20世紀的科學怪傑鮑林

第21部分 (第1/4頁)

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但是，後來他從別的科學家那裡聽說，儘管布拉格在信中對他非常客氣，他把這個美國年輕人視為自己科學領地內不受歡迎的偷獵者。布拉格在自認為是自己的遊戲中被打敗了，他對此耿耿於懷。鮑林後來寫道：“我當時並不知曉，實際上在以後的很多年裡都沒有想到布拉格把我看作是他的競爭對手。”而且實際情況還不止於此。布拉格的個人憂慮和巨大的工作壓力使他瀕臨一個臨界點。鮑林走後幾個月，他就經受了一次精神崩潰。如果他疏遠了鮑林的話，那部分原因是由於他正和自己進行著激烈的競爭。

不管是何種原因，初次見面給他倆今後的關係蒙上了一層陰影。在鮑林回到美國之後，兩人的通訊急劇減少。在餘下的時間裡，鮑林和布拉格之間的關係與其說是親密的同行，不如說是互相仰慕的對手。

然而並不是所有的英國科學家都是像布拉格一樣接待鮑林的。天性活潑的英國晶體學家約翰·戴斯蒙得·伯納爾請他到劍橋就晶體中分子的旋轉運動舉行一個研討會，這多少給鮑林受傷的感情一點慰藉。接著鮑林夫婦來到了德國，鮑林高興地拜訪了朋友們，並瞭解了最新的研究進展情況。他在慕尼黑停留了差不多三個月，試圖要簡化量子力學來解釋化學鍵。他從索末菲那裡得到了一些幫助，但是沒有什麼大的突破。

然而，他在其他方面作出了一個重大發現。他去路得維希港，一個距慕尼黑幾個小時火車車程的城市，拜訪了赫爾曼·馬克，鮑林在第一次來到慕尼黑時曾經碰到過這位維也納化學家。作為一名晶體學家，馬克贏得了相當的聲譽——他的工作包括一些對有機分子的初步研究——而且他在很年輕的時候就被德國工業巨頭染料化學公司力邀去主持聚合物和膠片領域的研究工作，包括對大有商業前景的塑膠製品與合成橡膠的早期研究。染料公司對馬克有求必應。在鮑林來訪時，一塵不染、工作高效的路得維希港實驗室號稱擁有歐洲大陸上最先進X射線衍射裝置。但是鮑林此番來訪的最大發現卻與X射線無關。當他們在參觀實驗室裝置時，馬克告訴鮑林，他的一位助手，一個叫做維爾的年輕人，創造出一種在真空管內將一束電子射過一股氣體的方法。維爾發現，氣體的分子能夠使電子發生衍射，形成同心圓的圖譜，而圖譜的密度和相對位置與分子中原子的距離有關。這個“電子衍射”儀對馬克而言是一種有趣的娛樂，不過它只能用於那些能在室溫下以氣態形式存在的較小的分子，而他的實驗室目前的重點是巨型聚合物。而且染料公司對電子衍射也毫無興趣，因為照馬克的說法，“這東西賺不了錢。”

然而這一發現令鮑林激動萬分。在很長一段時間裡，鮑林一直在尋找一種研究單個分子結構的方法，而無需為它們形成晶體的複雜方式所煩惱。馬克和維爾的裝置可以對氣體中的單個分子進行分析，而不是許多分子聚集在一起的較大的結構單位，這樣在計算結構時就去除了一層複雜性。由於電子衍射照片的曝光時間只有零點幾秒——而不像X射線晶體學有時所需的幾個小時——結構研究的物件可以擴充套件到不穩定的物質，特別是很難形成晶體形式的小分子有機化合物。鮑林說：“這一發現實在太重要了，我難以抑制自己的激動，我對馬克也這樣說了——我意識到，在相當短的一段時間裡，也許十年，我們可以獲得許多不同分子的鍵長和鍵角的知識。”馬克對這一裝置給鮑林造成的印象有些驚訝，他給鮑林提供了一整套有關建造這一裝置的計劃，並預祝鮑林成功。

鮑林於1930年秋天一回到帕薩迪納，就讓一名新的研究生勞倫斯·布羅克威建造一臺電子衍射儀。過了兩年，這臺機器才開始正常運轉，但是後來它成了鮑林實驗室的一匹快馬，同時也是加州理工學院最重要的一個科研工具。在它啟用後的25年中，鮑林和他的學生和同事們用它弄清楚了225種分子的結構。

“飄飄欲仙”

1930年秋天鮑林回到了家，重新開始對四面體碳原子問題進行研究。他的歐洲之行並沒有取得很大的成果，但是他回國後卻有了重要的發現。

那年，一個名叫約翰·斯萊特的青年美國物理學家發現，對薛定諤波動方程作一巧妙的簡化，就可以較好地描述碳原子的四個成鍵電子。在斯