物理化学和经济建设都发挥了极其重要的贡献。好了，今天关于卢嘉锡的故事就分享到这里啦。感谢观看，咱们下期再见！

参考资料：

1、厦门大学-卢嘉锡

2、我国结构化学开拓者

3、中国科学院-卢嘉锡