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第43章 不朽丰碑(16)

化学系中的“物理学者”

人人都觉得福井将来会从事动物或植物的研究,连福井也认为如此,但一次很偶然的事情的发生,改变了福井一生的命运。

有一次,福井的父亲到京都帝国大学化学系教授喜多源逸家拜访,闲聊时谈到了福井。他对喜多教授说:“我的长子福井快高中毕业了,还没有选定要干什么,您有什么好的建议吗?”“那么,他擅长什么科目呢?”喜多教授问。“他最喜欢数学,德语也学过一些。”“既然如此,就把他送到我这儿学化学吧。”喜多教授直截了当地说。

福井的父亲有些犹豫,因为他知道,福井是最讨厌化学的了。喜多教授看出了他的心思,又说道:“喜欢数学是学好化学最理想的条件,无论如何不能耽误了他的前途,福井君,你要三思啊!”

福井的父亲回到家,把喜多教授说的话告诉了他。福井不喜欢化学,主要是因为化学大部分内容需要博闻强记,而福井是最厌烦死记硬背的。他听了爸爸转述的话,感到很吃惊:数学成绩好是研究化学的理想条件?福井不明白。但他想:喜多教授是有名的科学家,他的话大概不会错吧。福井经过深思,决定听从喜多教授的意见,毕业后报考京都帝国大学化学系。好在他天资聪颖,即使对自己不喜欢的化学,也能迅速融会贯通。

对于这一转变,后来福井回忆说:“喜多教授的一句话,改变了我的追求,这实乃人生之一大幸事,对此,我充满了感激之情。”

1938年,福井在他20周岁之际,考取了京都帝国大学化学系。当时,随着现代物理学在分子、原子和量子力学领域的巨大突破,化学的研究也开始深入到微观世界,而它的研究基础就是现代物理学,这是一个化学家作出重大贡献的前提。福井仍然对化学专业不感兴趣,因为老师只是照本宣科,将前人的经验和研究成果灌输给学生,却从来不对学生进行基础理论的教育,尤其像量子力学这么重要的基础语言,老师在课堂上竟然一带而过!福井不想做“知识的贮存器”,他希望去研究发展化学,发挥自己擅长思考和想象的能力。“为了出色地应用,一定要打好基础。”他想起了喜多教授的一句话。福井决定自学现代物理学。

化学系的学生学习物理,看起来像是不务正业,许多学生都在背后议论他,嘲笑他,但福井不为所动。自学是非常困难的,没有人帮助他,还缺少物理教材。大学图书馆成了福井汲取精神食粮的仓库,他成了那里的常客,而且无一例外,回回借的都是物理书籍。有一次,他借了一本比较深奥的物理书,有许多难点,让他绞尽了脑汁,幸亏在高中打下的深厚的数学基础帮助了他,最后终于解开了心中的疑团,但书早已超过归还日期,无奈,他只好在满怀歉意把书还给图书馆的同时,老老实实让图书管理员狠狠训斥了一顿。图书馆有些比较重要的书或者孤本是不允许外借的,对此,福井只能用最笨拙落后的方法——抄。为了抄书,福井常常累得胳膊酸痛难忍。实在弄不懂的问题,福井就溜到物理系,去请教那里的老师或学生。后来,他发现这是一个简便易行的方法,索性钻到物理系教室去听物理课,有时还参加物理系举办的“量子力学沙龙”。

第一年期末考试,他的应用化学成绩很不理想,同学们都戏称他为“化学系的叛徒”。

钟情化学

福井虽然讨厌化学,但为了撰写毕业论文,他不得不再一次把精力投入到化学学习之中。

再有一年,福井就要毕业了,在新宫春男副教授的指导下,他开始通过实验分析碳氢化合物的一种化学反应。这个实验激发了福井对化学的兴趣,很多年后,福井回忆这段美好时光时说:“最早使我体会到化学的魅力的,正是碳氢化合物的反应,就像是命运的安排,从此我与化学结下了不解之缘。”

在碳氢化合物反应过程中,福井发现有些碳氢化合物尽管在化学构造上很相似,但在与同一化合物进行化学反应时,却各自有完全不同的反应过程和结果。福井感到非常有趣,在实验过程中,他常常想:究竟应该怎样解释奇妙的化学反应呢?

1941年,福井大学毕业了,他被分配到陆军燃料研究所,研究用化学合成方法合成一种燃料添加剂。他在学校时的想法不但没有消失,相反,他的心中逐渐萌发了一个宏大的志向:用理论来说明化学反应。

第二次世界大战后,福井回到京都大学燃料化学研究室,从事化学反应工程学研究。福井已经具备了精神、知识和物质上的有利条件,他开始向他那个极其艰难的目标迈步了。这是一条充满荆棘,然而前途光明的道路,为此福井付出了艰辛的劳动。

我们知道,化学反应是在分子、原子这样的微观世界里发生的,要想建立合乎逻辑的理论,必须借助丰富的思考和想象。在福井研究之前,化学界已经建立了一种化学反应理论,即“有机电子论”。这个理论对许多实验现象有正确合理的解释,但不适用于所有的化学反应,例如,对碳氢化合物的反应,就不能有令人满意的解释。

福井的目标是伟大的,如果他能建立起一个更好的化学反应理论,将是对化学界一个不可磨灭的贡献。

福井陷入了痴迷的境地,废寝忘食,犹如走火入魔一般。因为昼思夜想,辛勤工作,福井累得瘦了一圈,但还是看不到一丝成功的迹象。

5年过去了。

1951年2月的一天,实验室忽然发生了火灾,损失了许多设备,房间也不能继续使用了。福井不打算终止自己的研究,他找到一个空荡荡的房间,准备作自己的临时实验室。

这天,他正忙乱地收拾屋子,脑子里忽然闪电般掠过一个念头:能不能用“轨道”这个概念来说明化学反应理论呢?这个一瞬间产生的灵感使他茅塞顿开,他觉得像一道阳光拨开了重重迷雾,一切都显露出来了。在原子中,有一定数量的电子沿着一定的轨道围绕着原子核不停地旋转,如果能够借用“轨道”这个颇为形象的概念,尽量正确地表现反应过程中原子、分子内复杂的电子运动状态,无疑是最理想的了。

不久,福井就提出了一种新的化学反应理论——前线轨道理论。

从福井成功的足迹看,他的每一个决定似乎都源于一次偶然的事件:喜多教授偶然的一句话让他报考了化学系;一次碳氢化合物的反应让他发现了自己追求的目标;又是一个偶然的灵感,使他创立了一个新理论。

但偶然性寓于必然性之中,如果福井没有孜孜不倦的求学精神和善于思考、想象的能力,成功只能像过眼烟云。

福井对自己的成功则有一个很著名的观点,他说:

“科学的直觉是在和大自然的直接接触中培养出来的……只有尽量在幼儿时期与大自然亲近,才能比较有效地培养出科学的直觉。”

福井的理论在创立之初,并没有受到人们的重视,随着科学的不断发展,他的理论才逐渐被人们承认和接受。30年后,即1981年,福井才因为这一理论而获得诺贝尔化学奖。

获奖时,福井已是一个63岁的老人了,当举国上下齐声赞扬他、记者蜂拥而至时,福井没有谈论自己取得的成绩,而是以感激的心情谈到了他的妻子——福井友荣。

成功的背后

堀江友荣在战争后期是京都大学哲学系旁听生,1946年在一位教授的家里遇见了福井。初次见面,她对福井的印象并不好,这个年轻人脸色黝黑,穿着一身旧外套,脚蹬一双旧皮鞋,无论如何看不出一点潇洒之处。幸亏她的表兄极力撮合,堀江小姐后来慢慢看到了福井的优点:好学、上进、有学问,而这正是她所追求的。

1947年,堀江和福井结婚了。

当时的日本,物资缺乏,物价飞涨,像许多家庭一样,福井家的生活是困难的。福井如果利用业余时间挣点外快,是可以缓解家庭困难的,但他一心投入研究工作,根本顾不上这些。这样一来,生活的重担就落在了他的妻子身上,她承担了全部的家务,还抽时间到外面干点零活,以贴补生活费用。夏天的晚上,天气闷热,蚊子又多,福井家没有电扇,妻子就坐在他的身边为他扇扇子,让他能够安心工作。有了孩子后,妻子就把孩子背在背上干家务,总之,不让福井有一丝分心。艰苦的生活一直过了二十多年,福井家的条件才好转,他的妻子也从沉重的家务中解脱出来。

每当想起妻子做出的牺牲,福井总是激动不已,感慨万分。

1981年12月在瑞典诺贝尔奖颁奖仪式后,福井夫妇被邀请出席斯德哥尔摩大学学生联合会主办的晚会。晚会上,司仪指名要福井做一次即席演讲。福井则拉过自己的妻子,两人低语了几句,合唱起一首日本童谣《红蜻蜓》。刚唱了两段,暴风雨般的掌声就响彻全场,这首曲调流畅、热烈真挚的儿歌将东、西方人的感情紧紧连在了一起。

在获得诺贝尔奖之后,有人曾问福井:成功的奥秘是什么?福井说:“在广阔的大自然中培养科学的直觉,同时涉猎浩如烟海的知识宝库,在这方面,做得越好,成功的机会也就越多。”

福井的话值得我们深思。