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现在讲第二点，就是碳60的分子球笼。左边的是英国人叫Kroto，他是个天体化学家，我们知道宇宙里面有个碳星，那么碳星就要发出碳氢化合物来，所以天体化学家，他可以在宇宙里面找到碳氢化合物，他为了研究天上的碳星化合物，他在实验室里合成一些碳氢化合物和天上的对比，他合成到十个碳原子的时候，就再也做不下去了，因为他的激光器的能量不够。他也是一个天体化学家，在美国Rice大学，叫科尔， 就是那一排字最后Curl，科尔也是天体化学家，科尔就说，在我们Rice大学，有个最右下角那个叫Smalley ，Smalley研究金属的原子团，金属原子要比碳原子重得多，因此你要轰击它，你要能量大得多，他说斯马瑞建了一个很大能量的激光器，你到他那儿去做，所以科尔起了个中介作用，那么左边的Kroto就到Smalley那里去，Smalley说我只给你两个礼拜的时间，我这个机器很忙，他就带了两个研究生，一个叫Heath，一个叫O'Brien这都是美国的研究生了，做实验，就发现了有碳60的分子，这个Kroto他本人也很喜欢艺术，他曾经到过蒙特利尔世博会上，看到过那个穹顶的大球，于是呢，他当时还做了个结构，就是我下面挨着他那个，那是他回家以后，做的一个由五角面、六角面合成的一个截顶二十面体的球，他在讨论会上，他们讨论到五六点钟，他就说，我家里有那么一个球，但是我忘记了有多少个顶点，可能是六十个，那么六十个碳原子正好座落在六十个顶点上，这时候他们就说了，因为美国、英国时差有五个小时，他说，那儿已经半夜了，他说我打电话，说你不要打电话吵他们，Smalley就跑到图书馆里去，查到了Buckminsterfuller的书，就发现里面有这个结构，于是他连夜就剪了一些纸板，五角形的，六角形的。然后就用胶带把它胶起来，你看，有的还是双键，因为碳是四价的，一个碳原子和两个碳原子结合，就去掉两价，跟另外一个碳原子，我非得双键不可，那么有机化学里面，碳原子双键的结合，叫做烯。因此呢，后来他就起个名字，整个名字叫Buckminsterfullerene，烯的有的化学英文里的末尾ene，于是他们就决定了，管碳60的分子叫Buckminsterfuller，就是这个人的名字，名和姓，然后再加上ene，ene就是烯，所以叫做富勒烯，像我刚才讲的，也有人管它叫布基球，因为Buck，是他们家里讲的，亲热一点吗，所以叫布基球，学术上名字我们说是碳60球笼，因为它是像个球，一个笼子一样，所以这是跨大西洋的合作。十四天，产出非常好的结果。这就是他们的模型，一个球五边形、六边形，五边形他给它画成一些虚线，表示五边形，然后中间有双键，实际上这就是一个跟足球没有什么差别，因此管它叫碳60球或者是布基球。
下面我们再看，他这两周的工作，投到Nature上，不到十天就发表了，那么Nature，Science还有德国相应的杂志，还有Newscientist英国的，立刻在封面上报道了这个成果，这个成果是非常大的。因为这个球出来之后，就开辟了碳60化学，我们知道碳有三种，过去知道碳有两种，一种是金刚石，非常美的，但是它是无机结构。第二种是石墨，石墨就是苯环，一个平面都是苯环，苯环就是六角的了。所以，这两种结构，那苯环是有机化学的基础了，现在突然出了个碳60，是个球，新的，是碳的第三种形式，因此就出了碳60化学，就跟过去有过无机化学，有机的苯化学，现在出了一个碳60化学，这个笼子，碳球，里面是空的，你可以把很多东西放进去，它可以变成超导，你换另外一种东西放进去，它也可以变成绝缘体，然后外面可以长东西，在电子显微镜里面可以看见，你看最下角是最早的，有那么一圈、两圈，一圈差不多就是一个纳米，后来又长出几圈来，右下角又长出一圈，左上角又长了两圈，最后长到最右面，长了多少个圈，所以有人管它叫“纳米葱”，就有点像洋葱一样，一层一层剥开。1991年，一个日本的科学家叫饭岛·Iigima，它叫长出碳管来了，一个红的管子，六角面的，这个碳管，实际上是有道理的，就是我一个六角面，我可以把它围成一个圆筒再接起来，就是这个。你要是圆筒这面，把它再加个罩，半球罩，那又是五边形，这个圆柱面上可以都是六边形，这个现在属于纳米电子学，纳米科学，纳米碳管是起主导作用，因为最里面红的，不到一个纳米。你可以做一个电极发射，它是中空的，里面你可以充上不同的金属，它也可以充进氢，所以它现在吸氢的效率，比已知的任何的吸氢材料都高。
下面讲第三方面，就是二十面体准晶体，它更小，它里面的五边形是半个纳米。讲到晶体，我们就多说几句，我们知道三角形，三角形的砖我可以铺满一个地面，正方形的砖也可以铺满一个地面，六角面的砖也可以铺满一个地面。但是正五边形、正五角形和正八角形都不能够铺满地面，都会留出空隙来。所以呢，很早以前，晶体学家就说出来了，说我们不能用正五边形，晶体学里面不允许有五边形，因为一个物质里面不能有空洞，都得填满，那么你用五次对称的东西填不满，那么晶体呢，都是很多晶胞组成的，就跟我们人身体里面很多细胞组成的一样，晶胞都是一样的，跟人的细胞不一样，细胞有不同的细胞，晶体里面的晶胞都是一样的，在空间里面，无限地延伸，你像这里的三角形或者说正方形，它可以在一个平面的两个方向延伸开来，复制开来，周期的排列。我讲的周期是空间的周期，它也可以在正方形的法线方向排下去，变成一个立体的，一个立方形的晶胞的三维排列，周期性排列，所以有的人说，晶体尽管它很漂亮，玲珑剔透，但是它是死的，因为它没有变异，怎么长它都是一个相同的晶胞，没有新的东西，它不可能生长新的，没有变异。但是五边形的东西就排不了周期。下面看到，它排出非周期的，不是周期的排列，非周期的东西排出来就可以有生命，那么现在我们看看，在自然界里面有五重对称的东西。右下角，这个叫“辐射虫”，在海底下的。最下角是一个五次对称的，二十面体对称，你看一个五重对称的球，左边，左下角，五重轴在上面，下去，你看有五个瓣， 自然界里五重对称是很多的。荷兰有个画家叫Escher，非常有名，他画了很多跟对称有关的画，左边是一个海星，在二十面体的十二个顶点上放一个海星，海星尽管它不是直的，弯弯曲曲的，但是它是五次对称的，每转72度，它重复一次，然后它在三个五角形的中间是个三次对称，他放了三个贝壳，这是他画的一幅画，但是它是五次对称的。
右面也是他画的，那是个小爬虫，从小一直变大，那个白的，那里面还有黑的，可惜看不见了，它是布满了白的、黑的，三种颜色爬虫在一起，你们可以看到的，明显的是三个黑的爬虫，从小变大，这五次对称允许它逐渐逐渐变大。所以1930年左右，这个画，他的题目就是“发育的”，所谓的“发育的”就是有机的，不是像晶体的晶胞是死的。1984年以色列的科学家叫Shechtman，他在急冷的铝、锰里面，发现了五重对称的微结构。那么后来有人给它拍成电子显微像，就像花一样，它叫做二十面体花，你看一个花瓣五个瓣，右上角五个瓣，然后右边又一个花，五个瓣，左上角也是个花，也是五个瓣，这三个，五个花瓣的花，是满足三次对称的要求，也就是二十面体对称了，既有五重对称又有三重对称，这个是铝、锰里面的实物，扫描电子显微像。那么后来做它的会聚束电子衍射，你看看有五个很亮的斑，最外圈有五个，里面还有五个，那么这也是显示它内部的结构，原子排列是满足五重对称的，所以他1984年发表的时候，就有五重对称的证据，不过后来呢，人家用扫描电子显微镜和会聚束电子衍射，把结论做得更明确一点。
下面是个中国的科学家，叫鄢彦发，他在2000年左右，在美国用一种特殊的电子显微镜，可以拍到原子像。每一个亮点就代表原子，那么点越亮，表示原子量越大，我这里有铝、有镍、有钴，大家知道，镍和钴的原子量都很大，跟铁差不多，那么铝就比较轻了，小好几倍。这个准晶五次对称，在1984年发展起来，立刻在全世界引起轰动。德国的最大博物馆，慕尼黑的德意志博物馆，就在墙上做了五次对称的一个大的画面，小孩坐在那里，大家可以知道它的尺寸。
芬兰更厉害，它索性把五次对称，做成一个砖面，后面是它的科学馆，它在地上就铺成五次对称的图案。从左面数第二个人，是中国科学院当时的院长周光召同志，这个科学馆是1989年建成的，我们正好在那儿参观，于是这个芬兰招待方就请我们去参观它的科学馆，而在它的科学馆前面就铺了很大面积的，五次对称的准晶的结构。
最后我想讲一点感想，不管穹顶是几十、几百米大，或者是我的微观结构，病毒也好，碳60的球也好，或者准晶里面的原子排列也好，球状的，五重对称的，它的基本原理都是一个，就是多面体。所以学一点多面体是必要的。第二个是博学与专的结合。大家可能看起来很简单，这就是一个多面体嘛，结果是，Kluy因为细菌的研究，得了1982年的化学奖、诺贝尔奖。那三个人呢，搞碳60的，1996年得了诺贝尔化学奖。Shechtman发现了准晶，也得到瑞典科学院的最高的晶体学奖，好像得来全不费功夫，就抓来了，实际不然，他们都有很雄厚的本学科的基础，所以他既博，就是从别的学科里面得到营养，他们都从穹顶建筑得到营养，但是你还要结合，你在本专业要不精，恐怕也不会有这些发现，所以对将来想从事科学研究的人，我们专是必要的，但是不博也不行。好，谢谢大家。
主持人：好，咱们接下来，先看一看来自凤凰网站网友对郭老的提问。这第一位网友叫“中国人非常可乐”。他说，30年代，荷兰画家艾舍尔刚才您提到了，曾经描绘出五重和八重旋转对称结构的图象，那样子非常像郭老50年后发现的准晶。所以我要问两个问题，第一是我们自己的科学家，是不是大多不大关心艺术成就，如果关心的话，恐怕30年代，就可以按照艾舍尔画的画，按图索骥，一举发现准晶，不必等上半个世纪；第二，听说准晶新结构，实际上是郭老在世界上第一个发现