前线轨道理论受冷遇达三十年

1952年日本的福井谦一(1918—)等人首次用特定轨道电子密度同反应活性有关系说明芳香烃每个位置上反应能力的差别,发现“电子密度最容易受到亲电或氧化性试剂的进攻”。这就是福井谦一为前线轨道论奠基的第一篇文章。《化学物理》杂志1954年第8期又登载了福井谦一的题为《香烃、杂环烃和其它偶联分子定向的分子轨道理论》的文章。在以后的著述中,福井谦一继续发展和完善了他的前线轨道理论。1965年福井又发现,前线轨道的对称性可以解释以前难以理解的化学反应过程。
前线轨道理论的创立是第二次世界大战以后化学理方面的最重大成就之一,它把简单分子轨道理论向前推进了一大步,在不使用大型电子计算机的场合也能较好地推测和解释一些化学反应的条件、产物和反应机理,在有机合成、生命科学和药物制备领域有广泛的应用。但这一重要理论创立后,不仅在日本国内长期无人问津,而且在西方化学界也很少有人引用。后来,这种情况有了转变。这是由于1965年美国伍德沃德和霍夫曼提出“轨道对称性守恒”原理他们的文章中所用的“特殊分子轨道”正是福井的“前线轨道”,且提到了福井的开创性工作。福井的前线轨道理论受冷落的主要原因有:①当时西方化学界正盛行用大型计算机做精确计算,以求化学纯理论化的潮流,而福井的理论主要借助于简单的休克尔分子轨道理论对大量化学实验资料进行概括,并非依靠高深的数学推导和精确的数值计算,这自然与当时潮流不合。②当时科学界已存在一种错觉,即某项科学成果是否有价值,要看西方,特别是美国是否赏识或赞同。福井的文章没有获得这种礼遇,自然也就无人问津了。③日本当时正处于战败后的经济恢复阶段,科学只处于重新起步的发展时期,加上日本只注重工艺进步的传统,造成福井在国内也没有碰到知音。
福井理论的遭遇说明,不但权威的压制可以使一个理论受冷却,传统和时尚也是其中的因素之一。

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