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摘自X射线衍射50年由P.P.Ewald编辑

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为了往昔的美好时光

J.D.H.唐奈

我通过采矿工程、地质学和矿物学学习结晶学。通过训练,我属于旧学校。在列日大学,我的第一次见面是晶体学家G.Cesàro,他出生于1849年,但仍负责入学考试。当我进入第三年,到了选修晶体学和矿物学必修课的时候,Buttgenbach教授刚刚被任命。我的第一次回忆是一次发人深省的回忆——第一次测验不及格!这一失败很可能是我职业生涯的转折点:为了弥补我不光彩的表现,我不得不重新审视对称性,而用传统的截断方法推导晶体形式给了我一种震撼。

我的下一位晶体学教授是斯坦福大学的A.F.罗杰斯。虽然他是一位老矿物学家,但他认识到了X射线衍射的重要性,并与M.L.Huggins联合开设了一门课程,当时他在化学系。他还强调群论,并用伽多林的赤平极射法教授形式的推导。他对几何晶体学的热情是无限的。在美国矿物学学会的一次会议上,一位(当时)年轻而有前途的“X射线晶体学家”M.J.Buerger表示,他不明白人们怎么还能对旧的几何晶体学保持兴趣,一旦晶体结构被解开,关于晶体的一切值得了解的东西都被知道了。罗杰斯站起身,表达了他的不同意见,并用颤抖的声音(我仍然听到他)总结道:“几何晶体学有着辉煌的过去,它将有一个辉煌的未来!”

我对罗杰斯的主要感激也许是他把我介绍给了乔治·弗里德尔的令人钦佩的人《基督纪事报》这本书的第二版刚刚出版(1926年),因为其他任何一本书都没有对我产生如此强烈的影响。35年后,我仍然发现它使阅读变得有利可图,富有挑战性。

真正让我感受到研究乐趣的人是H·W·莫尔斯。在摩洛哥进行了六个月的石油勘探后,我回到了美国,作为“地质学研究助理和矿物学教学研究员”,我又在斯坦福大学呆了一年。莫尔斯制备了数百种化合物的人工三维球晶,并在平行光下观察了交叉尼科尔之间的干涉效应。有人告诉我去看看模拟圆锥单轴图形的美丽现象。我很幸运地推导出了球状图形的延迟曲线方程——尽管直到J.V.Uspensky(斯坦福大学数学家)和H.A.Kramers(乌得勒支来访物理学家)向我展示了如何求解椭圆积分。我感到多么高兴啊!我的博士论文,恩格斯铜矿床的成因,变得无足轻重了——这是一个工作,但是是纯粹的快乐!我清楚地记得接下来的许多愉快的夜晚,在这期间,我和我的老朋友莫尔斯博士在他的实验室小房子里,在他花园尽头的桉树下工作。(送奶工在凌晨的到来让我想起了就寝时间!)

1931年夏天,我在斯特拉斯堡拜访了G.Friedel。这是一次短暂的访问,因为他身体不好,但给我留下了深刻的印象。我向他展示了我们在球晶和其他聚集体方面的工作,他说:“你收集了大量非常有趣的事实。”我很失望,“也许,是的,但是——解释?”他带着淡淡的微笑和无力的手势回答道:“啊,塞拉……”直到很久以后,我才意识到他令人失望的评论他轻蔑地认为,以他的思维方式,发现那些无法预测的事实是值得的,这确实是科学研究的基础。

9月,我以“矿物学和岩石学助理”的身份加入了约翰霍普金斯大学。从一开始,我就在化学系找到了友好的建议和帮助,埃米尔·奥特、后来的M.L.哈金斯和1936年的大卫·哈克在化学系教授X射线衍射;在美国地质调查局(U.S.Geological Survey),W.T.Schaller向我展示了如何使用2圈测角仪;在华盛顿卡内基研究所地球物理实验室,G.Tunell(刚刚接替R.W.G.Wyckoff)和Tom F.W.Barth对结构晶体学产生了极大的兴趣。我与当时在哈佛大学与查尔斯·帕拉奇(Charles Palache)共事的皮科克(M.A.Pickock)的友谊也开始于那时。不知怎么的,我深深地陷入了水晶习惯的问题中。

斯特拉斯堡的Henri Ungemach一直在使用多个指数来指定具有菱形晶格的三角晶体的形式:他会为棱镜(10-10)写(30-30),为具有六边形晶格的晶体保留后一个符号。由于(10-11)在任何一个晶格中都是有效的,他甚至建议在菱形的情况下,在第三个指数上去掉负号。因此,他将菱形标准表示为“(香港国际机场)带有(小时++)3’的倍数。我在午餐时间问过哈金斯,Ungemach的标准是否与X射线衍射中使用的标准相同。哈金斯对这个不熟悉的公式有点困惑,但他回答说,是的,他是这么想的相同的。这导致我使用多个指数来表示其他系统中的晶格标准:(200)表示I和F晶格中的立方体,(222)表示I晶格中的八面体,等等。我也被鲍姆霍尔的带状系列Ungemach发现了许多引人注目的例子,但我认为(事实证明,这是错误的),它们是布拉维斯定律的严格后果。

1936年6月,我去看了Ungemach,他当时病得很重。他坚持要我一着陆就来,“否则你可能永远不会见到我”,他写道。当我走进他的房间时,我发现他正在研究我的论文。三天来,他一直和我谈论矿物的形态,我对他的知识感到惊讶。我认为说他知道所有矿物的所有形式并不夸张!他连续上演了一场又一场分区系列赛。他还说,“记住碱基:为什么这么多物种都没有碱基?”。弗里德尔的“不可预测的事实”——他掌握了所有这些!那个星期三下午,当我准备离开的时候,我突然感到深深的感动,我告诉他,只要我活着,我就会记住斯特拉斯堡的晶体学家,他们教了我们很多:弗里德尔和昂杰马赫。他谦逊地回答道:“啊,萨,太棒了!Car Friedel,voyez-vous,ilétait grand。康梅·塞拉(他把瘦弱的手举得尽可能高),坦迪斯·库恩杰马赫(tandis qu’Ungemach,il est grand)(他把手放在床罩几英寸的地方)。塞西委员会。”第二天,我将向巴黎的法国矿物学学会提交一份关于玉髓双折射形式的论文。在他召集会议的时候,主席宣布了消息:Ungemach在夜间去世。他把他所有的水晶和笔记本都留给了我。

秋天我回到霍普金斯大学时,我去向大卫·哈克致敬,他由新发现的哈克部门宣布,刚从加州理工学院来接替哈金斯。这是一见钟情。他参加了我的课程,在第二学期,我会参加他的。渐渐地,我终于明白,在某些情况下,Baumhauer-Ungemach系列可能包含更多比布拉维定律更重要。我对空间组知之甚少,我问Dave是否存在类似于晶格标准的空间组标准。所以他告诉了我现有的表。然后我给他看了弗里德尔的正交硫的形态Leçons酒店:布拉维斯定律明确地指向F格,并且形式列表中的许多反常现象都是根据出现频率的降低而排列的(pinacoids和大多数符号包含零的形式在列表中出现得太高)。他会为我查找硫的空间群并发现其系统性灭绝吗?

几天过去了,几周过去了。我开始怀疑Dave是否认真对待我,但一天下午晚些时候,他咧嘴一笑,“每一个带零的符号都必须是可被4整除的指数之和。”我赶紧抓起我的Friedel,把它打开——我们急切地仔细看了看——所有不正常的符号都违反了规则!我们成功了!我们狂热地开始寻找越来越多的例子——我为即将到来的圣诞节会议发给美国矿物学学会的鲍姆豪尔-昂杰马赫系列文章的摘要已经印刷好了,但论文从未发表过:相反,我能够宣布我们对布拉维斯定律的概括,它出现在法国科学院通报1937年2月。

就在1936年圣诞节的同一次会议上,皮科克提出了他的“和谐算术规则”,这是一个强大的工具,可以让人识别出任何人的主要面孔简单区域(由一个原始的倒格子网控制的)。他把精力集中在三斜系统上,他认为这是最普遍的系统,但所有的区域都很简单。1937年夏天,我们一起在哈佛大学度过,在令人难忘的关于晶体形态和晶体结构之间关系的讨论中,研究“新达纳”。1938年夏天,我写了一篇关于晶体带发展的论文,与其他许多愉快的夏天一样,这篇论文是在里奇大学结晶与矿物学研究所的J.Mélon的陪伴下度过的。通过考虑纬向消光准则,可以推广皮科克的调和算法规则,对鲍姆豪尔级数和昂杰马赫级数给出完美的解释。

1939年,我被叫到魁北克的拉瓦尔大学,在那里我得到了我的第一个X光装置(一个贝尔德气管和一个比尔盖·魏森伯格照相机)。我在加拿大度过的三年中,多伦多的孔雀之行更是让我印象深刻。我会带我的学生去看他,希望他的完美主义会影响他们。他会告诉我们如何绘制一个日晷投影图,用卡盘上的细针在画纸的厚度中间刺穿两极。给我们留下了深刻印象,我们怀着敬畏之情观看了比赛。然后他会打开抽屉,拿出一块磨石来磨针(“它们直言不讳’)!-他能画出多么优美的人物啊!他能用多么简单优美的英语来记录他高度认真的观察!

战争结束后,在Hercules粉末公司拍摄了数千张粉末图案后,我很高兴地回到了学院和霍普金斯大学。“重组”的首要任务之一是创建一个国际联盟和一份《华尔街日报》。这发生在1946年7月的伦敦。我在去比利时的路上参加了这次战后第一次会议(我刚被任命为利日大学的教授)。英国参与者希望有一本专门研究“X射线分析”的杂志,但最终他们妥协并决定将其命名为“结构晶体学杂志”。少数人反对“结构性”一词,认为它过度限制了期刊的范围。大多数人的发言人认为,仅“晶体学”一词就太过严格了!为了保存Crystallography的统一性,我反驳说,因为限制名词含义是形容词的功能,所以没有任何形容词的“Crystallocraphy”更通用。但删除“结构性”的动议被否决,主持会议的戴夫·哈克(Dave Harker)得出结论:“唐奈已经发射了他的最后一发子弹!”一个词里有什么!很明显,对于在场的大多数人来说,“晶体学”一词并没有唤起人们对晶体最广泛意义上的研究,而只包含“半面体、全面体以及所有这类事物”(正如W.T.Astbury精明地说的那样)。两天后,俄罗斯代表团抵达,途中被耽搁。讨论没有重新开始,但杂志的名称在幕后改为晶体学报单手院士舒布尼科夫(Shubnikov)将我们的胜利扭转过来,他指出,在莫斯科,苏联科学院晶体学研究所除了结构晶体学以外,还包括许多部门;他还推荐拉丁语作为国际期刊标题的良好语言。

1912年,劳厄向我们赠送了一件精美的工具。多亏了他,结晶学达到了无法想象的高度。但对晶体的研究并不是从1912年开始的:正如Laue自己告诉我们的那样,它始于开普勒。过去的结果仍然是我们建立的基础。在我的整个职业生涯中,我一直致力于古典晶体学和衍射学家的和解——向地质学家教授晶体结构,向化学家教授晶体形态,推动CSA(美国晶体学学会)与ASXRED(美国X射线和电子衍射学会)的融合获得ACA(美国晶体学协会)。今天,在欣赏雄伟的结晶学大厦时,我想,如果其他人带来了自由石,我也贡献了一些砂浆。

后记

1949年,J.D.H.D.嫁给了一位晶体学家。从那以后,唐尼和唐尼一起快乐地工作。他们最新的论文(1961年)涉及《勇敢法则的第二次概括》。


荷兰乌得勒支N.V.A.Oosthoek的Uitgeversmatschappij于1962年首次为国际结晶学联合会出版
1999年苏格兰格拉斯哥IUCr第十八届大会数字化
©19621999国际结晶学联合会

摘自X射线衍射50年由P.P.Ewald编辑

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为了往昔的美好时光

J.D.H.唐奈

我通过采矿工程、地质学和矿物学学习结晶学。通过训练,我属于旧学校。在里奇大学,我第一次遇到晶体学家G.Cesáro,他出生于1849年,但仍然负责入学考试。当我进入第三学年,有时间选修结晶学和矿物学的必修课时,布特根巴赫教授刚刚被任命。我的第一次回忆是一次发人深省的回忆——第一次测验不及格!这一失败很可能是我职业生涯的转折点:为了弥补我不光彩的表现,我不得不重新审视对称性,而用传统的截断方法推导晶体形式给了我一种震撼。

我的下一位晶体学教授是斯坦福大学的A.F.罗杰斯。虽然他是一位老矿物学家,但他认识到了X射线衍射的重要性,并与M.L.Huggins联合开设了一门课程,当时他在化学系。他还强调群论,并用伽多林的赤平极射法教授形式的推导。他对几何晶体学的热情是无限的。在美国矿物学学会的一次会议上,一位(当时)年轻而有前途的“X射线晶体学家”M.J.Buerger表示,他不明白人们怎么还能对旧的几何晶体学保持兴趣,一旦晶体结构被解开,关于晶体的一切值得了解的东西都被知道了。罗杰斯站起身,表达了他的不同意见,并用颤抖的声音(我仍然听到他)总结道:“几何晶体学有着辉煌的过去,它将有一个辉煌的未来!”

我对罗杰斯的主要感激也许是他把我介绍给了乔治·弗里德尔的令人钦佩的人《基督纪事报》这本书的第二版刚刚出版(1926年),因为其他任何一本书都没有对我产生如此强烈的影响。35年后,我仍然发现它使阅读变得有利可图,富有挑战性。

真正向我展示研究乐趣的人是H·W·莫尔斯。在摩洛哥进行了六个月的石油勘探后,我回到了美国,作为“地质学研究助理和矿物学教学研究员”,我又在斯坦福大学呆了一年。莫尔斯制备了数百种化合物的人工三维球晶,并在平行光下观察了交叉尼科尔之间的干涉效应。有人告诉我去看看模拟圆锥单轴图形的美丽现象。我很幸运地推导出了球状图形的延迟曲线方程——尽管直到J.V.Uspensky(斯坦福大学数学家)和H.A.Kramers(乌得勒支来访物理学家)向我展示了如何求解椭圆积分。我感到多么高兴啊!我的博士论文,恩格斯铜矿床的成因,变得无足轻重了——这是一个工作,但是是纯粹的快乐!我清楚地记得接下来的许多愉快的夜晚,在这期间,我和我的老朋友莫尔斯博士在他的实验室小房子里,在他花园尽头的桉树下工作。(每天早上送奶工的到来让我想起了睡觉时间!)

1931年夏天,我在斯特拉斯堡拜访了G·弗里德尔。这是一次短暂的访问,因为他身体不好,但给我留下了深刻的印象。我向他展示了我们在球晶和其他聚集体方面的工作,他说:“你收集了大量非常有趣的事实。”我很失望,“也许,是的,但是——解释?”他带着淡淡的微笑和无力的手势回答道:“啊,塞拉……”直到很久以后,我才意识到他令人失望的评论他轻蔑地认为,以他的思维方式,发现那些无法预测的事实是值得的,这确实是科学研究的基础。

9月,我以“矿物学和岩石学助理”的身份加入了约翰霍普金斯大学。从一开始,我就在化学系找到了友好的建议和帮助,埃米尔·奥特、后来的M.L.哈金斯和1936年的大卫·哈克在化学系教授X射线衍射;在美国地质调查局(U.S.Geological Survey),W.T.Schaller向我展示了如何使用2圈测角仪;在华盛顿卡内基研究所地球物理实验室,G.Tunell(刚刚接替R.W.G.Wyckoff)和Tom F.W.Barth对结构晶体学产生了极大的兴趣。我与当时在哈佛大学与查尔斯·帕拉奇(Charles Palache)共事的皮科克(M.A.Pickock)的友谊也开始于那时。不知怎么的,我深深地陷入了水晶习惯的问题中。

斯特拉斯堡(Strasbourg)的亨利·昂杰马赫(Henri Ungemach)一直在使用多个指数来指定三角晶体与菱面体晶格的形式:他会为棱镜(10-10)写(30-30),为六角形晶格的晶体保留后一个符号。由于(10-11)在任一格子中都有效,他甚至建议在菱形情况下,在第三个指数上去掉负号。因此,他将菱形标准表示为“(香港国际机场)带有(小时++)3’的倍数。我在午餐时间问过哈金斯,Ungemach的标准是否与X射线衍射中使用的标准相同。哈金斯对这个不熟悉的公式有点困惑,但他回答说,是的,他是这么想的相同的。这导致我使用多个指数来表示其他系统中的晶格标准:(200)表示I和F晶格中的立方体,(222)表示I晶格中的八面体,等等。我也被鲍姆霍尔的带状系列Ungemach发现了许多引人注目的例子,但我认为(事实证明,这是错误的),它们是布拉维斯定律的严格后果。

1936年6月,我去看了Ungemach,他当时病得很重。他坚持要我一着陆就来,“否则你可能永远不会见到我”,他写道。当我走进他的房间时,我发现他正在研究我的论文。在三天的时间里,他和我谈论矿物的形态,我对他的知识感到惊讶。我认为说他知道所有矿物的所有形式并不夸张!他连续上演了一场又一场分区系列赛。他还说,“记住碱基:为什么这么多物种都没有碱基?”。弗里德尔的“不可预测的事实”——他掌握了所有这些!那个星期三下午,当我准备离开的时候,我突然感到深深的感动,我告诉他,只要我活着,我就会记住斯特拉斯堡的晶体学家,他们教了我们很多:弗里德尔和昂杰马赫。他谦逊地回答道:“啊,萨,太棒了!Car Friedel,voyez-vous,ilétait grand。康梅·塞拉(他把瘦弱的手举得尽可能高),坦迪斯·库恩杰马赫(tandis qu’Ungemach,il est grand)(他把手放在床罩几英寸的地方)。塞西委员会。”第二天,我将向巴黎的法国矿物学学会提交一份关于玉髓双折射形式的论文。在他召集会议的时候,主席宣布了消息:Ungemach在夜间去世。他给我留下了他所有测量过的水晶和笔记本。

秋天,当我回到霍普金斯大学时,我去向大卫·哈克致敬,他刚刚从加州理工大学接替哈金斯,受到新发现的哈克部门的欢迎。这是一见钟情。他参加了我的课程,在第二学期,我会参加他的。渐渐地,我终于明白,在某些情况下,Baumhauer-Ungemach系列可能包含更多比布拉维定律更重要。我对空间组知之甚少,我问Dave是否存在类似于晶格标准的空间组标准。所以他告诉了我现有的表。然后我给他看了弗里德尔的正交硫的形态Leçons酒店:布拉维斯定律明确地指向F格,并且形式列表中的许多反常现象都是根据出现频率的降低而排列的(pinacoids和大多数符号包含零的形式在列表中出现得太高)。他会为我查找硫的空间群并发现其系统性灭绝吗?

几天过去了,几周过去了。我开始怀疑戴夫是否把我当回事了,但一天下午晚些时候,他露齿一笑,“每个符号中带零的都必须是指数之和可以被4整除的。”我赶紧抓起我的弗里德尔,把它打开——我们急切地盯着它——所有反常的符号都违反了规则!我们成功了!我们狂热地开始寻找越来越多的例子——我为即将到来的圣诞节会议发给美国矿物学学会的鲍姆豪尔-昂杰马赫系列文章的摘要已经印刷好了,但论文从未发表过:相反,我能够宣布我们对布拉维斯定律的概括,它出现在法国科学院通报1937年2月。

就在1936年圣诞节的同一次会议上,皮科克提出了他的“和谐算术规则”,这是一个强大的工具,可以让人识别出任何人的主要面孔简单区域(由一个原始的倒格子网控制的)。他把精力集中在三斜系统上,他认为这是最普遍的系统,但所有的区域都很简单。1937年夏天,我们一起在哈佛大学度过,在令人难忘的关于晶体形态和晶体结构之间关系的讨论中,研究“新达纳”。1938年夏天,我写了一篇关于晶体带发展的论文,和其他许多愉快的夏天一样,这篇论文是在里奇大学结晶与矿物学研究所的J.Mélon的陪伴下度过的。通过考虑纬向消光准则,可以推广皮科克的调和算法规则,对鲍姆豪尔级数和昂杰马赫级数给出完美的解释。

1939年,我被叫到魁北克的拉瓦尔大学,在那里我得到了我的第一个X光装置(一个贝尔德气管和一个比尔盖·魏森伯格照相机)。我在加拿大度过的三年中,多伦多的孔雀之行更是让我印象深刻。我会带我的学生去看他,希望他的完美主义会影响他们。他会向我们展示如何绘制一个侏儒投影,用装在卡盘上的细针将面杆刺到绘图纸厚度的一半。给我们留下了深刻印象,我们怀着敬畏之情观看了比赛。然后他会打开抽屉,拿出一块磨石来磨针(“它们直言不讳’)!-他能画出多么优美的人物啊!他能用多么简单优美的英语来记录他高度认真的观察!

战争结束后,在Hercules粉末公司拍摄了数千张粉末图案后,我很高兴地回到了学院和霍普金斯大学。“重组”的首要任务之一是创建一个国际联盟和一份《华尔街日报》。这发生在1946年7月的伦敦。我在去比利时的路上参加了这次战后第一次会议(我刚被任命为利日大学的教授)。英国参与者希望有一本专门研究“X射线分析”的杂志,但最终他们妥协并决定将其命名为“结构晶体学杂志”。少数人反对“结构性”一词,认为它过度限制了期刊的范围。大多数人的发言人认为,仅仅“晶体学”一词就太过严格了!为了挽救结晶学的统一性,我反驳说,由于形容词的作用是限制名词的含义,所以没有任何形容词的“结晶学”会更通用。但删除“结构性”的动议被否决,主持会议的戴夫·哈克(Dave Harker)得出结论:“唐奈已经发射了他的最后一发子弹!”一个词里有什么!很明显,对于在场的大多数人来说,“晶体学”一词并没有唤起人们对晶体最广泛意义上的研究,而只包含“半面体、全面体以及所有这类事物”(正如W.T.Astbury精明地说的那样)。两天后,俄罗斯代表团抵达,途中被耽搁。讨论没有重新开始,但杂志的名称在幕后改为晶体学报单手院士舒布尼科夫(Shubnikov)将我们的胜利扭转过来,他指出,在莫斯科,苏联科学院晶体学研究所除了结构晶体学以外,还包括许多部门;他还推荐拉丁语作为国际期刊标题的良好语言。

1912年,劳厄向我们赠送了一件精美的工具。多亏了他,结晶学达到了无法想象的高度。但对晶体的研究并不是从1912年开始的:正如劳厄本人告诉我们的那样,它始于开普勒。过去的结果仍然是我们建立的基础。在我的职业生涯中,我一直致力于古典晶体学家和衍射学家的和解——向地质学家教授晶体结构,向化学家教授晶体形态,推动CSA(美国晶体学会)与ASXRED(美国X射线和电子衍射学会)的合并获得ACA(美国晶体学协会)。今天,在欣赏雄伟的结晶学大厦时,我想,如果其他人带来了自由石,我也贡献了一些砂浆。

后记

1949年,J.D.H.D.嫁给了一位晶体学家。从那以后,唐尼和唐尼一起快乐地工作。他们最新的论文(1961年)涉及《勇敢法则的第二次概括》。


荷兰乌得勒支N.V.A.Oosthoek的Uitgeversmatschappij于1962年首次为国际结晶学联合会出版
1999年苏格兰格拉斯哥IUCr第十八届大会数字化
©19621999国际结晶学联合会