留聲機(jī)

　　陳思雅

10月8日，我國計(jì)算化學(xué)奠基人、著名物理化學(xué)家、中國科學(xué)院院士、北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授劉若莊因病醫(yī)治無效，在北京逝世，享年95歲。

　　劉若莊開創(chuàng)了中國電子結(jié)構(gòu)計(jì)算，并持續(xù)推動中國計(jì)算量子化學(xué)的發(fā)展。他還是國際上最早進(jìn)行電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的學(xué)者之一，在國際上享有很高的聲望。

　　他長期從事分子間相互作用、化學(xué)鍵和化學(xué)反應(yīng)理論的研究，先后在氫鍵、配位場理論方法、有機(jī)導(dǎo)體和半導(dǎo)體理論計(jì)算、激發(fā)態(tài)勢能面和光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理探索等方面取得了豐碩成果。

　　為我國量子化學(xué)發(fā)展開創(chuàng)新方向

　　1947年，劉若莊從北京輔仁大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)，并考入北京大學(xué)理科研究所化學(xué)部攻讀研究生學(xué)位，師從號稱北大“三大民主教授”之一的袁翰青教授。1950年尚未畢業(yè)的劉若莊留校工作，成為了物理化學(xué)家唐敖慶教授的助教，從此開始了教學(xué)和科研之路。

　　劉若莊在跟隨唐敖慶進(jìn)行科學(xué)研究時，逐漸將注意力放在化學(xué)反應(yīng)的理論應(yīng)用上，并形成將已有理論應(yīng)用于實(shí)際例子以說明或解決問題的科研思路。這也為我國量子化學(xué)的發(fā)展開創(chuàng)了一個新的方向，即應(yīng)用量子化學(xué)。

　　1951年，劉若莊被聘請到輔仁大學(xué)任教。因1952年全國高校院系調(diào)整，他隨輔仁大學(xué)化學(xué)系一同并入北京師范大學(xué)。

　　1955年，劉若莊重新拾起因繁重教學(xué)任務(wù)而被擱置的科學(xué)研究。受《化學(xué)鍵的本質(zhì)》一書及唐敖慶教授文章的啟發(fā)，他開始研究水分子間氫鍵的鍵能課題。

　　氫鍵，是氫原子同時和兩個電負(fù)性較大的原子如氮、氧、硫結(jié)合形成的相互作用。這種相互作用廣泛存在于有機(jī)體系和生物體系，是深入理解化學(xué)反應(yīng)和生命現(xiàn)象及過程的不可忽略的基本科學(xué)問題。

　　劉若莊將化學(xué)鍵作用能的近似計(jì)算公式和理論方法應(yīng)用于計(jì)算氫鍵作用，從量子力學(xué)原理出發(fā)得到水分子模型，計(jì)算水分子中氫鍵的鍵能，從而說明了形成氫鍵的主要作用力。這種創(chuàng)造性地利用電子云的概念解釋氫鍵本質(zhì)的方法遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)時國際上流行的點(diǎn)電荷模型。

　　隨后劉若莊又對氫鍵進(jìn)行了其他方面研究。

　　上世紀(jì)60年代初期，他帶領(lǐng)學(xué)生研究紫外吸收光譜，通過對比其他形成氫鍵的體系的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，證實(shí)異丁基異腈、異丙基異腈與萘酚之間可以形成氫鍵，并且從量子化學(xué)角度，采用電子配對法，對異腈與羥基形成氫鍵的共價成鍵作用的大小以及離位能進(jìn)行計(jì)算，從理論上說明異腈與羥基之間能夠形成氫鍵。

　　這項(xiàng)工作被列入1965年全國科學(xué)技術(shù)研究成果。劉若莊的理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科研思路不僅走通了，走得還分外順利。這在上世紀(jì)60年代前后，無疑是超前的。

　　打開我國理論化學(xué)對外聯(lián)系的窗口

　　1978年，劉若莊出任國家科委化學(xué)學(xué)科組成員，并創(chuàng)建了北京師范大學(xué)量子化學(xué)研究室，該研究室是中國運(yùn)用量子化學(xué)手段研究實(shí)際化學(xué)體系的重要基地，也是中國理論化學(xué)對外聯(lián)系的重要窗口之一。

　　上世紀(jì)80年代是量子化學(xué)，包括計(jì)算化學(xué)的分水嶺，計(jì)算化學(xué)在90年代飛速發(fā)展，并大放異彩。劉若莊在當(dāng)時相當(dāng)困難的條件下，在國內(nèi)最早提出將量子化學(xué)理論和計(jì)算方法應(yīng)用于研究化學(xué)反應(yīng)途徑和沿反應(yīng)途徑的動態(tài)學(xué)問題，形成了達(dá)到國際水平的系統(tǒng)研究成果，為我國計(jì)算化學(xué)事業(yè)作出了突出的貢獻(xiàn)。

　　上世紀(jì)80年代，他帶領(lǐng)課題組通過高精度計(jì)算反應(yīng)過渡態(tài)和反應(yīng)途徑的內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)（IRC），對許多有意義的有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行研究，并提出了解釋和預(yù)測。同時，他們對導(dǎo)電高分子結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行研究，發(fā)展了定量微擾晶體軌道法，為設(shè)計(jì)新型高分子提供理論依據(jù)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　1981年，他被國務(wù)院批準(zhǔn)為第一屆博士研究生導(dǎo)師，同時也在量子化學(xué)研究室?guī)а芯可?，他的很多學(xué)生后來成為國內(nèi)外量子化學(xué)領(lǐng)域的知名學(xué)者。

　　1984年和1989年，劉若莊兩次應(yīng)邀在太平洋化學(xué)大會上作學(xué)術(shù)報(bào)告，報(bào)告的計(jì)算化學(xué)成果引起了國際上同行的極大關(guān)注，也使他們對十年動亂后中國科學(xué)的發(fā)展速度刮目相看。

　　1985年，劉若莊被選為國際理論有機(jī)化學(xué)家聯(lián)合會會員。他在化學(xué)反應(yīng)勢能面的研究成效尤為顯著。他與合作者擴(kuò)展了當(dāng)時國際先進(jìn)的梯度優(yōu)化過渡態(tài)新方法，編制了可用于包括重原子體系贗勢梯度法程序提出了確定反應(yīng)中間體過渡態(tài)的結(jié)構(gòu)新方法：結(jié)合能量分解法，研究了烯烴加成的取化基效應(yīng)及異構(gòu)化效應(yīng)，并提出了若干新概念及新見解。他也因此榮獲1989年國家自然科學(xué)獎三等獎。

　　“搞科研首先要有自己的研究方向，要有自己的想法。要老跟著原先導(dǎo)師做，就不會有自己的發(fā)展。其次，搞科研要不怕吃苦，做科學(xué)研究要有執(zhí)著精神。一個人哪怕只做出一點(diǎn)點(diǎn)的成績，都需要艱苦奮斗，沒有什么巧的路可走。我覺得我是中等人才，不是什么特別聰明的人，但我很努力?！眲⑷羟f生前曾說，“教了一輩子的書，能夠成為對學(xué)生在做人、做學(xué)問方面有所幫助的好老師，是我一生的追求。我希望我做到了這一點(diǎn)?！?strong>