可以利用磁场来控制化学变化吗?就在不久前专家们对这个问题的回答还是绝对否定的。不错,在科学文献中时而出现过有关磁场对化学反应的影响的报道,但是每一次在精细的检验时都没有被证实。

否定磁场影响化学变化的可能性有何依据呢?问题在于实际上一切重要的化学变化都是由一组比较简单的(所谓“初级的”)化学反应组成的复杂过程,它们的速率总是由这些简单反应当中最缓慢的所限制。但是众所周知,只有那些预先获得足够大能量的化学粒子(原子、分子、离子等等)才能参加这样的反应,它们通常在热运动过程中储存能量(对于工业中绝大多数重要的化学反应来说能量充裕的粒子正是以这种办法形成的)。但是,必需的能量同样能够因吸收光子而获得(例如,在地球大气层中,一系列重要的化学变化就是沿着这条途径进行着)。

大家熟知,化学粒子与磁场的相互作用能量是很小的,与粒子的热运动能量相比,通常只占万分之一 ~ 百万分之一,所以曾认为磁场实际上是不应该影响化学反应的。

苏联科学院西伯利亚分部化学动力学、燃烧研究所和苏联科学院物理化学研究所的科学家一起完成的工作变革了这根深蒂固的、而且原本是不可靠的观念。他们以一系列令人信服的实验和计算已证实,磁场能够影响化学反应并且确实影响着化学反应。这现象的本质在经典概念的范畴内是不能理解的,但是用化学反应的量子理论解释就顺理成章了。

问题在于:根据量子力学,化学变化应该取决于化学粒子的电子自旋。磁场正是影响电子的自旋性状,从而通过它影响反应的进行。

这一发现——磁场对化学变化的影响是最近四分之一世纪物理化学的最重大成就之一。它可以解释一系列在这以前不能理解的现象,同时开辟了一条通向控制某些重要的化学和生化过程的新途径。在研究人员发现的、完全是新的现象当中,应当特别指出所谓同位素的磁效应。在这效应的基础上提出了一种分离同位素的新方法。

Ю. H. 莫林(Молин)院士,科学博士A. Л. 布恰琴科(Бучаченк)、Р. З. 萨格季耶夫(Сaгдеев)、K. M. 萨利霍夫(Сaлъхов)、Е. Л. 弗兰盖维奇(Франкевич)的工作对被看作现代化学新方向的发展作出了决定性的贡献,他们完成了奠基性的研究,其研究成果已在世界上许多实验里被重复证实,并且被国立全苏发明委员会登记为两项发明。

他们写的名为“化学反应中的磁场和自旋效应”的论文荣获1986年度的列宁奖金。这是开辟了世界化学科学新方向的杰出的科学研究。

[卢巧焕译自《Hayкa И Жнзнь》1986年6期]