遇見科學

如果你是一位科學家，好不容易從研究中得到一個前所未有的新發現，並開心地向人分享這項得來不易的結果，卻被大家認為自己看錯了而嗤之以鼻、斥為無稽之談，甚至還因此被迫離開所屬的研究團隊，面對這一連串打擊，你會怎麼做？

若換成一般人可能早就放棄了，但對現年70歲、以色列科技研究所科學家謝契曼（Daniel Shechtman）來說，卻是努力不懈、愈挫愈勇，這種堅持到底的精神不但讓人感佩，其創新發現更讓他獲頒2011年諾貝爾化學獎。

將時間推回到1982年，當時還在美國的謝契曼，透過電子顯微鏡在鋁錳合金中發現一種具有五重對稱性、卻不會重複的物質，讓他感到十分驚訝。因為這在科學界來說是難以想像的，在當時，科學家認為每一個固態晶體中，原子都是以重複性且規律的對稱結構排列，「重複性」更是構成晶體的要素。

然而，謝契曼的這項創新發現卻顛覆了那時的科學思維，雖然他一而再、再而三地向其他科學家說明研究結果，卻沒有人相信他，還引起科學界的爭議，認為這個結果並不合乎科學常理與自然法則，他甚至還因此離開了所屬的研究團隊，回到以色列。

不過，謝契曼並沒有感到氣餒，反而繼續堅持他的研究之路，在經歷了論文被退稿好幾次的挫折後，終於皇天不負苦心人，他的論文在1984年得以發表，研究結果不但震驚了科學界，更讓他成為準晶體的研究先驅。

瑞典皇家科學院在頌詞中指出，謝契曼從實驗中發現過去大家前所未見的物質「準晶」（quasicrystal），不但從根本上扭轉了化學家對固體的傳統看法，更突破科學界長期以來抱持的觀點，為化學研究走出另一個嶄新方向。而被通知獲獎的謝契曼更是喜悅全寫在臉上，他在記者會上發表感言時談到，對他來說，得知獲獎的這天是很開心的一天，目前有許多科學家都在持續投入準晶體研究中，他相信諾貝爾獎是屬於大家共享的榮耀與肯定。

長期以來，科學家一直將固體物質區分為「晶體」與「非晶體」兩類。其中，原子有規則進行排列的物質就稱為「晶體」，如大家所熟知的石英就屬於晶體的一種，而另一種不按規則排列的物質則稱為「非晶體」，像是生活中常見的玻璃就是非晶體。

台灣大學化學系特聘教授、同時也是中央研究院院士王瑜表示，一般來說，晶體的原子排列在三度空間中是非常規則性的，這種規則包括週期性與對稱，例如「每隔一段距離就會出現重複的物質」就叫做周期性，而一重、二重、三重、四重、六重則是指對稱性。

不過，謝契曼卻在電子顯微鏡中發現鋁錳合金裡有一種具五重對稱、且不會重複的新物質，王瑜表示，這個新發現的固體物質近似於晶體的排列方式，但又有所不同，因此稱之為「準晶」。