中科院院士劉若莊逝世，系全球最早進行電子結構計算的學者之一

中國著名物理化學家、中國計算化學的奠基人、中國科學院院士、北京師範大學化學學院教授劉若莊先生因病醫治無效，於 2020 年 10 月 8 日零時三十五分在北京逝世，享年 95 歲。

圖 | 劉若莊（來源：劉若莊百科）

劉若莊開創了中國電子結構計算，並持續推動中國計算量子化學的發展。與此同時，他也是國際上最早進行電子結構計算的學者之一，在國內甚至是國際上都享有很高的聲望。

他長期從事分子間相互作用、化學鍵和化學反應理論的研究，先後在氫鍵、配位場理論方法、有機導體和半導體理論計算、激發態勢能面和光化學反應機理探索等方面取得了豐碩成果。

其曾將量子化學理論和計算方法，應用於研究化學反應途徑和沿反應途徑的動態學問題，形成了達到國際水平的系統研究成果。

回望他的一生，從高中畢業後，一輩子都在研究化學。

1925 年 5 月 25 日，劉若莊出生於一個職員家庭，一家 7 口全靠父親一人維持生計，父母對孩子的教育非常重視，兄弟姐妹都進入當時師大第二附屬小學讀書。

1943 年，高中畢業後，他考入輔仁大學化學系。大學期間，劉若莊依靠每年獲得的獎學金完成了學業。

1947 年秋，劉若莊於輔仁大學化學系畢業，並考入北京大學化學系研究生。其間，他先師從袁翰青教授進行有機化學研究，以實驗方法研究氫鍵體系，這讓他日後與氫鍵乃至整個有機化學理論研究結下不解之緣。後來，劉若莊轉入孫承諤教授名下開始物理化學研究。

1950 年，劉若莊從北京大學研究生畢業後留校任教，1952 年到北京師範大學化學系從事教學科研工作。

1978 年，劉若莊創建了北京師範大學量子化學研究室，該研究室是中國運用量子化學手段研究實際化學體系的重要基地，也是中國理論化學對外聯繫的重要窗口之一。1999 年，劉若莊當選為中國科學院院士。

具體來說，劉若莊曾取得了一系列在國內外具有較大影響的科研成果。

一是與合作者一起，在國內首先採用能量梯度和內稟反應坐標（IRC）方法研究有機化學問題，尤其是對系列反應的反應機理進行深入探討和分析，在研究過程中提出了一些新觀點，對方法進行了改進、擴充和發展。

二是與合作者一起創造性地應用 CASSCF 和 MR-CI 組合方法，研究光誘導的化學反應機理，將態相關圖與定量計算相結合，研究了多個光化學反應，對有爭議的反應如亞硝酸甲酯的光解反應，支持與量子效率實驗一致的首先光解而不是內消除的反應機理。分析了 C1SP 不易被實驗觀測到的原因並推測它在光化學反應中存在的可能性，證實了丙烯醛光解的機理。

三是對一系列重要自由基和小分子基元反應進行了系統研究，完成了在反應途徑基礎上的直接動態學計算（不藉助反應全勢能面），獲得反應過程中各振動模式與反應坐標的耦合常數及其變化，同時獲得各振動模式的能量變化，首次從理論計算上證實了不直接斷裂鍵的振動激發可促進反應的實驗現象。

在有機導體和半導體的理論和應用研究方面，劉若莊同樣做出了具有自己特色的創造性工作：

在二十世紀六七十年代的動蕩中，他在唐山大地震強烈波及北京地區的艱難環境下，完成了國內第一篇運用量子化學計算方法研究實際體系的論文，較好地解釋了砷化鎵在氧離子注入後的半導體特性。

1987 年，他在從頭算基礎上提出了定量微擾晶體軌道新方法，並用於研究導電高分子的結構和性能。

1990 年，他將晶體軌道法擴展到含過渡金屬原子的線性高聚物，推導了新的矩陣元公式並使之程序化，用以研究過渡金屬夾心高聚物。

1993 年他還用形變勢理論研究了準一維電荷遷移晶體中電子與聲子的相互作用，首次推導出電聲子耦合常數的顯式，從而得到計算一維導體發生 Peierls 相變溫度 Tp 的公式，證明 Peierls 相變主要來自於電—聲相互作用，而電子—電子相互作用是次要的。

1996 年，他在內坐標形式的核動能算符建立的方法中又進行了探索性工作：提出並運用相對簡單的角動量方法推導了四粒子體系在分子坐標系中的核動能算符，並將該方法推廣用於多原子分子體系，同時通過引進參數使得核動能算符能夠用於不同類型的分子坐標系和適宜於研究不同的振轉問題。

訃告稱，劉若莊先生喪事從簡，遺體告別儀式定於 2020 年 10 月 12 日上午 9 點在八寶山殯儀館竹廳舉行。

北京師範大學黨委書記劉川生曾評價他稱：「劉若莊院士是一位『熱愛科學、追求真理』的『好老師』。」

據悉，截止 2018 年，劉若莊為國家培養了博士和碩士 50 餘人，同時開辦過多期量子化學計算短訓班、師資培訓班和助教進修班。這些學生和學員在各個工作崗位上為理論化學的發展做出了貢獻，其中多人成為學術帶頭人。