艾哈邁德·H·澤維爾(1946-2016)

楊雪憶/編譯

艾哈邁德·H·澤維爾(1946-2016)

楊雪憶/編譯

艾哈邁德·澤維爾，諾貝爾獎得主、飛秒化學(xué)之父

艾哈邁德·哈桑·澤維爾（Ahmed Hassan Zewail）是阿拉伯語國家中獲得諾貝爾科學(xué)獎的第一人，是超速化學(xué)的先鋒，同時還是聯(lián)系阿拉伯語世界和西方國家的“外交官”?；仡櫇删S爾獲得的獎項，很少有像他一樣的科學(xué)家，同時獲得以色列和沙特阿拉伯的擁戴、在教皇科學(xué)院任職，還幾次成為郵票人物。澤維爾于2016年8月2日去世，享年70歲。

1946年2月26日，澤維爾作為長子出生在埃及達曼胡爾市蒂索克小鎮(zhèn)的中產(chǎn)家庭，這個小鎮(zhèn)距離亞歷山大城約80公里。他在讀中學(xué)時已對自然科學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣。澤維爾生前曾回憶道，小時候在臥室里用母親煮咖啡的燃油爐和玻璃管做化學(xué)實驗，差點把房子點著了。家人對澤維爾寄予厚望，在他書房門口掛上“艾哈邁德博士”的標(biāo)牌。在當(dāng)?shù)毓W(xué)校畢業(yè)之后，澤維爾不負眾望，以優(yōu)異成績考入埃及亞歷山大大學(xué)，先后攻讀化學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位。畢業(yè)后的澤維爾盡管當(dāng)時英文水平十分一般，還是決心前往美國繼續(xù)深造。（誰能想到日后他會成為能言善辯的演說家呢。）

在美國費城匹茲堡大學(xué)讀研究生期間，澤維爾和羅賓·霍奇斯特拉瑟(Robin Hochstrasser)一起研究新型光譜，包括光學(xué)檢測磁共振技術(shù)。在加州大學(xué)伯克利分校攻讀博士后期間，澤維爾和查爾斯·哈里斯(Charles B.Harris)一起研究“多維系統(tǒng)中的一致性與固體中的能量傳遞”，而這一課題也成了他此后職業(yè)生涯的研究方向，讓他獲得了能與化學(xué)屆巨星萊納斯·鮑林（Linus Pauling，美國著名化學(xué)家，獨立獲得諾貝爾獎)不相上下的成就，揚名世界。1976年起，他在加州理工學(xué)院任教。1982年，他加入美國國籍，同時擁有埃及和美國雙重國籍。

20世紀80和90年代，澤維爾帶領(lǐng)他的研究團隊就“飛秒化學(xué)”進行了一系列實驗（飛秒是澤維爾自創(chuàng)的單位，衡量用激光以千萬億分之一秒的速度閃光所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)）。這是化學(xué)反應(yīng)在分子級別的時間量程——是振動和核運動的時間尺度。在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的中間狀態(tài)被稱為過渡態(tài)，分子中的原子在這一階段發(fā)生振蕩。然而，過渡態(tài)極為短暫，在飛秒（千萬億分之一秒）尺度上發(fā)生，科學(xué)界此前一直無法對這一超快速變化進行觀測。正是這一系列研究讓澤維爾榮獲了1999年諾貝爾化學(xué)獎。在這種超快激光問世之前的20世紀70年代，化學(xué)家們對激發(fā)態(tài)的分子動力學(xué)的理解與今天是非常不同的。他們一度認為占主導(dǎo)地位的力量是分子內(nèi)的松弛，并且這種分子的內(nèi)力是不連貫的。

澤維爾的研究打破了整個學(xué)界的原有觀念。通過設(shè)計嚴謹?shù)膶嶒?，澤維爾的研究小組解決了反應(yīng)動力學(xué)，闡明了分子路徑，呈現(xiàn)了分子中原子的量子力學(xué)演化。這些研究中最經(jīng)典的工具是“泵浦-探測”實驗。在此實驗中，第一個脈沖（泵）開始，導(dǎo)致一個化學(xué)反應(yīng)，然后第二個探頭監(jiān)測下一個動作。就這樣，他和他的團隊拍攝下了振動流、狀態(tài)重排和反應(yīng)產(chǎn)物的快照。這些照片揭示了連貫性的深刻作用，這遠遠超過了學(xué)界的預(yù)料。

獲得諾貝爾獎后，澤維爾的研究焦點轉(zhuǎn)向了一種新型顯微鏡。這種顯微鏡使用超快電子脈沖來跟蹤在原子級上時間和空間的化學(xué)反應(yīng)。和鮑林一樣，澤維爾希望可以再次贏得諾貝爾獎：澤維爾不是一個吃老本的人。

澤維爾對化學(xué)現(xiàn)象的獨特見解讓他的后輩學(xué)生獲益匪淺。他善于將復(fù)雜的現(xiàn)象歸結(jié)為最簡單的基本動力。他會提醒同事不要陷入細節(jié)陷阱。工作繁忙的澤維爾仍然密切關(guān)注他的地下實驗室。他會隨時出現(xiàn)在實驗室然后開始提問，“我只想聞一聞實驗的味道?！彼f。

他的職業(yè)和影響力與人們“科學(xué)超越政治邊界”的觀點密不可分。1983年1月，澤維爾組織的光化學(xué)和光生物學(xué)國際會議在亞歷山大澤維爾的母校舉行。當(dāng)時雖然他還沒有開始飛秒化學(xué)的研究，但已然是一個冉冉升起的明星。這次會議是他職業(yè)生涯的里程碑，吸引了來自各國希望引導(dǎo)埃及科學(xué)進步的杰出科學(xué)家。

當(dāng)來自以色列的科學(xué)家到達會場時，大部分的阿拉伯代表都被政府勒令離開。這在當(dāng)時動蕩的政局下并不是什么新鮮事。澤維爾當(dāng)然預(yù)料到了這點，他完全可以不邀請他以色列的朋友從而避免這種尷尬。但他并沒有這么做，相反，他在大會上公開譴責(zé)了政府這一破壞性的行為。

澤維爾一直念念不忘祖國埃及和他的同胞。在諾貝爾獎獲獎致辭中，他將自己的事業(yè)與古埃及女神伊西斯聯(lián)系起來：“這塊獎牌上的圖案是伊西斯，她攜帶著象征豐收的羊角從云中走來……我在伊西斯的土地上成長，我的工作是埃及人民6 000年來一系列科學(xué)成就中的一項?！?/p>

澤維爾從來沒有停止努力在阿拉伯語世界推動科學(xué)發(fā)展。在各類演講和文章里，澤維爾不斷提醒他的同胞們科學(xué)在歷史上的重大影響，并鼓勵他們重視科學(xué)教育和基礎(chǔ)研究，延續(xù)科學(xué)的偉大。他和埃及政府合作，創(chuàng)辦了以他名字命名的澤維爾科技城。這是一所非營利性的科研教學(xué)機構(gòu)，旨在為埃及培養(yǎng)現(xiàn)代化且具競爭力的科學(xué)家隊伍。澤維爾晚年時稱這項事業(yè)是他最重要的工作。該學(xué)校在經(jīng)歷了各種政治動蕩后終于在2013年開始運營。該大學(xué)致力于為埃及社會各方面的發(fā)展提供人才。澤維爾還曾擔(dān)任美國總統(tǒng)奧巴馬科學(xué)技術(shù)顧問委員會委員、美國首位中東科學(xué)問題特使。

為表彰澤維爾的突出成就和為埃及人民贏得的榮譽，埃及政府于1999年向他頒發(fā)了最高榮譽勛章——“尼羅河勛章”，并發(fā)行印有他肖像的郵票；達曼胡爾市和亞歷山大大學(xué)也有數(shù)條街道以澤維爾命名。

2013年，澤維爾對媒體透露自己患有脊柱腫瘤疾病。澤維爾去世后，世界上少了一位天才科學(xué)家和政治家。澤維爾生前曾在接受采訪時說，科學(xué)教育提供理性思維和一種世界語言，借助它們，不同國家、文明和宗教有望實現(xiàn)包容和理解。

縱觀其一生，澤維爾憑借其高超的科研水平、健全的理性精神和對科學(xué)教育的熱忱，詮釋了“揭開伊西斯面紗的科學(xué)天才”這一形象。

[資料來源：Nature][責(zé)任編輯：絲絲]

本文作者沃倫·沃倫（Warren S.Warren），杜克大學(xué)物理系主任，化學(xué)、物理學(xué)、放射學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程教授。他1981年到1982年做博士后期間與澤維爾是同事。