李远哲用一年半的时间，完成了世界上第一台大型交叉分子束实验装置的试验，且一次装机成功。这是一项通向诺贝尔奖领奖台的艰难试验，他在“整整的一年中没有一天睡足6个小时”，被称为“物理化学届的莫扎特”。
1．赫希巴赫教授
1967年2月，李远哲暂时离开他学习、研究、工作了4年多的加州大学，来到哈佛大学，在赫希巴赫教授领导的实验室做博士后研究。达德利·赫希巴赫，美国化学家，1932年6月18日出生于美国加利福尼亚州圣河塞市。1954年在斯坦福大学获数学硕士学位，1955年在同一所大学又获得化学硕士学位。其后到哈佛大学攻读化学物理，1958年获化学物理博士学位。1959年到加州大学任教，他的实验室与马汉教授的实验室相邻，有一间还是共用的。1963年转到哈佛大学担任教授。
所以李远哲与赫希巴赫早已相识，李远哲敬佩赫希巴赫的学识，赫希巴赫也极为欣赏李远哲的聪慧和勤奋。
赫希巴赫最早的研究项目，是1956年进行的过渡状态理论和简单碰撞理论检验双分子反应力学参数———频率因子。此后，又完成了对H＋H2体系的位能面计算。1965年，他采用交叉分子束研究化学反应，第一次得到产物的角度分布和能量分布，被公认为是利用交叉分子束研究分子反应动力学的先驱者，也有人称他为“交叉分子线束技术的缔造者”。
赫希巴赫的杰出贡献是他研究出交叉分子束方法，并将其应用于研究A＋BC一类的反应，从而使人们从微观角度了解化学反应的过程成为可能。
他还在研究短寿命直接反应，特别是其中的重新组合及剥离这两类主要反应中作出了重大贡献。他用电磁场扫描补充了通常监测产物分子的技术。并用交叉分子束方法第一次发现了长寿命反应，对其形成和衰减进行了理论上的论述。
同时，他在构筑钾溴化合体系的位能面的理论研究方面也作出了很大的贡献。这个体系成为另一类重要的位能面，即吸引型位能面的典型。
后来，赫希巴赫又以交叉分子束与激光为工具，着力于反应产物角动量各向异性的实验与理论的研究。球形分子的散射过程，不论弹性、非弹性或反应散射，产物分子均产生转动角动量的各向异性分布。通过对此类反应产物角动量各向异性的表征，获得了对散射过程更为清晰的审度，从而对相应的势能面获得更加清晰的了解。
李远哲进入加州大学不久，就对分子反应动力学产生了浓厚的兴趣，即开始研究如何用“碰撞”手段揭示化学反应的奥秘。1965年赫希巴赫创建了交叉分子线束方法，使分子反应动力学获得突破性进展。为了进一步研究分子反应动力学，李远哲来到了哈佛大学赫希巴赫领导的实验室。
2．化学反应动力学
化学是一门研究分子的科学，它的对象是分子。在化学领域中，需要研究的事情很多，其中一项很重要的，那就是物质的转变。做化学研究工作的人，常想把一个物质从A转变为B，即把某一物质变成更有价值的东西，或是更有用的东西。这种转变的过程就是化学反应的过程。化学反应动力学便是用动力学的方法来研究分子反应体系在位能面上的运动过程，从分子的微观层次上来揭示化学反应过程，并从分子的微观结构计算宏观化学反应的速率。
在自然界和传统的化学实验中，物质起化学变化时，分子的运动是杂乱无章的。即使在温度均匀的物质中，分子运动速度、方向和“姿势”也是千差万别的，其混乱程度就像武打片中一群人横冲直撞，乱作一团的厮打。但是看武打片既可看到精彩的武打详情及过程，也看到武打的结果，这样对整个打斗事件就能有一个全面的把握。而在自然界和传统化学实验中只能看到化学反应的最后结果，不能观察分子间互相碰撞的详情及反应过程，从而限制了人们对化学反应中宏观现象复杂性的把握以至控制。要弄清化学反应中分子的速度、方向、姿态和碰撞等详细情形，就要进行化学反应动力学即基础元反应的研究。
20世纪50年代以来，化学反应动力学逐渐成为一个活跃的研究领域，各国科学家用不同的研究手段研究不同的课题，使用的实验技术和理论方法也门类繁多。赫希巴赫、李远哲、波拉尼三位科学家是其中的优秀代表，于1986年共获诺贝尔化学奖。
波拉尼的父亲也是物理化学家，创立过渡状态理论，将可见化学发光技术应用于微观反应动力学，使人们有可能从分子的微观结构来计算宏观化学反应的速率。波拉尼全名为约翰·波拉尼，1929年1月23日出生于德国柏林。1952年获英国曼彻斯特大学博士学位，1956年到加拿大多伦多大学工作。波拉尼继承了父亲的研究专业，发展了父亲的理论并有自己的创新。他把可见化学发光技术推进到红外化学发光波段，从而把只能探测电子激发态产物的基元反应发展成为可以探测电子基态但振动和转动为激发态的分子产物的基元反应。他还提出了分子激光器的构想，根据他的新概念，1965年美国加州大学的皮门特尔及其研究生卡斯珀制成了第一台利用化学能的氯化氢化学激光器。
赫希巴赫和李远哲则是以分子束为研究手段。分子束实验的实质，是使分子的排列和运动整齐有序起来。利用激光技术使“分子们”排成一束速度相同、姿势一样的“队伍”去和另一束“队伍”整齐的分子束相撞。控制了分子的速度和角度，就能研究各种状态下分子的碰撞过程和结果。
化学反应动力学，在近代化学中显得日益重要。其中一些重要的研究与大气化学有关，譬如超音速客机引擎中排出的一氧化氮，人类生活广泛使用的氟利昂，在高空中都会在光作用下发生反应，从而破坏了大气中的臭氧层，以至于太阳的紫外光不能被充分吸收而会直射到地球上来，导致人们产生皮肤癌和其他疾病。再如燃烧这一作用方式最普通的化学反应现象至今仍然是全世界的主要能源，而由此产生的酸雨却成了污染的主要公害。李远哲充分意识到科学家的使命，他说：“人类的科学活动已不再是一些个别的科学家在自己的实验室里为科学而科学，它是一种重要的社会活动。要使人民过上美好的生活，一定要努力把握物质运动的规律。”为了能控制、驾驭化学反应，做到扬利弃弊，就要认真研究基元反应，全面准确地了解化学反应历程。李远哲怀着让人类生活得更美好的愿望，全身心地投入到了化学反应动力学的研究中。
3．世界第一台大型交叉分子束装置
李远哲中学时期就很喜欢数学和物理课，学习成绩比较好，认为自己应该做些理论工作。但他又爱做化学实验，所以不太愿意做纯理论的化学研究。他平时业余时间喜欢打垒球，比赛规则规定进攻的一方要用木棒去击打对方投过来的球，因此便发生球和棒的撞击。他由此联想到：现在对分子间反应的速度的认识，只是大量分子间反应的统计结果。有效碰撞、无效碰撞、反应前碰撞、反应后碰撞，从这么多的碰撞产生的总效果去推测一次碰撞的具体情况显然是不准确的。如果能让分子碰撞单一性，像棒击球那样，角度、力度一清二楚该多好呀。能实现这一愿望，将使对化学反应的研究从统计的水平提高到分子水平上。对，就这么干，李远哲找到了自己的研究方向。
1965年，李远哲获得加州大学的化学博士学位后，即开始研究如何用“碰撞”手段去揭示化学反应的奥秘。