实力雄厚的俄罗斯晶体学研究所
吴自勤1 王进萍2
( 1 中国科学技术大学物理学院 合肥 230026 )
( 2 物理编辑部 北京 100190)
俄罗斯科学院晶体学研究所是俄罗斯一所名闻遐迩的研究机构。该所历史悠久,研究成果丰硕,拥有多名著名学者,不仅发表了许多重要的论文,而且出版了多册经典的专著,并且还用英文出版晶体学和表面科学期刊。是什么原因让这样一个研究所取得了如此的成功?在深入了解它的发展历程后,我们感触颇深。他们的成功经验对当前处于快速发展中的中国物理学或许能有所启发和借鉴。
晶体学是一门发展了三个多世纪的悠久学科。它的基本概念和规律早已确立,如对称性理论中的32种晶体点群分别在1830和1867年被独立发现;晶体的14种空间点阵1848年被布拉菲发现;晶体的230种空间群在1890年由俄国科学家费多洛夫(稍后是熊夫利)发现;费多洛夫的晶体对称性著作1901年以俄文发表。由此可见,俄罗斯的晶体学研究早已具备了深厚的基础和积累。
俄罗斯科学院晶体学研究所的前身包括了1925年在列宁格勒成立的苏联科学院矿物博物院晶体学实验室,1934年在莫斯科成立的苏联科学院罗蒙诺苏夫地球化学、矿物学和石油工学研究所晶体学分部,以及1937年成立的苏联科学院地球科学部晶体学实验室。1943年晶体学实验室被调整到苏联科学院数学物理部,并正式更名为晶体学研究所。1944年2月在学界享有盛誉的A V舒勃尼科夫(Shubnikov)
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教授被任命为该研究所第一任所长。1961年晶体学研究所迁往莫斯科列宁大街59号新址,后来在Butlerova街17a和莫斯科市郊Kaluga还建有两处分所。
图 1 俄罗斯科学院晶体学研究所(莫斯科列宁大街59号)
群英荟萃、硕果累累
俄罗斯晶体学研究所悠久的历史上曾涌现了一大批优秀的晶体物理学家,其中包括苏联科学院、俄罗斯科学院院士、通信院士多名,列宁奖金等国家奖获得者20名,俄罗斯荣誉科学家18名。限于篇幅,本文仅列举其中几位杰出的代表。
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图2 A V舒勃尼科夫( Alexey Vasilyevich Shubnikov 1887-1970 -)教授是晶体学研究所第一任所长
舒勃尼科夫院士和别洛夫(N V Belov)院士一起系统建立了色对称性,即舒勃尼科夫对称性理论。他们利用反对称性,即除了原子的位置之外,采用黑、白色表示原子带有方向相反的磁矩;利用色对称性,即采用几种彩色表示原子带有若干不同方向的磁矩,表示磁性晶体原子结构的对称性,并在此基础上发展了费多洛夫、熊夫利等的晶体原子结构的对称性理论。1964年,舒勃尼科夫和别洛夫发表了专著 “Colored Symmetry”1),系统论述了晶体的反对称性理论和色对称性理论。由于他们的卓越贡献,舒勃尼科夫曾两次获得社会主义劳动英雄称号,而在晶体学研究所工作了40余年的别洛夫则获得过社会主义劳动英雄称号和列宁奖金等国家奖。
1)Shubnikov A V, Belov N V. 1964. Colored Symmetry, Oxford :Pergamon Press, Oxford
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图3 从1962年到1996年间B K 伐因斯坦(Boris Konstantinovich Vainshtein)一直担任晶体学研究所的所长
1962年,年仅41岁的的伐因斯坦(Vainshtein)教授被任命为晶体学研究所所长。他在1945年和1947年本别获得了莫斯科大学物理系硕士学位和前苏联钢铁学院博士学位后,来到了晶体学研究所电子衍射实验室,从事博士后研究工作。早在1956年,年仅35岁时,他便出版了《电子衍射结构分析》俄文著作(Structure Analysis by Electron Diffraction),并于1964年出版了英文版。这本俄文著作早在1950年代末期就在我国流传。当时国内的高校教师、研究生大多可以阅读俄文文献。在这一专著中,他把电子衍射发展成为一种独立的结构分析方法。由于原子对电子的射散比原子对X射线的射散显著得多,从而有利于测定晶体中超轻原子(如氢)的位置。他还和合作者给出了用于结构分析的原子对电子衍射的振幅的表格。这种电子衍射结构分析方法特别适用于研究带织构的粘土矿物晶体,适用便于电子显微镜下研究的小晶体样品。可达60度的倾斜织构电子衍射花样指标化后所得到的电子衍射振幅,可以提供这些晶体结构的相当完整的信息,从而
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