第08版:人物风采 上一版3  
 
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上一版3 2010年1月17日 星期 放大 缩小 默认
中国科学院院士、物理化学家侯建国
求索相伴寻至乐
本报记者 苏 琳
侯建国指导学生。本报记者 苏 琳摄
  1992年,侯建国在美国加州大学伯克利分校工作。
       侯建国(右二)指导学生做实验。      本报记者 苏 琳摄
  左图 侯建国在做学术报告。   下图 侯建国在实验室工作。        本报记者 苏 琳摄

  侯建国,1959年生于福建,物理化学家,中国科学院院士,中国科学技术大学校长,第十一届全国人大常委会委员。

  长期从事结构分析、表面物理化学和无机材料制备方法的研究,特别是在利用高分辨率扫描隧道显微镜研究单分子特征和操纵方面取得了一系列成果,为单分子物理化学领域的研究做出了理论和实验上的重要贡献。利用分子自组装技术,获得能够分辨碳—碳单键和双键的分子图像,并从实验和理论上分别论证了扫描隧道显微术对单分子直接成像的可能性与限制因素,进而确定了碳表面晶格的取向特征。发展了确定单分子在固体表面吸附取向与局域电子态的方法,提出了制备具有特殊性能的同质分子超晶格的新途径。

  曾经“失学”,曾经落榜,当过农民,做过钳工,后以高考物理接近满分的成绩进入中国科学技术大学物理系; 

  30岁拿到博士学位,随后出国进修,1995年回国后,开始在学术上取得一个又一个荣誉,先后获“国家杰出青年科学基金”、“中国科学院自然科学奖一等奖”、海外华人物理学会“亚洲成就奖”、“国家自然科学二等奖”、“何梁何利科学与技术进步奖”、“陈嘉庚化学科学奖”;44岁当选中国科学院院士,49岁出任中国科学技术大学校长。

  提起这些,性格温和、内敛的侯建国不想多说。他说还有很多事情要做,还没有到回忆的时候。只是在记者北京、合肥两地的“步步紧逼”下,侯建国才在毕业答辩似的一问一答中,讲出了自己的故事。

曲折求学

  “从大学本科到博士学位,我用了11年。这个过程很从容,使我基础打得比较扎实,还不觉得累,使我对科学研究始终保持着一种热度。” 

  侯建国出生在福建省平潭县一个机关干部家庭,家境平凡但也充满欢乐。然而,十年动乱改变了侯建国的童年生活。

  1968年,父母被下放农村,9岁的侯建国也开始了近四年的农村生活。农村生活是苦了些,但纯朴的农民教会了他与人为善、和谐共处,艰苦的农村生活培养了他乐观向上、坚韧执著、吃苦耐劳的性格。

  1972年,侯建国结束了农村生活,回到县城继续中学阶段的学习。在他的记忆中,整个中学阶段,除了语文课,其他课程都不完整,大部分时间是到农场干活。于是,有力无处使的侯建国自学了绘画、书法、小提琴以及一些球类运动。幸好在党校工作的父亲常带一些书和报纸回家,让他在那个“不读书的年代”读了许多书。侯建国说,他独立思考的学习能力就从那个阶段开始慢慢形成了。

  1976年夏,侯建国高中毕业,在农村做了三个月的扫盲工作后被分配到福清县轻工机械厂,成为一名机修钳工。侯建国的师傅是8级钳工,虽然不识字,可是专业技术却是一流的,靠的就是一丝不苟,精益求精。他对侯建国的训练很严,两年艰苦而严格的训练,也让侯建国养成了认真细致的工作习惯,这对他后来的科研工作很有帮助。

  1977年恢复高考,侯建国报名参加。由于“文革”时期几乎没能好好读书,基础很差,那一年侯建国未能如愿。

  首次高考落榜后,不甘失败的侯建国开始补习功课。白天8点到17点在福清轻工机械厂上班,晚上回家就自学到凌晨四五点钟。“那段时间,实在累了,上班时就蜷在钳工床底下睡一会儿,需要时师傅就踢我一脚,我赶紧爬起来干活。”侯建国说,那段时间很累、很紧张,却也很充实、很快乐。

  1978年,侯建国再次参加高考,他最初填报的志愿是一所靠近海边的大学的船舶系,结果因为高考成绩好,尤其是物理考分很高,被录取到中国科学技术大学物理系。

  进大学后,图书馆像磁石般吸引着侯建国。那时他才发现,原来世界上还有这样的地方,可以有这么多书看,这么多的知识学。侯建国像海绵碰到水一样,产生了更强烈的求知欲。“我经常‘埋’在厚厚的书堆里舍不得走。并不是刻意‘苦读’,就是喜欢看书。”

  就是因为喜欢,学习才有激情、有兴趣。侯建国说,“从大学本科到博士学位,我用了11年。这个过程很从容,使我基础打得比较扎实,还不觉得累,使我对科学研究始终保持着一种热度,可能我是一个中长跑选手,不是短跑冠军。”

收获成果

  “科学家图的不是升官发财,而是踏踏实实,耐得住寂寞,用心体会那种在探索未知世界过程中始终相伴的心理感受。” 

  大学毕业,正赶上留学热。“我的导师钱临照院士和吴自勤教授告诉我不要去攀比,要有自己的长远目标,把眼前的事情做好最重要。”侯建国听从了导师的教诲,没有盲目追随出国热,而是选择了留在母校继续深造。

  在攻读博士学位时,侯建国多年的学习积累开始逐步展露,他创造性地将数学上的分形理论引入了非晶半导体结构形态的表征,使非晶化动力学的研究有了一个量化的表征手段,并提出新的分形晶化机制,为理解复杂的晶化过程做出了贡献。这项成果后来获得1997年中科院自然科学一等奖。为更好地了解国际科技前沿的发展动态,博士毕业后的侯建国又于1991年到美国加州大学伯克利分校从事博士后研究,后又在美国俄勒冈州立大学化学系进行新材料的研究。

  侯建国此后取得的一系列重要成果都始于那十几年的默默研究,支持他潜心治学的,就是对科研的激情、兴趣。对此,侯建国深有感触:“科学上要取得成功,要有激情,要坚持自己的研究兴趣。有兴趣、激情,你就会去琢磨事情,想办法解决问题,会不断发现新规律、新现象,这些新的规律和现象有可能带给人类更好的生活。这种精神回报是很难用其他东西来衡量的。那时你就会觉得,做科学研究是一种非常有乐趣的事情,科学家就在享受科学研究过程中不断发现乐趣。”

  回顾自己的科研经历,侯建国常说的另一句话是:科学家图的不是升官发财,而是踏踏实实,耐得住寂寞,用心体会那种在探索未知世界过程中始终相伴的心理感受。   1995年,当侯建国收到导师钱临照希望他回国的信时,他毫不犹豫地选择了回国,回到母校中国科学技术大学。

  刚回科大的侯建国是副教授职称,月工资跟在国外相比差距很大,实验条件也很简陋:实验炉炉丝要靠自己动手绕;镀膜机用的是1974年的老设备;X光衍射仪是从上海拉回来、被中科院生化研究所丢弃的坏机器,“修修还可以对付”,侯建国笑言自己当年的钳工手艺那时派上了用场。两个月后,侯建国以出色的答辩得到由国家自然科学基金委员会授予的“国家杰出青年基金”,半年后升为教授。

  随后,侯建国迅速崭露头角,凭着科学家的直觉和对学术研究热点的敏锐把握,连续取得多个在业界备受瞩目的科研成果。

  纳米技术发展至今,遇到的一个重大难题就是直接观察单个分子和原子团簇的几何结构和电子结构,并对其进行理论阐述。2001年,侯建国与杨金龙教授、朱清时院士合作,在国际上首次直接“拍摄”到能够分辨碳60化学键的单分子图像,第一次成功地观察到分子的内部结构。他们发现,碳60分子在平面上排列时,呈现一种独特的性状,利用这一性状可能使计算机器件的集成度提高100倍至1000倍。专家们认为,这一成果表明,我国在纳米结构表征领域的研究已经达到世界先进水平。这一原创性成果被《自然》审稿人认为“构思巧妙、实验严谨”,被评为当年中国十大科技进展、中国基础研究十大新闻。

  在此基础上,2005年,他们将一种名为“钴酞菁”的小分子搬上“手术台”,在世界上首次实现单个分子内部的化学反应,并利用局域的化学反应来改变和控制分子的物理性质,为单分子功能器件的制备提供了一个极为重要的新方法。国际权威杂志《科学》发表了这一成果。审稿人评价:“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”“这项实验工作开辟了一个新的领域。”这项成果被评为2005年度中国十大科技进展之一。

  重大突破性科研成果,往往产生于不同学科的交叉、融合之中。从2001年开始,根据国际学科发展态势和国家需求,在学校的支持下,侯建国开始组建合肥微尺度物质科学国家实验室。在国家中长期科技发展规划纲要中布局的量子调控、蛋白质研究、纳米研究和发育与生殖研究等四个重大科学研究计划中,实验室全部领衔承担项目,被列为“十一五”量子调控研究国家科技重大研究计划的两个委托研究基地之一。目前,在这个实验室的架构中,已形成物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等5个一级学科的“大交叉”,侯建国以及潘建伟、杨金龙、陈仙辉、田志刚等一批微尺度领域的杰出人才,依托这个大平台取得了多项世界一流的研究成果,连续6年入选由两院院士评选出的年度中国十大科技进展,多次被美国物理学会、欧洲物理学会评为年度物理学重大进展,将我国微尺度物质科学领域的研究水平带入国际前沿。

  侯建国说,科研惟有创新才有成果。创新实际上是在不经意间完成的,而不是刻意“造”出来的。成功是一步一步的,在每一个小的成功基础上,就有可能获得大的成功。研究微观世界需要细之又细、确之又确的精度,要慎重,同时还需要良好的直觉和悟性,两者具备才能创新,才能出成果。

校长责任

  “我们的工作就是激发学生发自内心的学习激情,探索科技拔尖人才培养的新模式,为国家未来发展培养和储备科学与工程领域的高层次拔尖人才”。

  2008年9月,49岁的侯建国出任中国科学技术大学第八任校长,成为中科大历史上最年轻的校长,同时也是第一位接受科大完整学位教育的校长。

  “做导师要培养好自己的学生,做校长则要为祖国造就更多更好的创新人才。”履任校长后,侯建国开始了认真思考如何更好地完成角色的转变。侯建国说,“我们现在最重要的工作,就是激发学生发自内心的学习激情,努力突破‘流水线式’的人才培养局限,探索科技拔尖人才培养的新模式,为国家未来发展培养和储备科学与工程领域的高层次拔尖人才”。

  科学和技术所需要的是一种拓宽性的思维。与之相对应,一个国家如果没有高水平的基础科学研究,就很难产生新技术,也就很难挑战面临的难题、扩大既有的成就。“科技拔尖人才的汇聚和涌现是国家科技综合实力的集中体现,是创新型国家建设的源头活水。世界正处在新一轮科技革命的前夜,在这关键时期,造就一批科技拔尖人才,以期在若干领域取得突破、占领制高点,在日趋激烈的国际竞争中抢占先机,是实现中华民族伟大复兴的战略选择。”侯建国表示。 

  在中国科大,推行“个性化培养”是一项重要的探索。所谓“个性化培养”,侯建国如是说:“就是学校根据学生的禀赋、志趣、专业取向,设计不同的培养方案,制订不同的学习计划,从本科阶段就把少量基础更扎实、对科学更热爱、有创新激情、有创造能力的学生选拔出来,给予个性化的特殊培养,使他们成为未来15至20年里我国基础研究的顶梁柱,成为中国未来科学界的领袖。” 

  目前,中科大已经教育部批准,整合少年班学院与合肥微尺度物质科学国家实验室的优势力量,成立了交叉学科人才培养试验区。从2009年起,该试验区招生扩大到180人。在完成通识基础课学习后,学生将分别进入国家实验室。侯建国说:“来这里的学生有学生物的、化学的、物理的,学科交叉促进了不同专业的知识汇聚和交流,推动了学生创新能力的培养。”

  2009年3月份以来,中国科大与中科院数学与系统科学研究院、物理研究所、力学研究所等签署协议,陆续创办了数学、物理、应用物理、力学、生物、光电工程、材料科学等7个“科技英才班”,旨在通过科教紧密结合的创新模式,培养国家未来需要的科学与工程领域的高层次拔尖人才。在侯建国看来,创办“英才班”还有更为重要的意义:“开办‘科技英才班’是有明确的培养目标的,那就是瞄准国家中长期科技发展规划中所确定的16个重大科技专项和4个重大科学研究计划。围绕国家战略目标培养人才一直是中科大的传统。当前,国家中长期科技发展规划布局对高等教育人才培养的质量和层次提出了更高的、更为迫切的要求。我们有责任培养满足国家战略需求的高层次专业人才。”

  创办“英才班”是中国科大深化教育教学改革的一项重要举措。侯建国说:“在中国科大已经启动的新一轮的教育教学改革,将继续推进对科技拔尖人才培养模式的探索与完善,并努力将‘个性化’、‘两段式’、‘三结合’、‘长周期’等理念与方法体现在科技拔尖人才培养过程中。”“两段式”,就是“英才班”的基础教育和专业教育分别在大学和研究单位完成,保证教学条件和氛围的最优化。同时,“英才班”采取本、硕、博的长周期培养,在课程设计和教学计划安排上进行通盘考虑。整个育人过程做到科教结合、理实结合、所系结合,优化学生全过程的成长条件。

  在研究生教育层面,中国科大也采取了一系列探索性调整。从2008年年底开始,学校启动了研究生教育培养机制改革,为研究生和导师提供一流的科研和实验条件,先后推动建立了分类管理“三大中心”,构建了研究生“五大公共实验平台”,搭建了研究生信息化管理“五大信息系统”。同时,在硕士层面从学术型科学学位教育向应用型专业学位教育转变,并通过改革研究生“三助”岗位、提高博士生学校基本资助而大幅度提高在读研究生待遇。

  “人才培养是大学的根本任务,人才培养成就是科大办学51年的最大骄傲。”采访中侯建国这样告诉记者:“回顾科大51年的发展历史和办学实践,有几点经验值得总结:一是要紧密围绕国家战略需求,始终坚持科教报国的办学理念;二是要始终坚持解放思想、弘扬改革精神;三是要尊重教育规律,教育以育人为本,教学以学生为中心。”

科学浅说

物理化学

  物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手,来研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法的一门学科,涵盖从宏观到微观与性质的关系规律、化学过程机理及其控制的研究,它在实验手段上也以物理学方法为主。物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面:

  一、化学体系的宏观平衡性质:基于热力学三个基本定律,研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。属于这方面的分支学科有化学热力学,溶液、胶体和表面化学。

  二、化学体系的动态性质:研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。属于这方面的分支学科有化学动力学,催化、光化学和电化学。

  三、化学体系的微观结构和性质:基于量子理论,研究原子和分子的结构,物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构,以及结构与物性的规律性和相互关系。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。 

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