隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們希望在單分子水平上了解生物分子之間的相互作用以及生命的過程。傳統(tǒng)的檢測方法只能得到系綜的平均結(jié)果，單個分子的信息隱含于總體平均值內(nèi)。一個細(xì)胞里有成千上萬個納米機(jī)器人（生物分子）在協(xié)調(diào)一致地工作，有的負(fù)責(zé)吸收能量，有的負(fù)責(zé)排泄廢物，有的負(fù)責(zé)細(xì)胞間的通訊聯(lián)絡(luò)等。而對其復(fù)雜的工作機(jī)理，人類目前所知的相當(dāng)有限。要搞清它們的工作機(jī)理，必須能“看到”單個分子。然而，目前對于單分子探測大部分集中在材料和化學(xué)研究中，對于細(xì)胞上單分子的研究比較少。暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士生導(dǎo)師蔡繼業(yè)教授就是其中之一。

從大學(xué)生到焊接工

上世紀(jì)60年代，能考上大學(xué)的農(nóng)村學(xué)生可謂百里挑一，考上北京大學(xué)則更是鳳毛麟角。1962年，上海市崇明縣廟鎮(zhèn)農(nóng)家孩子蔡繼業(yè)成了當(dāng)?shù)剜l(xiāng)親和父母的驕傲，考上了北京大學(xué)物理系，實(shí)現(xiàn)了鯉魚躍龍門的夢想。年僅18歲的他懷揣著父母東拼西湊的40元路費(fèi)踏上北上列車，68小時的顛簸之后，正式開始了異地求學(xué)的生活。

北大，各地驕子聚集的地方，基礎(chǔ)相對薄弱的蔡繼業(yè)起初的確感覺到了學(xué)習(xí)的吃力，來自南方的他甚至連聽普通話都是半懂半猜。但是，即使面臨貧困的生活、學(xué)業(yè)的壓力，蔡繼業(yè)仍然沒有放棄，而是更加發(fā)奮圖強(qiáng)，終于在二年級下學(xué)期趕上了同伴們。在北京大學(xué)的6年學(xué)習(xí)，讓蔡繼業(yè)從一個懵懂少年成長為一個學(xué)有所成的青年才俊。然而，正當(dāng)他躊躇滿志之時，生活的軌跡被突如其來的政治風(fēng)波打亂了。在“文化大革命”那個特殊的年代，同時畢業(yè)的150多位北大物理系學(xué)子，幾乎都加入了下鄉(xiāng)、下廠、赴邊疆的行列，蔡繼業(yè)也在其中。

1968年，蔡繼業(yè)先到軍墾農(nóng)場接受再教育，之后被分配到黑龍江省第四建筑安裝工程公司。在這個被大家戲稱為“黑老四”的地方，蔡繼業(yè)種過菜，燒過磚，當(dāng)過鋼筋工和混凝土工。對于從小就干農(nóng)活的蔡繼業(yè)來說，這些體力活當(dāng)然難不倒他，但是壯志未酬之憾卻讓他一直在思索著如何去突破困境。

突破，突破，這個念頭一直在蔡繼業(yè)的腦海中轉(zhuǎn)悠，也一直在支撐著他不斷學(xué)習(xí)和進(jìn)步。逐漸地，他的技術(shù)優(yōu)勢在工作中得到了顯現(xiàn)，他當(dāng)上了電工。1972年，四公司接到了一項(xiàng)大任務(wù)，當(dāng)時要建設(shè)大慶到秦皇島的輸油管，在大慶的首站，要建大量儲油罐，包括當(dāng)時國內(nèi)最大的2個兩萬立方米的浮頂罐。公司缺少200個電焊氣焊工，也沒有焊接技術(shù)員。公司的領(lǐng)導(dǎo)找到了蔡繼業(yè)，要他擔(dān)任電焊技術(shù)員，負(fù)責(zé)培訓(xùn)200個電焊氣焊工。蔡繼業(yè)說：“我不是哈工大焊接專業(yè)畢業(yè)的，我是北大物理系畢業(yè)的，搞焊接不符合我的專業(yè)，難以完成這個任務(wù)”。在領(lǐng)導(dǎo)的反復(fù)要求之下，他以國家需要為己任，冒險擔(dān)當(dāng)了這項(xiàng)任務(wù)，在半年內(nèi)邊學(xué)習(xí)焊接技術(shù)邊培訓(xùn)焊工，擔(dān)當(dāng)起建設(shè)任務(wù)。白天黑夜的努力工作，經(jīng)常是同時開動50臺電焊機(jī)徹夜焊接，照亮了一大片夜空，場面十分壯觀。蔡繼業(yè)在現(xiàn)場工地?fù)?dān)任工長，同時自己也親自焊接，出色地完成了任務(wù)。兩年后升為車間主任，并開始了研發(fā)。在缺乏財(cái)力、物力的情況下，蔡繼業(yè)設(shè)計(jì)制作了十噸龍門吊車，帶領(lǐng)170多名工人和技術(shù)人員完成了大慶化肥廠60×120米落地拱工程。這是當(dāng)時亞洲最大的落地拱鋼結(jié)構(gòu)工程。

從焊接工到激光技術(shù)最前沿

在“黑老四”10年，蔡繼業(yè)由24歲變成了34歲，雖然在這樣的地方消耗了生命中最為寶貴的十年，但是，這十年卻沒有磨滅掉他堅(jiān)強(qiáng)向上的意志。在當(dāng)時藐視知識的環(huán)境下，白天干完活晚上他還學(xué)習(xí)英文，他的工友們一邊打撲克，一邊不解地問他：“學(xué)英文有什么用，還能派你去做翻譯？”工友的議論并沒動搖蔡繼業(yè)的求知信念，依舊刻苦學(xué)習(xí)。然而，正是這個舉動為他后來抓住機(jī)遇干出成就打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)會總是青睞有準(zhǔn)備的人。1978年，文革結(jié)束兩年后，因鄧小平同志的改革開放政策，蔡繼業(yè)有機(jī)會調(diào)進(jìn)了中國科學(xué)院安徽光機(jī)所，開始做科研工作。1982年，他就迎來了人生的第一個“天時”。當(dāng)時，安光所有一個公費(fèi)留學(xué)美國的名額，須經(jīng)過EPT考試挑選出國人選。盡管剛到安光所不久，未能獲得培訓(xùn)的機(jī)會，但在出國考試中，他比經(jīng)過英國教師培訓(xùn)4個月的40多名候選人考得還好，一舉獲得了赴美國哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系公費(fèi)留學(xué)兩年的機(jī)會。

哥倫比亞輻射實(shí)驗(yàn)室（ColumbiaRadiationLaboratory），一個先后出過7位諾貝爾獎獲得者的地方，一個發(fā)明激光的地方，蔡繼業(yè)在這里開始追逐新的夢想，而他的事業(yè)也從這里開始起步。在哥倫比亞大學(xué)的兩年，蔡繼業(yè)師從實(shí)驗(yàn)室主任喬治·弗林，用二極管激光探測法研究CO2分子內(nèi)振動能量轉(zhuǎn)移。蔡繼業(yè)與同事一起努力，用快速H原子碰撞CO2分子，取得了巨大成功，在世界上首次得到了三原子分子的振動、轉(zhuǎn)動分辨的動力學(xué)光譜。

1992年，蔡繼業(yè)作為高級訪問學(xué)者來到美國斯坦福大學(xué)化學(xué)系，參與了曾被美國著名報紙《基督教科學(xué)箴言報》稱為物化領(lǐng)域“有史以來最復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)”——碰撞參量對化學(xué)反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)。這個實(shí)驗(yàn)是用交叉分子束加上兩個激光器來選擇激發(fā)和探測不同平動速度和不同碰撞參量碰撞后，Ba和HI的態(tài)-態(tài)反應(yīng)。在曾任美國科學(xué)委員會主席的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人理查德·澤爾教授的帶領(lǐng)下，蔡繼業(yè)與實(shí)驗(yàn)組專家們一起努力工作到1994年。蔡繼業(yè)回憶說，“每進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都要連續(xù)工作36個小時，還要保持清醒的頭腦做正確的測量，這對人的神經(jīng)是一個不小的挑戰(zhàn)?！辈汤^業(yè)和實(shí)驗(yàn)組就是在這樣的挑戰(zhàn)中取得了成功，出色地完成了這個物化領(lǐng)域“有史以來最復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)”。

從激光技術(shù)到納米領(lǐng)域

在美國留學(xué)期間，蔡繼業(yè)感受最深的就是美國一流大學(xué)的“原創(chuàng)精神”和“爭創(chuàng)世界第一”的科研精神。他把這種精神也帶回了中國。蔡繼業(yè)將激光技術(shù)結(jié)合納米技術(shù)，用近場光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡做細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和細(xì)胞表面原位單個分子探測，克服了共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡分辨率低的缺點(diǎn)。用量子點(diǎn)標(biāo)記解決了熒光漂白和壽命短的問題，首次實(shí)現(xiàn)了用量子點(diǎn)標(biāo)記的細(xì)胞表面特異性分子的原位單分子探測。

1998年留學(xué)回國的蔡繼業(yè)被暨南大學(xué)作為“引進(jìn)人才”調(diào)入。為科研需要，暨南大學(xué)專門進(jìn)口了原子力顯微鏡和近場光學(xué)顯微鏡，是華南地區(qū)第一套這種先進(jìn)設(shè)備。剛到暨南大學(xué)化學(xué)系時，系里科研很薄弱，當(dāng)時有40多名教師（其中包括10多名有博士學(xué)位的年輕教師），但沒有一個國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目也只有半個（省里支持一半經(jīng)費(fèi)，學(xué)校支持一半經(jīng)費(fèi)），科研論文很少，1998年到1999年兩年，化學(xué)系發(fā)表的SCI論文只有2篇，占全校6.9%。當(dāng)時蔡繼業(yè)是系里唯一的博士生導(dǎo)師，他開始組織學(xué)術(shù)報告，并邀請了院士、國內(nèi)外專家來作學(xué)術(shù)報告，組織老師申請科研項(xiàng)目，提高了大家的科研水平。6年后，在他副院長（分管化學(xué)系）任期結(jié)束時，暨南大學(xué)化學(xué)系每年都申請到多個國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，2005年到2006年，暨南大學(xué)化學(xué)系發(fā)表的SCI論文有100多篇，占全校一半多。他本人主持了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目多個，“973”重大項(xiàng)目子課題2個，在與海外學(xué)者的合作研究中取得了優(yōu)異成績，并獲得了全校當(dāng)時唯一的國家自然科學(xué)基金委海外與港澳學(xué)者合作基金重點(diǎn)項(xiàng)目。他帶領(lǐng)的課題組發(fā)表了100多篇SCI收錄論文，完成了6個發(fā)明專利?；瘜W(xué)系原來十幾個有博士學(xué)位的年輕老師，大多成為了教授和副教授，為暨南大學(xué)作出了較大的貢獻(xiàn)。

迄今，蔡繼業(yè)與同事已在國際、國內(nèi)的刊物和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了200多篇論文，6項(xiàng)專利和一本專著（《激光與化學(xué)動力學(xué)》），并應(yīng)邀在斯坦福大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、UWO大學(xué)、香港大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國科技大學(xué)等10多所國內(nèi)外大學(xué)作學(xué)術(shù)報告。在SCI上已查到他的6篇論文被哥倫比亞大學(xué)、西北大學(xué)、康奈爾大學(xué)、阿崗國家實(shí)驗(yàn)室等幾十個研究單位在《Science》、《J.Chem.Phys》、《J.Phys.Chem》等國際核心刊物上引用了86次，成為激光化學(xué)前沿的重要成果或理論計(jì)算的依據(jù)。論文被引用總數(shù)超過500次。

近年來，蔡繼業(yè)一直在運(yùn)用AFM和NSOM直接進(jìn)行細(xì)胞表面單個分子的探測，單個細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的研究，研究了標(biāo)記的免疫分子的結(jié)構(gòu)與自組裝，T細(xì)胞對抗體的識別，干細(xì)胞的定向分化，量子點(diǎn)標(biāo)記的細(xì)胞等。目前，他正在主持1項(xiàng)973重大項(xiàng)目的課題，1項(xiàng)國家自然科學(xué)基金委海外與港澳學(xué)者合作研究基金課題。暨南大學(xué)已經(jīng)為他配備了價值25萬美元的近場光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡，提供了300平方米的實(shí)驗(yàn)室，包括3名教授，4名副教授，1名在站博士后和10多名博士碩士生。他將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在科研的道路上不斷沖擊新的高地。

從科研到育人

蔡繼業(yè)來自一個貧窮的農(nóng)民家庭，父母都是文盲，因此他深知文化知識的重要性，蔡繼業(yè)和他的子女，一家兩代5人都是北大學(xué)子，與北大頗有緣分。兩個兒子大學(xué)畢業(yè)后，都在美國名牌大學(xué)獲得博士學(xué)位。他的一套教育后代的方法，也用在教育研究生上。他所招收的研究生一大半來自農(nóng)村和小城市，這些學(xué)生學(xué)習(xí)條件比較差，理論基礎(chǔ)薄弱，經(jīng)濟(jì)上比較困難。還有些是碩士階段沒有發(fā)表論文差點(diǎn)未通過答辯的學(xué)生，或干不下去面臨退學(xué)的學(xué)生。這些學(xué)生投奔到他門下尋求幫助，他接受了這些學(xué)生。他說：“作為研究生導(dǎo)師，主要任務(wù)就是把這些窮困學(xué)生培養(yǎng)成為專家、高技術(shù)人才、企業(yè)家，成為國家有用的創(chuàng)新人才。”“研究生就是要創(chuàng)新，去發(fā)明創(chuàng)造。”

在他的精心培育下，研究生中有多名獲得中國科學(xué)院大珩獎、劉永令獎、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)優(yōu)秀研究生獎、南粵優(yōu)秀研究生獎等。培養(yǎng)的10多名研究生活躍在美國、加拿大、歐共體和日本的科研第一線，多半學(xué)成回國，成為高技術(shù)人才，有8人成為教授，博士生導(dǎo)師，還有的成為公務(wù)員，活躍在祖國各地。有2個在其他導(dǎo)師門下攻讀碩士學(xué)位期間沒有發(fā)表論文的學(xué)生，在成為蔡繼業(yè)的博士生后，一個發(fā)表了5篇SCI論文（獲評中國科學(xué)院大珩獎）；另一個發(fā)表了2篇SCI論文。他們作出了具有創(chuàng)新性的成果，都將創(chuàng)造出很好的前程。

在本科教學(xué)中，他認(rèn)為中國的小學(xué)、中學(xué)課本是全世界最難的課本，而大學(xué)的教科書，除了一些重點(diǎn)大學(xué)外（如北大、清華等），好多大學(xué)本科的教科書太淺，跟世界水平有相當(dāng)大的差距。蔡繼業(yè)負(fù)責(zé)的物理化學(xué)必修課，采用的是美國麻省理工學(xué)院的教材，做作業(yè)及考試內(nèi)容都用英文，要學(xué)生掌握中文英文兩套專業(yè)名詞術(shù)語。開始時，有些領(lǐng)導(dǎo)和老師擔(dān)心物理化學(xué)本來是化學(xué)專業(yè)中難度最大的課程，再采用英文教材，學(xué)生能否接受得了。經(jīng)過10多年的教學(xué)實(shí)踐，該課程已成為暨大精品課程，學(xué)生對他講課的評分10多年來平均超過90分。學(xué)生不僅學(xué)了專業(yè)知識，也提高了專業(yè)英語水平，對英文專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀水平大幅度提高，本科生也發(fā)表了多篇關(guān)于物理化學(xué)雙語教學(xué)的學(xué)術(shù)論文。此外，蔡繼業(yè)負(fù)責(zé)指導(dǎo)的本科生畢業(yè)論文有多篇被評為校級優(yōu)秀論文，也指導(dǎo)了本科生挑戰(zhàn)杯項(xiàng)目和創(chuàng)新項(xiàng)目，發(fā)表了多篇論文，申報了發(fā)明專利。

人總是從平坦中獲得的教益少，從磨難中獲得教益多。在多種角色的轉(zhuǎn)換中，蔡繼業(yè)的才華橫溢與目光遠(yuǎn)大得到了同行的敬重，也成就了他的科研人生。

專家簡介：

蔡繼業(yè)，現(xiàn)任暨南大學(xué)教授、澳門科技大學(xué)特聘教授，“科學(xué)中國人2012年度人物”。主要研究方向包括：納米科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用。例如應(yīng)用原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡和共聚焦顯微鏡等高分辨儀器，進(jìn)行單分子探測，單個分子之間的相互作用力研究，單個細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)研究，量子點(diǎn)標(biāo)記的細(xì)胞表面單分子探測，免疫分子的結(jié)構(gòu)與自組裝，用特異性分子或原子團(tuán)修飾的原子力顯微鏡針尖的“針尖化學(xué)”研究等。

1968年畢業(yè)于北京大學(xué)物理系；1983～1985年到美國哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系進(jìn)修；1987年在G.W.Flynn教授和劉頌豪教授的聯(lián)合指導(dǎo)下，在中國科學(xué)院安徽光機(jī)所獲得博士學(xué)位；1992～1994年為美國斯坦福大學(xué)化學(xué)系高級訪問學(xué)者。1979～1997年在中國科學(xué)院安光所進(jìn)行激光化學(xué)的研究工作，期間在美國哥倫比亞大學(xué)輻射實(shí)驗(yàn)室發(fā)展高分辨、高速、高靈敏度的二極管激光探測法上卓有成績，并用這種方法在世界上首次得到了三原子分子的振動、轉(zhuǎn)動分辨的結(jié)果。在美國斯坦福大學(xué)化學(xué)系ZareLab參加被稱為“物化領(lǐng)域有史以來最復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)”——碰撞參量對化學(xué)反應(yīng)影響的研究工作。同時，他與同事已在國際、國內(nèi)的刊物和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了100多篇SCI論文，6項(xiàng)專利和2本專著，并應(yīng)邀在國內(nèi)外10余所大學(xué)如美國紐約大學(xué)，香港大學(xué)，加拿大UWO大學(xué)，北京大學(xué)，復(fù)旦大學(xué)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等作學(xué)術(shù)報告。