哪些化学家因研究催化剂而得诺贝尔奖

哪些化学家因研究催化剂而得诺贝尔奖,第1张

1990年

科里(E.J.Corey) (1928-)

科里,美国化学学家,创建了独特的有机合成理论—逆合成分析理论,使有机合成方案系统化并符合逻辑。他根据这一理论编制了第一个计算机辅助有机合成路线的设计程序,于1990年获奖。

60年代科里创造了一种独特的有机合成法-逆合成分析法,为实现有机合成理论增添了新的内容。与化学家们早先的做法不同,逆合成分析法是从小分子出发去一次次尝试它们那构成什么样的分子--目标分子的结构入手,分析其中哪些化学键可以断掉,从而将复杂大分子拆成一些更小的部分,而这些小部分通常已经有的或容易得到的物质结构,用这些结构简单的物质作原料来合成复杂有机物是非常容易的。他的研究成功使塑料、人造纤维、颜料、染料、杀虫剂以及药物等的合成变得简单易行,并且是化学合成步骤可用计算机来设计和控制。

他自己还运用逆合成分析法,在试管里合成了100种重要天然物质,在这之前人们认为天然物质是不可能用人工来合成的。科里教授还合成了人体中影响血液凝结和免疫系统功能的生理活性物质等,研究成果使人们延长了寿命,享受到了更高层次的生活。

1991年

恩斯特(R.Ernst) (1933-)

恩斯特,瑞士科学家,他发明了傅立叶变换核磁共振分光法和二维核磁共振技术而获奖。经过他的精心改进,使核磁共振技术成为化学的基本和必要的工具,他还将研究成果应用扩大到其他学科。

1966年他与美国同事合作,发现用短促的强脉冲取代核磁共振谱管用的缓慢扫描无线电波,能显著提高核磁共振技术的灵敏度。他的发现使该技术能用于分析大量更多种类的核和数量较少的物质,他在核磁共振光谱学领域的第二个重要贡献,是一种能高分辨率地."二维"地研究很大分子的技术。科学家们利用他精心改进的技术,能够确定有机和无机化合物,以及蛋白质等生物大分子的三维结构,研究生物分子与其他物质,如金属离子.水和药物等之间的相互作用,鉴定化学物种,研究化学反应速率。

1992年

马库斯(R.Marcus) (1923-)

马库斯,加拿大裔美国科学家,他用简单的数学方式表达了电子在分子间转移时分子体系的能量是如何受其影响的,他的研究成果奠定了电子转移过程理论的基础,以此获得1992年诺贝尔奖。

他从发现这一理论到获奖隔了20多年。他的理论是实用的,它可以解除腐蚀现象,解释植物的光合作用,还可以解释萤火虫发出的冷光,现在假如孩子们再提出"萤火虫为什么发光"的问题,那就更容易回答。

1993年

史密斯(M.Smith) (1932-2000)

加拿大科学家史密斯由于发明了重新编组DNA的“寡聚核苷酸定点突变”法,即定向基因的“定向诱变”而获得了1993年诺贝尔奖。该技术能够改变遗传物质中的遗传信息,是生物工程中最重要的技术。

这种方法首先是拚接正常的基因,使之改变为病毒DNA的单链形式,然后基因的另外小片断可以在实验室里合成,除了变异的基因外,人工合成的基因片断和正常基因的相对应部分分列成行,犹如拉链的两条边,全部戴在病毒上。第二个DNA链的其余部分完全可以制作,形成双螺旋,带有这种杂种的DNA病毒感染了细菌,再生的蛋白质就是变异性的,不过可以病选和测试,用这项技术可以改变有机体的基因,特别是谷物基因,改善它们的农艺特点。

利用史密斯的技术可以改变洗涤剂中酶的氨基酸残基(橘红色),提高酶的稳定性。

穆利斯(K.B.Mullis) (1944-)

美国科学家穆利斯(K.B.Mullis) 发明了高效复制DNA片段的“聚合酶链式反应(PCR)”方法,于1993年获奖。利用该技术可从极其微量的样品中大量生产DNA分子,使基因工程又获得了一个新的工具。

85年穆利斯发明了“聚合酶链反应”的技术,由于这项技术问世,能使许多专家把一个稀少的DNA样品复制成千百万个,用以检测人体细胞中艾滋病病毒,诊断基因缺陷,可以从犯罪的现场,搜集部分血和头发进行指纹图谱的鉴定。这项技术也可以从矿物质里制造大量的DNA分子,方法简便, *** 作灵活。

整个过程是把需要的化合物质倒在试管内,通过多次循环,不断地加热和降温。在反应过程中,再加两种配料,一是一对合成的短DNA片段,附在需要基因的两端作“引子”第二个配料是酶,当试管加热后,DNA的双螺旋分为两个链,每个链出现“信息”,降温时,“引子”能自动寻找他们的DNA样品的互补蛋白质,并把它们合起来,这样的技术可以说是革命性的基因工程。

科学家已经成功地用PCR方法对一个2000万年前被埋在琥珀中的昆虫的遗传物质进行了扩增。

1994年

欧拉(G.A.Olah) (1927-)

欧拉,匈牙利裔美国人,由于他发现了使碳阳离子保持稳定的方法,在碳正离子化学方面的研究而获奖。研究范畴属有机化学,在碳氢化合物方面的成就尤其卓著。早在60年代就发表大量研究报告并享誉国际科学界,是化学领域里的一位重要人物,他的这项基础研究成果对炼油技术作出了重大贡献,这项成果彻底改变了对碳阳离子这种极不稳定的碳氢化合物的研究方式,揭开了人们对阳离子结构认识的新一页,更为重要的是他的发现可广泛用于从提高炼油效率,生产无铅汽油到改善塑料制品质量及研究制造新药等各个行业,对改善人民生活起着重要作用。

1995年

罗兰 (F.S.Rowland) (1927-)

克鲁岑、莫利纳、罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成、分解的过程及机制,指出:臭氧层对某些化合物极为敏感,空调器和冰箱使用的氟利昂、喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物,都会导致臭氧层空洞扩大,他们于1995年获奖。

罗兰,美国化学家,发现人工制作的含氯氟烃推进剂会加快臭氧层的分解,破坏臭氧层,引起联合国重视,使全世界范围内禁止生产损耗臭氧层的气体。

莫利纳 (M.Molina) (1943-)

克鲁岑、莫利纳、罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成、分解的过程及机制,指出:臭氧层对某些化合物极为敏感,空调器和冰箱使用的氟利昂、喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物,都会导致臭氧层空洞扩大,他们于1995年获奖。

臭氧层位于地球大气的平流层中,能吸收大部分太阳紫外线,保护地球上的生物免受损害,而正是他们阐明了导致臭氧层损耗的化学机理,并找到了人类活动会导致臭氧层损耗的证据,在这些研究推动下,保护臭氧层已经成为世界关注的重大环境课题,1987年签订蒙特利尔议定书,规定逐步在世界范围内禁止氯,氟,烃等消耗臭氧层物质的作用。

莫利纳,美国化学家,因20世纪70年代期间关于臭氧层分解的研究而获1995年诺贝尔奖。莫利纳与罗兰发现一些工业产生的气体会消耗臭氧层,这一发现导致20世纪后期的一项国际运动,限制含氯氟烃气体的广泛使用。他经过大气污染的实验,发现含氯氟烃气体上升至平流层后,紫外线照射将其分解成氯.氟和碳元素。此时,每一个氯原子在变得不活泼前可以摧毁将近10万个臭氧分子,莫利纳是描述这一理论的主要作者。科学家们的发现引起一场大范围的争论。80年代中期,当在南极地区上空发现所谓的臭氧层空洞--臭氧层被耗尽的区域时,他们的理论得到了证实。

克鲁岑 (P.Crutzen) (1933-)

克鲁岑、莫利纳、罗兰率先研究并解释了大气中臭氧形成、分解的过程及机制,指出:臭氧层对某些化合物极为敏感,空调器和冰箱使用的氟利昂、喷气式飞机和汽车尾气中所含的氮氧化物,都会导致臭氧层空洞扩大,他们于1995年获奖。

臭氧层位于地球大气的平流层中,能吸收大部分太阳紫外线,保护地球上的生物免受损害,而正是他们阐明了导致臭氧层损耗的化学机理,并找到了人类活动会导致臭氧层损耗的证据,在这些研究推动下,保护臭氧层已经成为世界关注的重大环境课题,1987年签订蒙特利尔议定书,规定逐步在世界范围内禁止氯氟烃等消耗臭氧层物质的作用。

克鲁岑,荷兰人,由于证明了氮的氧化物会加速平流层中保护地球不受太阳紫外线辐射的臭氧的分解而获奖,虽然他的研究成果一开始没有被广泛接受,但为以后的其他化学家的大气研究开通了道路。

1996年

克鲁托(H.W.Kroto)(1939-)

克鲁托H.W.Kroto)与斯莫利(R.E.Smalley)、柯尔(R.F.Carl)一起,因发现碳元素的第三种存在形式—C60(又称“富勒烯”“巴基球”),而获1996年诺贝尔化学奖.

斯莫利 (R.E.Smalley)(1943-)

斯莫利 (R.E.Smalley)与柯尔(R.F.Carl)、克鲁托(H.W.Kroto)一起,因发现碳元素的第三种存在形式—C60(又称“富勒烯”“巴基球”),而获1996年诺贝尔化学奖.

柯尔 (R.F.Carl)(1933-)

柯尔(R.F.Carl)美国人、斯莫利(R.E.Smalley)美国人、克鲁托(H.W.Kroto)英国人,因发现碳元素的第三种存在形式—C60(又称“富勒烯”“巴基球”)而获1996年诺贝尔化学奖.

1967年建筑师巴克敏斯特.富勒(R.Buckminster Fuller)为蒙特利尔世界博览会设计了一个球形建筑物,这个建筑物18年后为碳族的结构提供了一个启示。富勒用六边形和少量五边形创造出“弯曲”的表面。获奖者们假定含有60个碳原子的簇“C60”包含有12个五边形和20个六边形,每个角上有一个碳原子,这样的碳簇球与足球的形状相同。他们称这样的新碳球C60为“巴克敏斯特富勒烯”(buckminsterfullerene),在英语口语中这些碳球被称为“巴基球”(buckyball)。

克鲁托对含碳丰富的红巨星的特殊兴趣,导致了富勒烯的发现。多年来他一直有个想法:在红巨星附近可以形成碳的长链分子。柯尔建议与斯莫利合作,利用斯莫利的设备,用一个激光束将物质蒸发并加以分析。

1985年秋柯尔、克鲁托和斯莫利经过一周紧张工作后,十分意外地发现碳元素也可以非常稳定地以球的形状存在。他们称这些新的碳球为富勒烯(fullerene).这些碳球是石墨在惰性气体中蒸发时形成的,它们通常含有60或70个碳原子。围绕这些球,一门新型的碳化学发展起来了。化学家们可以在碳球中嵌入金属和稀有惰性气体,可以用它们制成新的超导材料,也可以创造出新的有机化合物或新的高分子材料。富勒烯的发现表明,具有不同经验和研究目标的科学家的通力合作可以创造出多么出人意外和迷人的结果。

柯尔、克鲁托和斯莫利早就认为有可能在富勒烯的笼中放入金属原子。这样金属的性能会完全改变。第一个成功的实验是将稀土金属镧嵌入富勒烯笼中。

在富勒烯的制备方法中略加以改进后现在已经可以从纯碳制造出世界上最小的管—纳米碳管。这种管直径非常小,大约1毫微米。管两端可以封闭起来。由于它独特的电学和力学性能,将可以在电子工业中应用。

在科学家们能获得富勒烯后的六年中已经合成了1000多种新的化合物,这些化合物的化学、光学、电学、力学或生物学性能都已被测定。富勒烯的生产成本仍太高,因此限制了它们的应用。

今天已经有了一百多项有关富勒烯的专利,但仍需探索,以使这些激动人心的富勒烯在工业上得到大规模的应用。

1997年

因斯.斯寇(Jens C.Skou) (1918-)

1997年化学奖授予保罗.波耶尔(美国)、约翰.沃克(英国)、因斯.斯寇(丹麦)三位科学家,表彰他们在生命的能量货币--腺三磷的研究上的突破。

因斯.斯寇最早描述了离子泵——一个驱使离子通过细胞膜定向转运的酶,这是所有的活细胞中的一种基本的机制。自那以后,实验证明细胞中存在好几种类似的离子泵。他发现了钠离子、钾离子-腺三磷酶——一种维持细胞中钠离子和钾离子平衡的酶。细胞内钠离子浓度比周围体液中低,而钾离子浓度则比周围体液中高。钠离子、钾离子-腺三磷酶以及其他的离子泵在我们体内必须不断地工作。如果它们停止工作、我们的细胞就会膨胀起来,甚至胀破,我们立即就会失去知觉。驱动离子泵需要大量的能量——人体产生的腺三磷中,约三分之一用于离子泵的活动。

约翰.沃克(John E.Walker) (1941-)

约翰.沃克与另两位科学家同获得1997年诺贝尔化学奖。约翰.沃克把腺三磷制成结晶,以便研究它的结构细节。他证实了波耶尔关于腺三磷怎样合成的提法,即“分子机器”,是正确的。1981年约翰.沃克测定了编码组成腺三磷合成酶的蛋白质基因(DNA).

保罗.波耶尔(Panl D.Boyer) (1918-)

1997年化学奖授予保罗.波耶尔(美国)、约翰.沃克(英国)、因斯.斯寇(丹麦)三位科学家,表彰他们在生命的能量货币--腺三磷的研究上的突破。保罗.波耶尔与约翰.沃克阐明了腺三磷体合成酶是怎样制造腺三磷的。在叶绿体膜、线粒体膜以及细菌的质膜中都可发现腺三磷合成酶。膜两侧氢离子浓度差驱动腺三磷合成酶合成腺三磷。

保罗.波耶尔运用化学方法提出了腺三磷合成酶的功能机制,腺三磷合成酶像一个由α亚基和β亚基交替组成的圆柱体。在圆柱体中间还有一个不对称的γ亚基。当γ亚基转动时(每秒100转),会引起β亚基结构的变化。保罗.波耶尔把这些不同的结构称为开放结构、松散结构和紧密结构。

1998年

约翰.包普尔(John A.Pople) (1925-)

约翰.包普尔(John A.Pople),美国人,他提出波函数方法而获诺贝尔化学奖。他发展了化学中的计算方法,这些方法是基于对薛定谔方程(Schrodinger equation)中的波函数作不同的描述。他创建了一个理论模型化学,其中用一系列越来越精确的近似值,系统地促进量子化学方程的正确解析,从而可以控制计算的精度,这些技术是通过高斯计算机程序向研究人员提供的。今天这个程序在所有化学领域中都用来作量子化学的计算。

瓦尔特.科恩(Walter Kohn) (1923-)

瓦尔特.科恩(Walter Kohn),美国人,因他提出密度函数理论,而获诺贝尔化学奖。

早在1964-1965年瓦尔特.科恩就提出:一个量子力学体系的能量仅由其电子密度所决定,这个量比薛定谔方程中复杂的波函数更容易处理得多。他同时还提供一种方法来建立方程,从其解可以得到体系的电子密度和能量,这种方法称为密度泛函理论,已经在化学中得到广泛应用,因为方法简单,可以应用于较大的分子。

1999年

艾哈迈德·泽维尔 (1946-)

艾哈迈德·泽维尔1946年2月26日生于埃及。后在美国亚历山德里亚大学获得理工学士和硕士学位;又在宾夕法尼亚大学获得博士学位。1976年起在加州理工学院任教。1990年成为加州理工化学系主任。他目前是美国科学院、美国哲学院、第三世界科学院、欧洲艺术科学和人类学院等多家科学机构的会员。

1998年埃及还发行了一枚印有他本人肖像的邮票以表彰他在科学上取得的成就。

1999年诺贝尔化学奖授予埃及出生的科学家艾哈迈德·泽维尔(Ahmed H.Zewail),以表彰他应用超短激光闪光成照技术观看到分子中的原子在化学反应中如何运动,从而有助于人们理解和预期重要的化学反应,为整个化学及其相关科学带来了一场革命。

早在30年代科学家就预言到化学反应的模式,但以当时的技术条件要进行实证无异于梦想。80年代末泽维尔教授做了一系列试验,他用可能是世界上速度最快的激光闪光照相机拍摄到一百万亿分之一秒瞬间处于化学反应中的原子的化学键断裂和新形成的过程。这种照相机用激光以几十万亿分之一秒的速度闪光,可以拍摄到反应中一次原子振荡的图像。他创立的这种物理化学被称为飞秒化学,飞秒即毫微微秒(是一秒的千万亿分之一),即用高速照相机拍摄化学反应过程中的分子,记录其在反应状态下的图像,以研究化学反应。人们是看不见原子和分子的化学反应过程的,现在则可以通过泽维尔教授在80年代末开创的飞秒化学技术研究单个原子的运动过程。

泽维尔的实验使用了超短激光技术,即飞秒光学技术。犹如电视节目通过慢动作来观看足球赛精彩镜头那样,他的研究成果可以让人们通过“慢动作”观察处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态,从根本上改变了我们对化学反应过程的认识。泽维尔通过“对基础化学反应的先驱性研究”,使人类得以研究和预测重要的化学反应,泽维尔因而给化学以及相关科学领域带来了一场革命。

2000年

艾伦-J-黑格 (1936-)

艾伦-J-黑格,美国公民,64岁,1936年生于依阿华州苏城。现为加利福尼亚大学的固体聚合物和有机物研究所所长,是一名物理学教授。

获奖理由:他是半导体聚合物和金属聚合物研究领域的先锋,目前主攻能够用作发光材料的半导体聚合物,包括光致发光、发光二极管、发光电气化学电池以及激光等等。这些产品一旦研制成功,将可以广泛应用在高亮度彩色液晶显示器等许多领域。

艾伦-G-马克迪尔米德 (1929-)

艾伦-G-马克迪尔米德,来自美国宾夕法尼亚大学,今年71岁,他出生于新西兰,曾就读于新西兰大学和美国威斯康星大学以及英国的剑桥大学。1955年,他开始在宾夕法尼亚大学任教。他是最早从事研究和开发导体塑料的科学家之一。

获奖理由:他从1973年就开始研究能够使聚合材料能够象金属一样导电的技术,并最终研究出了有机聚合导体技术。这种技术的发明对于使物理学研究和化学研究具有重大意义,其应用前景非常广泛。

他曾发表过六百多篇学术论文,并拥有二十项专利技术。

白川英树 (1936-)

白川英树今年64岁,已经退休,现在是日本筑波大学名誉教授。白川1961年毕业于东京工业大学理工学部化学专业,曾在该校资源化学研究所任助教,1976年到美国宾夕法尼亚大学留学,1979年回国后到筑波大学任副教授,1982年升为教授。1983年他的研究论文《关于聚乙炔的研究》获得日本高分子学会奖,他还著有《功能性材料入门》、《物质工学的前沿领域》等书。

获奖理由:白川英树在发现并开发导电聚合物方面作出了引人注目的贡献。这种聚合物目前已被广泛应用到工业生产上去。他因此与其他两位美国同行分享了2000年诺贝尔化学奖。

2001年

威廉·诺尔斯(W.S.Knowles) (1917-)

2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉·诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里·夏普雷斯,以表彰他们在不对称合成方面所取得的成绩,三位化学奖获得者的发现则为合成具有新特性的分子和物质开创了一个全新的研究领域。现在,像抗生素、消炎药和心脏病药物等,都是根据他们的研究成果制造出来的。

瑞典皇家科学院的新闻公报说,许多化合物的结构都是对映性的,好像人的左右手一样,这被称作手性。而药物中也存在这种特性,在有些药物成份里只有一部分有治疗作用,而另一部分没有药效甚至有毒副作用。这些药是消旋体,它的左旋与右旋共生在同一分子结构中。在欧洲发生过妊娠妇女服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药,而导致大量胚胎畸形的"反应停"惨剧,使人们认识到将消旋体药物拆分的重要性。2001年的化学奖得主就是在这方面做出了重要贡献。他们使用一种对映体试剂或催化剂,把分子中没有作用的一部分剔除,只利用有效用的一部分,就像分开人的左右手一样,分开左旋和右旋体,再把有效的对映体作为新的药物,这称作不对称合成。

诺尔斯的贡献是在1968年发现可以使用过渡金属来对手性分子进行氢化反应,以获得具有所需特定镜像形态的手性分子。他的研究成果很快便转化成工业产品,如治疗帕金森氏症的药L-DOPA就是根据诺尔斯的研究成果制造出来的。

1968年,诺尔斯发现了用过渡金属进行对映性催化氢化的新方法,并最终获得了有效的对映体。他的研究被迅速应用于一种治疗帕金森症药物的生产。后来,野依良治进一步发展了对映性氢化催化剂。夏普雷斯则因发现了另一种催化方法——氧化催化而获奖。他们的发现开拓了分子合成的新领域,对学术研究和新药研制都具有非常重要的意义。其成果已被应用到心血管药、抗生素、激素、抗癌药及中枢神经系统类药物的研制上。现在,手性药物的疗效是原来药物的几倍甚至几十倍,在合成中引入生物转化已成为制药工业中的关键技术。

诺尔斯与野依良治分享诺贝尔化学奖一半的奖金。夏普雷斯现为美国斯克里普斯研究学院化学教授,将获得另一半奖金。

野依良治(R.Noyori) (1938-)

2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉·诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里·夏普雷斯,以表彰他们在不对称合成方面所取得的成绩。

瑞典皇家科学院的新闻公报说,许多化合物的结构都是对映性的,好像人的左右手一样,这被称作手性。而药物中也存在这种特性,在有些药物成份里只有一部分有治疗作用,而另一部分没有药效甚至有毒副作用。这些药是消旋体,它的左旋与右旋共生在同一分子结构中。在欧洲发生过妊娠妇女服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药,而导致大量胚胎畸形的"反应停"惨剧,使人们认识到将消旋体药物拆分的重要性。2001年的化学奖得主就是在这方面做出了重要贡献。他们使用一种对映体试剂或催化剂,把分子中没有作用的一部分剔除,只利用有效用的一部分,就像分开人的左右手一样,分开左旋和右旋体,再把有效的对映体作为新的药物,这称作不对称合成。

1968年,诺尔斯发现了用过渡金属进行对映性催化氢化的新方法,并最终获得了有效的对映体。他的研究被迅速应用于一种治疗帕金森症药物的生产。后来,野依良至进一步发展了对映性氢

2002年

瑞典皇家科学院于2002年10月9日宣布,将2002年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希,以表彰他们在生物大分子研究领域的贡献。

2002年诺贝尔化学奖分别表彰了两项成果,一项是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”,他们两人将共享2002年诺贝尔化学奖一半的奖金;另一项是瑞士科学家库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”,他将获得2002年诺贝尔化学奖另一半的奖金。

2003年

2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,分别表彰他们发现细胞膜水通道,以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献。他们研究的细胞膜通道就是人们以前猜测的“城门”。

2004年

2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。其实他们的成果就是发现了一种蛋白质“死亡”的重要机理。

2005年

三位获奖者分别是法国石油研究所的伊夫·肖万、美国加州理工学院的罗伯特·格拉布和麻省理工学院的理查德·施罗克。他们获奖的原因是在有机化学的烯烃复分解反应研究方面作出了贡献。烯烃复分解反应广泛用于生产药品和先进塑料等材料,使得生产效率更高,产品更稳定,而且产生的有害废物较少。瑞典皇家科学院说,这是重要基础科学造福于人类、社会和环境的例证。

2006年

美国科学家罗杰·科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域所作出的贡献而独自获得2006年诺贝尔化学奖。瑞典皇家科学院在一份声明中说,科恩伯格揭示了真核生物体内的细胞如何利用基因内存储的信息生产蛋白质,而理解这一点具有医学上的“基础性”作用,因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程发生紊乱有关。

2007年

诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德·埃特尔,以表彰他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献,他获得的奖金额将达1000万瑞典克朗(约合154万美元)。

2008年

三位美国科学家,美国Woods Hole海洋生物学实验室的Osamu Shimomura(下村修)、哥伦比亚大学的Martin Chalfie和加州大学圣地亚哥分校的 Roger Y. Tsien (钱永健,钱学森的堂侄)因发现并发展了绿色荧光蛋白(GFP) 而获得该奖项。

Osamu Shimomura,1928年生于日本京都,1960年获得日本名古屋大学有机化学博士学位,美国Woods Hole海洋生物学实验室(MBL)和波士顿大学医学院名誉退休教授。Martin Chalfie,1947年出生,成长与美国芝加哥,1977年获得美国哈佛大学神经生物学博士学位,1982年起任美国哥伦比亚大学生物学教授。Roger Y. Tsien,1952年出生于美国纽约,1977年获得英国剑桥大学生理学博士学位,1989年起任美国加州大学圣地亚哥分校教授。

目录

1 工作:广博精深

2 作为导师和教育家的为人和风格

3 修身齐家:作为子女、丈夫、父辈

4 柯尔莫哥洛夫和其他同辈理论家的交集

5 柯尔莫哥洛夫中学

6 致谢

7 参考文献/进一步阅读材料

数学大师柯尔莫哥洛夫是一个高尚、厚道的好人,“不修边幅的温厚的君子形象”(伊藤清语)。他不是希尔伯特(柯尔莫哥洛夫非常崇敬)那种缓慢型天才,而是聪敏中的最敏捷的那种。他的学生、Wolf奖得主Sinai:“…his enormous intellectual power and great energy…”。他是一个充满个人魅力的导师,培养了约70位博士,包括著名的盖尔方德、西奈、阿诺尔德、Levin(因NP获图灵奖;另外快排的发明人、图灵奖得主Hoare也曾是柯老的联合培养学生)、 奥布霍夫、莫宁等大师级别的学生,超过20位成了院士。

60年代中期开始(写完Kolmogorov complexity那篇文章左右),柯尔莫哥洛夫把精力和心血主要贡献给了数学教育,创办了著名的柯尔莫哥洛夫中学,亲自编写教材、授课(每周达到26小时),挖掘培养了大批高手,多人已成了院士,解决庞加莱猜想的佩雷尔曼就是这里的毕业生。

记得前几年看过一本小册子,丁玖老师在《混沌分形漫谈》一书中,把柯尔莫哥洛夫与我国的孔子相比。的确,他们都有若干位伟大的学生,几十位杰出的学生,成千上万受其教诲和影响的其他学生,都创办学校取得了成功。另外还有一点:都有非常强壮的体魄,战斗力惊人。

众所周知,柯尔莫哥洛夫研究领域宽广,几乎遍及一切数学领域(恰恰没有华罗庚先生最喜欢的数论),包括:概率论及随机过程、数理统计及其应用、泛函分析、拓扑、微分方程、湍流理论、动力系统与经典力学、信息论、混沌、函数的距离理论、描述集合论、数理逻辑与数学基础、(武器的)火力理论、演算学与自动机、函数论、近似理论、算法概率论、遍历论、诗韵中的统计学等。他在这些领域的研究成果不仅被应用于数学本身的发展和开辟新的领域,而且在物理、 化学、生物、地球物理大气物理、冶金学、晶体学、机器学习神经网络等等学科中都有极重要的应用。如果一个研究方向不够一些人口中的“高大上”,柯尔莫哥洛夫就可以凭一人之力把该领域脱胎换骨成体面的学科,并建立一个学派,带领其他人去播种、收获、扩建。

列一个表格,来感受一下什么叫广博精深:

要了解柯尔莫哥洛夫的工作,那么可以打开springer出版的三卷选集:第一卷《数学与力学》,致力于确定性现象;第二卷《概率论与数理统计》,涉及随机过程与混沌现象;第三卷《信息论与算法论》,其基本思想是:序和随机及混沌之间并无明确界限。物理系背景的,可以看看为了纪念柯尔莫哥洛夫百年诞辰出版的Kolmogorov's Heritage in Physics。其中Self-Similar Random Fields: From Kolmogorov to Renormalization Group 讨论了柯尔莫哥洛夫在动力系统方面的遗产对重整化群的影响。(Sinai:”Sometimes it is stressed that the powerful renormalization group method in statistical physics and quantum field theory that is based upon the idea of scale invariance has as one of its roots the Kolmogorov theory of turbulence ”)

业余看过很多科学家的回忆录,以及在博士期间的无数茶歇和组会中,从几位导师那里听到了更多的理论家的故事:有很多是高尚的导师,也有像父亲一般关怀弟子成长的,但我仍觉得柯尔莫戈洛夫与学生们之间的友爱温馨是老师-朋友-父亲的最佳叠加。

在柯大师的几十位学生中,现有超过20位成为了俄罗斯/苏联科学院的院士。

盖尔方德院士(Galfand,巨人级别,沃尔夫奖):“数学是一个整体,这是科尔莫哥洛夫老师教给我的……数学仍能够被看成一个整体,这很大程度上归功于科尔莫哥洛夫。”

西奈院士(Sinai ,1956级,沃尔夫奖)回忆自己与老师Kolmogorov 1959年的一次旅行(还有同一级的Shiryaev(院士)):“……我们徒步行进了30公里,我问Andrei他是否累了,他回答说如果有点吃的,他可以再来一遍(当时柯尔莫哥洛夫56岁!)……我们之间的年龄差完全没有体现出来。好像我们在与同龄人旅行,只不过更有经验和充满好奇心。……当我们沿着大峡谷行进时,Kolmogorov教我们在山间水畔潜水。不久前,Alik Shiryaev成为了Kolmogorov在斯泰克洛夫研究所的同事。站在水边,Andrei对Alik说(当然是开玩笑):跳进去,Alik,要不然我就炒了你。”

Sinai: “[KAM的工作中] 柯尔莫戈洛夫引入 quasi-regular 系统的概念,现在大家都称之为K-system。其实有段时间内,大家是用Kolmogorov system这个称呼的。但Kolmogorov自己倡导K-system这个简称。这是柯尔莫戈洛夫伟大的谦逊的例子之一,俄语中quasi-system拼写的首字母是K。”

Dynkin(1945级,后期到了美国,美国科学院院士):“柯尔莫戈洛夫从来不在人面前说任何人的哪怕一句坏话。”

阿诺尔德(院士,沃尔夫奖):“想听懂柯尔莫戈洛夫老师的课简直是不可能的,但它们充满了奇思妙想。”

阿诺尔德回忆KAM:“当Kolmogorov建议我自己选个题目时,我想一定要选一个跟他的工作完全正交的领域。这是非常困难的,因为他的工作涉及那么广博的领域。……我对着23个HIlbert问题,一个一个整理到笔记本上。其中第16问题,… If you write the Fourier series for the mapping of a circle equivalent to a rotation, you immediately get the problem of resonances and the small denominator problem for the rotation number…此时,Kolmogorov刚好在莫斯科大学开设了一门讲授哈密顿系统小分母技巧的课程,后来发展成现在的KAM理论。所以,我想自己完全独立做题目的尝试是彻底失败了(so my attempt to invent something independent was completely unsuccessful )。”

阿诺尔德评价柯尔莫戈洛夫作为系主任和导师:

”柯尔莫戈洛夫老师度过了伟大而幸福的一生。

柯尔莫戈洛夫、庞加莱、高斯、欧拉、牛顿:五代人将我们与科学黎明时代分开来。

普希金曾经说过,尽管方式完全悬殊,但他对年轻人和俄罗斯民间文化的影响比整个教育部的影响更大。 柯尔莫戈洛夫对数学也有同样的影响。

我在学生时代就认识了安德烈·尼古拉耶维奇。 他当时是莫斯科大学数学与力学系的主任。 那时正是数力系和俄罗斯数学的全盛时期。 柯尔莫戈洛夫和Petrovskii院士的领导的首要的,数力系因此达到了以前从未达到过的强盛,以后也很难再达到了 。“

Nikolsky院士(柯大师早年的学生):“我想,[科尔莫哥洛夫]所有的学生都会因为被这个伟大的数学家带到一起来而感到幸运,他又是如此秉持和看重不装腔作势、同情、公正。“

格涅坚科院士(Gnedenko)回忆说:“对于柯尔莫哥洛夫的所有学生来说,与柯尔莫哥洛夫一起做研究的岁月是终生难忘的,最令人难以忘怀的是每个周日的郊游,柯尔莫哥洛夫邀请他所有的学生(研究生或本科生)以及别的导师的学生前来参加郊游活动,在郊游的过程中,我们讨论当前的数学(及其应用)问题,还有一些有关绘画、建筑和文学方面的问题。”

Nikolsky院士回忆起柯大师在卫国战争(德军压境,人们从莫斯科撤离到喀山,湍流的工作就是在喀山时期完成的)的一件事:”1941年8月,卫国战争开始后不久,我被派出莫斯科,前往马洛亚罗斯拉夫以西,挖掘一个从北向南延伸数百公里的坦克防御。全然不知自己的命运将往何处,就在离开之际,我通过学院秘书向柯尔莫戈洛夫提交了一些关于我博士答辩的材料。但不幸的是,德国人在10月初突破了我们的坦克防御,有关坦克的工作停止了,我最终来留在了莫斯科。数学研究所的一些成员还在,还没有完成撤离,柯尔莫戈洛夫当时也在莫斯科。但10月16日爆发了恐慌:人们认为德国人将马上攻陷这座城市。我得知柯尔莫戈洛夫和我们的主任Sobolev院士在前一天晚上匆匆离开了莫斯科:10月15日晚上,他们接到一个电话,通知他们必须立即前往Pavelets站,只携带随身行李--一列专列正等着将他们从莫斯科送到喀山(Kazan)。十月下旬,Anatolii Ivanovich(58年当选为苏联科学院院士)和我也来到了喀山。

在喀山的第一次会议上,老师邀请我晚上到他家喝茶。他和他的朋友亚历山德罗夫院士、姨妈维拉在一个拥挤的地方住着,房间的一角被两个书架区分开来用于研究:许多伟大的发现正是诞生在这个书架后面的角落里,并在各国学术机构的特别收藏中永垂不朽。那天老师喝完茶,走到书架后面,回来——你们猜——居然带着我的手稿,这让我感动不已。他说这些材料完全足以写成一篇博士论文,并建议我中断手头的博士研究开始准备答辩(我本打算再读两年),--当时正逢战乱,这件事更显得难能可贵。不仅如此,老师对Anatolii Ivanovich随后也说过类似的话。两个月后,我们俩顺利完成了博士论文答辩。

然而回想起来,在这艰难的岁月中,最让我难以忘怀的,是10月15日那个难过的晚上,老师匆匆离开了他在莫斯科的家时,不忘把我的论文初稿放进他的行李箱,他本可以在那里多放一条暖裤的——许多人都是这么做的。而这也仅仅只是柯尔莫戈洛夫对学生温暖的人道主义关切的一个例子。我们所有人(并不在少数),都将终生铭记我们的老师(our Teacher),直到生命的尽头。”

A. G. Vitushkin院士(是一位盲人数学家,柯老的博士生)描述他在初识柯大师时:“我问柯尔莫哥洛夫我的两篇文章能投给 Doklady 杂志 吗。刚听完结果的形式后,柯尔莫哥洛夫惯常的“嗯…”着沉思了一下,然后说“结果是对的,我知道如何推导了。”啊!我简直有点丧气。亚历山大洛夫院士也恰巧在一旁,他安慰我说“别灰心,柯尔莫哥洛夫只是什么都知道。一周后我去问柯尔莫戈洛夫的决定,又惊讶了:他已经逐字逐句帮我改了,并且在打字机上敲了一份。 ”

Yaglom院士(柯大师战前的博士生,湍流方向):“由于我也是柯尔莫哥洛夫的学生,盖尔范德经常问我同一个问题“我和柯尔莫哥洛夫谁是更伟大的数学家?”我要么回答“柯尔莫哥洛夫”,要么说“你给的集合(盖尔方德,柯尔莫哥洛夫)是部分有序的,但不是完全有序的”。盖尔方德当然是一位数学巨人,但柯尔莫哥洛夫更加强大。”

科尔莫哥洛夫是温暖的、关怀的,但也是鞭策的。Shireyaev院士写道:” Students of Kolmogorov, and they are numerous indeed, stated on several occasions how lucky they were to be his pupils. However, they always added that it also was a huge responsibility. There was constant pressure to get as much as possible done so that during the next meeting with Kolmogorov they would be able to tell him about their progress. One of my friends characterized his attitude about Kolmogorov as "panicked respect.“

柯尔莫戈洛夫的名字安德烈·尼古拉耶维奇,是沿用了《战争与和平》安德烈·尼古拉耶维奇·宝尔康斯基公爵的名字——这是她母亲的遗愿(逝于难产),柯尔莫戈洛夫的姥爷家其实也是贵族。柯尔莫戈洛夫的两位姨妈收养了他。尤其是维拉姨妈,爱他视如己出,并终生未婚。柯尔莫戈洛夫也把她视为自己的母亲,让她感到骄傲、并孝敬、陪伴她直至养老送终(维拉姨妈在87岁老去)。

顺便提一句关于柯尔莫戈洛夫一件有趣的事:天生是左撇子,小时候开始练习右手,最终两只手都可以从事书写等精细活动。

1910年,维拉·雅科夫列夫娜(Vera Yakovlevna)和她的养子搬到了莫斯科,在那里,安德烈·尼古拉耶维奇加入了私立的Repman预科小学(在十月革命后更名为第23级小学)。 柯尔莫哥洛夫多次提起过这所小学的美好融洽氛围,这是由一群思想民主的知识分子建立的。就学费而言,它也是最便宜的之一(虽然他们家物质上是丰裕的,但一家人信奉托尔斯泰主义:工作、劳动,道德自我完善)。

1942年,柯尔莫戈洛夫与安娜( Anna Dmitriyevna Kolmogorova )结婚,安娜是他小学就认识的同学和好朋友。安娜的儿子 Oleg Ivashev-Musatov 因此成为了柯尔莫戈洛夫的儿子(son-in-law)。

柯尔莫戈洛夫:“If there existed a better world, in which people were reunited with the dead for eternal life, of course I would most of all like to meet my grandfather and grandmother who raised me, whose love and kindness have been more than sufficient for my entire life.” “And, of course, I would like to make an appointment with by beloved teacher”

Shiryaev院士:“…在沙滩上,柯尔莫戈洛夫听到我10岁的儿子对一个女孩说她说谎了。柯尔莫戈洛夫纠正他说:男孩子不能对女士那样说话。你可以说:我恐怕你可能偏离了事实。”

在生命的最后6年,柯尔莫戈洛夫饱受疾病的困扰(眼疾、帕金森),他的博士学生、大学教过的学生、柯尔莫戈洛夫中学的学生,自发地去帮助柯大师的妻子和医护人员去照料他、陪伴他,数年如一日,阿诺尔德描述这段时光时说“... 跟老师在一起的时光总是愉快的”。

柯尔莫哥洛夫和冯诺依曼,两个同是1903年的超级巨星,同样级别的广博精深,研究兴趣又重合了部分。他们分别在东、西方,但有个有趣的交集:1954年,在荷兰阿姆斯特丹的国际数学家大会上,柯尔莫哥洛夫做了opening lecture(内容就是著名的KAM),冯诺依曼做了closing lecture,也可见他们二人的崇高地位 (两人的相像容易让人想到我们的迪克叔叔和朗道)。但由于特殊的政治背景,冯诺依曼又参与过曼哈顿计划和政治,两位巨人没有直接交流。

与苏联理论物理大高手朗道:朗道非常尊重和欣赏柯尔莫戈洛夫的工作(二人分别是苏联最伟大的数学家和理论物理学家),包括概率论,尤其欣赏柯尔莫戈洛夫在湍流和KAM方面的工作。但也表示柯尔莫戈洛夫的概率论在物理里面没什么用场。但最近一些年,概率随机方向的学者拿下了几次沃尔夫奖和玻尔兹曼奖,又如2022年世界数学家大会的1小时报告,其中35%是柯大师的领域或报告人是再传弟子,让历史继续裁判吧。

伊藤清(沃尔夫奖得主)在《柯尔莫哥洛夫的数学观与业绩》写的非常感人:“当我得知苏联伟大的数学家,84岁的A N Kolmogorov教授于1987年10月20日离开人世时,我感到像是失去了支柱那样悲哀与孤寂。在我还是学生时(1937年)读了他的名著《概率论的基本概念》之后,便立志钻研概率论,并持续了50年之久。对于我来说,柯尔莫戈洛夫就是我的数学基础。……

柯尔莫戈洛夫在数学的几乎所有领域中,都提出了独创的思想,导入了崭新的方法,他的业绩是非常辉煌的。然而,我见到他时给我留下的印象却是不修边幅的温厚的君子形象,这也许正是伟大数学家的形象吧。

柯尔莫戈洛夫的论文我自认为基本上都好好地读过了 ,在撰写本稿时,我又对他整个的研究成果做了一个直接或间接的调查。对其研究的广度和深度不得不叹服。”

诺维科夫院士(Novikov,菲尔兹+沃尔夫奖得主) 视柯尔莫戈洛夫是自己的老师,对自己影响颇大,他在《Memories of A N Kolmogorov》写道“ it is well known that the majority regard Kolmogorov as the greatest mathematician of our time …not interfering with the scientific affairs of the younger generation but offering them every kind of help in difficult situations. He supported me by helping in various undertakings…

机器学习理论的奠基人Vapnik院士说:”Kolmogorov是我的英雄“,他也是柯尔莫戈洛夫奖(Kolmogorov medal)2018获得者,推荐看看YouTube上他的演讲。Vapnik最著名的工作——描述机器学习方法capacity的VC维,受启发于Kolmogorov在复杂性方面的工作(epsilon capacity等)。

在伯克利工作的统计学家Neyman曾多次邀请柯尔莫哥洛夫访学,柯尔莫哥洛夫也乐意去美国看看,但最终没能成行。Lehmann在《Reminiscences of a Statistician-The Company I Kept》记述了这件事:“An event planned for the second year of my term to which I was looking forward with great excitement was an extended visit by Andrei N. Kolmogorov, considered by many to be the greatest living mathematician . ... Neyman knew Kolmogorov well and had repeatedly tried to bring him to Berkeley for a visit, without success. This time, the situation looked very promising. In fact, the university catalogue for the year 1974–75 lists Kolmogorov among the visiting faculty. What made me so confident was that some months before he was due to arrive, Kolmogorov had sent a vanguard in the form of his young colleague, Igor Zhurbenko,.... All these preparations went well, but unfortunately at the last moment Kolmogorov experienced severe health problems and had to cancel the visit. ”

许宝騄(许多人认为在我国,许先生与华先生、陈先生齐名,当年并称“西南联大三杰”)把数学家分成三流,他说: “第一流的数学家,是有天才的,他们能开闯新的领域,如柯尔莫哥洛夫, 冯.诺依曼,维纳这一类人,这些人是可望而不可及的。 第二流数学家是靠刻苦学习而成的,认真消化整理前人的东西,在这个基础 上有所创造发现,象欣钦这样的数学家就是这一类的,他写的《公用事业理论的数学方法》、《信息论基础》等就是消化整理的结果。这种工作对后人影响较大, 年青人可以在这个基础上较快地进入科学的前沿,中国缺少一批做这一类工作的 人。第三流的数学家只在某一、二个问题上有一点贡献,不能象第二流的那样有系统的工作。剩下的就是不入流的数学家了。”

那个著名的典故:1963年学生会议,美国统计学家雅各布·沃尔夫维茨(Jacob Wolfowitz):“我来苏联的一个特别的目的是确定柯尔莫哥洛夫到底是一个人,还是一个研究机构。”

………

这所学校从全国招收有数学、物理天赋的学生,完全免费。对家境贫寒的学生还发给补助,尽管一些年代俄罗斯经济上困难重重,但这点直到现在都没变。柯尔莫哥洛夫中学的学生成才率相当高,这点是有目共睹的,到80年代末,90年代初,已经有几个当年的学生成了科学院院士。

有本书叫Kolmogorov in perspective,他的学生回忆了他的许多故事。让我印象深刻的一个是:在苏联十分危险的民族主义时期,为了给犹太裔学生争取权益,柯尔莫哥洛夫戴上自己所有的勋章,去政治人事部门做游说和斗争,为学生撑开保护伞(我国钱三强先生在特殊时期也是这么做的)。

给中学生推荐柯尔莫哥洛夫主编的小册子(各章作者都是大家,网上有电子版、也有卖中文版,译者也均是我国高手,行文流畅):《数学它的内容方法和意义》。

感谢Shiryaev院士允许我翻译他的长文 Kolmogorov, Andrei Nikolaevich,即下面参考文献1。

1 1989-Shiryaev院士- Kolmogorov, Andrei Nikolaevich,长文

2 《Kolmogorov in perspective》 其中除了若干位学生的回忆文章,还有Kolmogorov写的长文Newton and Contemporay Mathematical Thought和Memories of P S Aleksandrov

3 《Golden years of Moscow mathematics》,整本书一半多都提到了Komlogorov!

4 《The Kolmogorov Legacy in Physics》,有pdf

5 《Kolmogorov's Heritage in Mathematics》 ,有pdf

6 《The Honors Class Hilberts Problems and Their Solvers 》 Benjamin H. Yandell,有pdf

7 Nikolski院士-The Great Kolmogorov,文章

8 1988-Tikhomirov-The Life and Work of A N Kolmogorov,长文,俄语

9 1988-Arnold-A few words on Andrei Nikolaevich Kolmogorov

10 伊藤清-柯尔莫哥洛夫的数学观与业绩

11 龚光鲁教授-柯尔莫哥洛夫,纪念文章

12 潘玉林博士-流体力学风云录-东邪柯尔莫戈洛夫,非常有趣的文章

13 Excerpts from Kolmogorov’s Diary,柯大师日记英译节选

14 Selected Works I、II、III卷

15 关于KAM的一本科普书,《The KAM Story A Friendly Introduction to the Content, History, and Significance of Classical Kolmogorov-Arnold-Moser Theory》,中文版叫《KAM的故事》

我国学生能容易看到的柯尔莫戈洛夫写的书

《Introductory Real Analysis》

《Measure, Lebesgue integral and Hilbert Space》

《函数论与泛函分析初步》

《数学——它的内容、方法和意义》,英文版 Mathematics-Its Content, Methods and Meaning,1、2、3卷

《概率论导引》,是初等概率论,不涉及测度论

本文无意也无力去评论哪位科学巨人更伟大或最伟大,而只是想呈现我心目中的英雄,并尽量形象立体、丰富一点。

学习和工作原因,多年之前就知道了英雄的伟大名字和辉煌业绩。另一方面,2020中美贸易战和疫情后,西方媒体的攻势和舆论控制,使我更加想了解苏联杰出科学家的经历和贡献,他们的学问和高尚品格显然应该获得更多的了解。舆论控制能力强大的西方造神了一些所谓个性化的科学家并推销附属价值观,在我国得到了不匹配的流行。

本文最先发于知乎 https://www.zhihu.com/column/c_1430261142283825152

蓝柯尔镜片是创果品牌的。该镜片采用优质材料制成,超薄覆膜树脂镜片不仅具有优异的抗紫外线能力,而且具有优异的透射率。在设计上,注重宽大的视觉效果,而弧度设计则是基于眼部旋转规律,让佩戴者体验到舒适的感觉。镜片上涂有不反光、防水、防紫外线的不同涂层。


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