[交流] [转载] 一个敢于对诺贝尔化学奖成果 “说不”的中国人—访南开大学化学学院教授朱晓晴已有6人参与

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【这里转载的是中国科学技术协会的官方网站《科学中国人》记者采访南开大学化学学院教授朱晓晴的采访。刊登在中国科学技术协会的官方网站《科学中国人》.
网址：http://www.scichi.cn/content.php?id=1241。
中心议题是朱晓晴教授发表了如下两篇文章：
[1] 朱晓晴，杨金东,“Marcus电子转移理论的科学性探讨”，高等学校化学学报 2013, 34: 2247-2253.
[2] Zhu, X.-Q., Yang, J.-D., “Direct Conflict of Marcus Theory with the Law of Conservation of Energy”, J. Phys. Org. Chem., 2013, 26: 271-273.
以上两篇文章质疑Rudolph A. Marcus的电子转移（ET）反应速度理论违反能量守恒定律。

历史背景：1956年R.Marcus提出电子转移反应速度理论的经典形式[3,4]，1959年该理论又发展到量子形式。1984年Miller 、Closs 等人又在实验上证实Marcus ET理论预言ET反应速度常数反转的反转区的存在[5]。1992年R.Marcus以电子转移反应速度的理论荣获Nobel化学奖[6]。
[3] Marcus, R.A., "On the Theory of Oxidation-Reduction Reactions Involving Electron Transfer. I". J. Chem. Phys. 1956, 24: 966.
[4] Marcus, R.A., "Electrostatic Free Energy and Other Properties of States Having Nonequilibrium Polarization. II". J. Chem. Phys. 1956, 24: 979.
[5] Miller J.R., Calcaterra L.T., Closs G.L.: "Intramolecular long-distance electron transfer in radical anions. The effects of free energy and solvent on the reaction rates", J. Am. Chem. Soc. 1984, 106: 3047. 【反转区的第一次实验证据】
[6] Marcus, R.A., ETR in chemistry, theory and experiment, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1993, 32: 1111-1222 （Nobel Lecture）.

鉴于以上历史背景的介绍，可见朱晓晴教授发表的以上两篇文章[1,2]值得重视，于是就有2015年5月13日中国科学技术协会的官方网站记者采访朱晓晴教授的采访文章（下面转载全文）。

转载者的意见是：
（1）无论如何，首先要判定质疑的对错。判定应该包括：1、该质疑在科学上是否正确？是部分正确，还是根本不正确？2、搞清该质疑在科学上是对现有理论的补充还是颠覆？
（2）学术无禁区，且无时限。无论老幼尽可言论自.由。诺贝尔奖的桂冠也不是丹书铁券，可以免死。
（3）学术界要形成鼓励质疑的氛围，相信无论质疑的对错都将会推动科学界整体学术水平的提高，学术态度的端正。
（4）本版是物理化学，Marcus电子转移理论属于本版重要论题，故转载之。转载时为了避免敏感词，不得不添加“.”号，请谅解。
】

科学中国人：一个敢于对诺贝尔化学奖成果 “说不”的中国人—访南开大学化学学院教授朱晓晴
http://www.scichi.cn/content.php?id=1241
科学中国人官方网站
发布时间：2015-05-13

一个敢于对诺贝尔化学奖成果 “说不”的中国人—访南开大学化学学院教授朱晓晴     
本刊记者 黄鑫

　　编者按：随着2014年诺贝尔各项奖的陆续揭晓，再次将国人的“诺贝尔情结”燃烧起来。众所周知，诺贝尔奖是根据瑞典化学家阿尔弗雷德•诺贝尔的遗嘱于1901年设立的奖项，主要表彰那些对科学和社会做出卓越贡献的人士。悠悠110余载，诺贝尔科学奖已然成为世界上公认的最顶级、最权威、代表国际上最高学术水平的科学奖项，其权威性和神圣性不可侵犯。

　　但就在2013年，我国化学工作者、南开大学教授朱晓晴连发三篇科学论文，否定了1992年诺贝尔化学奖成果Marcus电子转移理论的科学性。这一研究成果的出现给那些至今还在盲目追求迷信学术权威的人一声响亮的警钟。
　　为了弘扬这种敢于和权威“说不”的勇敢精神，鼓舞国人永攀科技高峰，本刊记者黄鑫日前专访了南开大学朱晓晴教授。以下是记者的采访录摘要（经过本人审阅）。

　　本刊记者：朱教授，你是世界上第一个敢于对诺贝尔化学奖成果“说不”的中国人，成果背后必有耐人寻味的成长过程，首先能否请您先介绍一下自己的人生简历？
　　朱晓晴教授：我1957年10月出生于安徽省安庆市怀宁县，1977年考取安庆师范学院化学系，1982年春本科毕业后分配到原安徽劳动大学从事基础化学教学工作，四年后调回母校安庆师范学院继续从事基础化学教学工作。1991年被推荐到兰州大学主办的全国有机化学骨干教师进修班进行了为期一年半的学习，1993年考入兰州大学博士研究生，师从刘有成院士，从事物理有机化学研究，并于1996年获得兰州大学理学博士学位。1996年至1998年，我以博士后的身份到南开大学程津培院士课题组从事一氧化氮物理有机化学研究，1998年博士后出站并留在南开大学从事物理有机化学教学与科研至今。我现在是南开大学化学学院教授、博士生导师，2001年国家杰出青年科学基金获得者。享受国务院政府津贴。

　　本刊记者：朱教授，听完您的简历介绍，我们深感这是一条拾级而上的奋发之路。那么，您是如何以这样平凡的学业背景和科研经历来获取而今的成就的？凭什么天赋能够挑战诺贝尔化学奖权威？
　　朱晓晴教授：首先必须肯定我是一个很普通的人，没有什么天赋。当然，要质疑诺贝尔奖成果没有一定的专业学术实力是不行的。我所接受的教育背景和科研经历与很多有国外留学背景的著名学者相比，看上去很平凡、很普通，甚至可以说很“山寨”，值得比较的地方很少，但实际上我的学业背景和科研经历是艰辛的、踏实的、很不平凡的。
　　我1965年开始进入小学，不料，“文化之旅”刚刚开启的第二年就爆发了文.化.大.革.命。与当时全国大多数学校一样，我所在的安徽省怀宁县永林小学当时基本上处于一种半上课半休课的无序状态。因为“家庭成分”不好，不能参加“革命活动”，因此那时我只能是学校有课时我就去学校上课，学校没课时我得与农民伯伯妈妈一起下田干农活。由于那时我年纪小与大人一起在农田间干同样的农活实在太累，我无奈只好经常以学校有课为由躲避劳动，并利用说谎骗来的时间躲在上学途中一个大桥下的涵洞里看语文书、做算术题。就这样，日复一日年复一年，我不仅学到了很多文化知识，而且对学习产生了浓厚的兴趣，同时养成了一种独立思考的秉性。在我的记忆中，孩童时自己一个人躲在一个僻静的地方看书、写字、做算术题是我那时唯一的希望和快乐。
　　步入中学时代，特别是1971年“913.事.件”后，学校有一段不太长的时期基本上恢复了正常的教学秩序。在“学会数理化走遍天下都不怕”口号的“诱惑”下，我开始痴迷于数理化，因而在这段时间里，我的数理化知识得到了飞跃式地提高。记得那时数学老师和物理老师生病或有别的事不能上课时，我经常代替他们给同年级的同学上数学和物理辅导课。有许多同学当时还称我为“小老师”，我为此兴奋极了。
　　1975年高中毕业后，我回乡当了两年农民，终在1977年迎来了全国恢复统一高考这一让人兴奋的消息。挤过“千军万马”，1977年我幸运地被安徽师范大学安庆教学点（后改为安庆师范学院）化学专业录取，从此开启了我新的人生。大学时期，虽然学习条件不好，不仅没有正规的教科书，甚至有些专业课的老师还要从外校临时借聘，但这一切一点也没有影响我对科学知识的渴望和追求的热情。通过4年痴迷玩命似的学习，我汲取了大量的自然科学基础知识和人文科学基础知识。
　　1982年元月，我大学毕业被分配到原安徽劳动大学从事化学基础课教学工作。由于刚刚工作，教学任务不重，我有很多课余时间去学校图书馆学习。那时安徽劳动大学学校图书馆里化学类的书籍和文献很少，但哲学、逻辑学、科学史、名人思想史等书籍和杂志却很多。开始时，我偶尔翻看这些哲学、逻辑学、科学史、名人思想史等书籍和杂志来调节头脑，没想到看着看着自己就喜爱上了哲学。经过4年的“哲海翻腾”，我不仅哲学水平有了质的提高还养成了用哲学的观点分析问题思考问题的习惯。
　　1993年，我考入兰州大学攻读博士学位，师从刘有成教授。刘有成教授是一位资深的化学家，他给我的研究课题是“生命体内烟酰胺辅酶负氢转移机理研究”，这一课题涉及到对事物本质的研究。期间由于导师没有给我施加快出论文的压力，我可以无忧无虑地根据认识的客观规律一心一意地深入探索。经过3年的苦战，课题研究取得了一些实质性的突破进展。这一课题的研究不仅使我打下了坚实的化学动力学基础，而且还为我后来深入研究1992年诺贝尔化学奖成果埋下了伏笔。
　　1996年至1998年，我在南开大学从事博士后研究，参与了程津培教授申请的国家自然科学基金重点课题“NO生理功能热力学基础”研究。在化学热力学研究方面，南开大学程津培教授课题组可以说是国际上当时最好的一个研究化学热力学的课题组。两年多的博士后研究经历为我后来质疑1992年诺贝尔化学奖成果打下了坚实的不可缺少的热力学基础。
　　总之，回顾自己的人生经历，在我的人生中，虽然每一个时段受教育的环境都很“土”，每一个阶段做科研的条件都很有限，但每一个时段的学习和每一个课题的研究我都很幸运地得到了许多名师的指点和帮助，他们对我的影响，如影，相伴相随；如灯，照亮前路。在他们的影响下，我热爱科学，对学习和工作不仅十分投入，而且刻苦钻研。几十年的坚持才使我这个很平凡的化学工作者有能力、有水平质疑诺贝尔奖成果。

　　本刊记者：朱教授，您质疑Marcus电子转移理论的依据是什么？Marcus电子转移理论自1956年提出至今已50多年了，研究应用的人应该很多吧？为什么他们都没有提出质疑，原因何在？
　　朱晓晴教授：由于Marcus电子转移理论能够逻辑地推导出物质在发生化学变化时其过渡态（一个中间态）的位置（坐标）在空间上可以不在始态与终态之间，即所谓的化学反应“反转区”，显然这一结论完全不符合自然界中物质变化的科学逻辑。事实上，Marcus电子转移理论自1956年提出到1984年间其科学性一直有人质疑，只不过那时人们质疑Marcus电子转移理论科学性的理由是该理论能够逻辑地演绎出化学反应速度与化学反应热力学驱动力间存在反比例的函数关系。是的，Marcus电子转移理论自1956年提出至今已50多年了，研究应用的人很多很多。据瑞典一位科学家不完全统计，全世界差不多有两万多人从事过Marcus电子转移理论研究和应用。至于为什么至今没有被发现？原因是多方面的。主要原因我认为有以下几点：（1）Marcus电子转移理论是在利毕（Libby）电子转移思想基础上根据双球模型，利用连续介质理论经过繁琐复杂而又十分“严密”的数理推导而来的，该理论的有关原始文献非常难懂，不花大气力是很难从中拨开“迷雾”直击“痛处”的。（2）事实上，Marcus理论从1956年提出起一直受到质疑，但到1984年，由于美国芝加哥大学的J.R.Miller教授和美国阿贡国家实验室的G.L.Closs教授两位科学家在美国著名化学刊物JACS上发文报道说他们在实验中观察到了25年前Marcus根据Marcus理论做出的科学预言，即化学反应反转区的存在，从而证实了Marcus理论的科学性。源于人们对美国著名科学家、美国著名大学、美国著名刊物的过度信任，没有人对Miller和Closs发表的实验证据的真实性和可靠性产生怀疑。这样，Marcus理论的科学性就得到了实验证实，从此再也没有人公开怀疑Marcus理论科学性了。（3）众所周知，诺贝尔科学奖一直被人们认为是世界上最顶级、最权威的，代表国际上最高学术水平的科学奖项。诺贝尔奖成果的权威性已成为人们不可侵犯的事实。由于Marcus电子转移理论获得了1992年诺贝尔化学奖成果桂冠，人们就自然放弃了对Marcus电子转移理论科学性的怀疑。

　　本刊记者：朱教授，您是什么时候接触Marcus电子转移理论的？为什么要质疑Marcus理论？质疑Marcus理论有什么困难？又是如何质疑的？
　　朱晓晴教授：Marcus1992年10月获得诺贝尔化学奖时我正在兰州大学应用有机化学国家实验室进修物理有机化学。因为我们研究的领域与Marcus所研究的领域相接近，导师要求我们学习Marcus电子转移理论并应用于科研。组内的郭庆祥教授为此还专门用中文写了一篇介绍Marcus电子转移理论的文章。我就是在那个时候接触了Marcus电子转移理论，看了不少相关文献资料。然而，通过仔细分析Marcus电子转移理论中化学反应态与反应坐标的变化关系，我发现Marcus电子转移理论有原则性问题。因为该理论认为物质状态在空间上发生变化时，它的过渡态（一个中间态）的位置（坐标）在空间上可以不在始态与终态之间（这显然违背了自然界中物质变化的科学逻辑）。
　　机会在2001年降临，在南开大学工作了两年的我获得了国家杰出青年基金资助，当时基金课题是“有机负氢转移反应热力学和动力学”，目的是要解决有机负氢转移反应中两大基础科学问题：一个是热力学问题，即建立世界上唯一的比较完整的有机负氢转移反应热力学数据库。人们利用我们建立的热力学数据库，就可以判断有机负氢转移反应方向、中间体和机理等；另一个是动力学问题，即建立一个普适的化学反应动力学方程和有关的反应物动力学参数数据库。人们利用我们建立的化学反应动力学方程和有关的反应物动力学参数，就可以估算有机负氢转移反应的速度。
　　有机负氢转移反应热力学数据库的建立，我们课题组花了6年多的时间，即从2001年开始到2007年。期间，我们测定了数千个重要的有机负氢供体和数千个重要的有机负氢受体热力学数据。根据我们建立的热力学数据库，上百万个有机负氢转移反应热力学驱动力和机理等得到了可靠的预测。
　　因为有机负氢转移反应热力学问题到2007年已获得了基本解决，所以从2007年起，我们的研究重点开始转向有机负氢离子转移反应动力学问题，即如何科学地预测有机负氢离子转移反应的速度。对于电子转移反应动力学，1956年Marcus提出了Marcus电子转移理论用来描述电子转移反应动力学。后来该理论经过Marcus和其他许多量子化学家和计算化学家50多年的发展，已被广泛地应用于各种各样的化学反应，其中包括有机负氢转移反应，如美国Minnesota大学Kreevoy教授差不多一辈子应用Marcus理论从事有机负氢转移反应动力学研究。由于Marcus理论能够逻辑地推断出化学反应过渡态的位置可以不在反应始态位置和终态位置之间（这一推断明显与自然界中物质变化过程的逻辑不一），我总认为Marcus理论不是一个科学的理论。用一个具有被质疑理论来解决有机负氢转移反应动力学问题显然是不科学的。因此，2007年后，“寻找Marcus电子转移理论原则性错误根源，建立新的化学反应动力学理论”成为我们课题组的中心课题和任务。
　　虽然我认为Marcus理论明显存在科学性问题，但是要质疑Marcus理论并非易事。主要困难有：（1）Marcus电子转移理论是利用连续介质理论根据双球模型，经过繁琐复杂而又十分严密的数理推导而来的，该理论的原始文献非常难懂，不花大气力是很难发现。（2）Marcus理论的可靠性得到了许多实验结果的支持，特别是Marcus理论的预言（化学反应反转区的存在）1984年后获得许多实验观察证实。显然要质疑Marcus理论还必须要质疑Marcus理论的所有实验证据。（3）1992年瑞典皇家学会因Marcus理论在化学领域的广泛应用授予Marcus诺贝尔化学奖。众所周知，诺贝尔科学奖一直被人们认为是世界上最顶级最权威的代表国际上最高学术水平的科学奖项，诺贝尔奖成果的权威性已成为人们不可侵犯的事实。（4）Marcus理论自提出至今已有50多年了，世界上有成千上万的人应用过Marcus理论，有很多科学家因此还获得了很多荣誉和奖励。我们要想否定Marcus理论，他们显然是不会答应的。（5）国内各高校现阶段的科研成果评价体系基本是以文章篇数和影响因子为依据，研究生毕业均需要有一定要求的文章，若研究生参与质疑Marcus理论的课题研究，该如何毕业？

　　尽管质疑Marcus理论建立新的化学反应动力学理论困难很多，但是我也有很多有利的条件，如（1）改革开放后，国家富起来了，国家基金委对我的科研给予了充足的经费支持。（2）南开大学化学科研实力很强而且历来有重基础理论研究的传统和优势，在国际上有很高的知名度；南开大学元素有机化学国家重点实验室有国际一流的实验条件和浓厚的学术气氛。（3）程津培院士是我的博士后导师，他对我的研究工作不仅给予了极大的关心，同时还给予了大力的支持。（4）我有很多对科学有浓厚兴趣的优秀研究生。由于具备上述有利条件，2007年，我们下决心正式启动了“寻找Marcus电子转移理论原则性错误根源，建立新的化学反应动力学理论”的研究项目。

　　为了实现这个目标，我集中了我所有研究生的力量，对他们进行了三个方面的分工：（1）一部分研究生协助我研究Marcus理论的原始文献，仔细分析和考察Marcus理论的来源及每一步数理推导中的科学逻辑。（2）一部分研究生协助我搜集文献中支持Marcus理论的所有实验证据，并分析研究文献中支持Marcus理论的所有实验证据的可靠性。（3）大部分研究生从事实验化学研究，用实验进一步考察和验证Marcus理论及文献中支持Marcus理论的关键实验证据的可靠性。经过近5年多痴迷玩命似的钻研，2011年我终于发现了根源，即Marcus电子转移理论不遵守能量守恒定律。我兴奋得几夜没有合眼，感谢上帝功夫不负有心人。2013年我们连发三篇科学论文来质疑Marcus电子转移理论的科学性。第一篇文章主要是用科学原理即用能量守恒定律仔细考察了Marcus电子转移理论的每一个基本假设的科学性，从而为我们的质疑提供了科学依据（Direct conflict of Marcus theory with the law of conservation of energy, X.-Q. Zhu, J.-D. Yang J. Phys. Org. Chem. 2013, 26, 271-273）；第二篇文章主要是用科学逻辑和实验仔细考察文献中支持Marcus理论的所有实验证据的可靠性，发现文章中所有支持Marcus理论的实验证据都是值得质疑的，因为文章作者都犯了形式逻辑中循环论证的错误（Fundamental flaw of Marcus theory, X.-Q. Zhu, J.-D. Yang Chem. J. Chinese Univ. 2013, 34, 2247-2253）；第三篇文章建立起了一个全新的普适的化学动力学理论方程，该理论方程不仅取代了Marcus的理论方程，而且实现了化学反应动力学方程与化学反应热力学方程在形式上的完美统一（A classical but new kinetic equation for hydride transfer reactions, X.-Q.Zhu, F.-H.Deng, J.-DYang, X.-T.Li, Q.Chen, N.-P.Nan, F.-K.Meng, X.-P.Zhao, S.-H.Han, E.-J.Hao, Y.-Y.Mu, Org. Biomol. Chem. 2013, 11, 6071-6089）。

　　本刊记者：朱教授，听完您的科研介绍，您的科研精神令我敬佩和感动。最后，请您用简短的几句话总结您做科研的成功经验和体会。
　　朱晓晴教授：谢谢您的鼓励！我没有什么成功的经验，但对于做科研我有一点体会，就是那两句老话：一句话是“战略上要藐视一切，战术上要重视一切”。没有“藐视”只做“奴隶”是没有希望的。二句话是“科学有险阻，苦战能过关”，这也是我参加高考时的作文题目。苦战是成功的基本前提。我的科研体会用公式表达就是：痴迷+玩命=成功。痴迷就是集中全部的智慧干事，玩命就是要舍得一切去干事。只有舍得一切，才能得到一切。谢谢您的采访！

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