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生平

1918年10月4日，福井出生于日本奈良縣井戶野町的一個職員家庭，他的父親畢業(yè)于東京商科大學(xué)，供職于一家英國公司。家境富裕的福井自幼便受到良好的教育，不僅學(xué)習(xí)過《論語》等傳統(tǒng)典籍，同時也受到歐美文化和先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的熏陶。

中學(xué)時代的福井謙一先后就讀于 舊制今宮中學(xué) （ 日語 ： 大阪府立今宮高等學(xué)校 ） 和 舊制大阪高中 （ 日語 ： 大阪高等學(xué)校 (舊制) ） ，他的數(shù)學(xué)與德語成績優(yōu)異，但是這位日后的理論化學(xué)家卻對中學(xué)化學(xué)非常不感興趣。在進(jìn)入大學(xué)的升學(xué)考試中，福井受到家族親戚，京都帝國大學(xué)工業(yè)化學(xué)系教授 喜多源逸 的影響，選擇了自己最不喜歡的化學(xué)作為終身的專業(yè)。

京都大學(xué)福井謙一紀(jì)念碑

1938年，福井考入京都大學(xué)工業(yè)化學(xué)系，進(jìn)入大學(xué)的福井沒有放棄自己對數(shù)學(xué)的興趣，選修了大量數(shù)學(xué)和理論物理方面的課程，在這一時期打下了堅實的數(shù)理基礎(chǔ)。1941年福井大學(xué)畢業(yè)，進(jìn)入京都大學(xué)燃料化學(xué)系兒玉信次郎教授的實驗室攻讀碩士學(xué)位。兒玉早年留學(xué)德國，返回日本時帶回了大量歐洲的書籍資料，當(dāng)時的歐洲量子理論正出于空前的發(fā)展之中，福井謙一通過這些珍貴的書籍，接觸到了當(dāng)時理論科學(xué)研究前沿。1948年福井獲得了他的博士學(xué)位。畢業(yè)后的福井留在京都大學(xué)燃料化學(xué)系，在一間條件簡陋的研究室中從事理論研究。

1951年，福井謙一發(fā)表了前線軌道理論的第一篇論文《芳香碳?xì)浠衔镏蟹磻?yīng)性的分子軌道研究》奠定了福井理論的基礎(chǔ) 。福井初期的工作并不為人們所認(rèn)可，他的同事和上司認(rèn)為福井謙一不專心從事應(yīng)用化學(xué)的研究，而是希望提出全新的化學(xué)基礎(chǔ)理論，并且希望將當(dāng)時還不為化學(xué)界所接受的量子力學(xué)引入到化學(xué)領(lǐng)域中，是不切實際和狂妄的；日本學(xué)術(shù)界對福井謙一的理論也并不重視，直到1960年代，歐美學(xué)術(shù)界開始大量引用福井的論文之后，日本人才開始重新審視福井謙一理論的價值。由于福井在前線軌道理論方面開創(chuàng)性的工作，京都大學(xué)逐漸形成了一個以他為核心的理論化學(xué)研究團(tuán)隊，福井學(xué)派也成為量子化學(xué)領(lǐng)域一個重要的學(xué)派。

1981年，福井謙一與提出分子軌道對稱性守恒原理的美國科學(xué)家羅德·霍夫曼分享了諾貝爾化學(xué)獎 。同年，他又獲得了美國科學(xué)院外籍院士、歐洲藝術(shù)科學(xué)文學(xué)院院士、日本政府文化勛章等一系列榮譽。1982年福井從京都大學(xué)退休，被京都工藝?yán)w維大學(xué)聘為校長，同時擔(dān)任福井基礎(chǔ)化學(xué)研究所所長，福井擔(dān)任這些職位直到1998年逝世。

貢獻(xiàn)

前線軌道理論

前線軌道理論是福井謙一賴以成名的理論，這一理論將分子周圍分布的電子云根據(jù)能量細(xì)分為不同能級的分子軌道，福井認(rèn)為有電子排布的，能量最高的分子軌道（即最高占據(jù)軌道HOMO）和沒有被電子占據(jù)的，能量最低的分子軌道（即最低未占軌道LUMO）是決定一個體系發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵，其他能量的分子軌道對于化學(xué)反應(yīng)雖然有影響但是影響很小，可以暫時忽略。HOMO和LUMO便是所謂前線軌道。

福井提出，通過計算參與反應(yīng)的各粒子的分子軌道，獲得前線軌道的能量、波函數(shù)相位、重疊程度等信息，便可以相當(dāng)滿意地解釋各種化學(xué)反應(yīng)行為，對于一些經(jīng)典理論無法解釋的行為，應(yīng)用前線軌道理論也可以給出令人滿意的解釋。前線軌道理論簡單、直觀、有效，因而在化學(xué)反應(yīng)、生物大分子反應(yīng)過程、催化機理等理論研究方面有著廣泛的應(yīng)用。

內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)法

過渡態(tài)理論認(rèn)為，化學(xué)反應(yīng)的過程就是體系從勢能面上的一個最低點經(jīng)過某一特定途徑，滑動到另一個最低點的過程，研究體系滑動在勢能面上留下的軌跡，是化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的一項任務(wù)，福井提出的內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)法可以闡明體系在反應(yīng)途徑上每一處所受到的作用力與核位移之間的關(guān)系。

量子化學(xué)直觀化

無論是前線軌道理論還是內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)法，都是將復(fù)雜、抽象的量子化學(xué)公式轉(zhuǎn)化為簡單直觀的近似理論，福井謙一所有的工作都是圍繞量子化學(xué)直觀化這一目標(biāo)進(jìn)行的，通過他提出的理論，傳統(tǒng)的化學(xué)家可以不經(jīng)過抽象的公式推導(dǎo)和計算，直接使用量子化學(xué)的理論指導(dǎo)實驗，為他們打開了理論化學(xué)神秘的大門。為此福井專門編寫了《圖解量子化學(xué)》一書，這部書是非理論化學(xué)專業(yè)工作者了解量子化學(xué)的經(jīng)典讀物。

著作

『量子化學(xué)』（1968年、朝倉書店）

Theory of Orientation and Stereoselection（1975年、Springer-Verlag）、ISBN 0387074260

『化學(xué)反応と電子の軌道』（1976年、丸善）、ISBN 462102132X

『フロンティア軌道法入門』（1978年、講談社）、ISBN 4061392506

『科學(xué)と人間を語る』（1982年、共同通信社）、ISBN 4764101149

『化學(xué)と私』（1982年、化學(xué)同人）、ISBN 4759800883

『學(xué)問の創(chuàng)造』（1984年、佼成出版社）、ISBN 4333011434

『教育への直言』（1985年、パンリサーチインスティテュート）、ISBN 4893520059

『學(xué)問の創(chuàng)造』（1987年、朝日文庫）、ISBN 4022604433

『21世紀(jì)日本の選択』（1994年、ダイヤモンド社）、 ISBN 4478190186

『哲學(xué)の創(chuàng)造』（1996年、梅原猛との共著?PHP研究所）、ISBN 4569552056

『複雑系の経済學(xué)』（1997年、ダイヤモンド社）、ISBN 4478372160

Frontier Orbitals and Reaction Paths（1997年、World Scientific Publishing Company）、ISBN 9810222416

參考文獻(xiàn)

『福井謙一とフロンティア軌道理論』（1983年、日本化學(xué)會學(xué)會出版センター）、ISBN 4762263516

『福井謙一博士の死―大學(xué)回り記者哀歓記』（1999年、ミネルヴァ書房）、ISBN 4623030512

『ノーベル賞の周辺―福井謙一博士と京都大學(xué)の自由な學(xué)風(fēng)』（1999年、化學(xué)同人）、ISBN 4759808183

Bell J, Johnstone B, Nakaki S: The new face of Japanese science. New Scientist , March 21, 1985, p. 31.

Sri Kantha S: Kenichi Fukui. In, Biographical Encyclopedia of Scientists , edited by Richard Olson, Marshall Cavendish Corp, New York, 1998, pp. 456–458.

The Chemical Intelligencer 1995, 1(2), 14-18, Springer-Verlag, New York, Inc.

參見

前線軌道理論

諸熊奎治

日本人諾貝爾獎得主

京都大學(xué)諾貝爾獎得主列表

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