约翰 · D · 罗伯兹（John D. Roberts）是加利福尼亚理工学院的化学教授。他由于对化学的贡献，被提名为1987年普利策奖获得者。普利策奖章是美国化学会的最高荣誉奖。

罗伯兹可能由于他在核磁共振光谱方面的工作为人们所熟知。本世纪五十年代中期，他是最先认识到核磁共振潜力的人之一。他在将质子核磁共振发展成为有机化学最强有力的工具的过程中，是一位中心人物。接着，他又研究了除氢之外的核，发展了氟 - 19，碳 - 13，氮 - 15核磁共振光谱，使之仪器化。在此之前，罗伯兹就以其分子轨道计算，小环重排的机理研究以及亲核芳香取代反应方面的工作而崭露头角。

罗伯兹的一位同事说他是一位能将对有希望研究领域的敏锐科学直觉，与探索新仪器技术和光谱工具的天才结合在一起的化学家，这种结合指引着罗伯兹四十多年的开拓性研究，得以使现代物理有机化学发展成形。这位同事说，事实上，“只有个别几个人对于化学的贡献超过罗伯兹”。

罗伯兹1918年生于洛杉矶，曾就读于洛杉矶加利福尼亚大学，1941年他在那里获化学学士学位，1944年获哲学博士学位。在1952年作为葛根海姆纪念基金会（Guggenheim Memorial Foundation）的会员去卡特基（Caltech）之前，曾在洛杉矶加利福尼亚大学、哈佛大学以及麻省理工学院任教。W53年，他成为卡特基大学的有机化学教授。从1980年到1983年，他担任卡特基大学的副校长，院长和教务长。

罗伯兹说，贯穿他的工作的主题就是，根据当时已有的知识，始终努力去解决那些还没有明确答案的问题，反对简单地去证实似乎有可能的研究。另一个主题就是避免对问题的简单而常规的解决办法。正如他在研究工作中多次表明的那样，不落俗套地解决办法常常是正确的。

罗伯兹的研究生涯同样也表现出充满理智的特点。他解决了许多问题，而这些问题被人们认为太复杂而难于取得丰硕成果。当他已经基本上阐明了某一复杂性问题时，这一研究领域开始吸引许多别的研究者，他便转向另一个复杂的问题。

罗伯兹最早期的成功涉及到小环化合物的重排反应。许多化学反应是通过形成寿命短的中间体来进行的。罗伯兹认为，那些寿命最短而最有意义的中间体是在重排反应中形成的。重排反应中，结构变化发生在很快的单分子过程中（而非双分子反应过程中），双分子反应过程似乎发生得更慢一些。当时他还认识到可以获得足够量的碳 - 14信号，这一信号可以用作有机反应中的示踪物。

罗伯兹认为，重排反应在小环化学中应起到重要作用。小环化学中，环张力的消除常常是重排过程的主要推动力。从二十世纪四十年代后期开始，罗伯兹及其同事研究了环丙基代甲基氯化物在醋酸中，后来又在乙醇中的奇妙的溶剂解行为。前一个反应中发生了强烈的重排反应，有环丁基氯化物、烯丙基代甲基氯化物的生成，还有环丁基醋酸酯、环丙基代甲基醋酸酯、烯丙基代甲基醋酸酯等产物的生成。在乙醇中，发生了不如前者强烈但仍然是非常重要的重排反应。研究者们在一系列动力学研究中利用碳 - 14示踪，阐明了重排反应的性质，这些重排反应在普通的化学动力学领域有着广泛的影响。

碳 - 14示踪应用的另一个例子，便是罗伯兹的降冰烯基衍生物的重排研究。1954年他证实，氢原子和碳原子都参与了重排，他说：“很少几个人认为氢原子参与了重排，但结果证实，重排反应比我们任何人原来想象的都要复杂得多。”罗伯兹的工作，对非经典碳正离子是重排反应的卓心这一概念的发展作出了贡献，是他发明了“非经典的”（nonclassical）这一术语。

1953年，罗伯兹提出了非活化的芳基卤化物亲核取代反应的苯炔机理，这是他对一个问题不落俗套的解决办法的一个重要例子。对于苯环上特定的取代基，按照当时传统的看法，反应产物的分布没有任何意义。但事实上，正如罗伯兹指出的，“那儿确实不存在着传统观点”。罗伯兹提出了形式上的自由基的概念。在这一反应中，第一步是消除反应，形成苯炔，苯炔是一个有两个双键和一个三键的六碳环。在罗伯兹的这一预见之前，甚至还没有一个人认为这一重排反应中有消除反应。他又用碳 - 14标记证实了对称性的苯炔中间体参与了这一反应。

罗伯兹研究生涯的转折点发生在1954年，当时他作为顾问参观了杜邦公司，目睹了威廉 · D · 菲力普（William D. Phillips）利用当时的核磁共振新技术所进行的工作。“我确实受到震动，”他回忆说。罗伯兹当时认为核磁共振技术应用来做更多的工作、而不只是限于简单的结构研究。

罗伯兹说，在回到卡特基后，“我找到了莱纳斯 · 鲍林（Linus Pauling）”，那时鲍林是卡特基化学及化学工程分会的主席，他告诉鲍林，“这是我们要马上弄来的东西。”罗伯兹回忆说，鲍林起初认为，购置这样一台仪器对于有机化学家来说似乎不太适宜，也许物理化学家倒该租用这样的仪器。“我苦口婆心地做他的工作，”罗伯兹回忆说，“我告诉他，‘不对，物理化学家并不了解我们有机化学家感兴趣的许多问题。’最后，莱纳斯以卡特基代理人的身份资助我们购置了第一台核磁共振仪器。”

那些天真是随心所欲，罗伯兹说：“我们不分昼夜地做样品，我在实验室花了很多时间，这段时间，我们所做的任何一件事都是新的。”他于1956年发表了第一篇核磁共振研究论文，成为使用这一技术为有机化合物初步定性的最早的有机化学家之一。

在此后的十年中，罗伯兹应用核磁共振研究分子中瞬间的构形变化，以及种种精细结构问题，如典型的烯丙基格里雅试剂问题。他还对自旋——自旋耦合的理解作出了重大贡献。

那时，质子核磁共振光谱吸引了许多其他研究者，“开始考虑作点其他事情是很重要的，”罗伯兹说。于是他转向研究氟 - 19核磁共振光谱，将之用作构形分析的辅助工具。在此类分析中，研究者们利用了氟 - 19相对于质子具有较大化学位移这了优点。

罗伯兹的另一个主要贡献，就是他关于碳 - 13光谱方面的工作。这一工作在很大程度上是由于他的努力，才成为实践有机化学家们强有力的研究工具，它对于许多有机化学问题的应用远远优于质子核磁共振技术。当罗伯兹进入这一领域时，天然丰度的碳 - 13光谱已经得到证实，但是光谱图极其难做，“我想弄到一支在常规基础上就能做碳 - 13谱的分光计”，他解释道，由于怀疑其市场的潜力，仪器公司都不愿意制造这样的仪器。这样罗伯兹想用国家卫生研究所和国家科学基金会的基金自己来制造一台。但最后，他说服了瓦里安公司（Varian），为他造了一台。这是一个很重要的发展，因为它缩短了得到碳 - 13核磁共振分光计的时间。罗伯兹对发展碳 - 13核磁共振成为有机化学的标准工具起到了很大的作用。他是最初得到并全解析复杂的甾类和兰萜类化合物的碳 - 13核磁共振光谱的几个研究者之一。他对碳 - 13化学位移及耦合常数的结构来源的认识作出了主要的贡献。

此后，罗伯兹钻研了氮 - 15核磁共振光谱。这又是一个困难的问题。氮 - 15的天然丰度低，磁动量小，使得操作很困难。这就需要在核磁共振技术上再来一次突破。在罗伯兹的督促及国家卫生研究所的资助下，从布鲁克仪器公司（Bruker）引进了一项新技术。罗伯兹一直在用氮 - 15核磁共振来研究氨基酸，酶、细菌、酵母以及霉菌中氮 - 15标记的氨的代谢。

自罗伯兹1983年辞去卡特基大学的教务长之后，他用大部分时间致力于卡特基和帕萨得纳（Pasadena）的杭享顿医学研究院（Huntington Medical Research Institutes）的协作，他是帕萨得纳的核磁共振研究委员会的主席和顾问。

然而，他还是挤出了时间在杭亨顿的主体核磁共振仪上从事核磁共振图像中差别来源的研究。“我真正感兴趣的是图像中我们所看到的灰色范围（grey scale），因为这主要是化学问题，图像中，为什么有的是暗的，而另外的却是明亮的，这就是一个问题，灰色范围主要是弛豫时间和质子密度的作用，弛豫时间和质子密度都是化学性质”，他说。

由于两方面的原因，从事这样的研究是困难的。其一就是对临床使用的仪器的高要求；其二，由于仪器是设计给临床用的，仪器缺乏对许多研究性问题所需的灵活性。罗伯兹对在新的GE4.7特斯拉分光计上解决一系列问题持乐观态度。“确切地说，我们用这样的仪器能做些什么还没有完全确定下来”，罗伯兹说，他预料，这台仪器对于碳 - 13核的成像与光谱的结合将是极好的，并期待能在这台仪器上进行氮一访核磁共振的研究。

罗伯兹相信，核磁共振光谱的前景是光明的。在核磁共振的发展过程中，已经经历了许多个阶段。它是这样一项多用途的技术，以至我不认为它会平淡无奇。他说，“新的脉冲技术几乎每周都在发明，其灵敏度迫使核磁共振广泛应用。关于灵敏度，下一个大的进步来自何处目前尚不清楚。许多研究者认为，只有通过发展带有更高磁场的仪器，灵敏度问题才能得到解决，但是，我不能肯定，这是不是所有生化及生物学问题的答案”，罗伯兹说。新的检测器和改进的计算机数据处理程序同样有希望提高该项技术的灵敏度，至少可以达到样品本身固有的噪声限度。

在他的生涯中，罗伯兹对化学教育作出了重大贡献。他出版了三本高级教科书，其中两本是关于核磁共振光谱的，一本是关于分子轨道计算的。1964年，罗伯兹和C. 卡西里Marjorie C. Caserio）出版了一本基础有机化学教科书，这本书在完整地阐述理论有机化学及经典有机化学的尝试中被认为是一个里程碑。该书及其第二版广泛被采用。

在接受《化学与工程新闻》记者采访中，罗伯兹提到，当今化学的进展速度很快，很难预言这门学科的将来。他说：“我常告诉人们，如果我知道化学正向何处去，那么我会先走一步，并最先到达。”这是一位科学家说出的反话，其实他一直在不断地探索着，看来他好像还会继续这样做下去。

[C & EN，1986年5月]