【科技工作者】陈洪渊:穷究物性 “渊”谋远略

来源:未知 编辑:admin2023-05-27 06:22
  

■颜祥林 朱雨晨 王静 甄子莹

陈洪渊(1937年— )

分析化学家,中国科学院院士,南京大学化学化工学院教授。1937年生于浙江三门,1956年考入南京大学化学系,1961年毕业后留校任教。在超微电极与生物分子电子器件、生物电化学与仿生催化、新型纳米仿生界面的构建与生物传感、微流控芯片等涉及生命分析化学的研究领域均有卓越建树。曾获国家自然科学奖、全国科学大会奖、教育部自然科学奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等,获中国侨联科技进步带头人、全国模范教师、全国先进工作者、2016国际Nature集团杰出导师终身成就奖、美国化学会会士等荣誉。2001年11月当选为中国科学院院士。

青年时期的陈洪渊。

从初出茅庐的年轻教师成长为分析化学学科的领头人,陈洪渊不仅将纳米技术和生物技术引入电分析化学领域,推动其向世界级水平发展,还为我国、为世界培养了许多化学领域的优秀人才。

矢志报国,艰难求知

上世纪三四十年代,中国内外交困,出生于这样时代背景下的陈洪渊,怀揣着对知识的热爱踏上了漫漫求学路。

陈洪渊1937年12月24日出生于浙江省三门县的一个小村庄,并在这里度过了他的童年时光。他出生时,因抗日战争爆发,其父中止了在上海中法国立工业大学的学业,回乡与兄长创办了枫溪小学,为村里的孩子提供受教育的机会。1943年,6岁的陈洪渊进入该小学就读,以背诗书、描格帖的形式开始接受教育启蒙。

父亲与伯父对他的家庭教育,为他奠定了牢固的国学基础。陈洪渊后来的一手好书法就是幼时父亲教的,同时,父亲也以言传身教的方式教给他诸多道德品质以及谋略智慧。

1947年,陈洪渊到海游小学继续学习,并开始了他的寄宿生涯——路途遥远、生活艰辛,甚至毛衣里都生了虱子。后因患大叶性肺炎,陈洪渊休学赴沪求医,借住在堂姐家中。

彼时,堂姐陈敬之、堂姐夫俞圣祺作为中共地下党员,以上海光华大学学生的身份从事革命活动。年少的陈洪渊机敏、懂事,在他们工作讨论时为他们站岗放哨。其间他接触到艾思奇著的《大众哲学》一书,书中对马克思主义哲学原理的简明讲解给他留下了深刻印象。

台州解放后,陈洪渊考取了三门县立初级中学,在这里他遇到了终生难忘的恩师沈慎文。沈老师讲述了著名化学家侯德榜的事迹,让他萌生了学习理科、学习化学的理想。

断续完成初中学业后,陈洪渊因家境窘迫而又险些中断学业。在三门中学校长杨亚静的鼓励下,他顺利考入了浙东地区的名校——台州中学。怀揣一颗向学之心的陈洪渊也在此初露峥嵘,高中三年间各门成绩均名列前茅,几乎每一学期都被评为“三好学生”。他先后担任班长、学生会学习部长和学生会秘书,颇受好评。

在高中老师的教导与激励下,在“向科学进军”口号的感召下,深受鼓舞的陈洪渊对核物理专业产生了浓厚兴趣,决心投身中国科学技术事业,报效祖国。

1956年,陈洪渊被南京大学化学系录取,未能如愿进入核物理专业。来到金陵后,他曾就此给时任南大化学系主任的戴安邦先生写信,询问是否可以转专业。在戴安邦先生和物理系系主任魏荣爵先生的劝解与鼓励下,陈洪渊最终安下心来,留在化学系潜心学习,并在第二年因成绩优异被选入新成立的放射化学专业。

在南大化学系就读期间,陈洪渊可谓是全面发展,既是学业上的学霸,也是各类活动的积极分子。因为放射化学专业的特殊性,除了放射化学、放射性测量等专业主课外,陈洪渊还必须学习高等数学、核物理和应用电子学、脉冲技术等多个学科的相关课程。

受限于学校经费,有些课程缺少相关实验设备,陈洪渊就和同学们一起利用已有的实验装置组装完成实验。此外,他还曾在同学们共同组建的电子仪器厂担任厂长,这极大地锻炼了他的动手能力。

各学科专业知识和实践经验的积累,为陈洪渊后来在分析化学领域做出重要成果打下了坚实基础。

沉迷于知识探索的同时,陈洪渊没有“躲进小楼成一统,管他冬夏与春秋”,而是以一腔热血积极投入到学校的各种社团活动中,并且以亲和力、感召力和高中学生会经历赢得了同学们的信赖和推崇,曾被选为班联会主席(即现在的学生会)、团支部书记,并获得“优秀团员”荣誉。

踔厉奋发,上下求索

1960年,南大贯彻《高校六十条》,并着手挑选一部分优秀学生作为预备教师提前留校,陈洪渊被选入化学系分析化学教研室承担部分教研工作。次年毕业,陈洪渊正式留校任分析化学教研室助教,自此踏上了分析化学领域的求索之旅,也开启了在南大60余年的教学与科研生涯。

时任分析化学教研室副主任的高鸿教授认为,分析化学专业的教师应该有更多的数学和电子学知识。陈洪渊此前的学习经历,让他再一次脱颖而出,成为这一高瞻远瞩思路下的第一批重点培养对象。

成为预备教师后,陈洪渊不仅需要承担相关的分析化学教学与科研任务,还要不断跨界学习其他知识。他不仅学习了电子学、数理方程相关课程,还直接加盟物理系举办的“无线电师资培训班”,脱产进修,参加“无线电扫盲”。

面对不断跨界,陈洪渊每一次都义无反顾地接受挑战。他给自己的定位十分明确——“做一个又红又专的优秀教师”。

陈洪渊刚进入分析化学教研室,便协助高鸿从事电分析化学的基础理论、新方法和新技术的研究,特别是极谱分析基础理论研究。

高鸿(中)指导陈洪渊(右)、彭慈贞研究“近代极谱分析基础理论”课题。

1960年,捷克电化学家J.Koryta教授来南大做“极谱电极过程动力学”的系统讲学。这对南大的科研方向产生了很大影响。

陈洪渊从中获得启发,在高鸿的指导下推导出关于“耦联化学反应的交流极谱化电流理论”的方程式,于《南京大学学报》上发表了论文处女作——《交流极谱研究I.催化电流理论》。这篇论文的稿费颇丰,对当时月工资只有53.4元的陈洪渊来说是极大的惊喜,每每谈及此事更是满脸自豪。

不久,“理论脱离实际”的声音响起,初出茅庐的年轻教师陈洪渊停下了基础理论研究,转向试制电子仪器的工作。1965年他与同事研制出“线性扫描示波极谱仪”和“双向整流型检测相应可调的振动子方波极谱仪”,并在“教育部直属高校科研成果展览会”上展出。

“文革”期间,南大的教育科研事业受到严重摧残。陈洪渊先后参加南京长江大桥建设劳动、液氨体系中的硅烷还原法生产多晶硅等一线工作,后又被下放到溧阳农场参加劳动。尽管历经诸多艰辛,陈洪渊仍保有一颗追求真理的赤忱之心,在劳动之余坚持求索,不忘思考科学原理。

南大恢复招生后,陈洪渊又担任了工农兵学员的班主任,教授《仪器分析》《分析化学中的电子技术》等课程。

陈洪渊等编著的《分析化学中的电子技术》手稿。

1978年全国科学大会召开,科研工作者迎来了“科学的春天”。而南大获得全国科学大会奖之一的“近代极谱分析基础理论”,便是高鸿、陈洪渊等人的成果。

然而,10年科研事业的停滞,拉大了我国同国外先进科学技术的差距。为弥补这一损失,加强教师队伍建设,南大决定选派优秀青年教师出国学习,吸收先进知识。陈洪渊曾因学过德语,被选派至当时的西德访学。

赴德访学期间,陈洪渊跟随电分析化学家Rolf Neeb教授,争分夺秒、潜心研究。其高超的数理推导能力与深厚的理论基础令同事折服。

陈洪渊(左)与导师Rolf Neeb教授合影。

两年时间,陈洪渊如饥似渴地吸收着国际上最前沿的理论与观点,取得了不少成果。他还曾对Neeb教授推导出的一个电化学电流与温度关系的公式提出质疑,重新归结出经验公式,获得了Neeb的赞誉。

在埋首科研的同时,陈洪渊还担任德国留学支队的党支部书记,定期在中国驻德领事馆组织支部会议。这也是他留学生活中极为难忘的记忆。

这段留学经历使陈洪渊受益匪浅。他接触到化学科研最前沿的内容,彻底改变了之前的研究思路和研究思维。

学成归来的陈洪渊脱胎换骨,带着国际化的学术视野与科研能力,接替高鸿担任分析化学教研室主任。此后,他不仅推动了南大分析化学的学科发展及人才队伍建设,更为我国分析化学的跨越式发展作出了重要贡献。

砥砺前行,任重道远

在陈洪渊任分析化学教研室主任的10余年间,南大分析化学学科也曾面临诸多危机。面对挑战,陈洪渊迎难而上、敢为人先,创造了一系列令人瞩目的成果。

上世纪90年代,随着一批教师的退休和高鸿的调任,南大分析化学学科一度面临摘掉博士点“帽子”的窘境,人才队伍青黄不接是陈洪渊彼时面临的最尴尬局面。

在师资力量不足、学科地位难保、人才储备紧缺等多重危机下,他顶住了压力,从“聚焦研究方向”和“壮大人才队伍”两条线开始布局、规划学科发展:立足于学科自身内涵建设,稳扎稳打、稳步推进;在着重培养和储备人才的同时,积极引进国外优秀人才充实队伍。他还将自己的科研经费拿出来支持刚引进的年轻教授,让出自己的学生来充实他们的研究力量。

在这段日子里,陈洪渊带领团队砥砺前行,在电分析化学领域积极开展国内外合作与交流,在超微电极与生物分子电子器件、生物电化学与仿生催化、新型纳米仿生界面的构建与生物传感等方面取得了诸多成果。

陈洪渊(前排中)指导博士生。

尤其是微电极技术领域,他与学生鞠熀先的成果——中超微阵列电极“屏蔽效应”,被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)写进题为《微电极的定义、特征和应用》的正式技术报告中。

2001年11月,陈洪渊因在电分析化学基础和应用的多个前沿领域作出的重要贡献,当选中国科学院院士。

当选院士后,陈洪渊并未停下“穷究物性”的脚步。他以前瞻性的眼光、战略性的思维聚焦行业前沿,带领团队从传统的分析研究领域快速转向了面向生命科学研究的分析科学前沿,取得了一批高水平的研究成果,开启了微电极分析、生物修饰电极、光谱电化学、毛细管电泳、环境元素形态分析、化学发光分析、免疫分析、DNA传感与材料分析化学等新的研究方向,成功开拓了“生命分析化学”这一崭新的前沿领域。

尽管硕果频摘,进入耳顺之年的陈洪渊还有一个心愿。在他看来,一个学科的发展离不开平台建设,重点实验室对于分析化学学科的意义非比寻常,“在我退休之前,能够建一个教育部重点实验室,是我一生对南大最大的贡献,也是我一生最大的成就”。

“唯实惟先,善作善成。”重点实验室的建设并非一帆风顺。

2003年陈洪渊申报教育部重点实验室时,险些错过了时间。情急之下,他还是全力争取,时常通宵工作。凭借着这股韧劲和毅力,他带领团队在逆境中奋起。

在筹划重点实验室的过程中,陈洪渊立足于“生命过程”这一多层次、多元的、复杂的化学反应过程,进行高屋建瓴式的战略思考,率先提出“生命分析化学”这一新名称,带领团队成功申报并筹建了中国第一个“生命分析化学教育部重点实验室”,后又成为“生命分析化学国家重点实验室”。

该重点实验室紧跟前沿研究动态,积极应对危机和挑战,并长于谋略规划,以分析化学为基础,与生命科学、材料科学和生物医药等相互交叉渗透,形成了一支以中青年教授为主体,锐意创新、团结协作的研究团队。不仅维护了南大分析化学学科在国内的领先地位,更产生了很大的国际影响力,将分析化学带上了新的高度。

家国情怀,笃行不怠

在南大分析化学学科建设和自身学术科研过程中,陈洪渊始终怀揣家国情怀,秉持着“穷究物性”的创新理念,敢为人先、激励奋进,以无私奉献的精神培养人才,带领团队在分析化学学科迈上新台阶。

陈洪渊赴德留学期间,曾有机会延期回国获取博士学位,但他为了南大分析化学教研室的发展和为了尽早报效祖国,如期结束访学。

回国时还用自己获得的德国大众汽车公司基金会的资助,带回了一台国内难求的电化学分析仪并复印了大量资料,外加若干图书和两箱仪器记录纸,这对他和学生们后续研究工作的开展起到了决定性作用。

从初出茅庐的年轻教师成长为分析化学学科的领头人,陈洪渊不仅将纳米技术和生物技术引入电分析化学领域,推动其向世界级水平发展,还为我国、为世界培养了许多化学领域的优秀人才。

对于教学,陈洪渊有着不一样的心得。他认为教学与科研是衡量一所高校水平的两大板块,“教学如刀背,科研似刀锋”,没有刀背的支持,刀锋就会卷刃。

他相信学生都是有为的“骏马”,所以他采取“放养”而非知识灌输的指导方式,倡导启发性的引导与因材施教,将学生培养成为有独立钻研能力的“骏马”。

底子好的学生,他放手让他们自由发展,不做过多干预;基础弱的,他就从如何写好论文开始一步步指点,让他们渐入佳境;哪怕学生后期不选择从事科研,他也给予理解和支持,给他们中肯的职业建议。

在指导学生论文时,他要求学生不能有一丝一毫的马虎。其一丝不苟的性格,常常使弟子们在背后近乎崇拜地称他为“完美主义者”。正是基于这样的教学理念,他指导、培养的100多位硕士生、博士生和博士后都学有所成,已成为各自领域的佼佼者,积极活跃在国内外化学研究和化学教育的第一线。

“科学是无底洞”,陈洪渊说任何研究都“没有终止的时候”。在投身科学研究的学术人生中,他始终以忘我的姿态、永不停息的斗志坚守在科研第一线。

2013年,已近耄耋之年的陈洪渊壮心不已,用战略眼光指挥全局,申报了国家重大科研仪器研制项目。“工欲善其事,必先利其器。”他认为实验室是科学研究的基地,而实验室极为重要的组成部分是科学仪器,原创性的科学仪器更是我国科技发展的迫切需要。

陈洪渊申报的项目仪器具有较高原创性,由于缺少可借鉴的先例,在研发过程中,他曾为此熬夜苦思,最终与团队攻克难关,历时5年多研制出世界上第一台集电化学、光谱和质谱技术于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析仪器”。

单细胞时空分辨分子动态分析仪器。

数十年来,陈洪渊一直在科教一线奋力前行、努力攀登,可以说工作就是他生活的绝大部分。如今他依旧每天到办公室工作,回家后也时常工作到深夜。

“穷究物性,敢为人先,勇于攀登,严谨求实,为开拓创新之首要;心系祖国,团结协同,激励奋进,志在奉献,为付诸行动之根本!”这是陈洪渊为2018年召开的两院院士大会撰写的寄语,道出了所有科学家矢志创新、奉献祖国的心声,也是他60余年献身科学的真实写照。

以长远的眼光看待问题,以无私的胸怀关照同行与后辈,以智慧的谋略规划未来,陈洪渊就是这样一位具有战略高度的科学家。他以满腔赤忱投身于我国的化学事业,初心如磐。

他在为化学、为科学事业奉献中实现自我价值,并将继续走在分析化学这条“穷究物性”的路上。

探寻成功密码

在采集过程中我们发现,陈洪渊所获得的成功不仅与自身的优秀品质相关,也离不开他每个时期所处环境的影响——与人为善的品格、名校的学术氛围、开阔的国际视野、学术同行的合作支持等因素,都对其学术思想的形成起到了关键作用。

陈洪渊(左一)与采集小组交流。

一是与人为善的品格。几乎每一位与陈洪渊有过交往的人,都认为他是一位乐于助人、古道热肠的人。

或许是受儿时家庭教育的熏陶、中国共产党信仰的指引,陈洪渊为人十分热诚,凡是有求于他的,只要并非出于私利,他没有不应允的。对于学生、同事、同行关于科研相关的指导求助,他从不拒绝,都是热情地提供帮助。别人请他指导材料写作,他都会认真地提出修改意见。

在陈洪渊执教、科研的数十年里,他始终秉持善意。这些善意也得到了回馈,让他获得了许多朋友,为他开创生命分析化学研究、带领南大分析化学学科创造辉煌提供了诸多支持与帮助。

二是名校的学术氛围。陈洪渊的成就离不开培养他走向学术高峰、再谱华章的南京大学。南大是一所历史悠久、声誉卓著的百年名校,新中国成立后南大化学系更是云集了一大批化学家,师资阵容十分强大。

陈洪渊赠“老科学家学术成长资料采集工程”的题字。

当时分析化学教研室主任是中国分析化学的先驱裘家奎先生,副主任则是我国分析化学奠基人之一高鸿先生,教研室的教学和科研内容前沿,理论和实践并重。陈洪渊就是在这样的环境下,慢慢从一位年轻教师成长为化学系的学科带头人。

三是开阔的国际视野。作为国家教委选派的早期访问学者之一,陈洪渊在西德美因茨大学度过了两年的科研生活。在此期间,他与国外知名学者Rolf Neeb开展交流合作,领略了国际前沿的分析化学技术,拓宽了视野,提高了分析问题、解决问题的能力。

为了不负祖国培养、吸收国外先进科学技术,陈洪渊如饥似渴地学习着,并在科学研究上取得了很大的成果。归国后,他与Rolf Neeb开展中-西德合作项目,共同发表了多篇中外文论文。

他多次参加国际化学会议并作报告,曾在国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)担任电化学委员会国家代表,进一步拓宽了国际视野。在之后的学科发展与队伍建设中,陈洪渊与其团队发表了大量高水平论文,取得了令人瞩目的成就,为我国分析化学事业赢得了声誉与国际地位。

四是学术同行的合作。个人的成功离不开团结合作。陈洪渊带领南京大学的分析化学学科从弱势走向盛势,并将其拓宽成为崭新的生命分析化学领域,这些都离不开与同行的合作。

陈洪渊访学回国之后不久,就担任了教研室主任。同年,南京大学、北京大学、武汉大学、中科院应用化学研究所联合申请科学基金大型项目“电分析化学和光度分析化学的基础研究”,总负责人为高鸿、高小霞院士。陈洪渊负责子课题“伏安分析法的理论和应用研究”,进一步深入到电化学领域的研究。

在学科带头人陈洪渊的领导下,南大分析化学学科成立了分析科学研究所,调整学科布局,在加强学科建设和人才队伍建设的同时,继续与国内其他高校同行开展合作。

其后,陈洪渊不失时机地将分析化学与生命科学、临床医学和材料科学交叉融合,开创了生命分析化学研究的新领域。这一多学科交叉的新领域,为重点实验室的建设注入了新活力,收获了更多同行的支持与合作。

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