朱晶?葉青
唐有祺為中國(guó)的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化學(xué)研究做了奠基和發(fā)展工作,創(chuàng)立了自發(fā)單層分散理論,提出化學(xué)生物學(xué)的新概念,讓中國(guó)的化學(xué)與生物學(xué)聯(lián)姻,帶動(dòng)中國(guó)在分子水平研究生命現(xiàn)象,并在推動(dòng)中國(guó)化學(xué)乃至中國(guó)科學(xué)的國(guó)際化,倡導(dǎo)中國(guó)在國(guó)家層面重視基礎(chǔ)研究、建立科學(xué)研究資源和獎(jiǎng)勵(lì)的分配機(jī)制,關(guān)注科學(xué)研究人才的培育等方面作出諸多貢獻(xiàn)。
沖著鮑林進(jìn)入加州理工學(xué)院
唐有祺1920年出生于江南水鄉(xiāng)、千年古鎮(zhèn)新場(chǎng)鎮(zhèn)(今屬上海浦東),家道小康,5歲進(jìn)入新場(chǎng)鎮(zhèn)的小學(xué)學(xué)習(xí),喜歡閱讀課外書(shū),對(duì)白話文產(chǎn)生濃厚興趣,有了自己的偶像岳飛和愛(ài)迪生。就讀南匯縣立初級(jí)中學(xué)時(shí),唐有祺開(kāi)始偏愛(ài)數(shù)學(xué)、物理、英語(yǔ)等科目,擅長(zhǎng)劃船,向往國(guó)外的世界,并如愿考取上海中學(xué)。高中的物理課和化學(xué)課向唐有祺展現(xiàn)出一個(gè)看不見(jiàn)摸不著的微觀世界,電磁效應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)是那樣神秘,激發(fā)了他的好奇心和濃厚興趣。一次偶然的機(jī)會(huì),唐有祺讀到一篇文章,談到科學(xué)界前輩任鴻雋先生從美國(guó)學(xué)成歸來(lái)時(shí)曾講,任鴻雋向往的不是像愛(ài)迪生這樣的發(fā)明家,而寧愿以一個(gè)理論和實(shí)踐并重的科學(xué)家來(lái)自勉。這對(duì)唐有祺影響很大,愛(ài)迪生不再是他的崇拜對(duì)象,而是法拉第和麥克斯韋等物理學(xué)家。上海中學(xué)的教學(xué)理念與豐富多彩的校園生活,使得唐有祺在中學(xué)時(shí)期不僅掌握了學(xué)習(xí)方法與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ€開(kāi)拓了眼界,這讓他在日后的科學(xué)與教育實(shí)踐中能夠萌發(fā)一些超前想法,并讓他始終保持著對(duì)生活的熱忱與激情。
1937年,唐有祺報(bào)考清華,由于戰(zhàn)爭(zhēng)原因,考試被取消。而在同濟(jì)建校30周年校慶時(shí)組織的一次校園參觀中,注重實(shí)踐的同濟(jì)吸引了唐有祺。1937年底,唐有祺從上海租界坐船到溫州,再經(jīng)麗水到金華,入讀同濟(jì)大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系。唐有祺在同濟(jì)大學(xué)的5年,正是同濟(jì)歷史上異常艱苦的5年。同濟(jì)大學(xué)6次遷校,唐有祺讀書(shū)期間跟隨學(xué)校5次遷移,足跡踏遍了9個(gè)省份。他后來(lái)在化學(xué)方面的基礎(chǔ)、在實(shí)踐方面的能力、在德語(yǔ)和英語(yǔ)方面的收獲,都得益于在同濟(jì)大學(xué)期間的學(xué)習(xí)。
大學(xué)畢業(yè)后,唐有祺并沒(méi)有選擇留校工作。他最初的志向是從事實(shí)業(yè),工業(yè)救國(guó)。畢業(yè)之初,唐有祺先去昆明一家兵工廠工作了6個(gè)月。隨后轉(zhuǎn)往重慶一家鋼鐵廠工作。在考上中央大學(xué)研究生之時(shí),他又與一位從國(guó)外回來(lái)的人合作,在重慶市區(qū)合營(yíng)一個(gè)專(zhuān)做電解鐵片的試驗(yàn)廠。為此,他甚至放棄了研究生學(xué)業(yè)。而正是這番經(jīng)歷,讓唐有祺發(fā)現(xiàn),自己真正的興趣在于做學(xué)問(wèn)。1944年春,唐有祺踏上了赴美的“梅格斯將軍”號(hào)輪船。
到了美國(guó),他最先聯(lián)系了一個(gè)比較一般的學(xué)校,加州理工學(xué)院是他到了美國(guó)之后才臨時(shí)聯(lián)系的。之所以選擇加州理工學(xué)院,他是沖著鮑林去的。與鮑林的一番談話,讓他順利地成為鮑林的門(mén)生。鮑林如此爽快地答應(yīng)唐有祺的申請(qǐng),不僅連加州理工學(xué)院研究生院的主任,連他自己也覺(jué)得不可思議,喜出望外。鮑林選擇唐有祺,有一個(gè)重要原因,是唐有祺在物理和化學(xué)兩方面不僅有濃厚的興趣,還有很好的基礎(chǔ)。能夠師從鮑林,是師生彼此選擇的結(jié)果。唐有祺在鮑林門(mén)下主攻X射線晶體學(xué)和化學(xué)鍵的本質(zhì),旁及量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)。博士后期間,唐有祺以血紅蛋白晶體為對(duì)象涉足蛋白質(zhì)晶體學(xué),成為國(guó)際上早期涉足蛋白質(zhì)晶體學(xué)研究的學(xué)者之一。在美國(guó)期間的學(xué)習(xí)和研究,唐有祺不僅從鮑林那里學(xué)到了結(jié)晶化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)、分子生物學(xué)的前沿知識(shí),還掌握了研究方法,學(xué)會(huì)捕捉問(wèn)題,這使得他后來(lái)看問(wèn)題做學(xué)問(wèn),總是處在學(xué)術(shù)水平的最高端。在各種場(chǎng)合,唐有祺不止一次地說(shuō)過(guò):“師從鮑林的5年是我一生中最重要的經(jīng)歷之一?!?/p>
正當(dāng)英國(guó)和美國(guó)的一些X射線晶體學(xué)家也正忙于研究蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)問(wèn)題,以促使生物學(xué)進(jìn)入分子水平,且唐有祺進(jìn)行的血紅蛋白研究進(jìn)展順利之時(shí),新中國(guó)成立的消息傳到美國(guó),他異常興奮,迫切地希望能夠帶著自己的知識(shí)回到新中國(guó)去。
1951年,美國(guó)移民局收到司法部的命令,限制所有屬于科學(xué)部門(mén)的中國(guó)學(xué)生歸國(guó),要求一律不得離境。熱愛(ài)和平、崇尚民主精神的導(dǎo)師鮑林知道唐有祺要回國(guó)后,雖曾想極力挽留,但得知唐有祺決心已定后,還是決定伸出援手。借助國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì)當(dāng)年7月在瑞典斯德哥爾摩召開(kāi)第二屆大會(huì)的機(jī)會(huì),唐有祺從已經(jīng)和新中國(guó)建交的瑞典獲得簽證輾轉(zhuǎn)回國(guó)。
X射線衍射法初顯威力
1951年8月,唐有祺回到清華大學(xué)任教。他在美國(guó)留學(xué)時(shí)便意識(shí)到,20世紀(jì)初期物理學(xué)的一個(gè)重大發(fā)展趨勢(shì)是由宏觀進(jìn)入微觀領(lǐng)域,如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)技術(shù)有效地獲得關(guān)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的信息是關(guān)鍵。雖然沒(méi)有條件做科研,但帶著對(duì)1912年德國(guó)物理學(xué)家勞厄(Max Von Laue)通過(guò)X射線衍射法的新發(fā)現(xiàn)為化學(xué)研究領(lǐng)域帶來(lái)變革的深刻體會(huì),唐有祺首先想到的,便是將結(jié)構(gòu)化學(xué)與化學(xué)鍵方面的最新理論和方法通過(guò)開(kāi)設(shè)“分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵”課程的形式介紹給國(guó)內(nèi)。1951年秋季,清華大學(xué)化學(xué)系的學(xué)生們意外地發(fā)現(xiàn)課表上多了一門(mén)新課程——分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵本質(zhì),給他們上課的,便是剛留學(xué)歸來(lái)溫文爾雅的唐有祺,穿著皮衣、戴著鴨舌帽。這是他任教于清華化學(xué)系后做的第一件大事,也是他讓晶體化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)在中國(guó)邁出的第一步。
從清華調(diào)到北大之后,唐有祺編寫(xiě)了中國(guó)第一本結(jié)晶化學(xué)著作,在北大設(shè)立物理化學(xué)專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)方向——分子結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵。在將X射線晶體學(xué)前沿知識(shí)帶到大學(xué)課堂的同時(shí),他還籌建實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)行了中國(guó)第一批晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定工作。
不僅如此,他還積極整合北大、中科院化學(xué)所和物理所的研究力量進(jìn)行合作,充分利用物理所X射線衍射儀的技術(shù)優(yōu)勢(shì),進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定,研究領(lǐng)域擴(kuò)展到無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)、礦物學(xué)等二級(jí)學(xué)科密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。在中國(guó)化學(xué)界,唐有祺對(duì)晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵本質(zhì)的研究,既起到了“播種”的作用,又對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)在本土生根、開(kāi)花和結(jié)果有所促進(jìn)。
胰島素與蛋白質(zhì)晶體學(xué)的啟蒙
自從X射線衍射實(shí)驗(yàn)室建立以后,唐有祺培養(yǎng)了一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定團(tuán)隊(duì),形成欣欣向榮的“生態(tài)”關(guān)系研究。由于接踵而至的“大躍進(jìn)”運(yùn)動(dòng)、經(jīng)濟(jì)困難時(shí)期,唐有祺的實(shí)驗(yàn)工作被迫中斷。endprint
20世紀(jì)60年代,唐有祺覺(jué)察到,絕大部分無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的結(jié)構(gòu)型式通過(guò)X射線衍射方法就可獲得認(rèn)知,而且鍵長(zhǎng)和鍵角都可以查到,氫鍵的結(jié)構(gòu)化學(xué)特征和數(shù)據(jù)也已掌握,重要的結(jié)構(gòu)原理大都有了總結(jié)。由此,解析小分子結(jié)構(gòu)的晶體學(xué)已經(jīng)從新興手段變成了常用工具。這時(shí),他適時(shí)地提出來(lái)單晶結(jié)構(gòu)分析方法應(yīng)該以探索分子的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系為目的,并在生物大分子上開(kāi)展工作。
因?yàn)椤拔母铩?,唐有祺的想法僅在胰島素的晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定工作上得以實(shí)現(xiàn)。1965年中國(guó)在世界上第一次用人工方法合成了一種具有生物活力的蛋白質(zhì)——結(jié)晶胰島素。1966年4月,在由國(guó)家科委主持召開(kāi)的人工合成胰島素鑒定委員會(huì)第二次會(huì)議上,唐有祺建議,可以用X射線衍射的方法測(cè)定胰島素晶體的空間結(jié)構(gòu),此工作應(yīng)當(dāng)刻不容緩地展開(kāi)。他的建議得到采納并被推舉為學(xué)術(shù)帶頭人。此番建議,除了因?yàn)樗恢币詠?lái)對(duì)大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定工作情有獨(dú)鐘,還有一個(gè)特殊原因,那就是他與英國(guó)科學(xué)家霍奇金(Alan Hodgkin)的多次接觸,以及霍奇金對(duì)胰島素的青睞。特別是,在唐有祺看來(lái),胰島素是霍奇金與中國(guó)晶體學(xué)家建立長(zhǎng)久親密友誼的媒介。胰島素測(cè)定工作展開(kāi)之際,國(guó)內(nèi)政治氣氛日趨緊張。唐有祺退居幕后,為胰島素結(jié)構(gòu)測(cè)定的大方向作了指引。但正是這項(xiàng)中國(guó)第一個(gè)蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定工作,帶動(dòng)了中國(guó)分子生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué),特別是生物大分子晶體學(xué)的發(fā)展,為中國(guó)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)培養(yǎng)了人才。
“文革”剛一結(jié)束,他所指導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)的工作便不再局限于解析單個(gè)小分子的結(jié)構(gòu),而是逐步開(kāi)展了系列化、有意義、高難度的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)了新穎的結(jié)構(gòu)型式,解決了有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題。與此同時(shí),唐有祺讓研究團(tuán)隊(duì)向蛋白質(zhì)晶體學(xué)方向擴(kuò)展。很快,北京大學(xué)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用分子置換法成功地測(cè)定了胰蛋白酶與Bowman—Birk型抑制劑的復(fù)合物立體結(jié)構(gòu)??紤]到蛋白質(zhì)分子的氨基酸序列中很可能隱藏著高級(jí)結(jié)構(gòu)的信息,為了揭示這種信息,唐有祺設(shè)立了進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的研究方向,并帶著結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的視角,帶領(lǐng)研究小組開(kāi)始了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和分子設(shè)計(jì)研究,后來(lái)又開(kāi)展了多肽的合成與表征研究工作。接著,他又將研究方向轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、模擬以及藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
開(kāi)拓新領(lǐng)域,聯(lián)姻多學(xué)科
唐有祺對(duì)物理、化學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)都始終關(guān)注,且精通化學(xué)的各個(gè)學(xué)科門(mén)類(lèi),這造就了他開(kāi)闊的思路,能夠把握學(xué)科發(fā)展的大方向,所以,他的研究步伐總是比國(guó)內(nèi)同行更快一些。他對(duì)科學(xué)問(wèn)題常有令人吃驚的超前思維,并勇于開(kāi)拓新的研究領(lǐng)域。這種對(duì)學(xué)科發(fā)展方向的敏銳觸覺(jué),結(jié)合唐有祺對(duì)中國(guó)科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀的思考以及對(duì)中國(guó)科學(xué)研究力量的整合,使得唐有祺為中國(guó)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展做出了影響深遠(yuǎn)的奠基和啟蒙工作。他培養(yǎng)的研究團(tuán)隊(duì)不僅限于北大,還包括中科院、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)等,整合的研究人員不僅限于化學(xué)領(lǐng)域,還觸及到物理學(xué)界、生物學(xué)界和地質(zhì)學(xué)界。
20世紀(jì)80年代中后期,唐有祺不僅在中國(guó)首次提出并闡述化學(xué)生物學(xué)的概念,強(qiáng)調(diào)化學(xué)與生物學(xué)交叉的重要性,他還意識(shí)到,僅僅將他對(duì)學(xué)科發(fā)展的敏銳嗅覺(jué)局限于研究團(tuán)隊(duì)之內(nèi)還不夠。雖然國(guó)際上已對(duì)從分子水平研究生命問(wèn)題投入了相當(dāng)高的熱情,但是此時(shí)的中國(guó),化學(xué)和生物學(xué)曾一度出現(xiàn)脫離,彼此交叉甚少。為了讓化學(xué)研究工作重視生物學(xué)問(wèn)題,唐有祺以“生命過(guò)程中重要化學(xué)問(wèn)題研究”攀登項(xiàng)目為平臺(tái),團(tuán)結(jié)并鼓勵(lì)了一大批化學(xué)家轉(zhuǎn)向從事化學(xué)與生物學(xué)的交叉研究。唐有祺所考慮的,不僅僅是生命過(guò)程中的哪些問(wèn)題能被稱(chēng)之為“重要”,還有科研項(xiàng)目要著眼于充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)科和隊(duì)伍在中國(guó)生命科學(xué)研究中的作用,同時(shí),也有為中國(guó)化學(xué)的推陳出新提供一份動(dòng)力的設(shè)想。
“如果有一天可以按人的意志安排一個(gè)個(gè)原子,那將會(huì)產(chǎn)生怎樣的奇跡。”這是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主費(fèi)曼的期望。與“生命過(guò)程中重要化學(xué)問(wèn)題”一樣,“功能體系的分子工程學(xué)”是唐有祺開(kāi)辟的又一個(gè)面向國(guó)際前沿的學(xué)術(shù)方向,他倡導(dǎo)的功能體系的分子工程學(xué)縮短了現(xiàn)實(shí)和假設(shè)之間的距離。唐有祺提出的以功能為導(dǎo)向、分片建設(shè)分子工程學(xué)的策略,不僅帶動(dòng)了人才的培養(yǎng),還改變了研究者的研究思維方式,并使之成為可供研究者借鑒和應(yīng)用的合理方法,研究成果受到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
走向世界舞臺(tái)
“文革”結(jié)束前夕,工宣隊(duì)、軍宣隊(duì)讓唐有祺去接待外賓。由于不少外賓認(rèn)識(shí)唐有祺,接待工作特別順利,其間他還接待了導(dǎo)師鮑林訪華?!拔母铩眲偨Y(jié)束,唐有祺便開(kāi)始了頻繁的國(guó)際學(xué)術(shù)交流。在他的努力下,中國(guó)加入了世界晶體學(xué)會(huì)的大家庭,成為中國(guó)科學(xué)走向世界舞臺(tái)的標(biāo)志性事件。而與國(guó)外中斷聯(lián)系多年之后,再次接觸世界科學(xué),讓唐有祺極力呼吁中國(guó)的學(xué)術(shù)應(yīng)該對(duì)外開(kāi)放。
在美國(guó)留學(xué)時(shí),唐有祺已經(jīng)成為晶體學(xué)研究國(guó)際學(xué)術(shù)圈的重要成員。他在晶體學(xué)研究領(lǐng)域取得的成果,讓他在留學(xué)期間以及從美國(guó)回到中國(guó)的旅途中,結(jié)識(shí)了不少學(xué)術(shù)同行,并盡可能地與他們保持密切聯(lián)系。特別是他與鮑林和霍奇金在學(xué)術(shù)上的密切往來(lái),成為中國(guó)晶體學(xué)界國(guó)際化的重要鋪墊。
在唐有祺的努力和霍奇金的幫助下,中國(guó)晶體學(xué)會(huì)成功地加入了國(guó)際晶體學(xué)會(huì),這是建國(guó)后最早加入國(guó)際團(tuán)體的科學(xué)組織,在中國(guó)晶體學(xué)乃至國(guó)際晶體學(xué)史上,寫(xiě)下了濃墨重彩的一筆。1978年,唐有祺適時(shí)地提出了中國(guó)的學(xué)術(shù)應(yīng)該開(kāi)放。在中國(guó)加入晶體學(xué)會(huì)后,他開(kāi)始為國(guó)際晶體學(xué)大會(huì)在中國(guó)召開(kāi)進(jìn)行申請(qǐng)和準(zhǔn)備工作。1993年在中國(guó)召開(kāi)的晶體學(xué)大會(huì),是當(dāng)時(shí)中國(guó)舉辦的規(guī)模最大、歷時(shí)最長(zhǎng)的國(guó)際性會(huì)議。
從1977年開(kāi)始,唐有祺的國(guó)際交流異常頻繁。這些國(guó)際交流,有的是為了爭(zhēng)取國(guó)際會(huì)議在中國(guó)的舉辦權(quán),有的是交流新的科學(xué)成果,有的是獲取科學(xué)交流的資源、有的是將中國(guó)科學(xué)家的成果介紹出去,有的是開(kāi)辟?lài)?guó)際科研合作的新渠道,有的是為中國(guó)的科學(xué)研究與工業(yè)結(jié)合探索國(guó)際模式。他是活躍在世界化學(xué)舞臺(tái)上,來(lái)自中國(guó)化學(xué)界的一顆耀眼的明星,是科學(xué)交流新模式的指引者。
唐有祺的工作,為中國(guó)科學(xué)家面向世界提供了平臺(tái),引導(dǎo)中國(guó)的科學(xué)家將研究工作放在世界的背景中定位和思考,充分利用國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源,借鑒外國(guó)的科研理念和模式,提高學(xué)術(shù)起點(diǎn),為中國(guó)形成具有世界眼光和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的科學(xué)隊(duì)伍起到了積極的推動(dòng)作用。
“唐有祺先生以晶體、物化廣探化學(xué)全貌,極具戰(zhàn)略宏圖。學(xué)廣勢(shì)偉氣度非凡,握美晶照亮北大校園。分子工程,精巧絕倫,繪藍(lán)圖導(dǎo)向二十一世紀(jì)?!敝袊?guó)科學(xué)院化學(xué)研究所胡亞?wèn)|先生的這首小詩(shī),正是唐有祺科學(xué)研究的一生寫(xiě)照。
從1997年開(kāi)始,唐有祺辭去他的學(xué)術(shù)職務(wù),將學(xué)術(shù)舞臺(tái)讓給年輕人。他的學(xué)生,乃至在他主導(dǎo)的兩個(gè)攀登項(xiàng)目中帶動(dòng)的一批化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)領(lǐng)域的研究者,繼續(xù)在其科學(xué)思想的啟迪下,暢游于國(guó)際學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域。而中國(guó)科學(xué)在政策層面也繼續(xù)以唐有祺倡導(dǎo)的重視基礎(chǔ)研究為導(dǎo)向,提供體制上的激勵(lì),積極鼓勵(lì)優(yōu)秀科研人員的成長(zhǎng)。(來(lái)源:《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,2014-03-28)
唐有祺
1920年7月生,中共黨員及九三學(xué)社社員,中國(guó)科學(xué)院院士。1942年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系,獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位;1950年畢業(yè)于美國(guó)加州理工學(xué)院,師從化學(xué)界泰斗L.Pauling,獲博士學(xué)位。1950年5月至1951年5月在美國(guó)加州理工學(xué)院為博士后研究員,1951年8月在清華大學(xué)化學(xué)系任教,在院系調(diào)整中轉(zhuǎn)入北京大學(xué)化學(xué)系至今。現(xiàn)為北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授,主攻X射線晶體學(xué)和化學(xué)鍵本質(zhì),旁及量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)工作,并成為最早涉及蛋白質(zhì)晶體學(xué)的研究者之一。endprint