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孫家鐘
來源:互聯網

孫家鐘(1929年12月7日—2013年2月24日),男,天津人,理論化學家、教育家,中國科學院學部委員,吉林大學教授、博士生導師。

人物經歷

1952年從燕京大學化學系畢業后到吉林大學化學系工作,歷任助教、講師、副教授、教授、博士生導師;1980年至1990年擔任吉林大學理論化學研究所副所長、所長;1989年起任吉林大學理論化學計算國家重點實驗室主任,學術委員會主任;1991年當選為中國科學院學部委員(院士)。孫家鐘的科研涉及量子化學多體理論和有機高分子化合物統計理論兩個領域,為中國理論化學事業做出了重大貢獻。孫家鐘一生對科學孜孜不倦地追求,20世紀50年代,應用1/r12雙中心球坐標展開公式和三維旋轉群的表示理論,解決了具有延遲效應的各種電磁極矩間的相互作用等重要科學問題。60年代,他參加了配位場理論研究,建立了一套從連續群到點群的不可約張量方法,從而統一了配位場理論的各種方案,創造性地發展和完善了配位場理論,該研究成果1982年榮獲國家自然科學獎一等獎(第二獲獎人)。他還發展了一種從頭計算的理論方法,發展了分子殼模型。80年代,針對國際上廣泛使用的Xα理論的缺陷,孫家鐘推導出正確的原子氛重疊模型的多重散射Xα自洽場方程,被國際同行稱為“精確的多重散射Xα自洽場方法”。90年代,他用標度概念揭示有機高分子化合物固化本質是溶膠-凝膠轉變,得到了描寫這種轉變的廣義標度律,并建立了含內環化反應的高分子固化理論,使高分子統計理論上了一個新的臺階。孫家鐘在致力于科學研究的同時,注重教學和人才培養工作,為中國的理論化學事業做出了重大貢獻。他治學嚴謹,技高德馨,從教50余年來,為國家培養了許多高層次建設人才,為國家和社會做出了重大貢獻。他為中國的理論化學事業作出了重大貢獻,為吉林大學理論化學研究所和理論化學計算國家重點實驗室的發展傾盡全部精力。2013年2月24日10時7分,孫家鐘因病醫治無效在長春市逝世,享年84歲。

主要貢獻

孫家鐘在吉林大學化學系開創時期,唐敖慶就擔任了繁重的教學任務,其獨特的授課風格,淵博的知識和充沛的精力,使孫家鐘深為嘆服,激勵著他日以繼夜、廢寢忘食地埋頭于書山之中,書是啃了一本又一本,人卻消瘦了,布滿血絲的眼睛也深陷了下去。他刻苦讀書、鉆研,得到了唐敖慶的青睞。在其親自示范講授、具體指導下,孫家鐘于1954年就開始走上大課講壇,講授了第一門課(物質結構),酷似唐老師的授課風格,得到師生的好評,青年教師們都羨慕他得到了唐老師的“真傳”。40多年來,孫家鐘在吉林大學校內外,先后講授過物質結構、熱力學、量子化學、原子核導論、催化理論、群論在化學中的應用、李代數、量子化學中的酉群方法、相變和重整化群等10多門課程。從1978年以來,他先后培養了35名碩士研究生和25名博士研究生。幾十年來,他為國家培養了眾多的專業人才,其中已有25人相繼晉升為教授(研究員),其中有10人被評聘為博士生導師,成為本單位的學術領導人。

孫家鐘在60年代開始研究李群、李代數及其在化學中的應用和配位場理論。70年代以后的研究課題有:①分子間相互作用;②多重散射Xα自洽場理論;③分子軌道對稱守恒理論;④李群、李代數和量子化學中的多體問題;⑤二階約化密度矩陣理論;⑥有機高分子化合物固化理論和標度研究等。這些課題的研究成果,先后在國內外學術雜志上共發表150余篇論文;他作為主編出版了學術專著《量子化學中的不可約張量方法》,他還是《配位場理論方法》《配位場理論方法補編》和《約化密度矩陣引論》等學術專著的主要作者之一,并完成上述兩部配位場理論專著英文版的全部翻譯工作。

60年代中期,孫家鐘參加了唐敖慶領導的配位場理論研究,1966年,隨唐敖慶出席北京暑期國際物理討論會,配位場理論研究成果被大會評為10項優秀成果之一,討論會認為它“豐富和發展了配位場理論,為發展化學工業催化劑和受激光發射等科學技術提供了新的理論依據。”70年代到80年代初,唐敖慶和孫家鐘等人繼續從事這方面的研究。1982年配位場理論研究獲得國家自然科學一等獎,孫家鐘名列唐敖慶之后,是第二名獲獎者。1982年以后,孫家鐘和他的研究集體仍然繼續從事這方面的研究工作,并得到實際應用:①提出適用于鐵族原子配位化合物的新的中間場計算方案;②將分子不可約張量方法延拓到二十面體群的對稱性,并引入準自旋的概念,使矩陣元的計算進一步得到簡化,概括了著名的補態原理;③對中國豐產的稀土離子晶體成功地進行了能譜的理論分析;④對過渡金屬絡合物進行了與實驗結果相符合的理論計算。1985年,法國著名配位場理論專家開布勒評論近年來國際配位場理論研究在五個方面取得了重要成就,其中有三個方面列舉了唐敖慶和孫家鐘等人在80年代的研究成果,并將其譽為中國學派。

孫家鐘等人對分子間相互作用力(即范德華引力)的研究,引起了國內外學術界的重視,僅涉及到生物大分子間的范德華引力研究一文,就先后有100多位外國學者來函向孫家鐘索取論文。1978年法國科學院院士、著名量子生物化學家普曼主編的《二原子分子生物大分子的相互作用》專著中,在討論關于有延遲效應的分子間相互作用問題時,列出了從1948年開始以來有意義的幾項科研成果的作者和年代,其中有1976年孫家鐘的上述研究成果。從70年代末期到80年代,孫家鐘等人在進行多重散射Xα自洽場理論研究中,得到了自洽場中所缺少的原子氛重疊作用項,擴展了Xα方法的應用范圍,被國際學術界譽為嚴格的Xα理論。在1980年荷蘭阿姆斯特丹大學馮·狄克姆教授的《嵌入銅和銅原子簇的多重散射》學術專著中,列舉了上述工作,并整篇幅地引用了孫家鐘等人的格林函數雙中心展開方法及其公式。80年代,孫家鐘等人深刻地揭示了二階約化密度矩陣的拓撲空間的幾何性質,為國際所公認,并建立了前人沒有得到的孿函數多組態自洽場方程,作為應用,計算了各類典型的原子和分子的基態激發態,發現由這類孿函數構造的多電子波函數很好地包括了電子相關作用。這一工作,受到國際密度矩陣學術中心——加拿大皇后大學數學統計系柯爾曼教授的高度重視,并邀請孫家鐘于1985年出席由他主持的國際密度矩陣和密度泛函學術討論會,孫是出席討論會唯一的化學家,柯爾曼教授向與會的國際知名學者介紹時,稱孫家鐘是中國的化學數學家,他向大會做的學術報告得到普遍的好評。

在80后代末到90年代初,孫家鐘參加了唐敖慶等人進行的高分子固化理論和標度研究,取得兩個方面的重要成果:①用標度概念揭示高分子固化本質是溶膠一凝膠的相轉變,并得到了描寫這種相轉變的廣義標度律;②建立了含內環化反應的高分子固化理論。孫家鐘40多年來的科研工作,既師承唐敖慶的衣缽,又能獨辟蹊徑,形成自己的特色,專攻運用多種數理方法解決化學中的理論問題,在量子化學多體理論研究方面作出了突出貢獻。進入90年代以來,他又在為采用新的數理方法帶領研究集體埋頭讀書,為攀登新高峰奠定堅實的基礎,并已初見成效,預計新的突破性研究成果將是指日可待。

研究領域

主要涉及的科學研究領域如下:

1、分子間相互作用研究:應用1/r12雙中心球坐標展開公式和三維旋轉群的表示理論,分別得到對稱陀螺分子和非對稱陀螺分子的取向作用力、誘導力和色散力,證明了一級和二級微擾分子間的相互作用具有加和性;并進一步研究了生物大分子相互作用,解決了具有延遲效應的各種電磁極矩間的相互作用問題。

2、多重散射Xα自洽場理論研究:在得到了格林函數在四個不同區域的雙中心展開公式的基礎上,推導出正確的原子氛重疊模型的多重散射Xα自洽場方程,拓展了Xα方法的應用范圍。

3、約化密度矩陣理論和孿函數的研究:明確地提出了約化密度矩陣具有準自旋群和酉群對稱性,揭示了約化密度矩陣拓撲空間的幾何性質和各階約化密度矩陣的內在聯系。可用于進一步探索著名的N-表示理論。

4、孿函數與多體理論:在二次量子化表象下,應用辛群對稱性群鏈,引入孿函數表示費米子的態函數,建立了孿函數的多組態自洽場方程。

5、高分子固化理論和標度研究:用標度的概念,揭示了高分子固化的本質是溶膠-凝膠的相轉變,并得到了描寫這種相轉變的廣義標度律,建立了含內環化反應的高分子固化理論。

6、配位場理論研究:唐敖慶院士所領導的配位場理論研究在國內外學術界產生了廣泛的影響,被譽為中國學派;1982年《配位場理論方法研究》成果獲國家自然科學獎一等獎(孫家鐘為第二獲獎人)。在配位場理論研究中,孫家鐘將參數擬合方法與Hartree-Fock方程相結合,發展成一種從頭計算的理論方法,并得到應用。

學術論著

孫家鐘一生共發表學術論文200余篇,學術專著4部,包括作為主編的《量子化學中的不可約張量方法》以及《配位場理論方法》《配位場理論方法補編》和《約化密度矩陣引論》等作為主要作者的學術專著,并完成了《配位場理論方法》和《配位場理論方法補編》兩部專著的英文版翻譯工作。

榮譽獎項

人物評價

孫家鐘是一位充滿大愛的杰出教育工作者,自從決定將自己的生命奉獻給黨和國家的教育事業,他就承擔起了為學生“傳授知識、解答疑惑”的使命。他是敬業愛生、以身作則、言傳身教、潛移默化的典范。(吉林大學化學學院評)

孫家鐘先生的一生,充滿了對黨、祖國、教育和科學的深厚熱愛。他對中國的理論化學領域做出了杰出的貢獻,全身心投入到吉林大學理論化學研究所及理論化學計算國家重點實驗室的建設中。他不僅積極貫徹黨的教育方針,還引導學生樹立共產主義信念,是創新教育理念的忠實執行者。(吉林大學黨委宣傳部評)

參考資料 >

著名理論化學家孫家鐘院士逝世 享年84歲 .中國科學院.2024-08-05

孫家鐘.吉林大學化學學院.2024-08-05

緬懷敬愛的孫家鐘先生.吉林大學黨委宣傳部.2024-08-05

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