1.什么是原子分子数据

所谓“原子分子数据”，是有关单个原子、分子的各种性质以及有关原子分子之间或者原子、分子与电子、光子之间相互作用的各种数据的总称，它包括原子能级、分子构造方面的数据，以及原子分子的光吸收几率、由电子碰撞引起的原子分子的电离截面等等数据。另外，在化学反应速度方面，特别是比较简单的分子在气相反应中的数据，也属于原子分子数据的范畴。

在我们研究世界上发生的各种各样的物理、化学现象的时候，原子分子数据起着基础数据的作用，因此，收集和整理原子分子数据，必要时对它们进行评价，以数据集的形式提供出来，都是极其重要的工作（把这些工作统称为“数据收集活动”）。这些方面，有些局部的工作很早以来就已在进行，本文在介绍这些活动的同时，叙述一下查找需要的原子分子数据的方法和途径。

2.数据收集活动

美国标准局（NBS）在收集原子分子的光谱学数据（能级和跃迁几率等）方面是很有名的。特别是在原子（包括离子）的能级^①。以及跃迁几率（包括有关谱线宽度及谱线偏移的数据）方面^②都分别设有专门的数据中心。在这些中心里，多年如一日地进行着有组织地收集数据，出版文献目录和数据集等工作，而且，不单是收集原始数据，还要对这些数据在一定的标准下进行评价，并指出可以作为标准数据的数值。在NBS与Colorado大学合办的Joint Institute for Laboratory Astrophysics（JILA）中还设有原子碰撞方面的数据中心^③，主要是搞电子及光子与原子分子的碰撞，近年也研究原子分子相互间的碰撞。在这里，除了定期出版有关这些碰撞过程的文献目录以外，还聘请各国专家，作出包括对这些数据进行评价的综合报告。在原子碰撞方面，还有一个以Oak Ridge国家研究所为主的为核聚变研究收集数据的数据中心^④。这个中心以相当广的内容范围，定期作出有关的文献目录和直接关系到核聚变的原子碰撞数据。

在欧洲，有组织地专门从事原子分子数据收集的机构几乎没有。西德有一个以收集学术情报为主的机关叫Fachinformationszentrum（FIZ）^⑤，但在原子分子方面，至今尚未进行任何引人注目的活动。在法国，巴黎大学Orsay分校的等离子体物理研究室^⑥从10年前起一直连续作出提供原子分子数据出处的文献目录。最近，这种目录已定期发行，它不仅包括原子碰撞，还包括原子分子的各种性质，以至气体的输运系数数据等。其特点是采用独具一格的分类法，以利于读者详尽地了解查找数据的地方。不过，它并没有进行数值数据本身的收集。另外，英国、苏联在这方面也进行了一些局部性的工作。

在日本，过去几乎没开展有组织的原子分子数据收集活动。而近年来，在核聚变研究中，原子分子数据的重要性越来越突出，于是，数据收集活动便以名古屋大学等离子体研究所为中心开展起来。后来，又在该所设置了核聚变研究规划情报中心，原子分子数据的收集便成为该中心的主要工作之一。这个研究所在日本原子分子研究者们的协助下，目前，特别是在由电子碰撞引起的原子离子激发、电离方面、氢原子、分子的电荷转移碰撞方面和有关各种多价离子的能级和跃迁几率等方面进行了数据收集。把所收集的数据作成数据集出版，同时，还将其中一部分存入大型计算机，依靠自动检索系统随时可以提供需要的数据。另外，与核聚变有关的原子分子数据的收集，也在日本原子能研究所开展起来。

以上是笔者就所注意的范围对国内外主要的原子分子数据收集活动的介绍。此外，还有相当多的分散进行数据收集活动的团体或个人。用于化学反应速度研究、激光开发等方面的原子分子数据的收集工作，也分别在这些有关的领域投入了相当大的力量在进行。但是，几乎所有的数据收集活动都是在各个机构里分散地进行的，要想知道什么地方在进行什么样的收集活动很不容易。相互之间也没有什么公开的合作。只有一个例外，那就是核聚变研究用的原子分子数据。这个领域从五年前起，就以国际原子能机关（IAEA）为中心，在有关的各数据中心之间进行了合作和调查。具体说来，1980年作成了共同的数据评价工作。IAEA的目标是：将来要为全世界的核聚变研究者提供一系列作为标准的原子分子数据基础。但愿这种各数据中心之间的协作体制也能在其他的研究领域建立起来。

3.数据集和文献目录

由于原子分子数据种类繁多，应用范围也极广，所以那种一望而知全局的数据集或文献目录很难作成，实际上也不存在。这里不可能叙述迄今的所有这方面出版物。如果只列出名称也没多大意义。因此，以下仅就查找原子分子数据所需要的线索，作一点相当片断性的叙述：

首先，要了解何处有何种数据集是很困难的。作为专门的数据集目录，唯一可供参考的是西德FIZ出版的Data Compilation；in Physics。该目录的内容包括整个物理学，但出版到1979年就截止了。另外，后述的数据专门杂志JPCRD，每两年出一次，并另外专设栏目刊登数据集目录，只是并不一定包括得那么全。（最近的数据集目录刊登在1976-77年度的第6期（1977）1331；1978 ~ 79年度第8期（1979）1299；1979 ~ 81年度第10期（1981）1201上）。在该杂志的原子碰撞特集号中载有原子碰撞方面的数据集和综合报告的目录，只不过要用它来查找比较早期的东西较为困难。

数据集中最可信赖的还是前述那种在数据中心里有组织地收集并出版的东西。在美国，以NBS为中心，有个叫做National Standard Reference Data System（NSIWS）的组织领导着NBS内外的大多数数据收集工作，查阅这个组织的出版物目录，即可得知NBS收集的原子分子数据集方面的情报。特别是在NSRDSNBS这种系列集里，包括着原子能级、跃迁几率、原子光谱波长表、原子，分子的电离能、分子的振动频率等基本的数据集。此外，还有离子 ~ 分子反应，化学反应速度系数等与原子分子有关的若干个数据集。JILA的数据收集及其评价的工作成果，除了作为自己的研究报告出版以外，还在许多专门的综合报告杂志上发表。Oak Ridge中心主要是作文献目录，但也搞数据集。1977年出版的核聚变用原子碰撞数据集对于一般的研究者同样很有用。其内容不仅有核聚变研究中重要的H、H₂、He及其离子的碰撞过程，还广泛收集有包含其他原子分子（或离子）过程的，以及关于原子分子与固体表面相互作用的数据，该中心目前正在进行这个数据集的修订、补充等工作。另外，在日本等离子体研究所核聚变研究规划情报中心，也同样以核聚变有关的数据为中心，广泛地进行着原子分子数据集的出版工作。最近出版的有电子 ~ 离子碰撞的电离截面和H、H₂与各种离子间的电荷转移碰撞截面。

当然，数据集的工作也有以个人为基础来进行的，这些数据集以各种形式出版。目前，世界上有几种专门刊载数据集的杂志，其中经常刊载与原子分子有关的内容的有以下两种：即Atomic Data and Nuclear Data Tables（由Academic Press发行，以下简称为ADNDT）和Journal of Physical and Chemical Reference Data（由American Chemical Society和American Institute of Physics共同发行，简称为JPCRD）。

ADNDT是由1969年创刊的Atomic Data杂志与后来的Nuclear Data Tables杂志合并而成的_最近几年的主题索引登在24（1979）575上。从上题上可以看到，它包括：原子能级 ~ 光谱 ~ 跃迁几率；原子或分子的波函数以及用它们来计算出的各种量的期待值，原子的极化率、俄歇跃迁几率、各种碰撞截面、光的吸收截面等等。这些数据集的形式，包括单纯收集原始数据把它们做成的表或图；或用某种特定的近似公式对一系列原子分子进行计算而得出的结果；还有对所收集的数据的评价和对标准数据的鉴定等等。因此，这些各种各样的数据集的质量参差不齐，使用时，应充分考虑其可信程度。

另外，JPCRD是在NBS的援助下于1972年创办的，每期卷末均登有当时为止发表过的论文的总目录，各篇论文可分别作为单独的数据集来通用，并可以单独购买所需要的论文。另外，从第1卷到1981年第10卷的主题索引登在10（1981）1205上，该杂志所收集的数据集的主题与前面介绍的ADNDT相似。不过，它的特点在于非常重视与化学有关的内容，如分子振动谱、旋转谱，以及化学反应速度等数据。JPCRD的另一个特点是，经常登载对NBS过去出版的数据集的修订和补充。例如，刚才讲的目前正在进行的对原子能级数据集的修订工作，其中一部分已在这个杂志上发表。

下面谈谈分子数据。很早以来，不少书中都记有一些基本的分子常数。有名的Herzberg的《分子光谱学》一书的第4卷最近已出版，书中以700页的篇幅收集了双原子分子的分子常数。在上述的JPCRD中也有一些关于分子振动、旋转谱的数据集，但其中居然没有收集电子态跃迁产生的光的强度，以及电子激发态寿命方面的数据。另外在双原子分子的数据方面，苏联人也开展了收集工作。

当所需要的数据在所有的数据集中查不到时，可以使用文献索引。其中，NBS在原子能级、跃迁几率方面，JILA在原子分子与电子、光子的碰撞方面分别作出了文献索引，它们包括了若干年以来的文献。另外，最近，JILA还作成了关于原子分子间能量转移碰撞（包括激发态的转移和电荷的转移）的文献索引；如前所述，1980年IAEA还出版了与核聚变有关的原子碰撞数据的文献索引。这个索引几乎包括了从50年代到1979年发表过的关于原子及较简单的分子与电子、光子相碰撞，以及这些原子分子与H、H₂、He（及其离子）相碰撞的所有文献。它按照参加碰撞粒子的种类的组合依次分类并按能级范围划分，使用起来很方便。对于从事核聚变以外研究的人员，也是非常有用的文献索引。

另外，要了解原子分子领域最近出版的文献，目前还有几种几个月出一期的定期发行的速报性文献目录，如第一表所列：

4.数据库的计算机化

把所有的原子分子数据存入大型计算机，在需要的时候以必要的形式取出必要的数据，这对于现代的计算机技术是轻而易举的事。但是建立这样的数据库，并有条不紊地维持下去（随时从新的文献中抽出新的数据，储存在计算机中）却不是一件简单的工作。一旦开始，就必须连续不断地增加积累，不可能停下来。因此，这将是个人的能力所不能胜任的，必须要有某种组织。这种形式的数据收集的计算机化，在其他领域已经相当盛行，但在原子分子方面还刚刚开始。

目前，在文献情报的计算机可读数据库方面，虽然不是以原子分子专业，但是以整个物理或化学为对象的数据库已经可以作为商品买到。其中尤以将Chemical Abstracts计算机化的CA Search和以Physics Abstracts为基础的INSPEC数据库使用较广。二者都包括有关原子分子的文献情报，放在手边用起来很方便（某些公用的大型计算机中心已可提供检索利用这些数据库的服务）。只不过由于它们都不是专门以原子分子为对象的，所以查找自己想要的文献时，往往很费事。在想找某个特定的原子分子数据时，该原子分子的名字有时不一定是关键词，使用这种通用的数据基址，检索起来不是很方便。

因此，如果作成专门的原子分子文献情报数据库，那将是较理想的。目前，已在好几个地方开始试行。其—就是前述的巴黎大学Orsay分校所作成的文献目录GAPHYOR^⑥。它已经实现了计算机化，并于最近完成了独立的联机检索系统，在法国国内开始公开使用。若通过国际数据专门线，即使从日本也可以用它来存取数据。其次，是在日本等离子体研究所核聚变研究规划情报中心。这个中心接受Oak Ridge国立研究所数据中心以磁带形式提供的有关原子碰撞的文献索引，存入计算机。目前，联机检索系统已经完成，打算近期内公开提供给一般用户。这里可以检索到I960年到现在的所有文献，今后还可以定期更新。由于该文献索引原来是作来供Oak Ridge内部使用的，完全没有考虑存入计算机的问题，因此，使用起来不一定很方便；不过只要考虑到这一因素，检索起来，就比手工检索要容易得多，很快就能找到所需数据的出处。

对于文献、情报是比较容易作成数据库的，它已取得了上述的一些进展，但作为数据本身的计算机化，在原子分子这个领域内完全还处于未开发状态，至少现在还不存在一个可以很方便地供查找的数据库。只是在上述的几个数据中心，已经在研讨数值数据库的计算机化，有的已开始有了局部的实现。

5.结语

原子分子数据对于了解物质的基本性质和研究各种各样物理、化学现象，是不可缺少的基础。在一些最基本的数据方面，很早以来，人们就在得出这些数据的同时，整理成了完整的数据集。但是，近年来，随着原子分子物理学应用范围的扩大，所需数据的种类大幅度地增加起来。例如，在天体或核聚变的研究方面，作为对象的高温等离子体中，存在多价的原子离子（如类氦的Fe²⁴⁺等）的问题，与这些多价离子的构造有关的数据（如电离能等）以及多价离子与电子或其他原子分子碰撞方面的数据等等，目前都是非常需要的。像这些方面的数据过去都几乎没人关心，对这些数据本身的探讨是近年才活跃起来的工作。

最后，数据的收集和数据集的作成，当然必须依靠所需要的数据的生产。一般说来，对这种物质基本性质方面数据的研究比较枯燥。原子分子的情况更是如此，要清楚地确定出某种特定原子的能级，或者精确地测量出某种分子与电子碰撞的截面，这类工作不存在像发现什么新的共振现象那样的激动人心之处。但是既然是基础数据，就必须给出数值才有价值。仅仅由于缺少一个数据或者由于一个数据不正确，迫使整个研究停止下来，或者不得不自己从头去生产这个数据而使研究拖延下去，这种例子并不少见。即使是平时和原子分子数据几乎毫无关系的人，也常常由于某一个机会，需要查数据而无法找到，因此一筹莫展。由于在什么时候，什么地方要用上基础数据无法先知，所以又还是必须完整无缺而且有条不紊地将它们整理出来才化要促进这样的数据生产工作，可以有很多方法（如确保其研究经费等），但最重要的还是使用数据的人对生产数据的工作要有充分正确的认识和足够的评价。要重视那些作为自己研究基础的基本数据、要注意对生产数据的人致谢，重视对这种工作的鼓励。当然，关于数据的性质或内容，应当在注文中一一列出。希望使用数据的人和生产数据的人能相互促进其研究的进展。

文献和注释

① 通讯处：Dr. W. C. Martin，Atomic Energy Levels Data Center，Center for Radiation Research，National Bureau of Standards，Washington，DC20234，U. S. A。

② 通讯处：Dr. W. L. Wiese，Data Center for Atomic Transition Probabilities and Atomic Line Shapes and Shifts，Center for Radiation Research，National Bureau of Standards，Washington，D C 20234，U. S. A。

③ 通讯处：Dr. J. W. Gallagher，Atomic Collision Cross Section Information Center，Joint Institute for laboratory Astrophysics，University of Colorado，Boulder，CO 80309，U. S. A。

④ 通讯处：Dr. D Ⅱ. Crandoll，Controlled Fusion Atomic Data Center，Oak Ridge National Laboratory，P. O. Box X，Oak Ridge，TN37830，U. S. A。

⑤ 通讯处：Fachinformationszentrum，Energie，Physic，Mathematic Gmbh Karlsruhe，D7514，Eggen-slein-Leopoldshafen2，F. R. Germany

⑥ 通讯处：Prof. J. L. Delcroix，GAPHYOR，Laboratorire de Physique des Gaz et des Plasmas，Universite Paris-Sud. 91405 Orsay，France

[《日本物理学会志》第37卷第12号（1982）]