弗朗塞斯克·伊拉斯的自传

《The Journal of Physical Chemistry C》:Autobiography of Francesc Illas

【字体: 时间:2025年12月12日 来源:The Journal of Physical Chemistry C 3.2

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  童年化学实验激发研究兴趣,大学期间系统学习量子化学与计算方法,博士期间参与表面吸附理论建模,与IBM、巴黎大学等国际团队合作推进计算化学发展,创建西班牙首个理论化学计算中心IQTCUB,研究方向涵盖催化材料、密度泛函理论及磁耦合。

  
这篇回忆录以第一人称视角,系统梳理了作者从童年到职业生涯的学术轨迹,揭示了20世纪后半叶西班牙科学教育体系转型与量子化学发展间的深刻关联。文章通过三个维度展开叙述:

一、教育路径与学科认知转型
作者在 Franco 时代(1970年代)的求学经历,折射出西班牙民主化进程中的教育变革。早期在 Catalan 语与 Spanish语的混合教育环境中,通过 Decroly 教育体系培养的跨学科思维,使其在化学学习时能突破单一学科框架。值得关注的是,其博士阶段因军事服役被迫中断的插曲,恰逢量子化学从半经验方法向 ab initio 方法过渡的关键期。通过 Fortran 语言编程实现理论计算的能力,成为那个时代理论化学家的核心竞争力。特别值得注意的是,作者在军事服役期间自主研读 Szabo 和 Ostlund 的量子化学教材,这种主动的知识获取方式塑造了其后续的科研方法论。

二、学术共同体构建与知识生产模式
文章展现了理论化学研究从个体实验向国际合作范式的转变过程。早期与意大利 Torino 理论化学组的远程协作(1984年计算合作),到后期与 IBM研究中心 Paul Bagus 团队的深度互动(1989-1990年),体现了计算化学研究全球化进程。这种合作模式催生了新的知识生产机制:通过定期学术会议(如1988年格罗尼亚量子化学研讨会)建立的非正式交流网络,配合跨国合作项目(如1996年与 Los Alamos 国家实验室的合作),形成理论化学研究的新生态。

三、技术范式演进与科研生态变迁
文章清晰勾勒了量子化学计算工具的三次迭代:从手算积分(1970年代)到 Fortran 编程(1980年代初期),再到伪势方法与 DFT 结合(1990年代后期)。这种技术跃迁与西班牙大学制度改革(LRU法案实施)形成共振——1997年创建的 UB 理论化学计算中心,本质上是将分散的个体计算能力整合为协同创新体系的产物。特别需要指出的是,作者在 IBM研究中心的经历(1989-1990年)具有范式转换意义:既接触到STM表征技术的前沿(如 Eigler 的原子操控实验),又深度参与计算化学与实验科学的交叉验证,这种双向互动为现代计算表面化学奠定了基础。

在学科发展层面,作者通过三个关键学术节点的选择,构建起理论化学完整知识谱系:早期聚焦半经验方法(MINDO/3,1980年代),中期转向伪势与周期性计算(PSATOM/PSHONDO,1980-1985),后期发展 DFT 周期模拟(1990年代后)。这种渐进式技术跃迁模式,与同期西班牙科研体制从封闭到开放、从分散到整合的改革轨迹高度重合。

值得关注的是,作者通过具体事例展现了理论化学家群体知识共享机制:从 Catalan 地区到 Torino,从 Toulouse 到 IBM,这种跨越地理与学科界限的知识流动,形成独特的"量子化学 migratory network"。特别在1990年代,作者团队通过创建 UB 计算化学中心,将分散的个人计算能力转化为机构性科研资源,这种组织创新在西班牙科研体系转型中具有典型意义。

在方法论层面,作者强调计算化学家的双重能力:既要有理论推导的严密性(如通过手算验证 Fortran 程序的可靠性),又需具备实验设计的敏感性(如将军事服役期间积累的计算经验转化为后续研究优势)。这种"理论-实验"双轨能力培养模式,在回忆录中通过具体案例得到充分印证。

特别值得深入探讨的是技术工具的代际演进:从 punch card 编程到 UNIVAC 1108 的大型机计算,再到现代 Linux 集群与并行计算。这种技术迭代不仅改变了研究方式,更重塑了学术交流模式——早期通过纸质信件传递代码与计算结果(如1980年代与 Torino 团队的合作),后期则借助 email 和远程计算平台实现即时协作。这种技术工具的进化史,实质是计算化学学科方法论发展的微观镜像。

在学术伦理层面,作者通过具体事例展现了理论化学家的责任意识:坚持学术传承(培养 PhD 学生成为教授),维护科研自由(在军旅服役期间仍坚持学术阅读),以及践行知识共享(建立跨机构的计算中心)。这种将个人学术追求与国家科研体制变革相结合的叙事,为理解当代欧洲科学治理提供了独特案例。

最后,文章通过三个重要时间节点的对比(1978年军事服役、1989年 IBM 合作、2018年 IQTCUB获奖),揭示了理论化学研究从封闭体系到开放生态的转型轨迹。这种个人学术史与学科发展史的交织叙述,既展现了个体科学家在时代洪流中的能动性,也印证了计算化学学科发展的内在逻辑。作者在职业生涯后期建立的跨学科研究网络(涉及催化、凝聚态物理、生物医学等),标志着理论化学研究范式的根本转变,这种转变在文章结尾处通过新生代研究者的培养计划得到延续。
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