利博奖授予胡安·曼努埃尔·加西亚·鲁伊斯

沃尔夫·德梅耶
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在德国慕尼黑举行的年会上(2022年3月14日至17日),德国晶体学学会(DGK)介绍了沃尔特鲁德和弗里德里希·利博奖向西班牙格拉纳达大学CSIC教授胡安·曼努埃尔·加西亚·鲁伊斯(Juan Manuel García-Ruiz)颁发了2022年结晶学跨学科促进奖。由于COVID疫情,年度会议必须虚拟举行,因此证书不能像往常一样由DGK主席移交。2022年上半年,获奖者在位于德尔门霍斯特的高级研究所(不来梅-奥尔登堡,Hanse-Wissenschaftskolleg)担任高级研究员,他在附近的不来梅担任东道主,也是重要出版物的合著者,W.Bach教授(不来门大学)同意移交证书。

[图1]加西亚·鲁伊斯教授(左)和巴赫教授。

奖项委员会选择获奖者的决定在证书上证明是合理的,并将以下文字翻译成英文:

“……他对微体化石结构的生物起源进行了根本性的创新性思考,并对自组织矿物聚集体的化学活性进行了面向未来的研究,这有助于对无机矿物建造单元对自然生物相关物开发的重要性有了新的认识在地球化学条件下的分子,因此是建立合理的益生元化学的基本组成部分。”

在这种情况下,最近引述的慕尼黑路德维希·马克西米利安大学地球科学学院W3教授职位的广告很有意思,因为它反映了该奖项的高度主题性,正如引述的工作描述部分解释的那样:

“慕尼黑路德维希·马克西米利安大学地球科学学院邀请申请从2024年4月1日开始的矿物地球与生命互动全科教授(W3)。矿物地球与生命互动教授职位旨在进一步加强地球与环境科学领域的地球科学学院。申请人应开展创新的、国际知名的研究活动,重点关注矿物世界和生物的相互作用,以及与环境科学的接口能力。相关研究领域应涵盖生物材料的多尺度结构关系,有助于加深对无机和生物过程相互作用的理解。研究活动可能包括形成生物矿物复合物以及溶解、转化和转化矿物的过程。重点应主要放在矿物成分上。申请人应采用最先进的结构研究方法,如电子、光子、中子或扫描微探针技术、原子衍射、纳米成像和/或微化学技术。”

除了证书和适当的赞美之词外,利博奖还附带了相当多的奖金。奖项赞助商,2011年去世的基尔大学弗里德里希·利博教授和他的妻子沃尔特鲁德为基金会提供了股本,并在章程中规定,奖金将从利息收入或捐款或私人捐款中筹集。众所周知,利率在过去十年中呈负增长,因此存在着一种真正的危险,即如果不能获得资金,就不可能举行进一步的颁奖典礼,而资金被剥夺了。在董事会的呼吁下,DGK成员一致同意自愿增加年度会员费,以筹集奖金。顺便说一句,这同样适用于DGK为年轻科学家颁发的Max von Laue奖,该奖项也受到类似的条件限制。

对获奖者及其功绩的更详细的评价(德语)包含在DGK-Mitteilungen公司和可用于下载本简短说明仅限于几点一般性评论,最好是与主题相关的评论。加西亚·鲁伊斯教授被他的朋友称为胡安玛。我希望自己也能成为他们中的一员,所以我偶尔会用这个名字。

首先,我想提及Juanma的各种活动,以向几乎所有人传播他关于结晶的几乎每个方面的深刻知识。他不仅与学生和同事分享自己的经历,还与各个年龄段的学童分享,他知道如何激发对水晶及其美丽的兴趣和热情。第一类是格拉纳达著名的国际结晶学校,每年交替举办无机或生物结晶学校。第二类是针对学童的结晶竞赛,参与者的绝对数量(仅西班牙每年约14000人)是自我解释的。他也在公众面前得分,他在各种媒体上引起了轰动,例如,他对巨型奈卡水晶的报道(《基督纪事报》:特里亚纳美术馆《科学与技术》,2015年)。

Juanma对促进结晶学和相关科学界之间的联系非常感兴趣。例如,2016年,他领导了关于空间科学结晶学——国际学校和能力建设研讨会在墨西哥普埃布拉(BUAP)以及附近迷人的托南津特拉(Tonantzintla)村庄圣安德烈斯·乔卢拉(San Andrés Cholula)举行,地点为国家天文与电子研究所(INAOE)。IUCr现任主席Hanna Dabkowska作为工会代表出席了活动;看见汉娜的账户2016年IUCr新闻稿(旧系列)。顺便说一句,我也在场。这是一个值得欢迎的机会,让我回顾一下我第一次访问墨西哥(1981年,在加拿大渥太华举行的第十二届国际自然保护联盟大会之后),当时我在INAOE及其周围度过了愉快的几天。

空间研委会-国际天文学联合会讲习班是在国际科学理事会(ISC)的两个成员国际天文学联盟(IAU)的赞助下组织的。空间研委会是空间研究委员会的缩写。与其他委员会一样,它的成立是为了在需要委员会的具体能力和技能时,协助国际标准化委员会及其200多个成员组织实现各自的科学目标。因此存在的理由空间研委会显然是跨学科的,讲习班的目的是让年轻的国际学生熟悉空间探索的某些方面及其与结晶学的关系。与会者收到了来自各个空间探索领域的主要国际专家的第一手资料。在众多贡献中,有一个特别值得一提。这是NASA的火星任务火星科学实验室(2011年开始)及其漫游者好奇心。对晶体学方法有浓厚兴趣的参与者特别被吸引CheMin公司这是一种便携式远程控制X射线粉末衍射仪,负责现场研究火星岩石。这个CheMin公司项目负责人解释了该仪器是如何工作的,以及相关数据是如何通过大约7000万公里的距离传输到我们的星球进行进一步研究的。为研讨会计划了一个示范项目,其中复制了CheMin公司将安装在附近的Popocatépetl火山上。将在现场进行取样和衍射,然后将数据传输给INAOE,供参与者进行数据分析。不幸的是,当火山进入严重喷发阶段时,该计划成为了一个意外事件的牺牲品。情况可能更糟,因为火山爆发产生了强烈的火山灰雨,所以采样实际上可以在INAOE的门口进行CheMin公司可以令人信服地证明。

讲习班的主要主题之一是寻找地球和其他地方生命的起源。众多出版物证明,加西亚-鲁伊斯教授是这一研究领域的主要参与者之一。他特别感兴趣的是,无机材料可能发挥了重要作用,大规模地质作用和广泛但小规模的物理化学和催化控制化学反应都是在有限体积内进行的。Juanma还参与了外火星(火星外生物学)任务。在欧洲航天局(ESA)的领导下,这一高度跨学科的项目旨在寻找火星上原始生命的遗迹,甚至可能是遗迹(但可能已经灭绝)。人们希望这种方法能够提供线索,说明原始生命形式是否也存在于年轻的地球上,或者它们是否起源于迄今为止没有生命的星球上。地球科学家经过深思熟虑的猜测证明了这种方法的正确性,即地球和火星在形成后的前5亿年,即地球动力学开始之前,或多或少地平行演化,导致地幔和板块构造中的对流。地壳的不断形成和衰变会摧毁所有可能存在生命的证据。火星基本上不受这种动力学的影响,早期生命可能的残余物在那里经受住了时间的考验。

Juanma当选为外火星项目。这是因为他的主要科学兴趣之一是研究生物和地质结构中的自组织现象,可能对生命起源有影响。为了了解晶体学对计划调查的重要性外火星罗孚被命名为富兰克林这是对伟大科学家罗莎琳德·富兰克林(1920-1958)在阐明DNA结构方面所做重要工作的致敬。的启动窗口ExoMar公司计划于2022年8月至10月期间实施。该计划成为2022年2月俄罗斯入侵乌克兰的副作用的牺牲品。欧洲航天局外火星该项目决定结束与俄罗斯国家航天公司(Roscosmos)迄今为止愉快而成功的合作。目前尚不清楚何时或是否会有未来外火星以及富兰克林.

为了更好地将Juanma描述为一名科学家,提到他在西班牙项目中的活动是有意义的探索他在那里设计了这一概念,并担任科学咨询委员会主席。对实现目标有风险的科学要求高的项目得到了资助。这类项目通常侧重于既定科学学科之间(模糊的)界限。即使一些项目会(体面地)失败,其他项目也会成功,并改变既定的思维和行动。这甚至可能会打乱旧思想,转而支持全新的涌现思维。这个实验!大众汽车基金会和莱因哈特-科塞勒克德国研究基金会(DFG)的项目似乎遵循了类似的方法。

据推测,由于所描述的方法,Juanma似乎深深地相信,晶体领域和生物领域之间的边界并没有很好地定义和清晰,而是模糊了;双方之间可能会逐步过渡。在这种情况下,可以提及Juanma在奥尔登堡不来梅高等研究院期间的研究主题,即科学与艺术中的生物形态。

根据他的信念,Juanma似乎在一些证据的支持下发展出了一种观点,即晶体在自然事物的整体中占有特定的位置,对晶体的思考可能为早期人类思维的发展提供了方向。这将导致早期形式的对称感、美和后来的艺术,并可能与各种形式的超越有关。他就此发表了以下有趣的文章,2001年:水晶石其特点是以下关键词的显著组合:晶体;结晶学;抽象思维;古神经生物学;库布里克,2001:太空漫游这篇文章引起了J.R.Helliwell的评论:在科学方法的边缘与问题搏斗在中IUCr新闻稿以及A.M.Glazer的编辑评论,其中两人都建议阅读这篇文章并反思其中表达的观点。(这些台词的作者后来也受到鼓励,写了另一条评论,标题是关于石英、惯用手和人类思维可能进化的一些谦逊旁注在中IUCr新闻稿2019年)。

在布拉格(2021年)举行的IUCr25大会上,胡安玛在其早期作品的基础上,结合实验观察,以新思想和历史证据为补充,发表了一次备受欢迎的主题演讲。这个标题也反映了他在高等研究院的研究主题水晶与玫瑰:论水晶与结晶学对艺术与心灵的影响。可以在中找到摘要《水晶学报》。 A类他还报告了一项引人注目的观察结果,即不仅婴儿,而且猴子,都有明显的倾向,喜欢规则形状或甚至对称的图案,而不是不规则或不对称的图案。娟玛正计划在猴子身上进行相应的系统行为实验。

2021年担任IUCr新闻稿有资格的古代水晶收藏家,Juanma评论了古考古学家最近的一项发现。这些发现似乎支持了他的观点,即晶体形状与人类作为早期祖先的意识提升之间可能存在的关系。Juanma为解释这一发现提供了一些论据。我同意他们中的大多数人,但在特定情况下往往会有轻微的不同意见。在他的文章中,他展示了一张大约30个方解石晶体的照片,这些晶体是在非洲南部的一个遗址挖掘出来的,显然是大约10万年前人类收集的,并被他们保存下来用于未知目的。照片中的所有晶体都是菱形的,其表面或多或少受到风化的侵蚀。而在南非其他地方,方解石的成熟菱形晶体是众所周知的。据报告,挖掘附近方解石的出现仅限于白云质石灰石矿床内的块状晶体骨料。因此,菱面体形状很可能是由解理形成的,或者是环境的意外影响,或者是适当处理造成的。参与挖掘的科学家和加西亚·鲁伊斯教授似乎都倾向于后一种可能性,此外,他们相信,鉴于这些晶体的机械性能较差(硬度低、解理),可以排除将其用作原始工具的可能性。我同意这一点。此外,Juanma对光学特性可能引起人类对所示方解石晶体特别关注的观点提出了质疑。因此,他将重点放在双折射或双重反射上,将其作为方解石的一种特性,他认为,由于发现物质量差,无法观察到这种效应。我同意,人们可能会补充人类可能缺乏的技术技能,以及寻找合适的方法观察双重反射的障碍。

与后一种相当棘手的性质不同,我想提出另一种更容易观察到的光学性质,即光从平面反射。矿物学家通常使用矿物的不同反射率或光泽作为区分不同矿物种类的简单方法。方解石的完美解理不仅使表面极为平坦,而且使菱形解理面具有特殊的光泽。因为这与彩虹有关,所以光泽被标记为珍珠状。彩虹的出现需要最高质量的晶体和新制备的解理面。这种效果只持续一段时间,之后光泽变得不那么明亮,失去彩虹色:然后光泽被标记为玻璃状。然而,这样的解理面仍然具有很强的阳光反射性。由于方解石相对较低的耐水腐蚀性,尤其是二氧化碳腐蚀性,晶体表面的平整度,以及反射率,可能会在数千年的过程中减弱,除非晶体受到防潮保护。

作为一种特别突出的特性,只要反射面和观察者的方向正确,就可以在很远的距离(几十米或更长)上观察到平面上的反射光线。在比喻的意义上,人们可能会说,晶体和观察者之间打开了一种信息通道。即使是没有严重腐蚀的晶体表面,仍然可以通过其光泽来识别。我怀疑这种光学效应可能部分地促成了方解石对生活在非洲这一地区的人类的吸引力。有人可能会猜测,劈理面发出的耀眼光芒可能让人类想起水坑或水洞里的水发出的光芒。这可能会在光学效果和水之间引发积极的内涵,而水对生命和生存至关重要。人们还可以推测,人类可能已经将这种短暂而无形的反映现象理解为一种通往超然世界的光明之路,也许它是通过未知的仪式行为来庆祝的。有趣的是,对发光物体的吸引力似乎是各种生物天生的,因为它不仅存在于婴儿身上,也存在于许多动物物种中,例如喜鹊。

最后,我想回到Juanma在布拉格2021年IUCr大会上的全体演讲,他在演讲中报告了猴子,可能还有婴儿对规则和对称模式的可能偏好,以及他计划对它们进行的行为研究。对我来说,这基本上可以归结为一个问题:是否存在天生的对称感?我自己还没有找到答案,我希望从娟玛或其他著名专家那里得到答案。在这样做时,我指的是严格意义上非晶体学文献中的两份出版物。其中一篇发表在2022年6月9日德国周刊《DIE ZEIT》上,Christoph Drösser的一篇文章题为是leichter zuählen吗?(什么更容易数数?)在那里,他报道了感兴趣的哲学家、心理学家、文化人类学家、认知研究人员和其他科学家之间令人激动的辩论。归根结底,问题是是否有一种天生的数字感,还是人类对数字的理解是一种文化成就。这些科学家中的大多数人似乎认为,自然数1、2、3和4,甚至可能是5的意义是天生的,而其他一切都是数学文化挪用(Menschenwerk),从基本的算术计算技能开始。如果不再需要这样的成就,也可能再次失去。在我看来,最近的一个例子是心算能力普遍下降,这无疑是因为电子设备的现成可用性。

关于先天数感的发现能转化为对称性吗?是否可能存在天生的对称感?提前说一句,如果有这样一件事,那么这种感觉就不会等同于晶体对称概念:对对称操作、平面、点或空间群及其复杂关系的艰苦学习代表着一种文化占有;通过废弃,人们可能会再次失去这一点。因此,必须有一个更原始的层次,人们可能会希望从中找到某种天生的对称感。

在一章中对称2–统一人类理解(1989年,István Hargittai编辑,Pergamon出版社)Y.-M.Ha,第921-930页,标题下中国儿童图片中的对称性描述了中国儿童绘画中对称特征使用的年龄依赖性发展。图中所示的最早可识别的对称表示是由大约3岁的儿童在图画中观察到的,可以解释为圆形、近似径向对称的物体,如太阳或人脸轮廓。之后,这些可以由镜面对称排列的眼睛或耳朵来补充,具有人性化属性的棍子图形,例如伸出的手臂和腿,也显示出镜面对称性。这些早期绘画实现的图案的出现顺序,以及在更为复杂的图案的后期,当然是由儿童大脑和运动发育的发展过程来指导和控制的。然而,应该清楚的是,这些是学习了这些技能的幼儿的主动绘画形式,而不是对呈现给他们的特定图案的最初被动偏好。那么,在人类身上——以及在原始人身上?——隐藏的、天生的对称识别能力?Y.-M.Ha没有报道此类研究,我对这个问题仍然没有答案。

然而,值得注意的是,一方面,前面提到的公认自然数意义与古代水晶收藏家(理想化的)菱形面体,以及菱形体通过变形而出现的立方体,如果相应的多面体是非透明的,就像发现的腐蚀晶体一样,观看者的眼睛可以看到1个、2个或3个晶面。这纯粹是偶然的吗?还是人类赋予了这个意义?我们不知道。出于对原始人的尊重,我认为他们更倾向于数字神秘主义,而不是早期的胡伊理论方法。这个问题可以进行各种形式的猜测,我想避免这样做。

但是那4个呢?当然我们也不知道,但在方解石劈开的菱形面体上如何找到这个自然数似乎并不明显。但是,如果人类科中“古代水晶收藏家”的后来亲属居住在瑞士伯尔尼州,他们可能会看到画家费迪南·霍德勒(1853-1918)在他的画中描绘的景象Le Lac de Thoune aux reflets symétriques托恩湖(1909). 它显示了一个几乎镜像对称的山脉,反射在平静的湖水中,因此画家必须描绘四座“对称相等”的山脉。读者可能想知道这意味着什么。当然,这与方解石没有什么关系,但数字4的特性变得明显。这张照片是给我的朋友Juanma的礼物,为了再次祝贺他获得Liebau奖。

[图2]费迪南德·霍德勒(伯尔尼,1853年–日内瓦,1918年)《托恩的勒拉克》(Le Lac de Thoune aux reflets symétriques)(1909年)。经瑞士日内瓦MAH艺术与历史博物馆许可复制(库存编号1939-0036)。
2022年12月3日

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