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要解决相角问题其中有一种办法——直接法
  文章来源: 发布时间:2010-04-16 【字号: 小  中  大   

那么要解决相角问题有许许多多办法,其中有一种办法叫做直接法。我觉得到现在为止要解决相角问题还是在晶体学上,我们觉得还是直接法。我们就干了多半辈子的直接法。直接法是什么意思呢?晶体学中的直接法,就是从一组衍射振幅直接推演相应的相位。我可以直接推出相应的相角来,这个看起来是没有多少,但是可以说得清道得白,可以拿东西表述出来,适合这个,这个事情我不在这里说了,反正大家承认它是很科学的。如果到我们网上看看,什么事情都明白了。

直接法经历了一段历史。大致分为这两个阶段,头一个阶段又分了很多小阶段。第一个阶段,我1952年才进北大,根本不懂什么是直接法。这是第一个阶段。第二个阶段是Karle跟Hauptman花了十年的时间,建立了直接法代理数据的基础,整套理论,建立了一个比较完整的理论系统。到了50年代末,真正搞结构分析的人,就只有他自己了。那么这也可以看出一个科学研究,有时候会在一种比较特殊的情况底下进行的。Karle 都是为了想提高晶体结构分析的逻辑性,提高它的效应,扩大它的功能而努力的。那么为搞结构的人做事情。但是搞结构的人什么都不理他,有时候说点风凉话,说你这个分子只能做四个原子结构,还有人说你这个东西,只有中心的才能做,非中心对称的不能做。在历史上有不少大人物说过诸如此类的话。但是他开创了这个东西,他不管旁边的人说什么,他自己干自己的,就是自己研究的一个特点之一。

那么到了1963、1964年这两年,注意这里面有一个I·L·Karle,这是他的夫人,做了一个突破。她用前面形成的一套直接法,用他的理论,然后实际解决了当时用别的方法解释出来的结构。一个是中心对称;另外一个是非中心对称,两个结构的独立原子数都在20多个。当时用别的方法很难解释到这种复杂程度,他解释出来了,这是一个标志性的突破。但是还是没有人理他,也没有人用它。

到70年代,也是整个70年代,主要由M. M. Woolfson这个人,这个人把上面一些成果,实际上这个人也参与到理论基础的建立,但是他的贡献不如Karle和Hauptman,这个人花了十年时间搞了一个自动化的程序,那个程序就跟傻瓜相机一样,你可以不懂直接法,甚至可以不懂晶体学,他只问你必要的一些情况,到时候程序会自动弄出来。那么有了这么一个程序以后,那么直接法的应用就推广了。所以直接法的推广主要是这个人团队的贡献。他的成效有多大呢?把定义的单一结构的周期从几个礼拜,甚至到几个月缩短到几个小时。然后把能处理的晶体的复杂程度从二三十个独立原子,扩大到一百多个原子,都是成倍或者成数量级的翻番。这种方法一下就在结构分析小分子晶体结构分析里面,上面占到了绝对的统计地位。

这就马上就促成了结构化学理论很大的改变。因为结构化学的理论也得建立在实验基础上头,需要有大量的快速的大量的晶体结构,然后从这些实验结构里面总结一些规律,搞一些理论的研究。这个时候做了一些设计,那么有了这么一个高效率、快速的结构分析方法,你就可以在很短时间里面实现,你设计出来是跟你设计的一模一样,就验证了你的结构分析。做了一些研究,找了一些规律,所以很快在80年代出现了药物设计,影响非常大。

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