科教巨匠 风范永存

发布日期:2016-8-9     浏览次数:260次    发布者:黄木河    

    近半个世纪以来,我有幸作为卢嘉锡先生的一名学生,亲聆教诲,得到他在为人和学术上各方面的教育和帮助,受益匪浅。许多感人的事例历历在目,先生工作很忙,不惜牺牲休息时间,认真修改学生送去的英文稿件,仔细更正错别字,并给予学术上的指点。他热爱科学,孜孜不倦地工作,甚至在2000年,他身体每况愈下时,仍然要我们查找有关文献资料,进行学术讨论。……在这悲痛的日子,再读《卢嘉锡传》,回想先生的一生在科研和教育方面的贡献和成就,以寄托学生对恩师无限的哀思。
    卢嘉锡先生,1915年10月26日出生于福建省厦门市的一个塾师家庭,祖籍台湾省台南市。年幼的他,天资聪敏,勤奋好学。年仅13岁就考入厦门大学预科,成绩优秀。1930年升入厦门大学化学系本科,连续四年获陈嘉庚奖学金。1934年本科毕业,同时修完数学系课程,可称得上“化学、数学双学士”。毕业后留校任化学系助教三年,并同时兼任中学数学教师。
    1937年,先生考取了第五届中英庚款公费留学,师从伦敦大学学院著名化学家、英国皇家学会会员萨格登(Sugden)教授。Sugden是热化学、磁化学和放射化学方面的著名学者。卢先生选择了当时的化学新领域放射化学专业,1939年获博士学位。当时正值二次大战,航路不通,无法回国。经Sugden教授推荐,卢嘉锡先生赴美国加州理工学院做客座研究员,跟随诺贝尔化学奖获得者鲍林(Pauling)教授,从事晶体学的研究工作。
    卢嘉锡先生在掌握从事晶体结构研究的X射线衍射法的基础上,先后承担并出色地完成了多项研究课题。他首先进行的是当时很有意义的课题,即测定过氧化氢的分子结构,过氧化氢虽是一种简单的化合物,但由于当时难以得到它的单晶,无法测定其结构。卢先生和加拿大化学家盖古勒(P.A.Giguere)巧妙地应用尿素和过氧化氢作用,生成用氢键连结起来的脲-过氧化氢加合物,随后他和休斯(E.W.Hughes)合作完成了晶体结构的测定。卢先生还用X射线衍射方法测定了二联苯的晶体结构,证实了洛斯罗普根据化学反应所提出的二联苯的分子构型。
    1943年,卢先生和多诺休(J.Donohue)采用电子衍射法测定了硫氮(S4N4)、砷硫(As4S4)等化合物的晶体结构。卢先生是我国从事电子衍射结构分析的第一人,解决了国际上关于硫氮类化合物结构的长期争论。这些硫氮主族元素原子簇化合物在结构上具有“多中心键”特征,曾引起卢先生的极大兴趣,对他以后从事固氮酶活性中心研究产生重要影响。
    卢先生除了晶体结构研究成果显著外,在实验技术上也有建树。他提出一种处理X射线衍射点的洛伦兹偏振因子图解法。在早期X射线晶体结构分析中,对上千个衍射斑点的校正,只能依靠手工计算,工作量极大。卢先生应用当时的穿孔卡片计数法,用两组参数对照,准确地解出洛伦兹偏振因子的倒数值。他设计出两种曲线卡,并做成 “模板”,可直接用于魏森堡照片和倒易点阵图网。进行洛伦兹偏振因子校正时,只需把照相底片覆盖在“模板”上,洛伦兹偏振因子倒数的内插值即可直接读出来,省去了大量繁琐的计算。这一方法发表在1943年的Rev. Sci. Instrum.杂志上,后被收录入Int. Tab. for X-ray Crystallography, VolⅡ(1959),被称为“卢氏图表”(Lu’s Chart)。“卢氏图表”在计算机技术应用于晶体结构分析前,一直被国际上广泛应用了几十年。
    留美期间,卢先生除了在结构化学研究工作中发表了不少成为结构化学的经典文献外,他还在燃烧与爆炸的研究工作中做出了出色的成绩,于1945 年获得美国科学研究与发展局颁发的“科学研究与发展成就奖”。
    1945年底,经历8年多欧美留学生涯的卢嘉锡先生,毅然辞去国外的一切聘任,满怀科学救国的热忱,于1945年11月 踏上回国的邮轮,回到当时贫穷的祖国。回国以后,先生在无法开展研究的情况下,他寄望于教育事业,以培养人才为己任。1946年初卢先生在母校厦门大学任教授兼化学系主任,曾两度应浙江大学理学院邀请,到该校讲授物理化学课程,受到热烈欢迎。当他授完课回厦门大学时,该校100多名师生曾联名写下充满激情的挽留信。
    我有幸在厦门大学化学系作为卢先生的学生聆听他的授课,深深地感受到他授课方法独特,他不是照本宣科,而是用一张写好的卡片作为讲授提要,一张卡片提纲,他就能讲授两节课。这种教课是建立在驾驭各种教材,并使其融为一体的基础上,用自己的语言加以生动的表达。他授课声音宏亮,生动风趣,由浅入深,简明扼要,富有哲理性和启发性。即使像难懂的热力学第二定律,也能在他的讲课中化难为易。他的板书清秀工整,使学生如沐春风,如临胜境。
    卢先生在教学过程中十分重视培养学生的思考和解决问题的能力。他经常告诫学生,要学会对事物进行“毛估”,学会先大致估算出结果的数量级。他常说“毛估比不估好”,尽量避开繁琐的计算,以便迅速地抓住问题的本质,必要时再进行仔细的计算,以提高解决问题的效率。“毛估”是卢先生判断科学事实的合理性和提出科学预见初步结果的估计方法。
    1958年,卢先生奉调离到福州参加筹建福州大学,并担任副校长。60 年代初,卢先生创办了以结构化学和新技术晶体材料研究为主体的中国科学院福建物质结构研究所(下文简称福建物构所),从此有了一个真正能够从事系统性科学研究的基地。长期以来,他领导福建物构所,逐渐形成“三结合”的科研指导思想:“实验与理论相结合,以实验为主;化学与物理学科相结合,以化学为主;结构与性能相结合,以结构为主”。福建物构所在建所初期虽取得一些可喜的成果,但由于“文化大革命”的冲击,实验室关闭、人员下放,卢先生被罢免了一切职务,受到不公正的待遇。
    1972年,国内的基础研究开始恢复,卢先生和唐敖庆、蔡启瑞先生即向有关领导建议:组织化学模拟生物固氮这一国际热门研究课题。先生从结构化学角度出发,先后提出了固氮酶活性中心结构模型——福州模型I——钼铁硫(MoFe3S3)四核网兜状结构,福州模型Ⅱ——挛合双网兜。卢先生提出模型的结构特点,四年后得到固氮酶钼铁硫蛋白和铁钼辅基实验研究的支持。1978年夏,卢先生带领中国固氮代表团参加了在美国举行的第三届国际固氮学术会议。他在大会上的报告,得到了与会27个国家的400多位代表的热烈欢迎和好评。
    1978年,卢先生在中国化学会年会,作了“原子簇化合物的结构化学”的报告。在卢先生的倡导下,福建物构所开始了对过渡金属簇合物的研究工作。先生在总结大量钼铁硫等簇合物的基础上,提出复杂的原子簇合物可由简单的原子簇“元件”,通过活化成为“活化元件”而组装起来。在这一理论设想启发下,克服了以往合成过渡金属原子簇化合物时通常采用具有盲目性的“一锅煮”的传统方法。福建物构所有目的地合成了300多种新型簇合物,在过渡金属簇合物的合理设计和合成方面作出了重要贡献。
    卢先生领导的研究组通过类比某些[Mo3S4]4+ 簇合物和苯在多种类型反应的相似之处,提出了“类芳香性”的概念,通过量子化学计算和进一步的实验研究,从理论上深化和完善了这一概念,并指出,在[Mo3S4]4+簇合物中的[Mo3S3]非平面折叠六元环具有类芳香性。从而把有机化学中最重要、最基本的传统概念之一——芳香性,引伸到过渡金属原子簇化合物中来,有利于新型簇合物进入分子设计的新阶段。由于卢先生等在原子簇化学方面的突出贡献, 1991年获中国科学院自然科学一等奖,1993年获国家自然科学二等奖。在先生80华诞之际,国际学术杂志《原子簇化学》(J.Cluster  Sci.)连续在1995年的第3期和第4期出专辑对先生80寿辰庆贺。
    20世纪70年代,卢先生基于结构化学的观点,考虑到氧八面体畸变无机非线性光学材料在国内外已大量研究,五配位的化合物大多数化学稳定性差、毒性较大,不宜作新材料。根据当时国内外研究的有机晶体,例如间位-硝基苯胺晶体,2,4-硝基苯胺基丙酸丙酯晶体等都具有很大的倍频系数,它们的非线性光学性能的结构敏感部位可能是共轭丌键,然而有机化合物的热稳定性不如无机化合物。对于实际应用,必须在无机化合物中寻找具有共轭丌键、又无对称中心结构的物质。偏硼酸盐具有(B3O63-类苯六元环形基团结构,可能满足这些结构要求,从而选择硼酸盐作为探索非线性光学新材料的研究对象。
    物构所经过结构造型、试样的化学合成、粉末试样的性能测试、相图相变研究、单晶体生长、晶体结构分析、理论分析等多方面集体的努力,发现并研制成功具有国际领先水平的优质紫外倍频材料偏硼酸钡低温相(BBO)和三硼酸锂(LBO)等,BBO晶体的研制获1984年中国科学院科技进步特等奖.LBO晶体的发现和研制获1991年国家发明一等奖.此外福建物质结构研究所还研制成功国际上公认为极难生长的自激活晶体硼酸钕铝(NAB)、绿光输出的自倍频激光晶体掺钕的硼酸钇铝(NYAB)、双折射晶体钒酸钇(YV04),以及激光晶体掺钕的钒酸钇(Nd:YV04)。 这些晶体开拓了国际市场,出口创汇,具有巨大的经济效益。
    1981年5月,卢嘉锡出任中国科学院院长,在任职的六年时间里,他领导中国科学院采取一系列重大改革措施,建立科研课题的同行评议制度,实行择优支持的经费管理办法,创建开放研究所和开放实验室,设立青年科学基金,加强与院外的横向联系,组织全国性联合攻关项目,稳定我国基础研究工作等。他还为加强中外科技界的友好往来与合作做了大量工作,为提高我国科技界、特别是中国科学院在国际科技界的地位做出了重要贡献。1984年,他被选为欧洲科学、艺术和人文科学院外域院士,1985年当选为第三世界科学院院士和该院理事会理事,1987年被选为比利时皇家科学院外籍院士, 1988年被任命为第三世界科学院副院长。
    基于卢先生在原子簇化学和新技术晶体研究方面的杰出贡献和重大成就,1999年他荣膺何梁何利基金科学与技术成就奖。卢先生不愧为我国学术界公认的我国结构化学的开拓者和奠基人之一,我国第一代杰出的晶体学家,他培养了一大批优秀的教育和科研人才,桃李满园。不愧为一代宗师。


                                                      (作者:梁敬魁    中科院院士)


原文2001年7月发表于《物理》杂志,本文有删节。