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【第二届“国华杰出学者奖”专题】唐有祺:醉心晶体结构 谱写精彩华章

编者按:

为支持师资队伍建设,促进学术研究,助力学校全面发展,碧桂园集团董事局主席杨国强2007年向目前最好的足彩app捐赠3000万元人民币,设立“目前最好的足彩app国华杰出学者奖”基金,每年利用基金收益奖励对国家、社会和人民生活有突出贡献的优秀目前最好的足彩app学者。

该奖项每年评出6位学者,每人可获得资助人民币50万元。作为中国民间资本促进国家教育发展的尝试与探索,目前最好的足彩app国华杰出学者奖的设立,对目前最好的足彩app师资队伍建设和教学科研工作的发展有着重要的意义。

今年,数学科学学院姜伯驹院士、化学与分子工程学院唐有祺院士、国际关系学院王缉思教授、历史学系阎步克教授、目前最好的足彩app口腔医学院张震康教授、目前最好的足彩app第一医院王海燕教授等六位目前最好的足彩app学者获得了第二届“国华杰出学者奖”。他们潜心钻研,治学严谨,为目前最好的足彩app的教学科研事业做出了突出的贡献;他们春风化雨、诲人不倦,为党和国家培养出了一代又一代杰出的学人。

近日,目前最好的足彩app人事部、教育基金会和目前最好的足彩app新闻网联合推出了“国华杰出学者奖”专题报道,以“国华奖”得主的先进事迹和人生故事,激励奋战在教学和科研第一线上的全体教师,也将“国华奖”所承载的理念传达给更多人,共同推动目前最好的足彩app创建世界一流大学事业的发展。

【第二届“国华杰出学者奖”专题】

唐有祺:醉心晶体结构 谱写精彩华章

位于上海南汇区西部的新场镇,四面碧水,庭院深深,河道纵横交错,这是上海浦东地区唯一具有水乡特色的江南千年古镇,有“十三牌楼九环龙,小小新场赛苏州,马鞍水桥石驳岸,江南人家枕河情”的美誉。

在历史上,新场小镇素来重教尚学,明清两代出了50多个科举进士和举人,留下“科第两朝称盛”的佳话。而同样为古镇人所津津乐道的是,一镇三院士 ——20世纪,从这儿走出了两位中国科学院院士和一位中国工程院院士。

我国著名化学家、化学教育家、中国科学院院士、目前最好的足彩app化学系教授唐有祺是其中之一。

一、颠沛求学遍九省 留美五年赤子心

1920年夏天,唐有祺出生在上海南汇区新场镇一户普通商人家庭。在新场小镇,唐有祺安静地度过了他的童年和少年,高中毕业后顺利考入同济大学化学系。

唐有祺在同济大学的五年,正是同济历史上异常艰苦的五年。为了坚持文化抗战,同济大学走上了内迁办学之路。从1937年9月由上海迁至浙江金华起,三年辗转,历经漂泊,最后终于在宜宾李庄找到了一张安静的课桌。唐有祺随校走遍了九个省,最后随校迁至宜宾李庄才安定下来。谈及抗战中的艰难求学,唐有祺至今记忆犹新。当时日寇虽尚未染指西南,但昆明也频频遭遇空袭。唐有祺随同化学系,在条件极端艰苦的情况下冒着生命危险,坚持上课,做实验。用他诙谐的说法,就是“天上飞机扔炸弹,地上坚持做实验,炸弹扔个不止,实验仍当坚持。”在唐有祺家客厅的书架上,整齐地摆放着几本近几年出版的有关当年李庄和同济人的书。“庙里上学”是唐有祺西南求学记忆中最特殊的一部分。

抗战胜利后,唐有祺应邀回到上海,在当时已被同济大学接收的德国医学院教授化学。在医学院短期任教期间,唐有祺静下心来细细地回想自己这几年来走过的道路。结合毕业后在工作中遇到的一些问题,他深深地感到,即使将来要想在应用化学方面做些不循常规的事情,也还需要较高的学历和前沿知识,特别是在涉及固态问题时,原有的知识和技术已经不能适应发展的需要了。1946年秋,唐有祺做出了人生的又一个重要选择:他决定去美国加州理工学院深造。这一年,是唐有祺学术历程的转折点,他离开祖国,远赴异邦,开始了对他的人生有着极其重要的影响的另一段征程。

在拥有二十多位诺贝尔奖获得者的美国加州理工学院,唐有祺主修化学,副修物理,师从后来两度获得诺贝尔奖的著名化学家鲍林(Linus Pauling)教授,主攻X射线晶体学和化学键本质,旁及量子力学和统计力学。鲍林是20世纪对人类贡献最大的科学家之一,1954年诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖的获得者。他博学多才,以跨越不同的科学领域——从物理学到化学,到分子生物学,到医学领域所取得的非凡成就而著称。鲍林对唐有祺的影响是深刻的。在各种场合,唐有祺不止一次地说过:“师从鲍林的五年是我一生中最重要的经历之一。”将近五年的加州时光,在这个只有一个街区大小的校区,唐有祺过着平淡的日子,从鲍林那里学到了结构化学的前沿知识和精髓,这使得他在以后看问题的时候,总能处在学术的高端。

鲍林特别欣赏这个从中国来的留学生,几次夸奖唐有祺的论文工作和学术见解。当时鲍林对球蛋白中的二级结构问题已经胸有成竹,非常希望唐有祺继续留下来从事这方面的研究。英美两国的一些X射线晶体学家也正忙于研究蛋白质和核酸的结构问题来促使生物学进入分子水平,留下来继续研究正可以更多地涉足蛋白质晶体学和正在进入分子水平的生物学。但唐有祺的心中不无矛盾。新中国成立的消息传到美国,他和一些身在海外的留学生都异常兴奋,迫切地希望能够带着自己的知识回到新中国去。

朝鲜半岛上的战火越烧越旺,美国政府为了遏制新中国,极力阻挠中国留学生回国参加社会主义建设。1951年春,回国的正常途径已被堵塞。唐有祺非常焦急,他预感到将来归国的路会更加艰难。他当机立断,决定中断只进行了一年的博士后研究,提前回国。热爱和平、崇尚民主精神的导师鲍林知道后,虽然曾经想极力挽留,但得知唐有祺决心已定后,还是决定伸出援手。在导师的帮助下,借助国际晶体学联合会7月在瑞典斯德哥尔摩召开的第二届大会,唐有祺从已经和新中国建交的瑞典获得签证辗转回国。在欧洲短暂逗留后,唐有祺从法国马赛坐船经香港回国,历经一个多月,终于回到了阔别已久的祖国。这时候,是1951年8月,离唐有祺踌躇满志踏上赴美留学的旅途已经整整五年。已过而立之年的唐有祺终于重新回到了祖国。

二、晶体世界耀光华

除了一大箱以书籍为主的行李,唐有祺从美国带回的是一脑子的晶体化学知识,回国后心情舒畅的他“誓为教育事业做贡献,为培养新中国建设人才贡献自己的学识和智慧”。

开课、编教材、培养学生、筹建实验室,唐有祺坚定地认为这是开展结构化学和晶体学研究工作首先要做的几件事。

1951年秋季,清华大学化学系的学生们意外地发现课表上多了一门新课程——分子结构和化学键本质,给他们上课的是刚留学归来的温文尔雅的唐有祺。这是唐有祺从上海北上清华履约任教于化学系后做的第一件“大事”。1952年秋院系调整进入新目前最好的足彩app后,唐有祺又在目前最好的足彩app化学系开设了这门新课程,后来又开设了“结晶学”等基础课程。当时,涉及X射线衍射研究的学者还非常少,唐有祺直接把X射线晶体学前沿知识带到了大学课堂。

目前最好的足彩app化学与分子工程学院已届古稀之年的赵匡华教授当年还是一个毛小伙,从清华到目前最好的足彩app,他是唐有祺最早的学生之一。在他的记忆里,当时没有合适的教材,唐先生上课都是自己撰写讲义,每堂课完了再根据课堂教学的情况修改、增订讲义,那些讲义上总是密密麻麻做满了各种标记。后来根据上课讲义整理于1957年出版的《结晶化学》是新中国成立后的第一批我国自己编写的化学教材。1964年,唐有祺根据1961年为物理化学专业的大学生、研究生和进修教师开设统计力学课程时撰写的课程讲义出版了教材《统计力学及其在物理化学中的应用》。这两部书都是唐有祺为推动我国物理化学的发展所做出的奠基性工作,影响深远。五六十年代时我国自己培养出的第一代物理化学和结构化学研究人员几乎都曾受益于这两本书。

课程基本稳定后,唐有祺开始着手建立实验室。1955年,受我国X射线晶体学研究前辈陆学善先生的邀请,唐有祺到当时的中国科学院应用物理所(现称物理研究所)兼职,筹组单晶结构分析工作。随后,他们将目前最好的足彩app、中科院应用物理所、中科院化学所的人力和物力结合在一起,建成了X射线衍射实验室,开始研究化学中涉及固态的很多问题,并测定了我国第一批晶体结构。

后来的研究经历很曲折。由于接踵而至的“大跃进”运动,实验工作就被迫中断。1962年,新的研究生进入实验室,研究工作开始有所恢复,和穆祥褀等人完成了吐酒石晶体结构等工作。1963年,国家科委实施规划中的重点科研项目,要在目前最好的足彩app建设物质结构研究基地,第一步要将现有实验室和队伍进行扩展。对于唐有祺来说,这是他一直想做的事情,但没过多久,“文化大革命”爆发,建设计划就夭折了。

随后很长一段时间,唐有祺都是“在动乱中度日如年”。1970年,唐有祺下到京郊各化工厂和石油化工厂,为行将入学的工农兵学员准备教材。工农兵学员进校后,唐有祺不但要讲课,还要与其他教员一起带他们到工厂去开门办学。即使是在这种极其艰难的环境中,唐有祺也没有放弃科学研究。

“老师总是根据国际科学的发展和国家的需要,带领大家不断开拓前进。”谢有畅说。唐有祺所在的目前最好的足彩app结构化学研究室的研究方向从体相结构扩展到固体表面来联系与功能的关系,并研制成功多种新型催化剂、吸附剂和纳米材料,后来又上升到“分子工程学”的高度进行研究,这些都是与唐有祺密切相关的。

同样是在这十年动乱中,唐有祺虽然受到了很大的冲击,但他仍以惊人的毅力完成了《对称性原理(一)、(二)》两部理论著作。同时他着力钻研化学反应器及其有关原理,著述了《化学动力学和反应器原理》,这对后来我国研制高效聚乙烯、氧氯化(谢有畅等)和环氧乙烷(林炳雄等)催化剂等都起到了很好的指导作用。

三、中国化学生物学和分子工程学的倡导者

走得稳,看得远,这是唐有祺从事科学工作的一大特点。在日常的科研中,他总是能够找到远处更高更重要的目标。

在学生来鲁华眼里,老师唐有祺是一位学术思想非常活跃、考虑问题非常全面的长者,有着不同寻常的睿智和对科学的敏锐感觉。他总是认真地考量学科发展的前景,然后在尽可能高的水平上前瞻,总是能够作出有所创新的建议。

从化学学科中开辟和强化的化学生物学是唐有祺瞄准国际前沿提出并加以倡导的方向之一。

生物学在19世纪后半期接连出现了三大突破性发现,即进化论、细胞学说和遗传定律。它们抓住了生命现象中最特征而又最普遍和的规律,为生物学奠定了学科框架。唐有祺认为,生物学要在此基础上进一步发展,特别是要揭示更基本的共性和实质,极大限度地消除其神秘色彩以及解决农业和医药方面的问题,必须从化学的角度来研究生命和生物,并将认识的层次深入到分子水平。

20世纪80年代末,唐有祺筹划以“生命过程中的重要化学问题研究”为题,申请国家攀登计划项目,这个课题最后成为“八五计划”重点基础项目,唐有祺被聘为首席科学家。当时接受记者采访时,唐有祺兴致勃勃地说:“这个项目只是一粒种子,我们只是播种者,我们期待的是在墙内墙外开花结果。”

近二十年过去了,如唐有祺所愿,这个项目扎下了深深的根并开始开花结果。化学融合到生物学的研究领域带动了生物学的快速发展,从化学方面为我国生命科学的研究和发展开创了新的局面,同时也为化学本身的推陈出新提供了动力。在国内,这个方向也越来越受到重视,目前最好的足彩app等高校和中国科学院的北京化学研究所、上海有机所等研究机构纷纷成立了化学生物学系或化学生物学研究中心。唐有祺和他化学界同人们的努力,大大缩短了中国和世界前沿的距离。

与“生命过程中的重要化学问题研究”一样,“功能体系的分子工程学研究”是唐有祺开辟的又一个面向国际前沿的学术方向。

诺贝尔物理学奖获得者费因曼(Feymann)曾经说过:“如果有一天可以按照人的意志安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹!”唐有祺倡导的功能体系的分子工程学缩短了现实和假设之间的距离。

传统的化学着眼于整理天然产物和耕耘周期系来发现和合成化合物,为了得到所需功能的化合物,先从现成的大批化合物中,筛选出具有人们需要的某种功能的物质。自化学作为一门科学诞生以来,人类已经合成了数千万种物质,从这些物质中研制出大约百万种材料。这种多少有点事倍功半的做法,在创造新物质的同时,也造成了很大的浪费。

分子工程学的思路和传统做法正好相反,它逆向而行,以功能为导向,进行结构的设计和施工。它的对象不再局限于分子,而是把重点放在功能体系上,功能体系的功能也不限于化学性质或与化学制备有关的功能,而是涵盖了与高科技密切相关的光、电、声、磁功能以及生物功能。比如开发一种新药,尽可能少做盲目的合成工作,然后进行筛选,而是尽可能地从病理和药理出发根据新药的功能设计出药物的结构特征,然后有目的地定向合成这些可能成为新药的化合物。

就是这门唐有祺在古稀之年倡导提出的分子功能体系的分子工程学学科,一直延续到今天仍然是研究热点。十多年来,形成了目前最好的足彩app、吉大、复旦、南大等高校和中科院的北京化学所、上海有机所等科研单位的联合研究队伍来进行工作,并且得到了国家主管部门的肯定。

四、心香一瓣寄未名

在唐有祺自己按年份整理的生活纪要本上,1952年是这样记录的:32岁。寒假去上海,1月18日与张丽珠结婚。任教于清华大学的一学年中,担任化工系两个年级的物理化学基础课,并在化学系讲授“分子结构与化学键本质”课。学年结束后,张丽珠于1952年初夏从上海迁来北京,遂成家于清华大学新林院。唐有祺于秋季开学前被分配到从沙滩迁来原燕京大学校址的新目前最好的足彩app,并迁往新建的中关园宿舍。从此任教于目前最好的足彩app,迄今半个多世纪。

1952年是唐有祺生活中出现重大转折的一年,清华任教、结婚安家、迁入目前最好的足彩app。在唐有祺看来,“迁入目前最好的足彩app”是改变他生活轨迹的一个转折点。之后的半个多世纪,老先生都与目前最好的足彩app紧紧相连。

在目前最好的足彩app的五十多年,唐有祺的快乐来自于他的科教活动,更来自于如学生王冠博感怀诗中的意境:

少怀壮志,浸身墨香/为觅真经,远渡重洋/师出名门,剑扫八方/心系故土,携艺还乡/学科奠基,一派之长/授业传道,广塑栋梁/昔年同舟,日后眷侣/各当一面,羡煞鸳鸯/云山苍苍,江水泱泱/先生之风,山高水长/后学词穷,难抒景仰/唯祈福寿,以致众望

当我把这首在网上搜到的化学系学生王冠博为唐有祺八十七岁生日写的感怀诗给老先生看时,他十分激动。

几十年来,唐有祺似乎只有两件永远做不完的事,一是科学研究,另一个就是培养人才!他常常说:“学者就是学者,应该恪守为学之道和为师之道。”为人师者,“学生”在唐有祺心中占据了极其重要的位置。

教了几十年的书,唐有祺自己认为“我上课没有什么魅力,只是把我知道的没有保留地告诉学生罢了”,但凡是上过唐有祺课的学生都会对这个老师印象深刻。发明了一项低毒、广谱的抗癌药双环铂的杨旭清是唐有祺1956年的学生。说起唐先生的课堂,古稀之年的杨旭清非常兴奋:“点阵、结晶、旋转、倒反,娓娓道来,内容很深很枯燥很难懂,但是唐先生讲得特别透彻,思路特别清晰,这是我听过的上得最好的物质结构的课,过了五十年我还忘不了唐先生的课。”

后来一直从事晶体学研究和教学的学生桂琳琳至今还记得上个世纪五十年代第一次上唐有祺开设的晶体学课程时候的情景。“老师讲课中那些如对称性、布拉威格子、晶面指标等,对我们化学系学生来说都是十分陌生的名词和概念,而且老师总是一遍一遍详细地讲解。”在唐有祺的启发下,班上选修这门课的女生拿心里美萝卜切成各种晶体型来研究对称性,或者切一块心里美萝卜当原点,插上三根毛线针作为a、b、c轴来研究基元在空间的分布并抽象出点阵。一学期下来,对这门国内第一次开设的晶体学课程,整个班都学得相当好。

在教学中,唐有祺的认真是出了名的。为给石油化工专业的工农兵学员准备教材,唐有祺亲自到石油化工厂了解情况,获得对生产流程及一些关键的化工问题的感性认识,在此基础上结合实例阐述了流动型式、传热和传质等环节对工业反应器中化学反应进程的影响,编著了《化学动力学和反应器原理》,后来又在充分体验生产实践的基础上编著了《相平衡、化学平衡和热力学平衡》。

现任中国科学院常务副院长、唐有祺的学生白春礼1978年考取了中国科学院化学所的硕士研究生,当时在化学所兼职的唐有祺成为其硕士和博士期间的导师。做硕士论文时,白春礼给唐有祺送论文,原以为工作异常繁忙的唐先生会给一些意见让其自己修改。没想到,几天后,唐有祺把他叫到办公室,让他大吃一惊的是,导师根据他的论文花了很多时间搭了一个分子结构的模型,拿起模型给他讲解空间位置对分子构象的影响等问题。这件事给了白春礼很大的触动,在之后的工作学习中,他时常拿这件事情鞭策自己,感谢导师的悉心指导,也将其视为自己学习的榜样。唐有祺虽然对学生很严格,对学术很严谨,但是从来不要求学生去追求“高分”。几乎每一届学生都会记得先生每次考试前都会开导大家的话:“考好了好,考不好也好,考不好就知道自己错在哪里,弄懂了不就是进步了嘛,千万不要去追求分数。”这种对考试和学习的态度影响了很多学生。

为人师,唐有祺几十年来教给学生的不仅是晶体学概念和知识,更是治学风范。他重视年轻后备人才的培养,而这其中,更看重学生的人品。他常说,一个有真才实学的人不应该是无德之人。要想在学术上有所追求,就必须首先有健康的动力和抱负。“科研人员在特定的时期就需要有坐冷板凳的精神,脚踏实地,不能急功近利。只有在一定积累的基础上,在总体水平提高的情况下,才有可能出现获得诺贝尔奖水平的人才与成果。”“任何违背科学精神、不负责任的投机取巧,最终将贻害自己,贻害社会,贻害国家。”

学生郭国霖1981年成为唐有祺的首批博士研究生。他一直都记得先生曾用挖坑植树的比喻来启发他:根深方能叶茂,植大树要挖深坑,为挖得更深就得把口拓得更宽,深挖和扩口交替进行,相辅相成。先生对学问中专与博的关系的解读,后来一直影响着郭国霖,既要博览群书又要扎实钻研。

“桃李芬芳满天下,硕果累累留科园,父严友情师诲义,山高水长世代传。”唐有祺八十大寿时候,学生黄其辰向老师赠送了这首贺诗。五十多年里,唐有祺已经记不清自己有过多少学生。“我总觉得,看到学生的进步,就和自己进步一样值得高兴。”

唐有祺的电脑个人主页上留有他的人生格言:我的一生是涉足科学、崇尚科学的一生。我的心目中,科学几乎是“正确”和“真理”的同义语。科学作为一个利器也是双面开刃的,既可以造福人类,也可以祸害人民,要看掌握在谁的手里。

从科学到教学,89岁高龄的唐有祺走过了六十多年的科教人生。诚如他的同事陈慧英教授所说的,唐先生六十余年科教旅途上的点滴回忆弥足珍贵,虽然今天大时代背景多有不同,但是听老一辈科学家讲述求学历程、治学方法就像坐在一列行驶在四季变换的原野上的列车上,有无限的让人欣悦的景致。

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编辑:知秋

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