范海福：將中國(guó)晶體學(xué)研究帶到新高度

1、顛沛流離的童年生活

1933年8月15日，范海福在廣州市永漢南路（今廣州市北京南路）仰忠街一棟民宅里出生。安寧的生活只過了幾年，1938年，日軍入侵廣州，范曜華帶著全家人逃到香港，五歲的范海福跟隨父母開始了逃難的生活。

到香港后，范海福的父親辦了一所文德學(xué)校，是一個(gè)以商養(yǎng)學(xué)的私立學(xué)校，范海福就在這里接受了啟蒙教育。

1941年底，日軍侵占香港，范海福的父親又帶著全家逃到澳門。在澳門，他們同樣過著屈辱的生活。艱難的家國(guó)命運(yùn)和低下的民族地位，不斷刺激著少年范海福的神經(jīng)，使他萌生強(qiáng)烈的自尊自強(qiáng)意識(shí)，同時(shí)也塑造了他蔑視強(qiáng)權(quán)、維護(hù)尊嚴(yán)的精神品性。這一點(diǎn)對(duì)他的人生及學(xué)術(shù)生涯都產(chǎn)生著極大的影響，以至于他在后來出國(guó)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流時(shí)，只要遇上態(tài)度傲慢、不尊重中國(guó)人的外國(guó)人，就會(huì)毫不客氣地反擊對(duì)方，這是童年的境遇帶給他的一種本能反應(yīng)。

從小就喜歡畫畫的范海福差點(diǎn)就當(dāng)了嶺南畫派創(chuàng)始人之一的高劍父的弟子。那是在澳門時(shí)候的事。當(dāng)時(shí)，客居澳門的高劍父想招收弟子，便到范海福就讀的粵華中學(xué)找苗子，校長(zhǎng)當(dāng)即就向他推薦了范海福。高劍父看過范海福的畫作后很是欣喜，有意收這個(gè)有繪畫天分的學(xué)生為弟子。

盡管最終沒能成為高劍父的弟子，但范海福成功考入中大附中。在校期間，范海福的美術(shù)科和音樂科成績(jī)尤為拔尖，總是班上前幾名。他跟一個(gè)要好的同學(xué)學(xué)口琴和小提琴，沒想到學(xué)了一段時(shí)間之后，琴藝居然超過了該同學(xué)。在該同學(xué)的影響下，范海福上大學(xué)后順利地考進(jìn)了北京市大學(xué)生合唱團(tuán)。

2、從北大走向科學(xué)路

1952年，范海福考上北京大學(xué)化學(xué)系，在這里，中國(guó)晶體學(xué)奠基人之一的唐有祺教授帶他走進(jìn)晶體學(xué)世界。大學(xué)里還有一位令范海福難忘的老師周光召，他不僅教授知識(shí)，還注重訓(xùn)練學(xué)生的思維方法，唐有祺教授強(qiáng)調(diào)：兩個(gè)類似的概念，不僅要注意它們的相同之處，更重要的是要搞清它們的差異。這句話言簡(jiǎn)意賅，范海福一直牢記在心里，貫徹于科研實(shí)踐之中。

在北大讀書的幾年里，范海福的表現(xiàn)有點(diǎn)“另類”，常會(huì)做一些不守“規(guī)矩”的實(shí)驗(yàn)。有兩個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)范海福自己覺得很得意，但卻遭到老師批評(píng)：一個(gè)是要證實(shí)碳酸鈣能溶于二氧化碳的水溶液使溶液呈堿性。按照當(dāng)時(shí)從蘇聯(lián)搬來的一本實(shí)驗(yàn)教程，要將碳酸鈣放入盛蒸餾水的燒杯中然后通入二氧化碳直至溶液呈堿性，一些同學(xué)做了幾十分鐘還沒有結(jié)果。

他裝了半試管澄清的石灰水溶液然后通入二氧化碳，一兩秒鐘后就出現(xiàn)白色沉淀，這就是碳酸鈣，繼續(xù)通入二氧化碳，白色沉淀消失，這就說明了碳酸鈣能溶于二氧化碳水溶液。整個(gè)實(shí)驗(yàn)只用了大約一分鐘。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是要證實(shí)碳酸鈣加熱后可以變成能溶于水的氧化鈣，使水溶液呈堿性。教程要求把碳酸鈣放入坩堝再用煤氣燈燒半小時(shí)。他用一把鑷子夾了一小塊碳酸鈣直接放在火焰中，只燒了幾秒鐘實(shí)驗(yàn)就完成了。

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)從準(zhǔn)備到結(jié)束總共不到10分鐘。做完后他就溜出實(shí)驗(yàn)室玩去了。事后老師批評(píng)他：一不重視蘇聯(lián)“老大哥”的經(jīng)驗(yàn);二不遵守課堂紀(jì)律。范海福只接受了第二點(diǎn)批評(píng)。另有一個(gè)用橋式電路測(cè)量電壓的物理實(shí)驗(yàn)，范海福“擅自”改動(dòng)了電路的一小部分。結(jié)果簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過程，但仍然可以達(dá)到所要求的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。這回他受到老師的表?yè)P(yáng)。

1956年，范海福大學(xué)畢業(yè)，當(dāng)時(shí)北大化學(xué)系計(jì)劃留11位品學(xué)兼優(yōu)的畢業(yè)生讀研究生，范海福也在其中。正當(dāng)他期待著繼續(xù)深造的時(shí)候，一件偶然的事讓他的人生道路發(fā)生了改變。

就在范海福畢業(yè)的那一年，國(guó)家成立了研制原子彈的“三機(jī)部”（第三機(jī)械工業(yè)部，1958年改為二機(jī)部），需要抽調(diào)一批大學(xué)畢業(yè)生，物理所需要從北大再補(bǔ)充一個(gè)畢業(yè)生，范海福就這樣被“填補(bǔ)”進(jìn)了中科院物理研究所。雖然沒有能夠讀研究生讓他很是懊喪，但他很快從懊喪的情緒中走出來，投入到物理學(xué)研究的世界里，從此，晶體學(xué)研究領(lǐng)域多了一顆閃亮的新星。

3、直接法應(yīng)用領(lǐng)域開拓者

到物理研究所以后，面對(duì)物理學(xué)廣袤的世界，范海福對(duì)晶體結(jié)構(gòu)分析方法有著濃厚的興趣，將它作為研究的方向。

早在1963年，范海福提出將直接法與原有的其他衍射分析方法相結(jié)合，以提高直接法的效能，拓展直接法的應(yīng)用領(lǐng)域。1987年，他主持建立了多維空間中的直接法并用于測(cè)定高溫超導(dǎo)材料的非公度調(diào)制結(jié)構(gòu)，屬于國(guó)際首創(chuàng)。他于1989年就成功地測(cè)定了一種新礦物的非公度調(diào)制結(jié)構(gòu)，并于1991年成功測(cè)定出摻鉛的鉍系2223高溫超導(dǎo)相的非公度調(diào)制結(jié)構(gòu)，引起國(guó)際高溫超導(dǎo)界的普遍關(guān)注。

在將直接法用于測(cè)定蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)方面，范海福是國(guó)際上最早的倡導(dǎo)者之一。20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初，這方面的研究是國(guó)際晶體學(xué)直接法研究的一個(gè)重點(diǎn)。范海福的研究組用直接法首次從2分辨率的單波長(zhǎng)異常衍射數(shù)據(jù)解出一例原屬未知的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)。其后，他們陸續(xù)發(fā)展了一系列新方法，并在實(shí)際應(yīng)用中不斷有新的突破。

20世紀(jì)60～80年代，國(guó)際晶體學(xué)界的直接法研究迅速發(fā)展，直接法研究的兩位先驅(qū)J.Karle和H.Hauptman也于1985年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)不少人在問：諾貝爾獎(jiǎng)之后的直接法研究，還能做什么？更多的人認(rèn)為，直接法已經(jīng)取得如此重要的成就，它的發(fā)展也已到了盡頭，想給“直接法研究”畫上句號(hào)。

但是，范海福卻認(rèn)為獲獎(jiǎng)并不是科研的終點(diǎn)站，固然直接法在理論上和應(yīng)用上都已有了相當(dāng)完整的體系，但其應(yīng)用領(lǐng)域至今仍局限于一個(gè)比較狹窄的范圍——小分子單晶體的X射線衍射分析。因此，使直接法走出傳統(tǒng)領(lǐng)域到更廣闊的天地中去尋找新的機(jī)會(huì)，迎接新的挑戰(zhàn)，這應(yīng)該是直接法今后的一個(gè)至關(guān)重要的發(fā)展方向。

在晶體結(jié)構(gòu)分析研究中，范海福率先將直接法開拓到新的應(yīng)用領(lǐng)域，科研成果獨(dú)具特色。自1980年起，他先后約五十次分別應(yīng)邀赴二十個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在多個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議及科研單位作報(bào)告，受到國(guó)際同行的高度重視與贊譽(yù)。范海福也因此獲得國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年科學(xué)家稱號(hào)、國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、葉企孫物理獎(jiǎng)、第三世界科學(xué)院物理學(xué)獎(jiǎng)、何梁何利基金科技進(jìn)步獎(jiǎng)以及陳嘉庚數(shù)理科學(xué)獎(jiǎng)。

獲獎(jiǎng)并不是科研的終點(diǎn)站。在科研的道路上，他堅(jiān)持探索、攀登，用行動(dòng)和科研成果詮釋著這一崇高的思想觀念。綜合

范海福心語(yǔ)

我瀏覽課外讀物以及就同一個(gè)問題查幾本不同參考書的習(xí)慣就是那時(shí)候培養(yǎng)起來的，這是很偶然的。我母親不是學(xué)理工科的，對(duì)于解決實(shí)驗(yàn)上的問題幫不上忙。只有自己去想、查資料、做實(shí)驗(yàn)，有的問題很快就解決了。有的問題一時(shí)不能解決，就再想辦法，再做實(shí)驗(yàn)。這些都是科研中頻繁出現(xiàn)的過程，那時(shí)就開始接觸并去適應(yīng)了。

如果機(jī)遇能夠均等地眷顧每一個(gè)人，他們當(dāng)中還會(huì)有更多的院士。

一個(gè)課題的研究方向，起碼應(yīng)該懂得它的歷史怎么發(fā)展起來的，現(xiàn)狀到了什么程度，問題在哪里，發(fā)展的動(dòng)向，并預(yù)見它的前景。到這種水平的話，才算比較清楚，才能達(dá)到找科研題目的水平，懂不透就達(dá)不到這個(gè)階段。

搞科研跟學(xué)校念書不一樣，在學(xué)校念書是學(xué)習(xí)已知的知識(shí)，搞科研是探索未知的領(lǐng)域，研究誰(shuí)都不知的領(lǐng)域需要最認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)和最不滿足的態(tài)度，所以不要輕易說“我懂了”。

科學(xué)家也是一個(gè)凡人，和普通人一樣，年輕時(shí)碰到困難也有過想退縮的念頭。

藝術(shù)與科學(xué)是相通的，世界上許多科學(xué)家也都具有很高的藝術(shù)修養(yǎng)。

范海福（1933年8月15日～2022年7月8日）廣東省廣州市人，晶體學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士，發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士，中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員。范海福主要從事晶體學(xué)中的直接法用于生物大分子結(jié)構(gòu)分析、單晶衍射分析方法在粉晶分析中的應(yīng)用、高分辨電子顯微學(xué)中的圖像處理、非公度調(diào)制晶體結(jié)構(gòu)的分析方法、晶體學(xué)的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)、與X射線自由電子激光（XFEL）和冷凍電子顯微學(xué)（Cryo-EM）相關(guān)的衍射分析等方面的研究。