福井謙一（Kenichi Fukui，1918年10月4日 - 1998年1月9日），日本量子化學(xué)家，畢業(yè)于京都大學(xué)，是日本理論化學(xué)的先驅(qū)，美國科學(xué)院外籍院士，歐洲藝術(shù)科學(xué)文學(xué)院院士、日本政府文化勛章獲得者。因提出直觀化的前線軌道理論而獲得1981年諾貝爾化學(xué)獎，成為第一位獲得該獎項(xiàng)的日籍科學(xué)家，也是東亞裔第一位諾貝爾化學(xué)獎得主。1998年去世。
人物經(jīng)歷
職業(yè)選擇
1918年10月4日，福井謙一出生于日本奈良縣井戶野町，是福井良吉和福井千惠的長子。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大阪府立今宮初級中學(xué)和舊制大阪高中，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)。
學(xué)習(xí)歷程
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(jiān)實(shí)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(shí)驗(yàn)室攻讀碩士學(xué)位。兒玉信次郎早年留學(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。1943年任京都大學(xué)講師，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年起任京都大學(xué)物理化學(xué)教授。同年，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(shí)際和狂妄的；日本學(xué)術(shù)界對福井的理論也并不重視，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(duì)，福井學(xué)派也成為量子化學(xué)領(lǐng)域一個重要的學(xué)派。
職業(yè)生涯
福井于1951年至1982年擔(dān)任京都大學(xué)物理化學(xué)教授，1982年至1988年擔(dān)任京都工藝大學(xué)校長，并成為量子分子科學(xué)國際學(xué)院的成員和慕尼黑國際科學(xué)院的榮譽(yù)成員。他還于1988年至逝世前擔(dān)任基礎(chǔ)化學(xué)研究所所長。他還曾擔(dān)任日本化學(xué)學(xué)會主席，并獲得了多個獎項(xiàng)，包括1962年的日本學(xué)術(shù)獎、1981年的文化功勛者、1988年的旭日大綬章等。
學(xué)科貢獻(xiàn)
福井謙一在長期從事量子化學(xué)理論并對有機(jī)化合物的研究中，總結(jié)出著名的前線軌道理論。他指出化合物分子的許多性質(zhì)主要由最高占據(jù)分子軌道（HOMO）和最低未占分子軌道（LUMO）所決定。凡是處于前線軌道的電子，可優(yōu)先聯(lián)會。這對選擇有機(jī)合成反應(yīng)路線起決定性作用。1951年福井謙一提出這一理論時，并未引起人們的注意。1959年伍德沃德和霍夫曼首先肯定這一理論的價值，并用它來研究周環(huán)反應(yīng)的立體化學(xué)選擇定則，進(jìn)一步把它發(fā)展成為分子軌道對稱守恒原理。這些發(fā)現(xiàn)不僅解釋了以前化學(xué)反應(yīng)中的一些不能解釋的現(xiàn)象，而且能預(yù)測許多化學(xué)反應(yīng)是否能進(jìn)行。維生素B12的合成就是在前線軌道理論和分子軌道對稱守恒原理指導(dǎo)下極成功的例子。福井的前沿分子軌道（FMO）理論簡化了化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，幫助解釋了伍德沃德-霍夫曼規(guī)則對熱力環(huán)狀反應(yīng)的預(yù)測。
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(jì)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(jī)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(diǎn)經(jīng)過某一特定途徑，滑動到另一個最低點(diǎn)的過程，研究體系滑動在勢能面上留下的軌跡，是化學(xué)動力學(xué)的一項(xiàng)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(jì)算，直接使用量子化學(xué)的理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，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。
獲獎記錄
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)家羅阿爾德·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、倫敦皇家自然知識促進(jìn)學(xué)會會員等一系列榮譽(yù)。1982年福井從京都大學(xué)退休，被京都工藝?yán)w維大學(xué)（京都技術(shù)學(xué)院）聘為校長，同時擔(dān)任福井基礎(chǔ)化學(xué)研究所所長、京都基礎(chǔ)化學(xué)研究院理事等職。1989年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會外籍會員。
著作作品
??『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』（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
??『復(fù)系の經(jīng)濟(jì)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
外部鏈接
參考資料 >