化學科學獎

  唐敖慶 化學家。1915年11月18 日生于江蘇宜興。1940 年西南聯合大學畢業后留校任教。 1949 年獲美國哥倫比亞大學博士學位。1950 年初回國,在北京大學化學系任教授。1952 年調入東北人民大學(現吉林大學)化學系任教授,1956 年任吉林大學副校長,1978 年任校長,1986 年初任國家自然科學基金委員會主任,吉林大學名譽校長,1992 年任國家自然科學基金委員會名譽主任。 1955年被選聘為中國科學院院士(學部委員)。1981 年任國務院學位委員會委員。曾任中國化學會第21屆和23屆理事長。

 

  唐敖慶主要從事量子化學及高分子物理化學方面的科研和教學工作,與其科研集體合作完成8本專著,發表近300 篇論文,先后獲得4項國家自然科學獎,其中配位場理論和分子軌道圖形理論分別獲一等獎,高分子反應統計理論獲二等獎,分子內旋轉問題獲三等獎,并多次獲得部委級獎勵。他是中國唯一 4 次獲得國家級自然科學獎的科學家(其中有兩次獲得一等獎)。他教學嚴謹,形成獨特風格,在國內培養了7 名院士(學部委員)。他對吉林大學化學系的開創和建設,對吉林大學的發展和建設起了重要的作用。

 

  唐敖慶回國40多年來,最突出的貢獻是,以其在科學研究和培養人才方面的卓越成就,在中國建立了理論化學學派。
   
  ( 一 ) 量子化學方面的研究
 
  50 年代主要從事于分子內旋轉的研究。從化學鍵的相互作用出發,找到了系列分子的內旋轉勢能函數之間的內在聯系,提出分子內旋轉勢能函數的一般公式,成功地解決了分子內旋轉勢能函數的實驗數據,為從分子結構改變物理性能提供了理論依據。美國著名量子化學家威爾遜對此工作給予很高評價,前蘇聯化學家伏肯斯坦把此項工作寫入他的專著,唐敖慶被美國學者、諾貝爾獎金獲得者霍夫曼譽為“分子內旋轉”工作的先驅。1957 年 1 月唐敖慶獲得中國首次自然科學獎----中國科學院頒發的自然科學獎金三等獎。
 
  60 年代,唐敖慶和他的科研集體從事配位場理論及其方法的研究,創造性地發展和完善了配位場理論及其研究方法,成功地定義了三維旋轉群到分子點群間的耦合系數,建立了一套完整的從連續群到分子點群的不可約張量方法,進一步統一了配位場理論中的各種方案,并提出了新的方案。這一理論可以有效地用于分析稀土化合物的能譜數據,為稀土化合物的應用開發提供理論依據。此項研究成果被 1966 年北京國際暑期物理討論會評為 10 項優秀成果之一。討論會認為這項成果“豐富和發展了配位場理論,為發展化學工業催化劑和受激光發射等科學技術提供了新的理論依據”,在國際上被譽為中國學派的工作,并于 1982 年獲國家自然科學獎一等獎。

  70 年代,分子軌道圖形理論作為理論化學一個新的重要分支,已引起國際學術界的廣泛注意。唐敖慶和他的研究集體 1975 年開始從事此領域的系統研究,提出和發展了一系列新的數學技巧和模型方法,提出了 3 條定理( 本征多項式的計算、分子軌道系數計算和對稱性約化 ),使這一量子化學形式體系不論就計算結果還是對有關實驗現象的解釋,均可表達為分子圖形的推理形式,概括性高、含義直觀、簡便易行,深化了對化學拓撲規律的認識,應用于具有重復單元的共軛體系,解釋了同系線性規律,得到了國內外學者的好評和應用,“分子軌道圖形理論方法及其應用”研究成果,獲得 1987 年國家自然科學獎一等獎。
 
  在 70 年代中期,唐敖慶已經敏銳地注意到,原子簇化學在國際上已經成為一個非?;钴S的研究領域。80年代,他從原子簇化合物的化學鍵性質和結構規則的關系出發,在對硼烷和多面體碳烷的化學鍵性質進行量子化學計算研究的基礎上,按其骨架多面體頂點數和面數相對大小進行分類,從理論上建立了適用于多種原子簇化合物(包括帶帽多面體和稠合型硼烷, 多面體碳烷、 碳硼烷和過渡金屬雜硼烷,多層夾心化合物,過渡金屬羰基化合物及鉬鐵硫原子簇化合物等)的統一拓撲結構規則,并提出了碳和硼原子簇幾何共軛關系的新概念,用于解釋 600 余個已知化合物的結構,得到了滿意的結果,揭示了上述各類化合物之間在化學鍵和幾何結構之間的關系。進入 90年代以來,唐敖慶不顧年事己高,仍孜孜不倦地工作在研究第一線,他通過理論研究,推測了一系列可能存在的或可能新合成的高對稱性硼原子簇和碳原子簇的原子數和它們之間的關系,并開始有了突破性的進展,為國際學術界所矚目。
 
  ( 二 ) 統計力學在高分子化學方面的應用
 
  1956 年,在國家十二年科學技術發展遠景規劃的鼓舞下,唐敖慶為解決國家建設急需的高分子材料合成和改性問題,毅然暫時擱下了自己熟悉的課題,轉入從事高分子反應與結構關系的研究,和他的高分子物理化學研究集體對高分子的主要反應諸如縮聚、交聯與固化、加聚、共聚及裂解等反應逐一進行深入研究。他們把凝膠化理論發展成為溶膠凝膠分配理論,引入易測定的溶膠反應程度,使研究范圍從凝膠點以前擴展到全過程;利用臨界反應程度與最大反應程度的概念,使理論預測范圍從凝膠點擴展到凝膠區間和凝膠面,形成了較完整的高分子固化理論,在國內涂料與固體推進劑工業中得到廣泛應用。在加聚反應領域內提出了一種用概率解動力學方程的新方法,在 Ricatt 方程求解上作出了貢獻,歸納為圖形分析的方法,發展成為機理與分子量分布關系的統一理論,并由此推導出共聚物鏈段分布與分子量分布函數。高分子反應5個方面的工作形成具有明顯特色的體系,高分子反應統計理論的建立與發展,為高分子結構與反應參數間建立定量關系、為設計預定結構的產物確定反應條件與生產工藝、配方提供了理論依據。他和他的研究集體30年來,在高分子反應統計理論領域辛勤耕耘,其主要研究成果 “縮聚、加聚與交聯反應統計理論”獲 1989 年國家自然科學獎二等獎。
 
  1986 年以來,唐敖慶和他的科研集體,從現代標度概念出發,進行了高分子固化理論和標度研究,取得 5 個方面的重要成果:(1) 固化過程中的溶膠-凝膠的分配和凝膠化條件;(2) 各種類型高分子固化的數量分布函數;(3) 用微商法求高分子的 K 次矩和 K 次回轉半徑;(4) 用標度概念揭示高分子固化本質是溶膠-凝膠的相轉變,并得到了描寫這種相轉變的廣義標度律;(5) 建立了含內環化反應的高分子固化理論?,F正深入研究有重要應用背景的高分子固化問題。
 
 
  1952 年全國高等學校院系調整時,唐敖慶響應國家的號召,放棄了北京優越的工作和生活條件,到長春支援東北高等教育事業,與物理化學家蔡鎦生教授、無機化學家關實之教授、有機化學家陶慰孫教授一起通力合作,率領來自燕京大學、北京大學、清華大學、交通大學、浙江大學、中山大學、金陵大學和東北師范大學等校的 7 名中年教師和 11 名應屆畢業生,創建吉林大學化學系。經過40多年的艱苦工作,從無到有,逐漸壯大,使吉林大學化學學科躋身于國內先進行列,并在國際上具有一定影響。
   
  唐敖慶教授在擔任教育領導工作中,對吉林大學的建設和發展做出了卓越的貢獻。1956 年他作為副校長,協助著名教育家匡亞明校長使學校事業有了迅速的發展,吉林大學于 1959 年進入了國家重點綜合性大學的行列。1978 年,他出任吉林大學校長,主持和領導學校的全面工作,自覺地貫徹鄧小平提出的重點高等學校要辦成“既是教育中心,又是科研中心”的指示,使學校各項事業又取得了新的發展,在教學質量和科學水平的提高上又有新的突破。
 
  唐敖慶尤其重視培養理論化學方面的專門人才,從校內到校外,從中級到高級,嘔心瀝血,數十年如一日。
 
  吉林大學化學系創建初期,在基礎教學工作逐步納入正常軌道的同時,唐敖慶率先于 1953 年開始招收了5 名研究生,成為全國第一批招收研究生工作的為數不多的科學家之一, 從 1953 年到 1966 年,他先后指導過物質結構、高分子物理專業方面的研究生 20 多人;1978 年恢復研究生制度以來,他共招收 15 名博士生和 31 名碩士生。
 
  為了普及和提高國內理論化學的學術水平,唐敖慶在全國多次舉辦基礎性的講習班、進修班以及不同層次的學術討論班,于 1988 、 1989 、 1994 年的暑期,先后舉辦了長春地區、全國的高分子標度理論講習班和全國分子光譜討論班。
 
  唐敖慶始終把培養高層次學校帶頭人看作是國家交給自己最重要的任務??v觀唐敖慶 40 多年來的培養人才工作,最卓有成效的當推以學術前沿重大課題為研究方向的高分子物理化學學術討論班 (1958-1960)和物質結構學術討論班 (1963-1965),實行教學與科研相結合,討論班結束了,人才成長了,科學研究也獲得了高水平的系統成果。學術討論班的科研主攻方向“縮聚、加聚與交聯反應統計理論”和“配位場理論方法”分別于 1989 年、 1992 年獲得國家自然科學獎二等獎和一等獎。在 1991 年、 1993 年中國科學院新增選的院士中,有 5 名是唐敖慶的學生,均出自上述兩個學術討論班 ( 前者 1 名 , 后者 4 名 ),他們是吉林大學的孫家鐘、江元生、沈家驄,廈門大學的張乾二和山東大學的鄧從豪,另有數名新當選的院士,如吉林大學的徐如人、南京大學的游效曾和北京大學的黎樂民,在各自成長的過程中,均曾經不斷得到唐敖慶較多的教益?,F在,年近八旬的唐敖慶教授仍然在帶研究生,仍然在講臺上講課,其敬業精神令人欽佩。唐敖慶的教學和科研實踐,為中國某些基礎學科、應用基礎學科高層次學科帶頭人的培養工作,提供了基本上可以立足國內的重要經驗。
 
 
  唐敖慶對所擔任的有利于科學技術發展的兼職工作,總是不吝惜自己的寶貴時間,傾注自己的精力努力工作。其中最為突出的是,他為創建具有我國特色的科學基金制度做出了重要貢獻。
   
  1986 年初,作為國家科技體制改革的重要決策之一,國務院決定成立國家自然科學基金委員會,唐敖慶被任命為基金委第一任主任。在較短的時間內,他悉心組建領導班子,配備得力干部;根據中央方針、政策, 多方面進行調查研究,征求國內專家和外籍華裔知名學者的意見,制定了一系列規章制度;他提出了“依靠專家,發揚民主,擇優支持,公正合理”的評審原則,成功地指導了國家自然科學基金項目評審工作的順利進行,得到科技界的廣泛支持。在他主持下,國家自然科學基金委員會發揮科學家的集體智慧,使國家科學基金的資助工作形成了既有自由申請又有主動組織,既有全面安排又有縱深部署,從而對有效地支持我國基礎研究和應用基礎研究,發揮著十分重要的作用。在唐敖慶主持工作的 5 年期間,基金委支持的項目涉及數理、化學、生命科學、地球科學、材料與工程學、信息科學等基礎性學科領域,覆蓋了近 50 個一級學科,支持了8萬名科技工作者,其中約有 2 萬多名研究生參加科學基金項目,推動了基礎科學的進步,培養了數以萬計的青年科學家。
 
唐敖慶教授的主要學術論文、著作目錄
  1. A general method for the construction of bond functions. J. Chinese Chem. Soc.,1950,17:23.(with Lu Hsikun)
  2. 分子內旋轉問題.中國科學,1954,3.
  3. 化學鍵函數問題 (I) ----雜化軌道理論.東北人民大學自然科學學報,1956,2.( 合作者 : 戴樹珊 )
  4. 分子內旋轉的阻礙勢函數 .物理學報 ,1962,18:3.( 合作者 : 陳世元 )
  5. On the problem of the Sol-Gel distribution of the cross-linked long-chain polymere.Scientia Sinica,1963,12:7.(with Kiang Yuansun)
  6. Studies on the ligand field theory(I) ---An improved weak field schem.Scientia Sinica,1966,15:4.(with Sun Chiachung,Kiang Yuansun,Deng Zunghau,Liu Jozhuang,Chang Chianer,Yan Guosun ,Goo Zien,Tai Shushan)
  7. 分子軌道圖形理論 .中國科學 ,1976,1.( 合作者 : 江元生 )
  8. 本征值問題的圖形理論 .科學通報 ,1977,2:4.( 合作者 : 江元生 )
  9. 配位場理論方法 .科學出版社 ,1979( 中文 ),1979( 英文 ).( 合作者 : 孫家鐘、江元生、鄧從豪、劉若莊、張乾二、鄢國森、古正、戴樹珊 )
  10. 分子軌道圖形理論 .科學出版社 ,1980( 中文 ),1986( 英文 ).( 合作者 : 江元生、鄢國森、戴樹珊 )
  11. 關于分子軌道對稱守恒原理 .科學通報 ,1979,16:6.( 合作者 : 江元生 )
  12. Lie Algebra and molecular shell model (I).International Journal of Quantum Chemistry :Quantum Chemistry Symposium ,1980,17:2.(with Sun Chiachung,Li Beifoo)
  13. Conservation of intrinsic dual and single symmetries of molecular orbitals.International Journal of Quantum Chemistry ,1980,18:10.(with Sun Chiachug)
  14. Application of Lie Algebra to ligand field theory. International Journal of Quantum Chemistry ,1980,18:2.(with Sun Chiachug and Li Beifoo)
  15. V-coupling coefficients from SO (3)to the octahedral group. International Journal of Quantum Chemistry ,1980,18:2.(with Chao Chingyu and Sun Chiachung)
  16. Curing theory and scaling study : crosslinking reaction of Aa type.J.Macromol.Sci.-chem.,1988, A25:1.(with Li Zesheng, Sun Chiachung, Tang Xinyi)
  17. 量子化學 .科學出版社 ,1982.( 合作者 : 楊忠志、李前樹 )
  18. 高分子反應統計理論 .科學出版社 ,1985.( 合作者 : 沈家驄、湯心頤、陳欣方、顏德岳 )
  19. A structural rule of polyhedral boranes and heteroboranes. International Journal of Quantum Chemistry ,1986,29:2.(with Li Qianshu)
  20. 配位場理論方法補編----三維旋轉群----點群偶合系數 .科學出版社 ,1988( 中文 ),1989( 英文 ).( 合作者 : 孫家鐘、李學奎、趙景愚 )
  21. Curing theory and scaling study ---- polycondensation reaction of Aa1 ...Aas-Bb1 ...Bbt type. Macromol., 1988,21:2.(with Li Zesheng,Sun Chiachung ,Tang Xinyi)
  22. 過渡金屬夾心化合物的電子結構規則 .中國科學 B 輯 ,1989,1.( 合作者 : 李前樹 )
  23. 分子反應動力學 .吉林大學出版社 ,1989.( 合作者 : 李前樹 )
  24. 原子簇化合物的結構規則與化學鍵性質 .中國科學 B 輯 ,1991,7.( 合作者 : 李前樹 )
  25. On the polycondensation reaction of Aa-Bb Cc type.Polymer Bulletin ,1991,25:1.(with Li Zesheng ,Sun ChiaChung ,Tang Xinyi)
  26. 硼原子簇和碳原子簇 .中國科學 B 輯 ,1992,1.( 合作者 : 李前樹 )
  27. On the intramolecular cyclization of Aa type crosslinking reaction.Macromol.Reports,1992,A29,suppl.3.(with Li Zesheng and Sun Chiachung)
  28. Symmetrical clusters of carbon and boron.Chem.Phys.Letters ,1993,201:3.(with Li Qianshu,Liu Chunwan,Li Jun)
  29. Eigenvalue and eigenfuctions of Hückel hamiltonian for carcon species with Dp and Dph symmetry.Chem.Phys.Letters ,1993,212:3,4.(with Li Qianshu)
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