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做科技报国、教书育人的先锋――记北京大学化学与分子工程学院高松教授

发布时间:2012/06/25 信息来源:新闻中心 编辑:知远

“作为一个社会主义时代的大学生,我之所以要加入中国共产党,是因为我觉得认清历史发展方向,做一个自觉的革命者,也是进步青年的必由之路。――1984.6.25 高松”

这是北京大学化学与分子工程学院教授、中国科学院院士、无机化学家高松写在自己的入党志愿书中的一段话。这段话已经陪伴他28个年头,28年来,他也以自己崇高的理想与执着的追求,践行了自己年轻时代坚定的志愿。

一、树立科学理想,走上研究道路

“国家自然科学二等奖”、“教育部自然科学一等奖”、“中国青年科技奖”、“中国分析测试协会科学技术一等奖”、“国家杰出青年基金获得者”、“英国皇家化学会会士”、“中国科学院化学学部院士”……这些是现年48岁的高松已经获得的荣誉。而在他的人生坐标上,这只是他实现个人对社会的贡献这样最崇高、最美好理想的一小步。

1964年,高松出生在安徽一个偏远县城泗县,从小就热爱学习,品学兼优。高松的父亲是当地的中学老师,母亲是小学老师。父亲是上个世纪50年代就入党的老党员,从小就重视对子女德育、智育的培养,教导子女要将学到的本领报效国家。上个世纪70年代初,不少人都为了“农转非” 想挤进城里,可父亲却为了农村教育事业,毅然舍弃县城相对舒适的生活,带着全家搬到艰苦的农村,筹建瓦房中学。父亲谦和朴实的处事风格、坚韧执着的人生追求、兢兢业业的工作精神,使高松认识到:平凡的生活中,有更重要的东西可以追求,要做对社会有益的事,要为理想努力拼搏。从小,在高松心里,就埋下了从事人民教师这一崇高职业的种子。高松那时一心热爱学习,但也参加一些班级的社会工作,培养了自己强烈的集体主义精神和工作责任感。

初中三年级时,高松开始接触化学,并从此迷上了这门有趣的科学,他喜欢化学,盼望着上化学课、做化学实验。这门学科也最终成为高松的人生志向。

1978年,拨乱返正后的中国大地生机盎然。应该说,高松这代人是幸运的一代。十一届三中全会,开启了中国前所未有的改革开放伟大事业,这代人刚好赶上了科学的春天。然而,“文革”浩劫,使中国的科学与教育,与国际先进水平拉开了更大的差距。“攻城不怕坚,攻书莫畏难。科学有险阻,苦战能过关”,30多年前,叶帅的《攻关》诗成为激励高松热爱科学、刻苦学习的精神动力,也把追求科学、探求新知的种子播撒到高松的心灵深处。随后,他还读到了当时大热的徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,令少年高松感受到科学研究的神圣崇高与艰苦。这些也成为日后激励高松热爱科学、刻苦学习的精神支柱。

1981年高中毕业时,高松的高考第一志愿全部填写的是化学学科专业,并最终以优异的成绩考入北京大学化学系。北大化学,这个发端于1910年的中国历史最悠久的化学学院,从最初的“格致科化学门”一直到今天的“化学与分子工程学院”历经时代变迁,始终保持着在全国的领先地位。进入北大后,他还常常从北大图书馆里借阅《爱因斯坦文集》、《玻尔研究所的早年岁月》这样的科科学史著作和一些科学学家传记来看。

上大学以后,高松不断的思考,明确自己的学习目的,端正学习动机,树立科学的世界观。这时,他读到了陈建功的小说:《漂逝的花头巾》,小说中的问题也引起了高松的共鸣:“生活的支点在哪?”高考前的目标很明确就是上大学。那么,上大学后呢,考研究生?“难道我的目的就是为了学位么?”这些疑问时常萦绕在他心头。

高松担任81级四班的团支部书记。那个时候,班里办了一本油印的刊物,名字叫做《觅》,对于年轻的大学生们来说,在大学阶段,最重要的事情就是,在探求知识的过程中,认识自己,寻觅自己的人生之路。

高松不断地在大学学习生活的实践中调整、充实自己,他慢慢地发现,自己越来越喜爱化学,并确定了通过化学的研究和教育,来造福社会的信念。同时,也逐渐认识到,个人不能脱离集体、社会而存在,个人的价值就在于对社会的贡献。1984年,高松作为本科生光荣地加入了中国共产党。在北大学习的四年中,高松三次被评为三好学生,一次被评为优秀团干部。

二、潜心致力研究,攀登科学高峰

1985年,成绩优异的高松被推荐免试攻读北京大学化学系研究生,并从此师从著名化学家徐光宪院士。事实上,早在本科阶段,高松已经在徐光宪领导的实验室做论文,硕士期间,在徐光宪、李标国等老师的指导下,他参与北大稀土化学研究中心稀土串级分离理论的优化设计和工业实践。1991年,高松获得化学博士学位,并留校任教。

1986到1988年,硕士期间,在李标国老师的具体指导下,高松在广州郊区的珠江冶炼厂前后做了近一年的工业实践,负责南方稀土分离工艺的优化设计,和一步放大工业试验。当时,工厂条件很艰苦,盐酸呛鼻、刺眼,但高松和工厂的技术人员、工人一起,快乐地工作着,解决了一个又一个技术问题。这段经历对高松的成长有很大影响:一方面,他从基层实践中增强了与人沟通,向他人学习,推进工作的能力;另一方面,在实践中屡次碰到的技术问题也使高松认识到,技术创新需要以基础研究做支撑,他的学术追求从此开始转向基础理论研究。

基础理论研究到底应该怎么搞?如何选择合适的研究方向?高松时常思考:不能总是跟着别人跑,别人做什么,我们也跟着做什么。杨振宁先生在谈到做科研的启示时就曾说过:“最好在领域开始时进入一个新领域”。所以,只有从事原创性的研究,才能成为科学的“领跑者”。1990年左右,经过深入的思考,也是在徐先生的支持之下,高松选择了分子磁性这一多学科交叉的新兴领域。设计和制造具有期望功能的新材料一直是化学家的一个追求。分子磁性研究的目的,就在于通过设计和调控分子中磁矩的排列、取向和相互作用,构筑具有特殊性质的磁性材料。这对于发展新材料及其新应用,具有重要的科学意义。

1995年至1997年期间,高松作为洪堡学者在德国亚琛工业大学访问研究。赴德期间,他把握机会,如海绵吸水般的吸取知识的营养,他抓紧一切可能的时间,泡在图书馆最新的文献中,守在实验室进行研究。同时,也注重与欧美著名学者的交流,虚心学习请教,还参加欧共体分子磁性重点项目的年度学术交流会,拓展了高松的研究视野,使其对分子磁性领域的最新进展、国际前沿的信息有了全面的了解。“那段时间对于开阔我对化学方面的视野,对于我了解世界范围内的一些化学前沿的研究课题都有很大帮助。”高松回忆说。

分子磁学,作为一个崭新的物理、化学和材料的交叉领域,其研究面临很多新的挑战。基础研究周期长、花费高、风险大。1997年,从德国访学回到北大,正赶上“211工程”的实施,高松在化学学院支持下购置了一台磁性质测量仪器MagLab,从此,高松真正有了科研的“武器”。这台国内当时还较少见的低温磁测量仪器令高松感到十分的高兴与兴奋。从此,实验室成了他的“家”。在开始研究阶段,条件比较艰苦,仪器运行开销大,液氦要100多元一升。高松和研究组成员想方设法地节约成本:将液氦挥发成的气体回收到气囊里,在地下室小车间里安置一台压缩机,把氦气压缩到钢瓶中,再将钢瓶送到科学院低温中心折换液氦。这个回收方法将成本节约了近一半,但是运转起来很麻烦:如果气压太大,需要及时打开压缩机进行压缩,必须有人值班。高松在实验室放了张行军床,和最初的几个研究生、博士后一起,经常不分昼夜地守在仪器前,监测实验进程,测量实验数据。虽然过程繁琐、辛苦,但是他们也体会到实验进展的兴奋。正是通过这种苦行僧式的实验研究,高松和小组成员,终于观察到了含有稀土离子的分子磁体中依赖外磁场的慢磁弛豫现象(Angew. Chem., 2001, 40, 434)。这一现象立即引起了欧美分子磁体研究界的广泛关注,世界上首先对单分子磁体展开研究的意大利科学家D. Gatteschi在2002年撰写的评论文章中大篇幅介绍了这一进展(Chem. Rev. 2002, 102, 2369),并评述到:“这种稀土离子在零磁场下顺磁行为,在加场下表现出慢弛豫行为确实出乎意料,很像单分子磁体的磁弛豫行为,值得开展更多的研究工作。”

这样的进展以及世界一流科学家对于自己研究工作的肯定对处在起步阶段的高松是很大的鼓励,他没有止步不前,而是在已发现的类似于单分子磁体弛豫行为的基础上将自己的研究领域拓展到当时分子磁体领域最前沿的分子纳米磁体。传统的磁体,包括通常的分子磁体,都是通过磁矩在三维方向上的相互作用达到磁有序的性质,而分子纳米磁体则可以使磁矩在一维(单链磁体)甚至零维(单分子磁体)即表现出磁体的性质。将其研究方向拓展到该领域后,高松迅速走进最前沿, 2003年,率先报道了世界上第一例同自旋单链磁体,将2005年诺贝尔物理学奖获得者Glauber教授早在1963年提出的一维Ising链动力学理论模型,以分子实物的形式展现在世人面前。这项研究成果立即引起了国际同行的广泛关注,目前已经被引用近300次。2006年,在分子磁性研究方面的成果获得国家自然科学奖二等奖。

2010年以来,高松研究组,通过控制稀土离子处于轴对称配位环境的方法,构筑了两类只含有一个磁性中心的单分子磁体,并由此提出了“单离子磁体”概念。特别是,2011年,首次发现单磁性中心的稀土金属有机化合物,在低温(5 K)下存在磁滞行为,表现出磁双稳态。该分子仅含19个非氢原子,是迄今世界上最小的 分子磁体。美国化学会《化学与工程新闻(Chemical&Engineering News)》,以“单分子磁体进化”为题 进行了专栏评述,认为这一金属有机单离子磁体,为单分子磁体的发展开拓了新的领域。而单分子磁体,未来有希望为发展高密度信息存储、量子计算和分子自旋电子学 提供新的材料。1998年到现在,高松与合作者在配位化学和分子磁性领域发表SCI论文350余篇,累计SCI引用12400多次,h指数59。这组让许多国际同行关注的数字背后,是他和同事们20多年来孜孜不倦奋斗的结果。

大量的实验工作在旁人看起来是繁琐、枯燥甚至有些无聊的事情,但是对化学那种天生的热爱与执着则令高松视之为快乐。他常说:“苦只是一个方面,实际上有很多乐趣,特别是观察到一个意想不到的现象、得到一个新的结果,都会让人感到兴奋和激动。”

高松还先后主持过国家自然科学基金重大项目――“分子固体的控制合成与功能性质的研究”及“稀土功能材料基础研究973项目”“稀土分子磁体”课题。在多个研究方向上,高松小组的工作都保持在国际前列。功夫不负有心人。正是这种不怕吃苦、以苦为乐的精神使得高松及其合作者不断取得新的进展和突破。

更可贵的是,高松的实验室是一个开放的实验室。高松认为,自己的研究做好还不够,只有带动和促进国内同行一起进步才能对国家科学事业的发展做出更大的贡献。1997年,作为率先购置磁测量仪器的单位,高松将实验室仪器向国内和国际同行开放,经常帮助其他研究组进行样品的磁性样测试,并开展广泛的科研合作。直到现在,高松还经常收到别人从外地寄来的待测样品,甚至还有一位研究者,高松给他测试了很多年的样品,却从未见过面。从十几年前高松等作为国内分子磁体领域实验研究的先行者,到后来国内许多高校购置了磁测量系统,国内的分子磁性研究已经在国际上产生重要的影响,高松的努力也推动了我国分子磁体研究的发展。2010年10月,第12届国际分子基磁体会议(ICMM2010)在北京召开,高松任大会主席。这是该会议举办二十余年来首次选择中国作为东道主,这是国际科学界对中国分子磁体研究的承认,也是对高松在该领域贡献的肯定。

三、全心热爱学生,奉献化学事业

说高松是新中国自身培养出的一流科学家的代表一点也不过:除在安徽老家17年,德国亚琛1年半,香港大学半年,其余的29年全在北大燕园。

2000到2010年十年间,高松先后担任过北京大学化学与分子工程学院的党委副书记,副院长和院长。现在还担任院学术委员会主任;北京分子科学国家实验室副主任。还有不少学术兼职:如国务院学位委员会第六届学科评议组化学组成员,国家自然科学基金委员会第六届全委会委员,教育部化学基础课程指导委员会委员,全国名词委员会化学名词审定委员会委员,中国科协全委会委员,北京市科协委员,中国化学会、中国稀土学会、中国晶体学会的常务理事。同时,还担任国内外十余种学术期刊编委、顾问编委、主编和副主编。对于高松来说,只要是为促进中国化学学科发展的事情,耗费再大的精力,也是值得的。2006年,高松开始担任北大化学学院院长,在就任院长大会上,他这样说道,“院长只是一个临时的岗位,实际上,这个岗位本身是服务性的。”而他任院长期间的最大心愿就是“创造一个更好的环境和氛围,让更多的人能够发挥自己的作用,特别是为年轻的教师和学生创造更多的机会”。担任学院院长期间,他尽力服务全院师生,努力营造一个宽松自由的环境和学术氛围,让更多的人能够发挥自己的作用,为年轻的教师和学生创造更多的机会。特别是,在教师队伍建设方面,花费了很多心血,2006年以来,化学学院从世界各地引进了十几位优秀青年学术带头人。经过学院全体师生的共同努力,使得北大化学院成为一个人才济济的“大”院:院士10人,长江学者特聘教授15人,国家自然科学基金委杰出青年31人,有2个国家重点实验室,2个教育部重点实验室,2003年底国家科技部批准北京大学化学学院与中国科学院化学研究所联合筹建“北京分子科学国家实验室”。北大化学学科排名位于全国第一,并且已经跨入世界前列。

尽管现在有一大堆头衔:中国科学院院士、英国皇家化学学会会士等等。在高松心里,自己的“第一身份”是教师,教书育人是他的天职。43岁就担任中科院院士,在别人看来已经是了不得的荣誉,而对高松而言,最看重的身份还是教师。在参加纪念全国科学大会30周年的座谈会上,高松这样介绍自己:“我是北京大学化学学院的教师高松。”

高松对北大、对学生有着深厚的感情。这种常人难以体会的深厚感情来源于一种深深的传承。

高松刚入北大读书时,有幸听到中国科学院院士唐有祺先生对大家讲课,说:“你们进了北大,是化学系的大学生了,你们都是化学家,You are all Chemists。”简单一句话,让年轻学子对未来充满信心和憧憬。高松的导师徐光宪院士在稀土领域取得的重大成就被外国同行称为“中国冲击”,并于2008年获得国家最高科学技术奖。徐光宪院士宽厚包容,对党饱含深情,即使被下放到江西放牛,也从未动摇过对党的追求。他几次因国家需要改变研究方向,原本在国外求学期间研究的是量子化学,后转而研究核燃料化学,又转而研究稀土化学与稀土分离。即使70多岁以后,仍不停思考,1990年,在济南参加全国量子化学会议,高松曾陪徐先生住在一起,当时徐先生在做原子簇的结构规则研究。当思想的火花闪现,哪怕凌晨三、四点,他也要马上起床记下来。他那份在科研工作中全心投入的精神令高松至今难忘。1992年,高松刚博士毕业,徐先生带他一起去广州参加中日双边稀土会议,他鼓励高松并推荐他做大会发言,对于刚刚开始学术生涯的年轻人来说,这是莫大的鼓励。在徐先生身边,高松感觉到为人师的那份“润物细无声”的感觉。徐先生追求党的教育事业、追求科学和提携后学的精神,激励高松不断进取,时刻铭记作为一名党员对祖国的责任和担当。

在高松的字典里,当老师就意味着奉献。教学内容的更新、教学方法和手段的改革、学生能力的培养等等,他都投入了很大的心血。1999年以来,高松一直参与生物/医学类本科生一年级普通化学课程的教学工作。长期的教学使他发现,应该根据教学实践的需要,进行及时的革新。2005年,他建议学校将生物医学类的课程从“无机及分析化学”改为“普通化学”,他亲自主编本科生基础课教材“普通化学(生物类)”,并获2007年北京高等教育精品教材建设立项。2009年起,他承担本科生“无机化学”的教学工作,对于如何组织课堂教学,特别是如何通过问题的设置来增强与学生的互动,如何对于引导学生阅读最新或经典文献,加深对于无机化学基本概念与原理的理解等方面,进行了有益的探索。多年担任该课程助教的杨展澜老师说:“高老师讲授的无机化学课程,每年都有新内容,即便是有部分未更新的幻灯片,他每年讲述的内容也不一样”。在教授研究生课程“群论与化学”时,高松考虑到数学推导多,理解难度大,多年来他一直坚持使用板书,对学生进行推引,并充分进行互动,使学生在真正意义上理解群论在化学中的应用。

对学生培养过程中,他注重激发学生自身的兴趣和创造力,鼓励他们独立和批判性的思考,尽可能为他们创造良好的环境和机会,积极支持他们参加国内外的学术活动,同时也注意学术道德、科学精神、思想方法、实验技术、写作和表达等方面的基本素质的培养。

“他十分尊重学生的想法,无论是科研上的,还是人生道路上的,他都会仔细聆听,再合理分析,从来不会将自己的意愿强加给学生。”化学学院2006级博士生蒋尚达说。蒋尚达曾担任北大校团委副书记三年,能力突出,但他始终最爱的是化学。他在研究单离子磁体时曾一度对求解稀土离子的低激发能谱感到困惑,苦于实验条件所限很难再突破,因此曾对是否继续从事化学研究有所动摇。然而就是在2010年高松主持的第12届分子磁体国际会议上,蒋听到来自美国国家强磁场实验室专家的报告,一直困扰他的学术问题看到了曙光。高松为他深入地分析了该研究的国际进展状况和可能的突破点,这场讨论也使蒋尚达最终坚定了自己的科研道路,“是高老师的人格魅力最终指引了我的人生。”蒋尚达说。

高松热爱学生,他尽量抽时间与学生们待在一起。每周三晚上,高松要和学生们一起开组会,用一个晚上的时间,或者由一位同学讲文献综述,或讲一本书中某一章内容。“高老师比我们还勤奋,每次布置给学生的阅读文献,他都会亲自看、亲自讲。他对组里每个学生的研究方向跟得较紧,会把各个杂志的最新动态介绍给大家,遇上与组里研究方向有关的文章,他还会通过电子邮件发给相关的同学。有什么新的想法他甚至会及时的发一条简单的短信与学生一起分享。”学生们感叹。尽管如此,高松还常常觉得自己现在与学生一起讨论的时间少了,言语中常含愧疚之意。

他爱学生,时刻从学生利益出发,考虑学生的需要,尽自己的可能予以帮助:有学生家庭环境不好,他悄悄地为经济困难的同学偿还助学贷款;有同学在学业中遇到困难,对科研道路没有信心,他会慢慢疏导,积极地为其设计成长路径,使同学最终逐渐走上学术正轨;学生毕业,高松都会认真地撰写临别赠言:“毕业了,以后对父母多一份关心与照顾。读研了,工作了,保持平和的心态。我们都是凡人。”熠熠光环的笼罩下,是一颗依旧执着于科学追求、关爱提携后辈的心……

桃李不言,下自成蹊。在高松的组里,勤奋和自觉已经成为一种文化。而高松对学生的付出获得了丰厚的回报:十几年来,培养毕业博士生19名,其中,一人获2002年全国百篇优秀博士论文奖。他还指导了由“君政基金”支持研究的本科生、“校长基金”本科生多名、理科基地“本科生科研基金”课题多人。其中,他指导本科生中,多人进入美国一流的化学院系或在本院攻读博士学位。

“生活的支点在哪里?”这是年轻时代的高松给自己的问题,从1984年入党至今,28年了,他始终铭记自己在入党志愿书上的誓言。所谓誓言,就是要以自己的执着、坚守、努力与奋斗去实践的人生目标。誓言对于高松来说,就是对科学事业的坚持、对人生的崇高目标的追求,他也将以自己的执着、坚守、努力与奋斗继续锲而不舍地钻研、默默无闻地奉献,来完成他绚丽的人生答卷。(文/北京大学新闻中心 俊玲)

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