課堂提問的學生，助我得諾獎

加州理工學院的Noyes化學樓掩映在青蔥茂密的樹叢間。一樓的走廊總是靜悄悄的，顯得古樸而又深邃，有如這里深厚的科研積淀一般。其中兩間相鄰的辦公室，它們的主人一位是1992年的諾貝爾獎得主Rudolph Marcus，另一位是1999年的諾貝爾獎得主Ahmed Zewail。我按約定時間踏進前者的辦公室時，看到的是兩邊高大的書架上擺滿整齊精致的書籍，一位桌前白發蒼蒼的老者，手中仍攥著正在做數學推演的鉛筆，因為年邁他的一只眼睛似乎都難以睜開，但仍對著我慈祥地微笑。他就是我的采訪對象——因“對化學系統中電子轉移理論的貢獻”被授予1992年諾貝爾化學獎的Rudolph Marcus教授。

李露：我知道您出生于1923年，您一定見證了諸如美國經濟大蕭條和二戰這樣的重大歷史事件，它們對您有什么影響？

Rudolph：對。那是個特殊的時代，那些歷史事件確實影響了我的生活。我出生在一個溫暖的家庭中，是家中唯一的孩子。我的父親是一位半專業的運動員，母親會彈鋼琴，唱歌也十分動聽。我的童年十分普通，沒有特別之處，但在美國的經濟大蕭條時期，我的父親失業了，一年半都未能找到工作，因此我們一家從美國底特律搬到加拿大蒙特利爾。我們有許多親戚在加拿大，我父親在那里找到工作的可能性更大。

李露：在加拿大時，您去了當地最好的大學，麥吉爾大學（McGill University）？

Rudolph：對。當時我住在蒙特利爾，如果在麥吉爾大學上學，我可以吃住在家里，這樣開銷就會很小。即便如此，上完大學的第一個學期我都不知道能否繼續學業，因為對于當時我們的家庭而言，上大學的成本太高了。幸運的是，在那個特殊的歷史時期，因為戰爭，為了鼓勵和支持主修科學相關專業的學生，并盡快地培養科學家，加拿大政府給予我們獎學金。我因此能夠繼續念完大學。如果沒有那筆獎學金，或許我的人生會完全不同吧。其實，當時我有叔叔當醫生，但我不愿意借錢。

李露：我知道您是猶太裔，而在當時的加拿大，猶太學生似乎并不能受到與其他人平等的教育，您能談一談真實的情況嗎？

Rudolph：當然可以。我記得當時流傳這樣一種說法：如果你想被大學錄取，你的成績必須比非猶太學生優秀很多才行。確實，那時對不同的種族有不同的錄取標準。因此，被錄取的猶太學生都是相當優秀的。有一位當時和我一起學習的同學至今令我記憶猶新，他主修數學和物理，我修化學，但是我們倆會一起上一些高年級的課程。他在數學方面的天分很早就表現出來了，后來成為一位聲譽卓著的數學家，贏得幾乎可以想到的所有頂級的數學類獎項，他就是Louis Nirenberg（加拿大美國籍著名數學家，在線性和非線性偏微分方程以及幾何學上都有重要貢獻）。猶太人在諸如科研創造方面等領域的杰出人才比例確實高一些。

李露：根據您所說的，確實有一些不平等的地方，但我認為一個公平的體系對于科學家的培養是很重要的。

Rudolph：是的。現在已經好了很多。拿猶太裔來說，目前許多地方都有猶太人身居高位，如麥吉爾大學誕生過一兩個猶太校長了，哈佛和其他的地方也是。

李露：看了關于您的報道，我了解到您也有很強的數學功底。

Rudolph：我們得把這個“很強的數學功底”放在正確的環境看（笑）：對于化學家來說是的。在麥吉爾大學，我比任何其他學化學的學生所上的數學課都要多。1943年我從麥吉爾大學本科畢業，1946年從麥吉爾大學拿到博士學位。1960年，在Courant Institute of Mathematics（隸屬紐約大學的一個很強的數學研究機構）短期訪問時，我更深入地學習數學。與那個時代的化學家相比，我確實有比較強的數學背景。

李露：令我好奇的是，那您為什么大學不主修數學而是選了化學呢？

Rudolph：哈哈，這說起來是個很長的故事。當時我們只能修數學和物理的聯合項目，不能單獨修數學。但在高中，我不是特別喜歡物理。我還記得我對滑輪相關的力學題目不感興趣。上了大學，第一節物理課就讓我覺得不是很興奮，只在后來學到電磁場時才發現有趣多了。另一個原因是，我當時在麥吉爾大學的導師暗示我，學物理也許不是猶太學生最好的選擇，受他的影響我也沒有學物理。

李露：除了化學和數學，您還發現其他您感興趣的學科嗎？

Rudolph：我熱愛歷史，非常熱愛。我閱讀了很多不同時期的人類歷史，如果我沒有當一位科學工作者，我很可能進入歷史研究的領域。

李露：您覺得歷史學和化學有什么相同之處嗎？

Rudolph：歷史本身具備美妙的結構性，就好像科學中的結構性一般。在加拿大時，我學習了諾曼人征服英格蘭之后不同時期的國王和皇后的歷史，閱讀了盎格魯撒克遜時期以及之前的歷史。我閱讀了很多西方歷史，如歐洲歷史和美洲歷史，亞洲歷史讀得較少，但我仍然很喜歡它。

李露：您覺得學習歷史或了解人文科學對于成為一名優秀的科學家有很大幫助嗎？

Rudolph：我不清楚對于一個特定的科學家來說，那樣的幫助有多大，但我覺得人文科學的影響應該是潛移默化、貫穿一生的。我不確定它是否真的實質性地幫助了科學家的科研事業，但它確實給一個人更廣闊的視野。拿歷史來說，它讓我知道到了一個了解過去，并把它和未來連接起來的有趣的方法。

李露：在您學習的業余，您喜歡諸如羽毛球、滑雪或是騎自行車這些當地傳統的運動項目嗎？

Rudolph：挺喜歡的。在加拿大上高中的時候，許多人都會打羽毛球或是棒球。我不擅長棒球，但我爸爸非常擅長，他在體育方面像一位運動員一樣出色。也許我并沒有遺傳到他的運動基因吧（笑）。我后來喜歡上了打網球。

李露：結束了在麥吉爾的研究生學習，您去了美國當博士后，是因為您覺得當時美國相關領域更為成熟嗎？

Rudolph：我能感覺到美國整個教育體系比加拿大更為先進，這是我申請去美國做博士后的原因之一。另一個重要原因是，在我博士期間做了很多化學實驗后，我發現我錯過了許多理論知識，我想轉做理論化學。當時加拿大沒有理論化學家，所以我只能申請去美國或英國深造。這兩個國家在當時有不少做理論的化學家。今天，加拿大也有一些做理論的化學家了。

李露：對于為您帶來諾貝爾獎的電子轉移理論的研究，您是在博士期間就開始了嗎？

Rudolph：不。我對電子轉移的研究有相當成分源于運氣（笑）。我當時關注的是與電子轉移幾乎沒什么關系的科研問題——聚電解質。聚電解質是帶有固定電荷的長鏈高分子，它們在極性溶劑中可以電離，我當時研究它的電子相互作用的問題。

在布魯克林理工學院（Brooklyn Poly，現紐約大學理工學院）做研究時，一個學生在我所教的課堂上提出了一個問題：能否把統計力學的一些模型應用到聚電解質方面。這次提問讓我對整個聚電解質產生了濃厚的興趣。這與電子轉移的研究沒有直接關系，但我從更深層的角度理解了靜電學，遠比我大學二年級所修的靜電學更深入。我為自己建立起一個很強的靜電學背景，特別是極化方面的知識。當電子轉移的研究問題出現在我面前時，我立即意識到它的本質是一個非平衡極化問題。我利用我學過的平衡極化方面的理論產生了一些非平衡電子極化的方程。這些方程和電子轉移方面的研究息息相關。當時物理學界的極化子理論（在半導體中運動的電子會“拖拽”自己的極性）也讓我受益匪淺。有了這些背景，在研究電子轉移問題時，當我看到一篇講Libby's theory（William Frank Libby因對放射性碳測年方法的貢獻獲得1960年諾貝爾獎）的論文時，我發現了那個理論的一些錯誤。他在Frank-Condon理論方面是正確的，但他違反了能量守恒定律的形式。之后的整個研究過程非常快。不包括之前對于聚電解質、極化等知識背景的建立，電子轉移問題也許是我耗時最少的科研問題了。僅僅花了一個月，我就得到了答案。我也曾在其他許多科研問題上花了許多時間，但有時并不成功。

李露：得到電子轉移研究的結果后，您于1956年發表了您的科研成果。

Rudolph：對。整個研究過程從1956年一直到1965年，這個時段也是諾貝爾委員會定義的整個電子轉移理論的研究階段。但是基本的方程在1956年的論文里就可以看到了。

李露：那篇論文影響深遠，我看報道說Libby后來告訴了Condon您的成果，Condon非常認同您的成果。

Rudolph：對。那篇論文被廣泛接收了。

李露：1965年之后，您的科研方向是什么呢？

Rudolph：我進入了非線性力學對于化學過程影響的研究。我從事關于碰撞問題、特征值理論的半經典理論的研究。半經典理論橋接了牛頓經典力學和薛定諤量子力學。1970年代有很多這方面的科研發展，我在其中也投入了很多精力。我又把電子轉移放在了很多不同的研究環境下，如1960～1965年間的穿過液態-液態膜的電極的環境。后來我又對平流層臭氧形成的同位素效應進行探索，并提出了一套理論。我還從事了熒光量子點方面的研究，以及在水-有機界面上有機反應的催化物的研究……我覺得這些問題非常新鮮，很多人會感興趣的。總體來說，我研究許多不同的問題。

李露：其中有一些是您對于電子轉移理論的拓展，有一些是與此完全無關的問題吧？

Rudolph：對。比如臭氧方面的工作、對于水和有機物界面有機反應催化劑的研究。我也花費了許多時間拓展我在1951～1952年左右所做的RRKM的理論。那也是教科書中的標準理論了。總而言之，我確實把電子轉移理論向各個方向拓展。現在我在研究一些半導體、顆粒結合和太陽能轉化的問題。

李露：半導體方面的研究聽起來更偏工業界，更偏應用，電子轉移問題的研究更為基礎。您怎么看待這兩類研究？

Rudolph：我認為這兩個領域都有很多人感興趣并投身其中。對我而言，我只要發現一個有趣的現象，就想要進一步探索。我不屬于偏工業界的科學家，工業界有許多比我厲害的科學家。半導體方面有許多有趣的問題，如電子和空穴是如何結合的？逆反應是如何發生的？逆反應所產生的廢料往往不是人們所想要的，如何解決個問題？我熱愛基礎研究，一些主要的科學突破也來源于基礎研究。有時這些突破的誕生源于意外，有時僅僅來自一個循序漸進的過程——科學家觀察不同的體系，不斷地改進，得到更多的理解。但這種理解不一定要是最根本的理解。這兩種方式都產生過偉大的發現。

李露：您會覺得基礎科學研究更為重要嗎？比如它引導著工業界的研發？

Rudolph：我覺得基礎科學研究對于理解方面更為重要，但有些工業問題不能等到人們把最基本的理論理解透了才解決。因此我覺得這兩類問題都很重要，我們在這兩方面都需要優秀的科學家。

李露：您已90多歲了，還在教書嗎？

Rudolph：是的，我仍在教書。我上學期教非平衡統計力學。它是一門化學系的課程，一周上三個小時。上上個學期，我和另一位教授一起上一門有關化學反應的課程。

李露：您第一次教書是在布魯克林理工學院，您對教書生涯有什么心得體會？

Rudolph：我熱愛教書并受益其中。正如我前面所說，對于聚電解質乃至之后電子轉移問題的研究，我得益于課上向我提問的學生，我獲得諾貝爾獎時還提到了他的名字。此外，我一直常教常新。即使一門高級課程教了許多遍，但其中仍有許多未知值得探索。對于有些理論也許你曾是被動接受，但某一天你突然問自己一個新的問題或你的學生提出一個新的問題，那真是意外的驚喜啊！教書對我而言就好像另一種學習過程。同時沉浸在教書和科研中十分重要。因為教授學生，你對于所教的內容必須有更為嚴格、精確的理解。如果不是在教書，也許你可以跳過自己感到模棱兩可的小問題，但因為你在教書，你不能，你必須很好地理解。

李露：您有個人特別的教書方法嗎？您會經常提問題并鼓勵學生們獨立思考嗎？

Rudolph：我在課堂上經常提問題。但也許太有挑戰性了，課堂上常常一片寂靜（笑）。但我想讓學生們思考的是問題背后的實質，如為什么我們這樣做，不那樣做？提問題也是緩沖講課的一種方法，讓學生們停下來思考而不是僅僅記筆記。當我讀書或做科研時，我常常會問自己許多問題。我鼓勵學生也像我那樣問自己問題。不要僅僅接受事物，而是保持專注并盡力發現真正的觀點所在，盡力深入地理解。對人們來說，做一些較為表面的事情非常容易，人們也常常傾向于做簡單的事情。但是如果你鉆研進去，把問題想透徹，看到其中的邏輯，那將令人何等喜悅！一些科學發現常常源于意外的探索。我自己有個很好的例子，最近我在推導一個方程，寫了滿滿兩頁的公式，得到結果后，我發現那個方程竟然如此簡單。然后我就想也許可以用另一種方法，結果幾行就推導出來了。

李露：這種思考的感悟想必會令學生們受益匪淺。我想問問您對中國學生從事科學研究有什么建議？

Rudolph：我有很多非常優秀的中國學生，他們有很強的數學背景。但是在當今這個社會，許多學生希望發表盡可能多的論文。這種多發表論文的壓力在全世界范圍內都普遍存在，它在某種程度上是好事，但也會有一些負面的影響：阻礙科學工作者對問題進行深入的鉆研。有些人能做到不論在什么壓力之下還能保持深入思考，但有些人不能。我覺得，如果一個人想做最前沿的研究，深入鉆研也許比發表很多論文要有用很多。因為在一些情況下，發表很多論文相對容易，但是它們帶來的結果或是影響力并不深遠。如果一件事做起來很簡單，那一定有很多人會去做，這樣論文就不會脫穎而出。相反，探索新事物的論文往往會脫穎而出，不過那常常也要看運氣。我提過，有時事情的發生是意料之外，科研上也有太多的不確定與運氣的成分。不少重大的科學發明都是這樣，基礎研究更是如此。科學工作者所做的基礎研究，后來被證明是重大突破的，常常有一定運氣。那往往是不可預測的。

李露：那么您認為這種壓力來源于哪里呢？

Rudolph：這種壓力有很多源頭。想在一個地方找到職位，你必須有一份論文發表記錄以及很好的引用率，引用率已成了一個人科研能力有多強的標準。對于學生們的建議，另一個重要的點是，一定要努力工作。與你一同競爭的人也非常努力啊！我仍記得當我鉆研電子轉移的那些歲月，我覺得我還不夠用功。但我的妻子對我說，每天晚上她都只能看到我伏案工作的背影，我坐在桌前，頭也不抬。但我竟沒有意識到。我后來領悟到，如果你所做之事是你喜歡的，你會不停地想做它，把它完成。

責任編輯：尹穎堯