鄭永飛與地球的“親密接觸”

　　中國青年科學家獎、國家自然科學獎二等獎、何梁何利科學與技術進步獎、長江學者成就獎……榮譽的背后是驕人的科研成果。多年的勤奮積累和嚴格要求，使鄭永飛院士換來了累累碩果。走近他，你會發(fā)現(xiàn)他的思想之睿智、事業(yè)之摯愛、工作之勤奮、處世之低調與他的科研成果之豐碩有著難了的淵源……
　　夢里常憶知青歲月
　　　 鄭永飛出生在安徽省合肥市長豐縣土山鄉(xiāng)松棵村的一個農民家里。從小愛好文學。那時精神文化生活十分枯燥，物質匱乏。所能讀到的文學作品少得可憐。在鄭永飛的印象中盡管只讀過如《三國演義》、《水滸傳》、《林海雪原》等為數(shù)不多的幾本古典和現(xiàn)代文學書籍，但是他總是認真地讀，還作了不少的讀書筆記，有些作品還能爛熟于心。當時能借到一本文學名著不容易，到了要還書的時候，心里是多不情愿，鄭永飛總是千方百計地一拖再拖?？臻e時，鄭永飛還試著自己寫些古典詩歌。
　　成為科學家后的鄭永飛同樣一直深深地眷戀著文學，說得上是一位“資深”或“鐵桿”的業(yè)余文學愛好者。改革開放30多年來，祖國的文學事業(yè)進入繁榮的時期，鄭永飛說自己有幸見證了文學的空前繁榮：“文學豐富了我的人生，文學愉悅了我的生活，文學給我?guī)砹颂嗵唷薄?“農村是一個廣闊的天地，在那里是可以大有作為的。”這句著名的口號成了當年指導年輕人選擇生活方式的人生警句。作為“文革”中數(shù)百萬知識青年的一員，鄭永飛也曾在安徽長豐縣土山鄉(xiāng)農村度過了兩年半的青春時光。鄭永飛當過村里的廣播員、做過民辦教師。
　　農村的教育相當落后，說是一所學校，實際上就是幾間破舊的房子作為教室，也根本沒有什么教學設備，更難以談教學質量。有人曾全盤否定知識青年“上山下鄉(xiāng)”運動，但是鄭永飛認為至少有一點不能否定：知識青年到農村去，帶去了城市的文明，改變了當?shù)剞r村人口的文化結構，尤其是一大批知青到農村后，成為了當?shù)貙W校的民辦教師，提高了農村的教育質量。
　　由于文學功底深厚、博學多才，鄭永飛深得當?shù)貙W生的敬重，他的課堂總是深深地吸引著孩子們?！澳菚r候，我就明白了，好老師的標準其實很簡單：一是要想辦法讓學生能聽懂你的課并且樂意聽下去；二是讓學生在下課后一小時內就能把你布置的作業(yè)做掉。這就是對老師教學效果的檢驗?！编嵱里w深有體會地說。
　　在一代青年獻出了自己的青春年華的特定年代，那一段魂縈夢繞的蹉跎歲月，已成了許多知青刻骨銘心的記憶。當民辦教師的知青生活是短暫的，但這一段擔任民辦教師的經(jīng)歷卻給鄭永飛留下了永生難忘的印象。
　　1978年，鄭永飛考入南京大學地質學系。大學期間，得益于民辦教師的經(jīng)歷，他掌握了一套很好的學習方法，成績一直名列前茅?！吧险n時，我好好記筆記。下課后，我及時整理筆記，并找來參考書，把筆記補充更完善。每次考試之前有兩周進行系統(tǒng)復習，把所有筆記從頭再看看，該記的記，該背的背，然后把教科書從頭到尾再來看一遍，找出重點和難點?！币恢睆土暤娇记暗念^天下午，鄭永飛還鉆進圖書館看小說、讀詩歌，興致盎然的時候還自己寫上一首詩，晚上去看一場電影，第二天則以輕松、自信的心態(tài)進考場。
　　1985年，鄭永飛從南京大學地質系碩士研究生畢業(yè)，后來赴德國哥廷根大學地球化學研究所學習，獲得博士學位。這階段的系統(tǒng)學習和訓練，為鄭永飛今后科研上的騰飛打下了堅實的理論基礎。
　　
　　破解謎團
　　
　　2004年12月，一個振奮人心的消息自北京傳遞到安徽：鄭永飛主持完成的“礦物氧同位素分餾系數(shù)的理論計算和實驗測定”科研成果獲2004年度國家自然科學二等獎。很快，喜訊在中國科學技術大學不脛而走。
　　此次獲獎成果是由26篇系列學術論文組成的，這些論文都發(fā)表在國際權威地球化學刊物上，是他12年研究論文的集合。這項旨在制作測量地球溫度的“溫度計”，認識地球內部化學結構和組成的基礎性科研成果，對尋找礦產資源和進行環(huán)境監(jiān)測也大有用途。
　　地質測溫、源區(qū)示蹤是地球科學研究的最重要目標之一，其中穩(wěn)定同位素測溫和地球化學示蹤則是其中發(fā)展最為成熟的領域。自然界數(shù)百種礦物之間的分餾系數(shù)在熱力學平衡條件下是溫度的函數(shù)，穩(wěn)定同位素地球化學的理論基礎是同位素分餾系數(shù)的準確確定。
　　礦物穩(wěn)定同位素分餾系數(shù)的確定是公認的世界性難題，鄭永飛早在南京大學攻讀碩士學位期間就潛心于此，直到在德國哥廷根大學留學期間取得突破。他獨辟蹊徑，從理論和實踐兩個方面同時推進自己的研究，將礦物結晶化學理論與量子化學原理相結合，科學地修正了前人的增量方法，在理論上完善了礦物晶體結構和化學成分與氧同位素配分之間的函數(shù)關系，對地質上若干重要固體礦物的氧同位素分餾系數(shù)進行了理論計算，先后在國際權威學術期刊發(fā)表了3篇論文，后來成為地球化學領域的經(jīng)典論文。在德國圖賓根大學做博士后研究期間，他選擇同位素分餾系數(shù)的實驗測定作為主攻方向，繼續(xù)深化這個研究領域。
　　“沒有20世紀90年代初科教興國戰(zhàn)略，我不會趕上國家出臺的一系列人才計劃……我的目標是在國內做國際一流的工作?！?993年秋，在德國圖賓根大學礦物巖石地球化學研究所完成博士后研究項目的鄭永飛回到了祖國回到了家鄉(xiāng)——接收鄭永飛工作的中國科學技術大學距離長豐縣僅1小時的車程。然而，鄭永飛只在家與父母弟妹團聚了幾天，就回校投入了緊張的工作。科大校園林木茂盛，鳥語花香，幽雅寧靜，清新而又濃厚的學術氛圍和文化氣息沁人心脾，讓鄭永飛忘情地耕耘著，他再也沒有離開過這塊學術凈土。
　　安家、建實驗室、組建團隊、買設備、申請經(jīng)費……憑借科學家的直覺和對學術研究前沿的敏銳把握，在中國科學院、國家自然科學基金委和學校等多方資助和支持下，鄭永飛拓展了自己在國外的高水平工作，自己動手和指導研究生，繼續(xù)修正增量方法對地質上有用的其他礦物進行了氧同位素分餾系數(shù)的理論計算，對礦物和巖石的化學成分和晶體結構效應進行了定量評價，取得了與實驗測定和自然觀察相一致的結果。與此同時，他指導研究生進行低溫化學合成，從實驗角度測定一些難于在高溫條件下測定的礦物分餾系數(shù)。
　　十年磨一劍，厚積薄發(fā)。鄭永飛研究團隊所有計算的分餾系數(shù)不僅與當時的實驗測定和自然觀察相吻合，而且不斷地被后續(xù)的實驗測定和自然觀察所證實，因此顯著增進了人們對固體礦物之間氧同位素配分行為的定量科學認識。
　　鄭永飛所主持的“礦物氧同位素分餾系數(shù)的理論計算和實驗測定”項目脫穎而出，順利入選國家自然科學二等獎。
　　20世紀末，對大陸板塊深俯沖及其有關地質學問題的研究，已成為國際上地球科學研究的前沿和熱點。鄭永飛敏銳地洞察到未來學科的發(fā)展方向，及時追蹤國際前沿，將穩(wěn)定同位素示蹤方法成功拓展到化學地球動力學研究領域。他通過中國大別——蘇魯造山帶超高壓變質榴輝巖的研究發(fā)現(xiàn)，不僅存在區(qū)域上的氧同位素不均一性，而且局部具有氧同位素負異常。這表明，載有榴輝巖的板塊俯沖到100多公里深的地幔內部時，超高壓巖石形成后在地幔中的滯留時間很短，像“油炸冰淇淋”一樣。
　　大洋板塊密度比地幔大，能夠俯沖；而大陸板塊密度比地幔小，就像木板浮在水面一樣，要想使木板浸到水里，就必須得用力按下去。是什么力量使大陸板塊克服浮力而俯沖進入地幔深度？如果大陸板塊的確深俯沖了的話，為什么榴輝巖沒有與地幔達到氧同位素平衡？還是大陸板塊壓根兒就沒有深俯沖進入地幔深度？“當時，這些問題在國際上沒有很好解決。但是我的深入調研發(fā)現(xiàn)，大陸板塊深俯沖是個事實，而榴輝巖氧同位素負異常的保存要求特殊的物理化學條件，這就是熱力學與動力學之間的競爭。”鄭永飛用通俗易懂的語言解釋了自己當時在理論研究上的新發(fā)現(xiàn)和如何破解氧同位素異常之謎的。
　　“這個‘油炸冰淇淋’模型只是理論推斷，當時屬于科學假說。要使科學假說上升成為科學理論，必須經(jīng)過科學驗證和時間檢驗。”鄭永飛說，自己不去做實驗，做研究肯定深化不了，只能是從假說到假說，既成不了科學模型，更上升不了科學理論，別人也不會信服。
　　從此，鄭永飛開始了長達10年的艱苦理論探索與技術攻堅。他把每天的大部分時間都傾注在自己的科研工作上。每天早晨7點多上班，晚上差不多7點才下班，一周工作7天，為此鄭永飛被地球和空間科學學院的老師們戲稱為“三七”教授。除了出差在外，他幾乎每天都“泡”在實驗室里，設計實驗、分析數(shù)據(jù)、閱讀文獻，成天像陀螺一樣高速旋轉。有時為了靈光一閃的想法，常連續(xù)十幾個小時泡在實驗室里尋求佐證?！?“重要的實驗必須自己去參加，重要數(shù)據(jù)的處理必須自己參與分析，而且全過程都應該是一絲不茍，這樣得來的數(shù)據(jù)才直觀，才有感性認識，對解決的科學問題才有把握?！编嵱里w如是說。
　　功夫不負有心人。經(jīng)過10年潛心研究和實驗，鄭永飛根據(jù)同位素年代學和地球化學證據(jù)，定量驗證了具有氧同位素負異常榴輝巖在地幔深部居留短暫的假說，成功地證明了大陸板塊的俯沖/折返過程為“快進/快出”過程，就像“油炸冰淇淋”一樣，冷的大陸地殼在熱的地幔深度只能“短暫居留”，否則就會“融掉”。鄭永飛領導的研究團隊就這個命題先后在國際刊物上發(fā)表58篇學術論文，SCI檢索他引計1269次，有關成果得到了國內外同行的一致認可和高度評價。
　　
　　把舞臺交給學生 把心放在國際前沿
　　
　　1993年秋從德國來到中國科大工作起，鄭永飛一直堅持在教書育人第一線，先后為本科生和研究生講授《同位素地球化學》、《地球化學進展》、《化學地球動力學》和《礦床地球化學》等多門課程。由他主編、科學出版社出版的兩本書《穩(wěn)定同位素地球化學》和《化學地球動力學》，均被教育部地球科學教學指導委員會推薦為全國研究生教學參考教材。
　　“學為人師，行為世范?！编嵱里w深諳，教育活動永遠是互動的，對學生影響最大的莫過于教師的言傳身教?！敖處熤R量的多少和備課的好壞，是能否上好每一堂課的關鍵?！泵看紊险n前，鄭永飛都像準備學術報告或工作匯報一樣認真，列好講授提綱，理清本堂課程教學的重點和難點。在講解經(jīng)典定律或方法時，他千方百計埋設許多“接口”，將自己或他人的最新研究成果作為實例穿插其中，讓學生及時了解學科的前沿動態(tài)。講課時，他深入淺出、循循善誘，常常以日常生活中的現(xiàn)象作為“比方”來解釋特殊科學規(guī)律，深得同學們的喜愛。除了承擔著高年級本科生和研究生的專業(yè)課外，鄭永飛還指導著十幾名博士、碩士研究生?！皩熓茄芯可鷱氖驴蒲谢顒拥牡谝话駱?，這是我指導研究生做人、做學問的基本出發(fā)點?！睆闹笇а芯块喿x專業(yè)文獻，到帶領研究生進行野外地質考察，設計室內地球化學分析項目，直至研究生對自己獲得第一手資料的總結和解釋，鄭永飛都是全過程參與，有意識引導和鼓勵他們建立起自己判斷問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，訓練他們具有從事科學研究的“基本功”。
　　他指導學生很投入，從選題到閱讀文獻、實驗設計、結果分析、論文寫作，每個環(huán)節(jié)都與學生一起討論，論文認真修改。對每個學生的投稿論文，鄭永生總是反復推敲，不放過任何一個不妥之處，哪怕文章的字體、行距、圖標中的各種標識或一個小小的標點符號等細節(jié)，他都不會輕易放過，為此，一篇論文往往經(jīng)他前后做幾十遍的修改。學生發(fā)表的文章，如果他沒有發(fā)揮很重要的作用，決不署名。一篇論文引用的文獻往往有幾十篇，他幾乎每篇都要仔細看。鄭永生的嚴謹治學態(tài)度深深地影響著他的弟子。
　　2009年12月4日下午，中國科學院院士增選結果正式對外公布，50歲的鄭永飛順利當選，這是對他科研成果的肯定。對此，鄭永飛表現(xiàn)得謙虛而淡然，他如往常一樣在實驗室里繼續(xù)他手頭的科研工作，他說：“我只是一位普通的科學工作者，一位普通的大學教師，我只有加倍努力才能無悔祖國給我的那么多榮譽