20世紀的科學怪傑鮑林

第23部分 (第1/4頁)

獨創性。鮑林證明，分子化學鍵並不一定是整數個，可以採取一種中間的形式。在此，他又一次將自己日益豐富的有關化學鍵長度和強度的知識與共振穩定性的思想結合了起來，又一次對一整類化學問題給出了獨到的解釋。比如說，化學家已經知道，以單鍵鍵合的原子可以像車輪一樣繞軸旋轉，而以雙鍵和三鍵鍵合的分子則不能轉動；鮑林提出，在單鍵和雙鍵之間的中間形式——他稱之為“部分雙鍵特性”——也不能轉動，這是預測分子結構的一個重要因素。鮑林用量子力學的概念解釋了這種固定性，然後用自己關於單鍵和雙鍵之間的共振思想解釋了一些中間形式的鍵長和旋轉特性。

全部化學開始在鮑林的頭腦中重新組合。他像一個爵士音樂家，從量子力學那裡獲取一個主旋律，然後即興地對此進行半經驗的變奏。鮑林的化學是一種新的化學，處於舊化學各種學科的中間地帶。鮑林的量子化學不是一種非此即被的關係：要麼是這條軌道，要麼是那條軌道，要麼是離子鍵，要麼是共價鍵，要麼是單鍵，要麼是雙鍵。鮑林的化學鍵是一種流體，一種常常在中間態共振的不定型的東西。鮑林第一個奏出了這一優美動聽、令人激動的旋律。

樂觀主義者

在30年代早期，鮑林以每五個星期一篇的速度發表了許多重要論文，多數是關於化學鍵或新的分子結構，幾乎完全脫離了波動方程：“大約在1933年或1934年，我放棄了對分子結構進行非常複雜的量子力學計算，”他說。“我在簡單的量子力學計算上得出結論，並且意識到，如果你真正進行精確的量子力學計算的話，你也學不到什麼新的東西，因為計算結果肯定與實驗結果相符。”

運用這種半經驗的方式，他取得了一個又一個成果。最後他在1935年寫道：“我覺得自己對化學鍵本質已經有了十分全面的認識。”

漸漸地，鮑林新的化學觀開始為其他化學家所接受。原因很多：加州理工學院對新思想開放和寬容的氣氛，鮑林對化學家行話的精通，他四處傳播自己觀念的熱忱，他融合結構研究與量子理論的高超才能，以及他在缺乏堅實數學基礎的條件下發表理論思想的勇氣。然而，最為關鍵的一點是：他是一個樂觀主義者。1935年，兩位觀察者在給《現代物理評論》寫的一篇介紹量子化學最新進展的文章中，說的可能就是鮑林：“要想對研究成果滿意的話，你必須採取樂觀主義者的心態和手法，不能仿效悲觀主義者。後者苛求一種不摻雜任何有疑問的近似和基於已知事實的經驗做法的嚴密理論。與此相反，樂觀主義者滿足於波函式的近似解。……由於直接計算過於複雜，他任意地借用實驗來確定常數。與此相反，悲觀主義者永遠憂心忡忡，因為近似省略的部分通常很多，表面的嚴謹可能實際上漏洞百出。然而樂觀主義者的回答是，近似計算是可行的，它可以‘指點迷津’，提供‘事物發展規律’的思路，這使得對原本只能用純粹經驗的原子價規則來解釋的一大堆實驗資料可以進行系統化的整理和認識。”

隨著名聲日隆，鮑林的生活發生了變化。1931年，在初次擔任助理教授之後不到四年，鮑林被提升為加州理工學院的正教授。1933年，他手下的研究生和博士後比任何別的化學系教授要多上一倍。他被母校俄勒岡農學院授予榮譽博士學位。來自別的學校的任職邀請蜂擁而至——斯坦福大學、倫敦大學、俄亥俄州立大學——他在加州理工學院的工資也因此而一路上揚。每一個學年，他只需教一個學期的課，有充分的時間來進行科研。一位同事記得，諾伊斯向每個人表明，這個精力旺盛的年輕人是他的“心腹”，而且可能是他蓋茨實驗室主任一職的繼任者。他每年在伯克利的授課也鞏固了他和路易斯的友誼——鮑林記得，他倆在路易斯煙霧騰騰的辦公室裡進行了“精彩的辯論”——兩人甚至考慮就原子價問題合著一本書。（這一設想從未實現。）

但是，對鮑林而言，那些年裡最大的榮譽莫過於入選國家科學院。這一成就的成功策劃者是諾伊斯，這使鮑林跨上了一個重要的臺階。科學院是全國最具有聲望、資格審查最嚴格、最講究資歷的科學俱樂部；30年代早期，在全美數萬名科學家中，只有250位科學院院士，多數人要比鮑林年長一倍。當鮑林在1933年5月被接納為科學院院士時，他成為建院70年曆史上最年輕的院士。

在32歲的時候，鮑林已躋身於全國科學家的最高層。他既年輕，又有名，幹著自己喜歡的研究工作，而且收入不薄。他有幾個健康活潑的子女，更有一位賢淑的嬌妻。加州理工