你認為最「藝術的」化學發現是什么？

我想提名“準晶”（Quasicrystals）。

準晶是一種介于晶體和非晶體之間的固體結構。在準晶的原子排列中，其結構是長程有序的，這一點和晶體相似；但是準晶不具備平移對稱性，這一點又和晶體不同。關于準晶的旋轉對稱性，網上很多文章都有闡述，就不在這里展開了。這里就簡單地說個結論：晶體具有的是二次、三次、四次或六次旋轉對稱性，但是準晶的布拉格衍射 圖具有其他的對稱性，如五次或者更高的六次以上對稱性。如果感興趣，可以自行在網上檢索。

以色列科學家D. Shechtman 因為發現準晶獲得了2011年諾貝爾化學獎。

網上很多文章，把Shechtman和Pauling 的觀點沖突，描述成“勇者斗惡龍”的傳奇故事，但我不怎么看。發現新的科學現象后，該如何去解釋，學術上必然有爭鳴。僅僅憑借一張電子衍射圖像就要整個學術界承認準晶，似乎也沒什么道理。準晶被廣泛承認，也不是因為“反動學術權威”走了，而是因為發現了更多證據。更多樣品被制備出來（2009年還發現了天然準晶），更多探測手段如XRD 等被引入。

Shechtman發現的準晶的電子衍射圖案

準晶的原子相，Bindi L, Yao N, Lin C, et al. Natural quasicrystal with decagonal symmetry[J]. Scientific reports, 2015, 5(1): 9111.

科學的事講完了，我們來講講藝術。“準晶”這種“長程有序但平移非對稱”的結構，宏觀上早有應用。在12世紀到14世紀（及以后）的伊斯蘭清真寺中，基于這種結構的馬賽克鋪貼裝飾多次被發現。更有意思的是，不同旋轉對稱結構顯示出在時代和位置上的集中性。

十邊形圖案圖案出自 12 世紀的伊朗和 14 世紀的伊斯蘭世界西部（西班牙的安達盧西亞和摩洛哥）。在西班牙的安達盧西亞和摩洛哥，自14世紀以來，還存在大量八邊形圖案。而唯一的十二邊形圖案出自摩洛哥[1]。

The Blue Tomb (Gunbad-i-Qabud), built in A.D. 1196–97 in Maragha, western Iran.

The Blue Tomb

Decagonal quasiperiodic pattern from the Alhambra museum (Granada, Spain)

Octagonal quasiperiodic pattern from the Patio de las Doncellas, Reales Alcazares, Sevilla, Spain.

準晶的數學準備，來自彭羅斯 （Roger Penrose）。但考慮到這類鋪貼結構的復雜性，我總覺得伊斯蘭世界不是靠嘗試中的偶然發現創造出這些結構的。我主觀猜測，后面或許有數學家的工作，理論性也許沒有現代數學研究那么強，那么成體系，但應該有一定的理論性。希望數學史研究者在未來能有所發現。

寫這篇文章時進行了檢索，發現一篇2023年發表在意大利跨學科期刊Rendiconti Lincei - Scienze Fisiche E Naturali上的文獻Quasicrystals and art: interesting new facts（《準晶和藝術：有趣的新發現》）。文中的馬賽克裝飾圖案全部來自這篇文章。文章是開放獲取的，感興趣的網友可以自行閱讀。https://doi.org/10.1007/s12210-023-01161-5