知名人物江元生人物简介

Posted 2022-04-06 理论

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知名人物江元生人物简介

·江元生

江元生，物理化学家。60年代发表交联高分子的凝胶量公式。对配位场理论中的点群偶合系数未解决的问题作了彻底处理，使之完整、系统;提出了点群下旋轨偶合能的计算方案。70年代以来，将图论应用于量子化学，发表三条定理、图形收缩、同谱分子及芳香性理论等系列论文;同时也开展簇合物及固体研究。90年代，进行价键理论研究，将Hellter-London计算扩大应用于含28个π电子的共轭分子。

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。

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我国试行。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??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，受到各国学者的高度评价和广泛引用。他对邻接矩阵行列式的计算方法，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??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)。

江元生也是国内展开计算量子化学最早的学者之一。在大分子团簇与固体研究中，获得多项有学术价值的成果。他解释三核钼簇畸变的论文，被国际文献评估为：“三核8电子金属簇的畸变理论研究已经完成”。他用分子观点去研究固体能带，引起著名学者Hoffmann的共鸣，被归纳成一个需要回答的问题：“在哪些特殊点上，固体的晶体轨道能被相应的分子轨道所代表?”

90年代，江元生将代数中的三对角化方法应用于碳簇图谱的计算，得到两个同系簇C_60K²和C_20K²成员的解析结果。他和学生们发展一种新对角化方法，用于价键理论计算，使维数高达10⁵-10⁷的能量矩阵对角化;精确计算了Heitler-London方案下，含18-28个π电子的共轭分子的基态和激态能量、键长、反应活性和芳香性，与实验符合。其中，28个π电子的共轭分子是国际公认的计算极限，超过此极限，即使是超级计算机也无法算出精确值。

由于江元生在科学研究工作中的成就，1991年当选为中国科学院院士。

虽然，江元生的大部分时间用于科研，但教学仍是他的一项重要工作。他感受到教学是巩固基础、更新知识的重要手段，教学也能革新思维，提出种种可供探讨和研究的问题。因此，他一贯积极从事教学工作。进入花甲之年后，他更热心于把积累的知识和心得贡献于教学。他写的《结构化学》教科书，已于1997年秋由高等教育出版社出版;台湾五南图书出版公司已购买该书版权，出版繁体汉字本。

江元生的日常生活平淡无奇，他要求自己每天至少工作8小时，不休节假日。40多年的教书生涯，除了讲课，他亲自指导过12名博士生，20多位硕士生，发表论文130篇。不论是治学还是为人，他崇尚诚实，追求高尚的人格修养。他常以历史上的名家名??勉励自己，并规范自己的行为。民族英雄林则徐的警言：“海纳百川，有容乃大;壁立千仞，无欲则刚”，成为他为人做事的信条。他回想自己走过的路，远非一帆风顺，而是坎坷不平。面对飞来的挫折和意外的伤害，他要求自己宽容对待，保持平静。他鄙视随波逐流趋炎附势，宁可自己的工作条件得不到改善，也不愿为了一点眼前利益去迎合世俗。因此，他能保持豁达的胸怀，饱满的精力，在教学与科研上不断取得进展。虽然，现已年近古稀，仍满怀信心地去迎接未来。

简历

1931年8月18日出生于江西省宜春县。

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。

1983—1984年美国康奈尔大学化学系交换学者。

1978—1993年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年至今《物理化学学报》副主编。

1991年当选为中国科学院院士。

1992年至今南京大学化学系教授。

代表性论著

1 Tang Au-chin，Kiang Yuan-sun.On the problem of sol-gel distribution of the cross-link long-chain polymers.Scientia Sinica 1963 12(7)：997

2 唐敖庆，孙加锺，江元生.配位场理论方法北京：科学出版社，1979，28～59，135～170

3 江元生.分子轨道的图形理论.化学通报，1977(1)：29

4 Yuan-sun Kiang，Er-ting Chen. Evaluation of HOMO-LUMO separation and homologous linerarity of conjugated molecules. Pure and Appl. Chem. ，1983，55：283

5 Jiang Yuansheng. Problem on isospectral molecules. Scientia Sinica. B.，1984，27(5)：236

6 Yuansheng Jiang. Aoqing Tang，Roald Hoffmann. Evaluation of moments and their application in Huckel molecular orbital theory.Therret Chim.Acta，1984，66：183

7 Yuansheng Jiang，Aoqing Tang，Roald Hoffmann，et al. Trinuclear clusters of early transition metals，Jahn-Teller distortions and electric structure.Organometallics，1985，4：27

8 江元生，刘春根，邵义汉.C₆₀K²π-能量的群论解析计算.物理化学进展，1995，15(9)：307

9 Shuhua li，Yuansheng Kiang.Bond lengths，reactivities and aromaticies of benzenoid hydrocarbons based on the valence bond calculations. J.Am.Chem.Soc.，1995，117：8401

10 江元生.结构化学.北京：高等教育出版社，1997

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·江元生

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