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獎的第一人，是超速化學的先鋒，同時還是聯(lián)系阿拉伯語世界和西方國家的“外交官”。回顧澤維爾獲得的獎項，很少有像他一樣的科學家，同時獲得以色列和沙特阿拉伯的擁戴、在教皇科學院任職，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。他在讀中學時已對自然科學產(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”的標牌。在當?shù)毓W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，先后攻讀化學學士和碩士學位。畢業(yè)后的澤維爾盡管當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，包括光學檢測磁共振技術(shù)。在加州大學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屆巨星萊納斯·鮑林（Linus Pauling，美國著名化學家，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”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)生的化學反應）。這是化學反應在分子級別的時間量程——是振動和核運動的時間尺度。在化學反應中，反應物轉(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年諾貝爾化學獎。在這種超快激光問世之前的20世紀70年代，化學家們對激發(fā)態(tài)的分子動力學的理解與今天是非常不同的。他們一度認為占主導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界的原有觀念。通過設(shè)計嚴謹?shù)膶嶒灒瑵删S爾的研究小組解決了反應動力學，闡明了分子路徑，呈現(xiàn)了分子中原子的量子力學演化。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，導致一個化學反應，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，這遠遠超過了學界的預料。

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反應。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。

澤維爾對化學現(xiàn)象的獨特見解讓他的后輩學生獲益匪淺。他善于將復雜的現(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。”他說。

他的職業(yè)和影響力與人們“科學超越政治邊界”的觀點密不可分。1983年1月，澤維爾組織的光化學和光生物學國際會議在亞歷山大澤維爾的母校舉行。當時雖然他還沒有開始飛秒化學的研究，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埃及科學進步的杰出科學家。

當來自以色列的科學家到達會場時，大部分的阿拉伯代表都被政府勒令離開。這在當時動蕩的政局下并不是什么新鮮事。澤維爾當然預料到了這點，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年來一系列科學成就中的一項。”

澤維爾從來沒有停止努力在阿拉伯語世界推動科學發(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在歷史上的重大影響，并鼓勵他們重視科學教育和基礎(chǔ)研究，延續(xù)科學的偉大。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機構(gòu)，旨在為埃及培養(yǎng)現(xiàn)代化且具競爭力的科學家隊伍。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。澤維爾還曾擔任美國總統(tǒng)奧巴馬科學技術(shù)顧問委員會委員、美國首位中東科學問題特使。

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家和政治家。澤維爾生前曾在接受采訪時說，科學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教育的熱忱，詮釋了“揭開伊西斯面紗的科學天才”這一形象。

[資料來源：Nature][責任編輯：絲絲]

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