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从Chemistry World发表徐光宪小传联想到共振论的历史风波

这种文章我不看内容就首先会猜是贾鹤鹏供稿的。能够真正进入西文话语的中国科学记者是少之又少。我原来以为郝炘是Science的员工,但看她博客介绍是freelance。那于是她就算又一个吧。感觉贾鹤鹏喜欢供一些很正面的稿,郝炘的东西就critical很多,恰好一个唱白脸,一个唱黑脸。不过,科学界的中国话题无非是点缀,以呼应西方在政治和经济上对中国的关心。人家关心的是你的政治、军事和经济力量。至于你的科研力量,目前这水平值得真正引起人家关注吗?因此,我觉得Chemistry World上一篇这么长篇幅的、还附一张温家宝照片的、中国人讲中国事的文章,是不是也想像Science找温家宝写社论一样,不想自己的读者局限在化学家,而是扩展到政经界人士?就是温家宝说他也看Science,以及Science那篇专访的标题——科学家总理——让科学家们尤其是英美的地位微妙的科学家们挺起了腰杆——“你看人家中国直接就是工程师治国,咱们国家里怎么也要对科学界的呼声重视一占点儿吧,别老是禁止我们搞胚胎干细胞……”

通读了这篇关于徐光宪生平的文章,其中文革那段还是比较readable的:

In May 1966, the breakout of the disastrous Cultural Revolution (1966-1976) suddenly gave Xu a chance to return to theoretical research. To avoid the impact of the revolution Xu’s department halted atomic research, leaving him with free time to study quantum chemistry at home, though in poor working conditions.

This happy period did not last long. In October that year, Xu and Gao were detained on suspicion of being spies for the former Kuomintang government, overturned by the Communist Party in 1949.

Many academics were detained or put under house arrest at this time, and asked to expose others’ crimes.

By May 1968, dozens of professors at Peking University had chosen to end their lives as a result of the prosecution and insults they had endured. Later that month, one of the suicides touched Chairman Mao Zedong, who asked that the cruel prosecutions stop. (最后这句里的虚拟语气用得妙!而这个one of the suicides又是谁呢?)

Xu and his wife were held in a labour camp in Jiangxi Province until 1972 when another national demand “liberated” them and sent Xu back to Peking University. He was dispatched to study the extraction of praseodymium and rubidium from rare earth as laser material.

During this time, Xu made his greatest breakthrough. Without any established technical route or theoretical guides, he thought of applying his previous research in extracting isotopes of uranium to rare earth extraction.

He succeeded.

The fortunate achievement was hugely significant to China, rich in rare earth resources but at the time unable to extract elements from it. After the Cultural Revolution, Xu was able to spread word of his technique. With his contribution, China became the world’s major exporter of rare earth metals.

在这段话中关于文革期间有很多学者自杀的背景是完全可以不写的,因为徐光宪没有自杀。如果你是在写傅雷,当写到他自杀的时候,也许一段很多人自杀的背景是免不了,否则无法让西方人理解为么他突然自杀了,他受到怎样的凌辱。但徐光宪没有自杀了,这段话就是完全和上下文detach的东西,这就成为了这篇文章最有趣的的地方。文革对中国科学家的影响,对于西方人来说,也许只有二战对他们科学家的影响可以类比一下了。但是二战时他们的科学家起码可以移民到美国去,特别是德国。前苏联还有斯大林时代的一些故事,例如共振论和基因论的问题。其实我们中国有一段时间跟着苏联老大哥跑,也开展过一场共振论批判的风波。共振论也是量子化学的话题,徐光宪回国时就是量子化学专家,他当时说过什么话?在这场风波中有没有噤声?没有,而是在《化学通报》(1953年)上明发文批判共振论:《中介共振论的批判》。

在这里我首先要声明一下!我不是要挖风光人物的阴暗面。恰恰是要大家关怀我们老一辈科学家。在扭曲的社会意识背景下,任何个人都是无力跳出历史局限性的。作为后人,评价这些前人不是为了鄙视他们,而是为了仰视他们!没有他们的困惑,我们的眼睛可以到今天仍然是瞎的。

《中介共振论的批判》这篇文章认为 ,共振论是从量子力学对分子结构问题的一种近似解法——线性变分法——的结果引申而得来的,是对薛定谔方程和线性变分法的曲解,是“主观虚构”,具有“唯心论实质”;共振论的方法论基础是马赫的“思维经济”原则;它“是化学中的马赫主义”。文章指出,共振论的危害性不仅在于“妨碍了分子结构理论的健全发展”,而且“还在于和其它各门科学中的唯心论共同组成了一个反动战线,来反对唯物论。”这篇文章认为,在资本主义国家流行的科学著作中 ,充满着唯心的和形而上学的观点的东西很多,共振论只不过是其中显著的一个代表而已。

其实,这篇文章所在的那一期《化学通报》,甚至是那一整个时期的《化学通报》批判共振论都是一个垄断式的话题。在徐光宪的这篇文章的前面,有前一篇文章末的一部分参考文献列表,其中不难看到“波特列夫有机化学著作选集,苏联科学院出版局,(1951),412”之类的参考文献。而在徐光宪文章后面,就是卢嘉锡的《布特列洛夫关于有机化合物分子中原子相互影响与反应性能学说的现状及其展望》。可以想象,在当时,共振论的政治批判几乎是铺天盖地的。徐光宪不是什么领导者。《科学通报》也在1952年3月开专栏来发表批判共振论的文章。1953年中国化学会召开了““有机化合物结构理论讨论会”,筹备小组在《化学通报》上发表了《有机化合物结构理论讨论会总结》。大家看看这篇东西,就知道这是一场什么样的“讨论会”,是“讨论会”还是“整风会”、“批判会”。在这样的一种政治环境下,为共振论辩护,将要承受多少附加的政治风险?不能以无名小卒自居的大化学家们,是不能简单选择沉默的。

打倒“四人帮”后,“科学的春天”来了。1979年,在《化学通报》上尚且需要用以下的小心翼翼的试探性语气去说话:

六十年代初,在上海和福建地区开始对共振论进行较为敞开思想和实事求是的讨论,但讨论没有持续下去(引者注:这里提到的“实事求是的讨论”,是指卢嘉锡的一些文章)。在“四人帮”破坏基础理论研究,形而上学猖獗、唯心主义盛行时期,共振论当然得不到应有的评价。现在,我们再对共振论提出一些初浅的看法,算是一孔了,以求抛砖引玉,希望随后有更正确更深刻的评论参加进来。由于水平有限,错误与不当之处在所难免,望批评指正。

文章最后还不忘加上一段“对待共振论应该一分为二”的思想汇报,哀怨地抱怨说:

自然科学中的不同学派和理论,实际上客观事物本性的近似反映,怎能人为的强求一律?

又马上圆过来说:

“勿庸赘述,对共振论学派在学术内容和哲学思想上出现的某些矛盾也不应忽视,正如我们不能因为共振论受到唯心主义的某些影响,就全盘否定共振论的科学意义一样。”

最后,以引用毛泽
东《论十大关系》语录,然后在一片光明中结束全文:

我们生长在毛泽东思想的故乡,有学习辩证唯物主义的极好条件,我们一定要坚持马列主义哲学对科学的指导,既要区别理论工作中的科学内容和哲学观点上的错误倾向,又要克服批判与继承关系上的形而上学与简单化的作法。我们的态度是,坚持真理,修正错误,虚心学习,团结战斗,尽快把我国化学理论研究和教学提高到一个新的水平,努力使其沿着正确的道路大步前进,并在祖国的四个现代化中作出贡献。

看了这篇文章,让人感觉文革的阴影仍在“余音绕梁”,而一年之后的1980年,唐有祺就可以在《科学通报》上就底气十足地说:

作为Lewis-Langmuir理论的发展,共振论是一个重要的化学结构理论。共振论究竟有无根据曾引起争议。无可争议的是共振论能联系大量化学事实。……苯分子的情况,由于分子轨道理论深入人心,我们今天的习惯用语是分子中的六个π电子离域了。共振论应用了不同的语言来表达同一事实。它通过两个组合在一起的Kekule结构来消除其中三个定域双键的假象。……

全文就科学论科学,通篇再看不到任何“主义”。可以想像,假若像唐有祺、徐光宪这样的学界权威都模棱两可的话,下面的广大化学工作者想发表看法,想要“再谈共振论”,将会有多大的压力!所幸的是这些大人物在文革时没有自杀,而是说点违心话糊弄过去了。因此在拔乱反正之后起码能继续高举宏扬求真务实的旗帜,为广大同行的实事求是起到壮胆和鼓舞士气的作用。如果有追求的人在文革中一定要一死以言志,如果经过文革之后能够活下来全是真正的见风使柁,趋炎附势的政治投机分子,那么所迎接的将会是另一场文革。因此,关于共振论的往事,并不是通过挖人家阴暗史来消除人家的“光环”,他们的苟活最终是历史的大幸。我们从历史上要学的,不是认清别人,而是认清自己。

至于回到中国科学家,以上的历史也说明,政治的阴影,早在文革暴发以前,甚至在大跃进、反右扩大化以前,就已经笼罩在中国科学家的头上了。中国的科学界,可能说是在八十年代“科学的春天”之后才起步的,至今只有三十年的历史。因此,贾鹤鹏在Chemistry World上稍微展露一下新中国曲折的政治历史曾经中国科学界所造成的打击,不是多余,而是讲得太少。

战后一位日本研究生的经历

1983年科学出版社出版的《流动的固体》,是日本流变学家中川鹤太郎写的极其小巧的科普书。32开的书总共只有151页!同时代日本还有一本差不多薄的书叫《相对论浅说——宇宙时代的常识》。我是初三的时候才从中学的图书馆里找到这本毫不起眼、破破烂烂的旧书的,当时我就惊叹于相对论能够用这么小的篇幅讲明白,而且看完了之后发现还真讲得特别明白。作为一个搞化学的人,我的相对论水平基本上就是那个小书的水平,却觉得够用了。遗憾的是,量子力学方面没有类似这样的小书,现在我不得不从又厚又艰深的教科书啃起。唯一带有一点科普味的可能要算费曼物理学讲义的第三卷了。

说回到《流动的固体》这本书,作者在序言里谈到了他在战后进行流变学研究的事情,我觉得读起来很有意思:

战争不久结束了,我从军队又回到了大学的研究室。在确定研究题目的时候,我感到当初那个毕业研究题目——“泡”的问题——现在对我来说有点复杂了,太困难了。我请求老师给我另外一个题目。当时老师给我的题目就决定了我后来的研究方向。这本书所讲的内容就是我在这方面所作的工作。老师给我的题目叫作“液体的拔丝性质”。所谓“拔丝性质”,用普通的话来就是“纳豆和蛋清为什么能拉成丝”的问题。

虽然说从老师那里接受题目后高高兴兴地回来了,可是仔细一想,这个“丝”的复杂程度并不亚于那个“泡”。拔丝性质当然是物质的一种性质,但是要弄清楚它的形成原因,必须测量其它一些性质。我想测量一下表面张力。可是,关于这个问题,德国的一位叫奥普林的学者曾经说过,拔丝性质与表面张力无关。看来,与拔丝性质最可能有关系的是粘滞性。我们知道,糊状的粘性液体容易拔丝,可是奥普林对此也作过详细的研究,并且认为,与拔丝性质有关的不仅仅是粘滞性,而是粘滞性加上“某种性质”。这个“某种性质”是什么呢?以奥普林为首的几位学者当时认为,这个“某种性质”也许是像弹簧那样的伸缩性或者象橡胶那样的拉伸性(即弹性)。“液体有弹性吗?”这个问题在当时还只是一种设想,因为那里还没有测量过拔丝液体的弹性。

感想:这段话提到的“液体弹性”的提出,其实就是“粘弹性”(viscoelasticity)概念的提出,是一件具有划时代意义的事情。这个词成了超过一个世纪以来一大批流变学研究者的饭碗,成就化纤和橡塑制造工业。

爱好实验的我总是喜欢用手做点什么或测量点什么。我决定制作一个能测量拔丝性质的实验装置。

当时是处于战争刚刚结束的时候,吃的东西很缺乏,当然也买不到实验用的电动机之类的东西。即使能弄到手,怎奈研究室内几乎每天停电。因此,最可靠的办法是利用地球引力来作实验装置的动力。于是我作了这样一个实验装置:……

……用重力作为动力,停电也就无关紧要了。……

感想:这是一段让我感到十分敬佩的,尤其是省略掉的关于他的装置的具体设计的一段。我也阅读了跨越粘弹性研究历史的大量研究论文,深知粘弹性的研究是伴随着测试仪器的进步而进步的。然而无论哪件仪器设计,动力装置和感应装置都是必不可缺的核心部件。该书的作者、年轻时代的中川鹤太郎在物质如此缺乏的年代仍然倒腾出了有效的实验仪器,这种智慧和精神实在是经典的科学家精神。现在仪器厂商服务到家,这样鲜明的创造行为很难看到了。现在很多研究者,尤其是中国的研究者,不重视仪器的改造和设计。殊不知大量科学革命恰恰是新仪器和新手段的使用所引发的,远的就如放大镜的发明使人们既看到细胞又看到了月球表面;近的如光速测定的迈克耳逊-莫雷实验,直接结束了“以太”论,为相对论打开了大门。

怎样测量拔丝液体的粘滞性和弹性呢?关于液体的粘滞性的测量方法,作为一个化学工作者,我是知道的。但是,液体有弹性吗?如果说有,怎样测量它呢?如果是测量固体的弹性,那么只要查阅一下物理学和机械力学的参考书就可解决问题,例如测量一下大体受力时弯曲多少,伸长多少就可以了。但是现在需要测量的是“流动液体的弹性”。

正在困难当头之际,我在岩波书店出版的一本《科学》杂志上看到了东京大学理学部地球物理学系的久山多美男先生写的一篇“粘弹性系数的新测量方法”的简短报告。这是战争结束的第二年,即1946年的事。报告中讲到,这个方法不仅可以测量粘性液体的粘滞性,而且可以测量它的弹性。初次看到“粘弹性”这个名词还觉得新鲜。我想,久山先生也许是在日语中首次使用这个名词的人了。用地球物理学家想出的测量方法来研究”拔丝性质“这个化学问题,对于我这个学习物理化学并专门从事物理性质研究的人来说,确实是件愉快的事。当时对于物体的流动与形变性质作过专门研究的化学家几乎还没有。关于这方面的知识我也是开始学习,同时制作了前面讲的那套测量装置,对拔丝液体的粘滞性和弹性进行了测量,研究了粘弹性与拔丝性质之间的关系,作了拔丝性质的研究。

感想:我国又是谁第一次提出“粘弹性”这个中文词的呢?莫非是于同隐?“粘弹性”原来还是源于地质学的吗?我原本是知道地质学也使用“粘弹性概念的,但一直以为它借用自流变学,而不是相反。看来,地质上的“粘弹性”同样有趣。

与今天相比,在那个时代科研工作者要获得一篇两篇的相关论文,是多么费劲,又是多么认真对待!从中川鹤太郎描述他看到的《科学》杂志那一段的字里行间就能体会到了。如今,我们查找一篇文献有着这么多的途径,人却反而懒了。不过,如今垃圾化文也多了,一篇论文也不值得花太多的时间,现在动不动要浏览的往往就是上百篇的论文,像中川说的那样“困难之际在某书局看到《科学》杂志的一篇简报”这种事情,也许只属于他那个时代了。

原子论

在西方文化,一般认为原子论源于德谟克利特(Democritus,约460BC-约370BC)的学说。我国的学者也很喜欢说墨翟(479BC-381BC)提出了原子论,这样就“人有我有”,引以为豪了。事实上,在世界观层面上的原子论,只是认为万物最终会达到一个不可再分的极限,也就是说,是离散的。它的对立观点就是万物是连续的,可无限细分的。谁只要是世上第一个涉及到这个问题,有50%的机会他会是原子论者,这有啥难的。

正如墨翟在哲学上很难跟其他诸子处于同一地位一样,德谟克利特的原子论也不是什么主流。后来的亚里士多德(Aristotle,384BC-322BC)就在自己的著作里反对了原子论,其前提是“大自然厌恶真空”,而在原子论观点的自然推论是,原子与原子之间的空间是真空:既然万物都是原子组成,那原子与原子之间如果有任何东西,它必然属于“万物”。关于“大自然厌恶真空”的准确理解,建议大家参考我以前的一篇关于真空文章

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