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江元生

江元生(1931.08.18~2014.01.10),男,中国共产党党员,中国科学院院士,著名理论化学家,第六届全国政协委员,南京大学原教授、博士生导师。1956年江元生同志研究生毕业于吉林大学并留校任教,1991年当选为中国科学院院士,1992年1月调任南京大学,任教授、博士生导师,创建了南京大学理论与计算化学研究所。江元生同志长期从事理论化学的教学与科研,提出和发展了多项新理论与新方法,取得卓越的研究成果,曾获国家自然科学一等奖,为南京大学理论与计算化学学科的发展作出杰出贡献,为我国培养了众多理论化学方向的专业人才。在国内外学术界享有盛誉,当选为英国皇家化学会会士、国际数学化学研究院院士。

2014年1月10日18点36分,江元生同志因病在中国江苏南京逝世,享年83岁。 [1-2]

江元生,江西宜春人,1931年8月18日生。父亲江维华于1933年病逝。母亲继而于1943年病逝。在父友杨翘新的资助下,于1948年春完成了中学学业。由于父母早逝,又逢连年战乱,动荡艰辛的生活经历磨练了他。目睹国事衰微,政治腐败,他立志献身教科事业,逐渐形成了读自然科学书,走科学之路的信念。1948年秋考入广州中山大学,两年以后,他又重新考入武汉大学化学系。

大学期间,江元生对有机化学和物理化学最感兴趣。物理化学有比较严密的理论体系,有机化学则几乎都是实验事实的描述归纳,连其中的规律也是如此。如加成反应的Makonikov规则、Thiele余价说等。这使他感受到化学作为一门学科,有一片处女地等待开发,但他并未料及以后自己会从事理论化学研究。当时,新中国刚建立不久,百废待兴,大学毕业生由政府统一分配,他对自己将来做什么工作,心中无数,只能是走一步,看一步。幸运地,一切都发生得很自然,合乎他的向往。

1953年江元生大学毕业,被分配到东北人民大学(现吉林大学)读研究生,导师是唐敖庆先生。这是他人生道路的转折点。那时,正值国家起步建设,人们充满希望。学校集中了一批国内著名的来自北大、清华等校的教授,学术空气十分浓厚。这是江元生渴望已久的时机和环境,他如饥似渴地学习,扎实地掌握了广博的科学知识。他铭记着一句话:“时间是个常数”,以此来勉励自己全身心地投入到学习中去。1956年研究生毕业,并留校任教。

1931年8月18日,出生于江西省宜春市;

1948-1950年, 广州中山大学数学系、化学系学习;

1950-1953年 武汉大学化学系毕业;

1953-1956年, 长春吉林大学物理化学研究生毕业;

1956-1991年, 吉林大学化学系、理论化学所助教、讲师、副教授、教授、博士生导师;

1983-1984年, 美国康奈尔大学化学系交换学者;

1978-1993年, 博士后导师,中国化学会第二十一、二十二届理事,第二十三届理事会常务理事;

1985年后,《物理化学学报》副主编;

1991年, 当选为中国科学院院士;

1992年,任南京大学化学系教授、博士生导师;

2014年1月10日18点36分,在南京因病逝世,享年83岁。 [1-2]

曾任南京大学教学委员会主任,《化学学报》编委,《有机化学》编委,《物理化学报》副主编,复旦大学、华东工学院等校兼职教授;1984年应聘为世界理论有机化学家联合会特别理事。同年被授予国家级有突出贡献的中青年专家,1991年当选为中国科学院化学部委员(即院士)。

江元生教授长期在高校从事教学和科研工作,在高分子统计理论、配位场理论、分子轨道图形理论等方面取得了一系列开创性成果,先后当选为中国化学会第20、21、22届理事,第23届常务理事兼物理化学专业委员会副主任、计算化学专业委员会委员。

江元生早期从事量子化学多中心积分问题的研究,50年代末转入高分子物理化学的研究领域。当时,人们试图利用高能辐射使高分子交联, 生成网状凝胶,由此改变材料性能。英国学者Charlesby把凝胶看成无穷大分子,经过近似推导,得到凝胶量公式,解释实验数据。与此同时,文献上出现了另一种理论公式,它按平衡分配观点计算各种交联分子对凝量的贡献。那么,凝胶的本质究竟是热力学平衡结果还是不溶性网状结构?两者的凝胶点结果显然是不同的。 江元生经过反复推敲,根据凝胶的不熔特性,认定只有是无穷大分子,才不被溶剂分散而溶解。于是他采用无穷大分子模型,经过一年多的努力,推导出严格的凝胶量公式,为表征高聚物的交联程度提供了可靠依据。其论文《交联高聚物的溶胶凝胶分配问题》发表于1963年《中国科学》(英文版)上,迄今,文中基本思想和推演方法仍常被国内外学者所吸收运用。

60年代中期,江元生进行配位场理论研究,取得重大成就。他科学地处理了点群耦合系数与弱场方案中一些有待解决的问题,包括点群直积中不可约表示重复出现及含C类表示的耦合系数计算,VW及X系数的推广定义和交换对称性等问题,并在点群耦合方案下计算旋轨作用能,使能谱的表征更为标准化,构成完整的配位场理论体系,并参与了专著《配位场理论方法》的撰写。

70年代中期以来,江元生研究分子中的近邻作用及其数学模型,发展图论方法,以寻求和总结化学现象大范围的规律性结果,实现了用图形规则将简单分子轨道理论的基本内容概括为“三条定理”的形式,撰写了专著《分子轨道图形理论》,在国内外产生了深远的影响。在江元生教授指导下参与这一研究的一位博士生,在日本京都基础化学研究所进行科研合作中,运用这一成果,处理了长链聚合分子(如聚乙炔等)的振动谱分类以及掺杂引起的形变中声子声子相互作用,获得成功,与日方合作者已共同发表论文多篇。1989年,诺贝尔奖获得者福井兼一给江元生教授寄来备忘录,谈及他的研究组在60年代也曾注意到简单分子轨道理论中的图形规则,但未坚持下去。另一国内青年学者在博士论文中用这一成果处理高分子构象问题,得到国内外同行的好评,并获中国化学学会“青年化学奖”。

80年代初,江元生研究图形收缩方法,以图的收缩和扩张模拟同系分子的降解和增长,统一处理各种问题。他就分子图不变量的计算、约化及相互关系,给出了大量的原始结果,受到各国学者的高度评价。他对邻接矩阵行列式的计算方法,被南斯拉夫学者Gutman收入专著。 江元生的构造内同谱图方法,启发了国外学者利用计算机较好地处理了这一问题。江元生对最高占据能级的近似计算,结果非常接近精确值,受到英国著名学者GGHall的赞誉。他的部分同谱论文被德国理论化学杂志评审后,写下了这样的评语:“在许多论文中,这是令人迷恋的一篇。”“这些课题的重要性超过了仅仅希望这些研究将推动化学中重要概念发展的范畴,它还有很强的美学吸引力。终有一天,这些方法可能提供化学新见解的基础。”

在对芳香性理论研究中,江元生等在80年代初提出了五参数的简化方案,以代替传统的八参数方案,并与实验结果符合。美国学者Klein等发表专论, 在标题“江唐霍夫曼近似方案”下进行了详尽的评述,称“通过以另外一种方法表示参数能量的分子结构关系,江唐霍夫曼得到了一种具有明显优点的展开”。南斯拉夫学者Gutman将这一成果写入他的另一本专著。美国学者Schmalz 将江元生的五参数方案吸收应用于多电子芳香性理论中,加以推广和肯定。

江元生教授也是我国开展量化计算最早的学者之一,在大分子团簇与固体的研究中获得多项有学术价值的成果。他解释了三核钼簇的畸变现象。Colton针对江元生的论文,在《钼与钨》一文中写道:“对三核8 电子钼簇的理论研究已经完成,……这种处理导出了前过渡金属簇中的桥式和帽式配体所起作用的普遍结论”。江元生对卤素硼烷不符合Wade规则的论证,为Wade小组所接受。他用分子观点去研究固体能带,与著名学者Hoffmainn不谋而合,Hoffmainn读过江元生教授的论文后,写信给他称:“英雄所见略同”。江元生教授和他的研究组在国内计算机条件较差的情况下,实现大分子从头计算,完成了Cu13(电子数377) 等的计算,缩短了这一领域的国内外差距。90年代,他和研究组开展价键多体理论研究,完成了含24个π-电子的苯型烟分子的精确计算,达到国际同类研究的最好水平。

在步入科研工作的最初岁月里,江元生主要为导师指定的课题进行大量的数学计算。在不断的科研实践中,他认识到理论研究是一种复杂的综合性劳动。包括查文献、定方案、推理计算和总结评论等众多的环节。一个能独立工作的研究人员必须能力全面,而不是只能做某个环节的工作。从此,他走上独立完成科研工作的道路。

二战结束后是和平利用原子能的时代。60年代,利用高能辐射使高分子交联,生成网状凝胶,改变材料性能,乃是化学领域的热门课题。英国学者Charlesby把凝胶看成无穷大分子,近似推导出凝胶量公式,解释实验数据。与此同时,国内文献上出现的理论公式,看上去很严格,它按热力学观点计算各种交联分子对凝胶量的贡献。两者的结果明显不同,引起了江元生的怀疑。他抓住疑点不放,经过查阅文献,反复推敲,认定只有是无穷大分子,凝胶才能呈现不溶、不熔的特性。于是,他采用无穷大分子模型,经过两年的努力,克服了数学困难,推导出严格的凝胶量公式,为表征高聚物的交联程度提出了理论依据。在相近的时间内,国外另一学者用不同的方法也得到了同一研究成果。这项成果开创和推动了国内这一领域的研究。30多年过去了,它的基本思想和数学方法,仍常被国内外研究所引用。

60年代中期,一种特殊的研究模式在中国试行。吉林大学物质结构讨论班是由唐敖庆牵头,八名部属高校教师参加的为期两年的研读班。经过讨论,选择了当时在量子化学领域比较活跃,且可能广泛应用的配位场理论作为学员的集体研究课题。在政治思想上,则要求学员不为名不为利,无私奉献。在这种背景下,江元生一方面努力承担研讨班的各种服务工作,并致力于多出成果。终于对配位场理论计算中所必须的点群V系数和W系数问题作了彻底处理,解决了直积分解中不可约表示重复出现的V系数和W系数,以及C类(共轭)表示出现的V系数和W系数问题,使之系统化。它还提出了一种以点群为基础的旋轨作用能的计算方案。这两项成果与其他成果一起,构成专著《配位场理论方法》第三章和第七章的原始内容。1982年,配位场理论方法以集体名义获国家自然科学一等奖。

“文化大革命”中学校正常工作停顿,江元生被隔离审查,并全家下放农村三年之久。1972年夏回校,他重新投身于理论研究之中。长期在量子化学领域中从事教学和研究,他看到为了解决同一问题,既可按部就班,经过复杂的中间运算步骤去获取结论;也可找到一种方法,无需经过中间步骤,非常简洁地得到结论。追求简洁,已是他的一种信念,它来自对问题的深层次理解及派生的直觉。1974年,经过大量计算,他觉察出在简单分子轨道理论中,存在着“看图识字”的规律,无需经过中间步骤便可写出结果。他与唐敖庆先生讨论和合作,实现了用图形推理规则,将简单分子轨道理论的基础内容概括为三条定理的形式,在国内外同行中产生了较大影响。

80年代初,江元生又提出图形收缩方法,就分子图不变量的计算、约化及相互关系给出了大量的原始结果,被南籍学者Gatman收入专著。他构造内同谱图的解析方法,一次提供20 个以上的实例,突破了当时仅有2例的文献记载,启发国外学者利用计算机较好地处理了这一问题。他对最高占据能级的近似计算,结果非常接近精确值,引起了英国著名学者G.G.Hall的赞赏。他的部分同谱论文被德国理论化学杂志评审后,写下了这样的评语:“在许多论文中,这是令人迷恋的一篇,有一天,这些方法可能提供化学新见解的基础”。另一些学者在评论这些成果时,称他及研究集体为“中国学派。”

在化学图论获得成功的同时,江元生期望自己的理论方法能更多地联系和解释化学问题。他选择芳香性这一理论问题进行研究,给出能量与分子碎片的关系式,将传统的8参数公式代之以5参数,结果简单,意义明确,并能重现实验事实,受到国际同行的重视,被频繁引用和评论。G.G.Hall著文说:“这是一种好近似。”美国学者Klein专文评述该文称作JTH(江、唐、霍夫曼)方案,说:“JTH得到了一种具有明显优点的展开,只需要5个参数。”另一美国学者Smaltz将他的5参数方案吸收应用于多电子芳香性理论中,加以推广和肯定。化学图论的系列研究成果的科学水平也得到国内外学术界的认可,获1987年国家自然科学一等奖(项目名称为:分子轨道图形理论方法及其应用)。

江元生教授始终保持着活跃的学术思想,把握学科前沿发展趋势,在国内外学术界颇有影响,已先后发表论著120余篇(部)。 他的“高分子统计理论”、“配位场理论”获两项全国科学大会奖;“配位场理论”1982年获国家自然科学一等奖;“分子轨道图形理论”和“量子化学计算方法”分别获1985、1987年两次获国家教委科技进步二等奖;“分子轨道图形理论方法及应用”于1987年获国家自然科学一等奖。

江元生教授的传记、简历曾为国内外多种版本的名人录收录。设在英国剑桥的国际传记中心(IBC)出版的六种名人录发表了他的简历或传记, 其中“有成就的男士”(Men of Achievement)连续三版收录。 美国传记中心(ABI)的三种名人录刊登过他的简历,其中“国际杰出带头人物录”及“世界五千名人”连续两版约稿,并聘江元生为顾问评委。英国国际传记中心又授予他“1993年世界知识分子”的荣誉。

在教学工作中,江元生教授为本科生和研究生开设了量子化学、数学物理方法、物理化学、热力学、高等物化、物质结构、高分子物理化学、统计力学、化学图论等多门专业课程,培养了6名博士和20多名硕士。他编写的教材《结构化学》已于1997年由高教出版社发行,并被确定为“面向21世纪课题教材”。

2014年1月14日,江元生同志遗体告别仪式在中国江苏南京举行。习近平同志委托中共中央办公厅打来电话,对江元生院士的逝世表示深切哀悼,对其亲属表示亲切慰问。胡锦涛同志委托中国科学院对江元生院士的逝世表示深切哀悼,对其亲属表示亲切慰问,并代送花圈。李克强、张德江、张高丽、温家宝、吴官正、刘延东、李源潮、赵乐际也分别委托打来电话,对江元生院士的逝世表示深切哀悼,对其亲属表示亲切慰问,并委托代送花圈。致电慰问并送来花篮、花圈的教育部、中国科学院以及相关省市领导有袁贵仁、白春礼、罗志军、梁保华、姚建年、李静海、杨新力、曹卫星、徐南平等。

中共中央组织部、教育部、中国科学院、中共江苏省委、江苏省人民政府、江苏省委组织部、江苏省教育厅等单位发来唁电或送来花圈。

南京大学党委书记洪银兴、校长陈骏,校内外53位两院院士,兄弟高校、科研院所领导,以及江元生院士的生前好友、同事、学生、亲属,也发来唁电、唁函或送来花篮、花圈。 [1-2]


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