發現准晶 以化學家獨得諾貝爾獎(組圖)

今年的諾貝爾化學獎得主以色列科學家夏赫曼。（法新社）

美國能源部阿姆斯實驗室的銀－鋁准晶原子結構圖。（法新社）

打破化學界對固體的觀點

現年七十歲的以色列科學家夏赫曼（DanielShechtman）因發現「准晶」（quasicrystal）這種像阿拉伯世界的馬賽克鑲嵌般的結構體，一人獨得今年的諾貝爾化學獎。科學界原本認為，「准晶」這種結構體不可能存在，因此夏赫曼一九八二年發現這種結構體時，遭科學界懷疑、譏笑，他當時美國的同僚甚至要他退出研究團隊。

五重對稱卻不重複的結構單元晶體

瑞典皇家科學院在頌詞中說，夏赫曼發現「准晶」，從根本上改變化學家對固體的觀點，現今准晶已被用於製造刀片、眼科手術專用針頭的鋼材，甚至是炒菜鍋鍍層、引擎隔熱材或者如ＬＥＤ等發光裝置，因為準晶具有強硬、不黏、導熱、導電性差等特性；此外，日後科學家也在實驗室中製造出准晶結構體，二○○九年更在俄羅斯首度發現存於自然界的准晶。

一九八二年四月八日在美國做研究的夏赫曼，以電子顯微鏡在急速冷卻的鋁錳合金中發現以有秩序、具五重對稱性、卻不重複的結構單元組成的晶體，這項發現挑戰了科學界對晶體的傳統思維：即所有固態晶體中，原子都是以規律且具重複性的對稱結構排列，這種重複性是形成晶體的必要條件。當時夏赫曼對自己的發現，也驚訝到直喊「不可能會有這種東西」。

公布發現遭訕笑堅持兩年論文才發表

這項發現引起相當大爭議，因為科學界認為這種結構根本不可能存在，與自然法則不合，因而不被接受。諾貝爾化學、和平獎雙料得主、知名美國化學家鮑林就是其中一個不相信准晶存在的人。夏赫曼花了好幾個月說服同僚，「人們只是笑我」，最終他被要求離開研究團隊，另謀高就。他因此回到以色列，找到一位願意與他合作發表論文的研究夥伴，不過他們的論文一開始依然被拒絕，最終於一九八四年十一月才獲得發表，撼動了科學界。頌詞說，「他的奮鬥最終迫使科學家重新考慮他們對物質本質的觀點。」

在西班牙阿罕布拉宮以及伊朗達布伊伊瑪目陵的中世紀伊斯蘭馬賽克鑲嵌上，已可見到如「准晶」結構的排列，頌詞說，「我們在准晶上，看到阿拉伯世界的迷人馬賽克鑲嵌在原子結構層次重現。」瑞典皇家科學院成員林瑟形容，准晶結構「就像藝術」。

現於海法的以色列理工學院擔任特聘教授的夏赫曼獲知得獎後說「感覺很棒」。他向記者說：「這麼多年來我學到的教訓是，好的科學家要謙卑且聆聽，而不是只會承認教科書上讀到的事情。」曾獲得和平獎的以色列總統裴瑞茲也向他祝賀，夏赫曼將獲得一千萬瑞典克朗獎金。人口僅有七百八十萬人的以色列，迄今共出了十位諾貝爾獎得主。