郭可信 物理冶金、晶体学家、中国科学院院士。1923年8月生于北京，原籍福建福州。1946年毕业于浙江大学化工系。1947年去瑞士留学。1980年获瑞典皇家理工学院荣誉博士学位。中国科学院北京电子显微镜开放实验室主任、研究员。先后从事晶体结构、晶体缺陷及准晶方面的研究，用电子显微镜研究准晶及相关晶体相结构，在国内外学术刊物上发表论文192篇。近年与中年科学工作者合著了《电子衍射图》、《晶体对称》，编著了《高分辨电子显微学》，并主持编辑了准晶学、高温超导体及电子显微学国际会议论文集12册。

传统的晶体学理论断言，由于受到晶体平移周期性的限制，五次旋转对称是不存在的。然而在上世纪80年代初期，我领导的研究组在合金钢精细结构的研究中，频繁观察到冲击“块体晶体不存在五重旋转对称”观念的实验现象。

1984年秋天，王大能在叶恒强同志指导下发现了一个新的四面体密堆相--C相，其电子衍射图列的衍射斑点构成一个二维点列，周围有10个呈五重旋转对称的强斑点。随后又发现Laves相和μ相的电子衍射图也有此现象。中间的二维点列是晶体的正常衍射现象，反映这个合金相的周期性特征。周围的10个五重旋转对称的斑点是“反常衍射现象”，显示其非周期性特征。我们认为这是这些合金相中的不同相畴(取向差为72°)中的五角反棱柱有相同取向的缘故。为了验证这个假想，计算了单个五角反棱柱的傅里叶变换，得出的最外圈的10个呈五重旋转对称的光学衍射斑点与实验观察得到的周围的10个电子衍射斑点相重。

我们还发现，当四面体密堆相的畴结构小到纳米尺寸时，电子衍射图中竟没有显示晶体结构的二维周期衍射点列，所有衍射斑点都呈五重旋转对称，因此它们的分布也是非周期性的。将这些合金相熔化后再急冷凝固，会不会得到单个的五角反棱柱呢？1984年底，张泽先后得到(Ti0。9Vo。1)2Ni及Ti2Ni的五重旋转非周期电子衍射图，与我们预期相符。1985年初张泽去上海硅酸盐研究所做大角度倾转电子衍射实验，除了得到五重对称电子衍射图外，还得到了三重及二重对称电子衍射图，这些轴之间的夹角关系符合二十面体对称。

为什么在1985年我们能发现这么多类型的准晶呢？如上所述，首先我们是在研究高温合金中的四面体密堆合金相(Laves相，μ相等)时偶然观察到五重旋转对称电子衍射斑点的。其实这里面也有其必然性的。德国的准晶学家Urban在1986年见到我时曾说：“看到你们在1985年发表的那3篇关于五角四面体密堆相的论文中对畴结构的详尽论述，就会理解为什么你们会发现五重旋转对称和二十面体准晶了。”那时，发展高温合金正是金属研究所的一个研究热点。为了提高使用温度，措施之一就是增加Ti、A1、Mo等合金元素的含量，伴随而来的后果就是容易出现片状sigma，Laves等脆化相，这就为我们提供了大量丰富的研究素材。如前所述，国外首先发现的A1-Mn及A1-Li-Cu准晶也是发展高强超轻铝合金的附产物。由此可见生产实践是基础研究的源泉。另外，金属研究所在急冷凝固制造非晶合金方面也有一支队伍及实验条件，在准晶研究的开始阶段，为我们提供了方便。

其次，我们无论在理论上还是在实验方面都有所储备。我在50年代初曾研究过Laves相及η2～(Ti.Ta)4Ni2C(与Ti2Ni有相同的结构)、β-Mn结构、sigma相等，它们分别是五重对称二十面体准晶、八重对称二维准晶、十二重对称二维准晶的近似晶体相。换句话说，这些合金相中的原子团簇与相应的准晶中的原子团簇相同或类似。我对这些合金相的合金化学和晶体结构的了解的确有助于后来的准晶研究。此外，即使在文化大革命中，我们对合金相理论、晶体的对称理论和电子显微镜技术的学习也从未中断。在文化大革命中，对我的批判也主要是办电子衍射学习班以对抗毛泽东思想学习班。准晶研究需要三个方面知识的结合，即合金学、晶体学、电子显微学。我们正好在这三方面都有所储备，因此才能在早期的准晶研究中得心应手，左右逢源。有些人的晶体学理论比我们高明得多，但是他们不熟悉电子显微学，对急冷凝固产生的微米级准晶的结构研究束手无策；有些人的电子显微学造诣很深，但是他们不懂合金学或晶体学，看到五重或八重对称电子衍射斑点，却不知道怎么去理解它。

最后也是最重要的，我们有一支学术精、学风好的科研队伍，我们这支准晶研究队伍，包括四五位骨干和十几位研究生，都能兢兢业业地、踏踏实实地做学问。在扎实的实验工作基础上勇于创新，又耐得住寂寞不急于求成，敢想敢干而不浮躁、不浮夸。张泽、王大能因发现准晶和五重旋转对称而获第一届吴健雄物理奖，王宁、陈焕因发现八重和十三重旋转对称准晶而获第二届吴健雄物理奖。他们并未因此而骄傲，得奖后也未敢稍有懈怠。张泽接着又获得二十面体准晶向面心立方近似晶体相η2-Ti2Ni转变的中间过渡结构及二者间的取向关系，王大能从C相的高分辨电子显微像得出它的晶体结构模型。我们的准晶研究也有不顺利的时候，即使一次接着一次的实验都失败了，还能发扬百折不挠的精神，坚持到最后并得到预期的结果。我们这个集体出的论文多，出国深造的机会多，但从未因排名选人而有过什么争议。这是一个团结合作的集体，胜不骄败不馁，这种好学风是我们成功的保证。

撰稿人：郭可信

点评：

新的实验现象向传统的晶体学理论发出挑战。如何正确认识和解释新的实验现象？郭可信先生提出假想，经过理论计算，验证了假想的正确性。当四面体密堆相的畴结构小到纳米尺度时，所有衍射斑点都呈五重旋转对称，他又提出将这些合金相熔化后急冷凝固，会不会得到单个的五角反棱柱？1984年底，实验结果与预期相符。这个案例说明科学研究需要哲学的指导；生产实践是基础研究的重要源泉；实验物理需要理论知识和实验技能的储备；学风好是一个科研团队多出成果，出大成果的基本条件。