劉新華

化學(xué)測量學(xué)，是國家自然科學(xué)基金委對化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)研究的重要布局，旨在通過建立測量方法獲取化學(xué)信息，從而解釋復(fù)雜的化學(xué)世界?；瘜W(xué)測量學(xué)研究范疇很廣，既包括基本的原理，也包括儀器裝置的研制。以細(xì)胞體系的熱動力學(xué)測量為例，首先要有測量的理論依據(jù)，然后要有合適的儀器裝置?！白灾餮兄茖嶒瀮x器和裝置，是我們研究工作的常態(tài)?！蹦暇┐髮W(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授、博士生導(dǎo)師康斌說。

通過化學(xué)測量獲取新的化學(xué)信息，一方面有望拓展人們對化學(xué)世界的基本認(rèn)知，另一方面也可促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用?！坝械难芯慷唐诳梢钥吹匠晒械难芯繀s需要較長時間來體現(xiàn)價值?！痹谶@個極度考驗?zāi)托暮投Φ念I(lǐng)域，康斌深耕了近十年。

深于一行，仍應(yīng)廣通

康斌出生于山西偏遠(yuǎn)山區(qū)，自幼家境貧寒。高中時期，康斌在全國化學(xué)競賽中獲獎，恰逢南京航空航天大學(xué)對競賽得獎學(xué)生有特殊的招生政策，于是他去了南航讀書。提起求學(xué)經(jīng)歷，康斌對國家的培養(yǎng)心懷感恩、刻骨銘心。他激動地說：“我的大學(xué)有點不太一樣。從一入學(xué)就獲得了本碩博的特殊培養(yǎng)機(jī)制。每年還有1萬塊錢的特別獎學(xué)金，基本可以自給自足?！?/p>

2007年，康斌（右）和陳達(dá)院士（左）在“中子物理學(xué)”課后留影。

懷著這份感恩之心，康斌開啟了從本科到博士的求學(xué)之路。在碩士階段，康斌被我國著名核技術(shù)專家陳達(dá)院士選中，從應(yīng)用化學(xué)轉(zhuǎn)到了核物理。主修核物理期間，他廣泛汲取了多種學(xué)科的知識，不僅有物理和化學(xué)，還有工程數(shù)學(xué)、信號處理等。這種交叉學(xué)科背景，為他后來的科研工作打下了堅實的基礎(chǔ)?？当笳f：“當(dāng)年這種理工結(jié)合的多學(xué)科訓(xùn)練，迄今讓我受益良多?！笔聦嵣希尶当笫芤媪级嗟倪€有一個在他學(xué)術(shù)方面，甚至人生方面都扮演重要角色的導(dǎo)師——陳達(dá)院士?？当蠡貞浾f，陳達(dá)院士將自己的一生都奉獻(xiàn)給了祖國的核事業(yè)。這種“干驚天動地事，做隱姓埋名人”的奉獻(xiàn)精神和家國情懷，對他影響至深。

為了未來能在重要崗位發(fā)揮作用，在國家留學(xué)基金支持下，康斌赴美國佐治亞理工學(xué)院進(jìn)行博士聯(lián)合培養(yǎng)。在美國科學(xué)院院士Mostafa El-Sayed教授的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)飛秒激光測量技術(shù)?？当蠼榻B說：“飛秒激光是一項非常有用的技術(shù)，不僅在化學(xué)、物理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，甚至也用于核工業(yè)領(lǐng)域。比如美國的國家點火裝置，就是用激光約束來控制核聚變?！?/p>

這段留學(xué)經(jīng)歷促進(jìn)了康斌科研風(fēng)格的轉(zhuǎn)變?？当蠼忉屨f：“出國以前，我還習(xí)慣于追隨國際最先進(jìn)、最熱門的方向做研究。但El-Sayed教授似乎不太關(guān)心什么熱門，他只關(guān)注未來科學(xué)發(fā)展過程中可能需要解決的問題。這種超越現(xiàn)在、著眼未來的科學(xué)視野，對我的科學(xué)品位影響深遠(yuǎn)。”在佐治亞理工完成博士后研究后，康斌回國在南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院任職，正式開啟化學(xué)測量學(xué)研究之路。

2018年，和陳洪淵院士（左）討論儀器研制方案。

嚼得菜根，做得大事

在多年的專業(yè)研究中，陳達(dá)院士和El-Sayed教授的一言一行，潛移默化中影響著康斌。憑借多年的學(xué)習(xí)、研究經(jīng)驗，康斌在領(lǐng)域內(nèi)不斷闖關(guān)。他舉例說：“在美學(xué)習(xí)時，我和El-Sayed教授一致認(rèn)為，生命系統(tǒng)中的能量漲落和熱動力學(xué)一定是未來非常重要的研究領(lǐng)域。然而從普利高津的耗散結(jié)構(gòu)理論之后，生命熱力學(xué)一直沒有重大突破。所以對諸如，‘簡單有機(jī)物是怎么形成細(xì)胞的？熱力學(xué)規(guī)律在其中起什么作用？’等非常基本的科學(xué)問題，依然知之甚少。在微觀尺度上，傳統(tǒng)維象的熱動力學(xué)理論可能不再適用，還需要考慮量子現(xiàn)象。”

除了理論的不完善，要回答以上問題，更重要的是要基于實驗驗證?？当蠼榻B說，如果能在維持生命結(jié)構(gòu)功能的基本單元，即單個細(xì)胞里面，把一些熱動力學(xué)參量和過程準(zhǔn)確測量出來，將有助于問題的理解?！暗?dāng)時在美國我們做不到。一是受限于當(dāng)時的儀器測量水平；二是沒有足夠的科研經(jīng)費(fèi)支持去研發(fā)一套專用儀器設(shè)備?！?/p>

這個在美國沒能實現(xiàn)的夢想后來在中國實現(xiàn)了?？当蠡貒臅r候，南京大學(xué)陳洪淵院士正在為其主持的國家重大科學(xué)儀器專項“單細(xì)胞時空分辨分子動態(tài)分析系統(tǒng)”招賢納士?？当髱е恋矶嗄甑乃伎己图夹g(shù)特長加入研制團(tuán)隊，全身心投入到儀器的研制中。自主科學(xué)儀器研制周期長，涉及學(xué)科知識復(fù)雜，康斌和項目團(tuán)隊夜以繼日、攻堅克難、大膽嘗試，解決了一個又一個的技術(shù)難題。歷經(jīng)5年的不懈努力，項目團(tuán)隊完成了從0到1的突破。“我們的儀器在復(fù)雜體系測量中具有非常高的時間和空間分辨能力，非常適合研究微觀尺度如細(xì)胞里面的物質(zhì)運(yùn)動和能量漲落，有望在單細(xì)胞熱動力學(xué)測量上有一些新的突破。”康斌欣喜地說，“而且這還只是一個開端，未來還有更多可以突破的方向?！?/p>

談起和陳洪淵院士的奇妙機(jī)緣，以及在陳先生麾下耳提面命的幾年，康斌有頗多感慨。他說，回國之初，在科研方向選擇上心存顧慮，是做“短平快”還是做“原創(chuàng)”？“原創(chuàng)研究需要時間和過程，不可能一蹴而就；青年教師考核壓力大，三五年過去一無所獲怎么辦？”了解到康斌的兩難境地，陳洪淵院士多次在午飯時間鼓勵他?？当蠡貞浾f：“陳老師跟我講他個人學(xué)術(shù)生涯的故事，講南大分析學(xué)科發(fā)展過程經(jīng)歷過的困難時期，回顧科學(xué)史上重大突破經(jīng)歷的‘黎明前的黑暗’，從辯證法、方法論上幫我理清頭緒。同時，在科研經(jīng)費(fèi)、儀器設(shè)備、研究生配備上給予我大力支持?！甭?，康斌吃下“定心丸”，決定“啃”這塊“硬骨頭”。

回頭來看，當(dāng)時的選擇無疑是正確的，在當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢下，我們國家更加需要原創(chuàng)研究。幾年過去，康斌和研究團(tuán)隊完成了儀器的研制，開始了細(xì)胞內(nèi)能量漲落的探索研究，并有了原創(chuàng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?？当笳f：“記得一句話：‘成功并不在于你所處的位置，而在于你所前進(jìn)的方向?！瘜τ谀贻p科研人員而言，前進(jìn)的方向遠(yuǎn)比所處的位置要重要得多?！?/p>

2012年，和Mostafa El-Sayed院士（右）討論飛秒測量技術(shù)。

這可以看作是一場頗有隱喻性的成功。在無數(shù)位“坐得冷板凳、啃得硬骨頭”“嚼得菜根，做得大事”的科研人員的默默努力下，整個中國化學(xué)測量領(lǐng)域已悄然發(fā)生了巨變?？当蟾锌溃骸白罱迥辏覀儑艺幱陲w速發(fā)展時期。如果說我們之前主要還是跟隨國際前沿；那么近幾年，我們已經(jīng)慢慢達(dá)到了并行；甚至在某些領(lǐng)域做到了超越引領(lǐng)。”

當(dāng)然也有不足。比如，科學(xué)儀器的自主研制還有待更多突破。康斌說：“我們國家在基礎(chǔ)科學(xué)研究投入的經(jīng)費(fèi)，一大部分購買了進(jìn)口的科研設(shè)備。有一些前沿領(lǐng)域?qū)Ω叨诉M(jìn)口設(shè)備的依賴程度非常高。面臨特殊的國際環(huán)境，就容易發(fā)生被‘卡脖子’的問題。科學(xué)儀器作為科學(xué)研究的工具，自主研制能力非常重要。這樣在引領(lǐng)研究前沿的時候，自己的脖子才能自己做主?！?/p>

目前，在國家的布局和引導(dǎo)下，高校和企業(yè)都在設(shè)法突破這種封鎖，共同推出可取代國外高端科學(xué)儀器的產(chǎn)品?？当笤谛Ｆ蠛献鞣矫媸冀K保持著開闊的視野。他說：“只要能夠促進(jìn)國內(nèi)科學(xué)儀器的自主研發(fā)水平，有些具體的問題，可以暫時放在第二位考慮，首先要看其中的主要矛盾?！敝档靡惶岬氖牵当蠛妥苛h光在瞬態(tài)熒光測試領(lǐng)域的合作已有多款產(chǎn)品推向市場，瞄準(zhǔn)與國際品牌競爭。

重視傳承，教書育人

“我的本職工作是一名人民教師，”康斌說，“我非常熱愛教學(xué)工作，教研結(jié)合、教學(xué)相長，促進(jìn)了我對很多科學(xué)問題的重新思考。”他認(rèn)為，高校教師的本職工作就是為國家培養(yǎng)后備人才，教師不僅要做好知識的傳授，還要重視文化的傳承。為此，他在南京大學(xué)開設(shè)了面向本科生和研究生的“化學(xué)測量前沿”課程，不僅用化學(xué)測量學(xué)前沿領(lǐng)域螺旋式上升的跌宕起伏來啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，還用老一輩科學(xué)家的奮斗歷史來培育學(xué)生的科學(xué)精神、文化自信和家國情懷。

小學(xué)生的大夢想

“在科學(xué)與真理的漫漫征途中，我只是個小學(xué)生。我這個小學(xué)生，也有一個大夢想。我相信這也是每一位科研人員共同的夢想?！笨当笳f，“這個夢想就是，把中國科學(xué)家的名字寫進(jìn)世界科學(xué)發(fā)展的歷史中?！?/p>