作者：张玉来
多少年来,科学家们有一个梦想,那就是对构成物质的分子进行犹如外科手术那样的加工,以产生适合人类需要的各种各样新的物质。现在我们可以说,这一梦想正在变成现实。
仪表儒雅透着凝重,举止潇洒透着干练的朱清时教授被国际同行公认为分子局域
模光谱学---以对分子进行"加工"为内容的研究领域的权威,他的一系列高水平的成果代表了这一领域的发展。
1991年,45岁的朱清时便当选中国科学院学部委员,至今他仍是中国科学院最年轻的院士之一;他获得了海外华人物理学会亚洲成就奖---每年亚洲地区优秀的物理学家仅有一人获得此项殊荣,他是第二位获得这一荣誉的国内科学家;他获得了世界分子光谱学权威杂志《光谱化学》颁发的"汤姆逊纪念奖",是目前国内惟一获得此项荣誉的科学家;去年他又被国务院任命为我国最著名的高等学府之一---中国科学技术大学校长……然而人们不会料到,在人生长知识的关键时期的中学时代,朱清时没有得到家庭的温暖,像一只被人冷落的"丑小鸭",在孤寂与清苦中备受煎熬;他科研生命的起点是从祖国大西北当一名修炉工开始的!
朱清时以自己不同凡响的充满坎坷的生命历程,为我们勾画了一条从"丑小鸭"、修炉工到国际知名科学家的轨迹。这令人感叹不已、钦羡有加的轨迹,浸透着一位成功科学家的重要品格---超越!是对命运的超越,对自我的超越,对人生目标的超越!
从"地狱"到"天堂"的超越
1979年7月28日,对于朱清时来讲,是一个刻骨铭心的日子。
这时共和国结束"十年动乱",刚刚启开国门,开始融入我们生活于其中的这个世界。作为改革开放后我国首批赴美国访学的青年学者之一,33岁的朱清时跻身于中国科学院第一批出国人员行列之中。在驶往首都机场的大道上,朱清时仿佛置身梦境之中。他的心犹如那波涛汹涌的大海,狂跳不已,生怕在美好的祈盼之中出现一个意外的变故,打碎他的美梦。
初谙世事,父亲的"历史问题"便像一块巨大的磐石压在朱清时的心房。在那"极左"阴魂没有散尽,"唯成份论"的禁锢还没有完全打破的日子,出现朱清时担忧的那种变故,并非没有可能。
直到大型客机冲向蓝天,向大洋彼岸飞去,朱清时一颗悬着的心才稍稍平静下来。
加州大学巴巴拉分校拥有世界一流的分子光谱学实验设备,激光光谱的科研水平也是世界一流的。朱清时师从年过不惑的哈里斯教授,开始了他为期两年的访问研究。
来美伊始,未待朱清时熟悉新的科研环境,他原有的思想观念、生活习惯便在与一种十分陌生的思维方式、生活习惯的碰撞中,使他出了不少洋相。到华盛顿去办事,偌大一个城市,他全靠两腿走路,不愿花5角钱坐一次地铁。中午宁肯饿一顿,或花一个多小时走回使馆吃免费餐,也不肯花钱买点东西充饥。平时,宁肯花一两个小时一件一件用手洗衣服,也不愿花几角钱用一次宿舍的洗衣机。自己做饭,而且专门买多数美国人不屑买的净肥肉。过了很长一段时间,朱清时这种穷怕了的心理才慢慢有所转变。他终于醒悟,自己的时间、精力和健康,比省下的那点钱不知重要多少倍!
而在实验室里的最初遭遇,更加使他感到难堪。实验室的仪器设备多数见所未见,用途不甚了了,更无从下手使用。设备使用说明书装了一柜子,要是全部看上一遍,至少也得花上大半年时间。对研究的课题,他只有一些科普级的知识,几门主要基础课都未系统学过。相关参考文献,更像天书般难懂。还有,口语也不流利,不能与同行进行深入的讨论。每周的小组讨论会是他最难受的时候,讨论的问题听不懂,自己更无话可说,那种尴尬局面深深刺痛了他的心。填补专业知识上的空白远非易事,啃天书般的文献极其枯燥乏味,连不懂的问题是哪些都难以确定。
朱清时本以为来到美国这个世界科学技术最先进的国家,就是来到了"天堂",未料到却来到"地狱"之门。科学天堂是那样诱人,到那里去采撷科学的花朵,曾是朱清时梦寐以求的。可是,这"天堂"距他又是那样的遥远。横亘在他眼前的是一座"地狱",朱清时能够超越"地狱",步入"天堂"吗?
朱清时没有胆怯,退缩。33年充满艰辛、坎坷的人生历程,已磨炼、造就了他超越的品格和潜能。
朱清时刚考入初中,母亲便不得已由成都市迁到金堂县,去照看正在接受劳动改造身体十分虚弱的父亲。
11岁的清时就在成都十三中住校,过早地开始了独立的学习生活。孤独、寂寞、饥饿,没有遏止少年朱清时心中的美好理想。课后和假日的空闲时间,书籍成了他温馨的伴侣。无钱买书,他就到旧书店去看,一站就是几个小时。他忘情地徜徉在知识的汪洋大海,忘却了世间的一切。英国科学家牛顿成了他第一个崇拜的偶像。牛顿看见苹果落地,发现了万有引力定律的故事深深地吸引着他。那时他常为一个美妙的念头而着迷:留心周围的一切,体味那些司空见惯的事物是不是蕴含着未知的奥妙。后来法国数学家伽罗华又成了他崇拜的偶像。伽罗华死于决斗时才20岁。然而他在还是个中学生时,就用一个极为巧妙的思路,彻底解决了几百年来悬而未决的高次方程解析解的问题。
自强不息、蓬勃向上,敢于超越现实和自我,磨炼了他日后作为一名科学家应有的坚韧不拔、百折不回的品格,并且使他成为同学中的佼佼者。1962年,成都市举行首届中学生数学竞赛,朱清时荣获一等奖。初试锋芒的朱清时由于获得这一荣誉,被批准加入共青团,并在第二年以优异成绩考入中国科大近代物理系。
1968年,在"文革"高潮中毕业的朱清时,被分配到荒凉的青海西宁山川机床铸造厂。在那"知识无用"的岁月,他当过修炉工,当过工厂的采购员。当同伴们抱怨怀才不遇,借酒浇愁的时候,朱清时仍坚信"知识就是力量"、"天生我才必有用",按自订的时间表,抓紧每一分钟系统地学习。他在繁重的劳动之余,拖着疲倦的身体,在孤灯下翻译出一部英文版内容颇为艰深的《相对论的再审查》。书稿竟被山东大学油印出版,并在国内流传。他还写作一篇《论基本粒子的静质量随时间变大》的学术论文,发表在《复旦学报》上。1974年,位于青海西宁的中科院盐湖所开展用激光分离同位素这一重大项目的研究,急需专业人才。朱清时以出众的才华被录用,从而实现了他跨入科学研究大门的梦想。
此时,面对"地狱"之门,他坚信自己一定能跨越它!他意识到,眼前别无选择,只有正视现实,迅速填补实验技术和专业知识的空白,要把精力用在最关键的问题上。
朱清时想起了唐代早期著名画家阎立本观画的故事:一次画家到荆州观看张憎繇画迹,第一天初看,大失所望,认为张画不过是虚得其名。但既千里迢迢去了,就这么走了又不甘心,于是第二天又去看,方才领悟到张画的真正妙处。于是停留十多天,朝夕揣摩,坐卧观之,不忍离去。这个蕴意深邃的故事给朱清时以重要启示。朱清时也照此办理,把重要文献复印在手,形影不离,逐句推敲,常常反复读一二十次,直到烂熟于胸。最后真正不懂的基础知识,再查阅书籍资料。对于那些自己不甚了了的仪器功能和操作方法,朱清时也采用这种办法,先请教同行,把他们的介绍一一记录下来,自己再练几次。待熟悉之后,就能找出每台仪器的关键点。这时再读说明书的有关部门,很快就能掌握了。两三个月后,朱清时已能熟练地操作整个复杂的系统,作出了一些漂亮的结果。
分子光谱学是一个奇妙的学科。我们知道,物质是由分子构成的,分子的光谱宛若透视分子的窗口,可以看到分子内部发出的光。科学家通过光的组份可以推断出分子内部的结构和状态。这一最新研究分子的方法,成为国际上物理和化学科学研究的前沿,一个十分重要的科研领域。而激光光谱,就是用激光来研究分子的光谱,更是一种崭新的科研领域。
朱清时昼夜不舍,忘情地在激光光谱的神奇天地里漫游。他研究的第一个项目是氢氧化钙的自由基的激发态结构。这一研究项目是在染料激光器上进行的。他把氢氧化钙分子用激光激发到很高的电子态上,然后观察它发出光的成分,以此推断它在电子态时的结构。
他每天8点骑自行车准时来到实验室,一直工作到晚上8点才离开。中午也不休息,随便吃一个面包,喝一罐可乐了事。晚上回到住处还要看几个小时文献,疲惫不堪了,才上床休息。第二天早7点就爬起来,烤两片面包,喝点果汁,又开始一天新的战斗。
圣巴巴拉城这座海滨城市,冬暖夏凉,风光秀丽。美国总统里根的牧场---世人称之为"西部白宫"就在圣巴巴拉城。一些好莱坞影星在这里也有自己的别墅。可朱清时却舍不得花半天时间在这一旅游胜地放松一下,享受一下大自然的恩赐。没有娱乐,没有假期,朱清时急切地渴望看到自己辛勤汗水浇出的花朵。
终于有一天,朱清时看到记录仪上奇迹般出现了他期待已久的曲线!朱清时深切地感受到了科学探索的快乐!他用激光作出了氢氧化钙自由基的电子激发态的高分辨光谱,定出了它的一系列精确的光谱参数,并观察到了罕见的电子运动与原子核振动的相互作用。朱清时据此写出《Caoh自由基的激光光谱研究》,发表在美国出版的《分子光谱》杂志上。不久,美国宇航局和法国的科学家们根据这一结果,确定了在星际空间中存在着氢氧化钙自由基。
朱清时长长嘘了一口气。初战告捷,说明朱清时已取得与国际同行进行交流、对话的资格,已大体上与他们站在同一起跑线上。仅仅一年时间,朱清时便跨越了"地狱"之门,进入了科学天堂,可以在这里展翅翱翔了。"
我们这里最出色的科学家之一"
1980年8月,朱清时来到东海岸的波士顿。闻名于世的麻省理工学院就坐落在这里。
本来,朱清时在加州大学巴巴拉分校已顺利迈进科学殿堂,只要他按既定的方向走下去,是不难取得丰硕成果的。加上哈里斯教授对他很赏识,他迅速扩大成果不是很难的。
然而,朱清时生来就不愿走一条平坦的道路。以往,是命运给他的人生历程设置了一个个障碍。现在,他自己为自己设置了一个障碍。他想,如果两年访学时间全固守在一所大学,未免太可惜,他渴望充分利用这段宝贵的访学时间,再感受、熟悉另一所大学的学术传统、学术环境,进一步开拓自己的视野,吸收不同的学术传统,为冲上世界科学前沿打下坚实基础。
吸引朱清时到麻省理工学院访学的,不仅仅因为这里曾产生过七位诺贝尔奖获得者,自己十分景仰的科学家钱学森先生早年曾在这里就学,更重要的是麻省化学系分子光谱的研究方向和手段,还有主持这一研究的系主任斯坦菲尔德教授那迷人的风采。
那还是在圣巴巴拉城时,有一天,身材高大、仪表威严的斯坦菲尔德教授来分校参观。朱清时向斯教授介绍了自己的科研工作,斯教授听了频频点头,颇为满意,并说他那里也在做激光光谱,不过是做半导体激光光谱,还有红外多光子和傅利叶变换光谱研究。斯教授热情邀请朱清时有机会时到麻省去作访问研究。于是,当朱清时打算选择一所新的大学进行第二年的访问研究时,自然选择了麻省理工学院。朱清时写信给斯教授,倾述自己的愿望,很快就收到了斯教授热情洋溢的回信,还收到斯教授寄给他的厚厚一叠学术资料。
朱清时来到麻省校园。这里的学术气氛比圣巴巴拉浓厚得多。圣巴巴拉分校实验室常常看不到作实验的学生,每到中午,学生们大多去海滨游泳、晒太阳。而麻省的学生却非常用功,午夜时分实验室依然灯光通明。学生中充满了竞争,或许是由于麻省是一所私立大学吧!这里的学费十分高昂,一年就1万多美元。因此从某种意义可以讲,麻省的学生是在花钱买知识。所以,在课堂上弄不懂的地方学生就要提问,好像不把问题搞清楚就对不起付出的高昂学费,就吃亏了。朱清时所在的实验室这种竞争气氛显得更为浓烈。有限的实验设备大家要排队使用。每人使用一周,到了规定时间,你就是没有做完,也要停下来,一个小时也不能拖延。麻省的学术气氛、学术环境非常适合朱清时争强好胜的心理和口味,他几乎不用花时间适应、磨合,便与麻省的学术气氛融合在一起了。朱清时在这里新的研究工作,是用半导体激光器观测更大的分子吸收激光的强度与激光波长的关系,这两者的相互关系就是光谱图,由光谱图可推断出分子的内部结构和运动状态。朱清时进行的第一个科研项目,是斯教授从美国空军得到资助的基础研究项目---用半导体激光器测出化氟甲烷的激光光谱。
与朱清时一起从事科学研究的还有斯教授的几位博士生和博士后。其中有史蒂文,是一位犹太人,天资聪颖的博士后;弗兰西斯科是一位美国黑人,博士生。他们也都很勤奋,与朱清时相处得很融洽。朱清时来这里后,科研工作很顺手,还学会了美国人通常在中学便掌握了的电子计算机。
三个月后,朱清时进行的项目取得结果后,美国空军在波士顿一个空军基地举行一次科学报告会。斯坦菲尔德教授和朱清时一同参加了这次科学报告会。在此之前,还没有一位中国学者参加过美国空军的学术会议。有意思的是,朱清时在会议开幕时发现,会议册上原有的美国空军武器研究所的学术报告被取消了。斯教授在会上向与会的五十几位科学家报告了朱清时在麻省的科研工作和取得的结果,并特意推介了朱清时本人。他说:"这位来自中国的青年学者几周内完成的工作,一般人通常要干一两年!"在美国化学界享有盛誉的斯教授对朱清时的高度评价,引起了与会者的关注。很多科学家走过来与朱清时握手,向他表示祝贺,表示愿意与他建立联系。一种自豪感溢满朱清时的心头,不是由于个人得到了国际同行的认可,而是由于自己为中国学者争了光!
朱清时没有放慢探索的脚步,依然孜孜以求,分秒必争。他每周最大的享受便是到哈佛大学的燕京图书馆,看上两个小时那里收藏极为丰富的中文书籍和报刊,使绷紧的神经稍微放松一下。
一天,朱清时正在作实验,系里主管行政的负责人美籍印度科学家拉奥对他说:"中国激光代表团来我们这儿参观,您能去为他们当翻译吗?"在异国见到来自祖国的亲人是一件幸事,朱清时当即停下手中的工作,赶去见来自祖国的科学家。代表团一行五人,团长是一位仪表沉稳、谦和的科学家。团长送给他一张名片:"张存浩:中科院大连化学物理研究所副所长,研究员。"张存浩先生是朱清时仰慕已久的建国初期由美国返回祖国的杰出科学家,可惜无缘谋面,想不到在异国他乡见到了,欣喜之情不禁溢于言表。朱清时陪同代表团参观了化学系,斯坦菲尔德教授兼任所长的光谱研究所,还有自己工作的实验室。当时,朱清时不会想到,与张存浩先生在麻省不期邂逅,会给他的科研生命带来重要影响。
朱清时的科学工作越来越顺手。来麻省不到一年时间,他便接连开展了多项实验研究。每项课题涉及的都是分子光谱学前沿的重要学术问题。
1981年6月,第36届国际分子光谱学讨论会在美国俄亥俄州哥伦布市召开,35岁的朱清时应邀担任一个分会的会议主席---这一职位通常由这一学术领域的权威担任。会后他曾与人说,当时我要不是想着祖国,站在来自全世界那么多知名学者面前,我会因胆怯而说不出话来!从此,他成为国际科学前沿引人注目的一颗熠熠生辉的新星。与会的来自内地、台湾和香港的学者都向朱清时表示由衷的敬佩。中国人担任这一职位,他们也感到很光彩。
讨论会开幕的当晚,斯坦菲尔德教授为给朱清时庆贺、助兴,请他和实验室其他学者在一家豪华的餐馆吃饭。席间,与朱清时建立深厚情意的弗兰西斯科为向朱清时表示祝贺之情,提议与他比比酒量。朱清时平素不胜酒力,但盛情难却,只好"应战"。两位异国科学家一杯接一杯地喝那些记不住名字的洋酒,从餐馆一直喝到旅馆,直到弗兰西斯科醉倒在床上为止。朱清时拿出相机拍下了弗兰西斯科不省人事躺在床上的镜头,以证明"中国队"的胜利。这张照片朱清时一直珍藏着。
由哥伦布市返回麻省不久,朱清时被聘为博士后研究助理。这种职务通常是获得博士学位的学者才能够得到。
然而一些同伴,尤其是那些来自国内的同伴不理解,朱清时为什么不利用这么好的机会拿个博士学位呢?
当时,不少国内访美学者都希冀得到攻读博士学位的机会。这样不仅可在条件优越的美国多做几年科研工作,回国之后"洋博士"也吃香。朱清时在首批赴美人员中是最年轻的,也是干得最出色的。他要想拿到一个博士学位会更容易一些,然而朱清时却没有这种打算。他一直坚信,对于一个科学家来讲,重要的并不在于名分,而在于自身的素质、潜能,在于创新的能力!在这一点上,他认为没有必要迁就别人的看法。在科学的道路上,朱清时坚持要走自己的路,无论是在国内还是在国外。
斯坦菲尔德教授知道朱清时这一想法后,赞赏有加,直率地说:"朱先生,您的选择是完全正确的!您真的没有必要再读一个博士学位。你们中国人应该让世界承认你们的教育水平!"斯教授一番肺腑之言,既是对朱清时的激励,也是他内心的独白。作为一名在德国出生的犹太裔科学家,斯教授能取得今天这样举世瞩目的科学成就,就是来之于他强烈的民族自尊,自强不息的拼搏精神。
朱清时仅仅申请延长半年时间,以便把业已开始尚未完成的7篇论文作完。他犹如一名万米长跑运动员,进入了最后的冲刺阶段,以更加高昂的精神状态,抓紧时间进行科学研究。后来这些高水平的学术论文分别发表在国际权威的《物理化学学报》和《分子光谱》杂志上。
凝结着朱清时心血和汗水的论文数量在不断增加。每一篇都曾使他兴奋不已,可事后却发现没有一篇真正值得骄傲。因为它们都是在国外与人合作完成的。他内心开始升腾起一股强烈的追求带有自己鲜明个性,属于自己祖国的科研结果。
作为一位有志向、有抱负的青年科学家,朱清时渴望在科学的道路上成就一番事业。科学的本质在于创新。朱清时心灵深处早就萌生这样强烈的愿望:在科学的道路上形成自己独特的风格。而这种愿望在国外是无法实现的。虽然这里有国内无法相比的科研条件,令人耳目一新的学术氛围,但无论是巴巴拉分校,还是在麻省,自己做的工作都必须是教授---国外也将他们称之为老板---同意干的,是教授感兴趣的工作。这就注定了他不可能去做自己感兴趣的工作,不管这种工作意义如何重大。
朱清时决意尽快返回祖国。当时,赴美访问学者日渐增多。不少人对朱清时的选择十分不解:国内许多学者千方百计想到美国来,来这里的学者不少人都在想方设法延期,你已在美国作出这么出色的成绩,斯坦菲尔德教授对你又是那么赏识,何不在美国多留几年呢?
然而,朱清时却不为所动。
斯坦菲尔德教授对朱清时的选择十分理解,专门为他举行了一个欢送会,还特意请他观看了他从未看过的令人眼花缭乱、绚丽多姿的吉卜赛舞蹈,并赠给他一幅特意买来的描绘波士顿农村风光的碳画。弗兰西斯科和其他同伴凑钱为朱清时买了两顶西部牛仔帽。弗兰西斯科深情而不失幽默地说:"邓小平先生来美国访问,美国总统赠送他的礼品也是牛仔帽,不过只送了一顶!"
1982年1月1日,朱清时带着骄人的科研成果,带着美国同行的深厚情谊,满怀炽烈的报效祖国的愿望登上了飞机,飞向了祖国。
从" 高能态"到"混沌"
告别将在自己科学生命中产生重要影响的两年半留美科研生活,朱清时登上返回祖国的飞机,在蓝天白云中他便在勾画今后的科学生命的坐标。毫无疑问,他已从刚赴美时面对最新的科研设备、文献资料、科研课题茫然不知所措的"丑小鸭",迅速闯进分子光谱学科学研究的前沿。他苦苦思考的,不是在与美国相距甚远的国内科研条件、环境下,能否保持住在美国经过艰苦努力已经达到的科研水平,而是能不能取得比在美国工作时水平更高的科研成果,能不能继续开拓进取,进入更高的层次。
显然,实现这样的目标是很难的。朱清时选定这样的目标,无疑于逼迫自己继续过以往那种充满艰辛的日子。
回到西宁盐湖所,朱清时便马不停蹄地进入比在美国不知要艰苦多少倍的科研活动之中。出国前,他与同伴们进行的是激光分离同位素研究,如今开展分子光谱研究,连起码的实验设备都没有。当时,国内分子光谱的科学研究还没有起步。朱清时和四个同伴白手起家,从头做起。他们自己动手,以原来的激光分离同位素专用设备为基础,装备起激光光谱实验室,自己设计、加工、制作了一些包括产生分子束装置在内的激光光谱专用设备。作为开展激光光谱研究的主要设备染料激光器也有了。课题组五名学者,除朱清时外,其他四位学者都还未涉足分子光谱这一科研领域,年龄也都比朱清时大。他们对朱清时的科研水平和人品都由衷钦佩,相互合作很默契,也很愉快。在朱清时的带领下,课题组很快就取得了一些漂亮的结果。两年时间,课题组就完成了五篇高水平的学术论文,发表在国内权威的《科学通报》、《光学学报》、《应用激光》杂志上。
这是我国取得的首批激光光谱科研成果,引起国际同行的关注。1983年,世界知名分子光谱学家、美国奥柏林学院的希尔伯教授来中国访问考察。希教授结束在中国的访问后,在发行量很大的《激光集锦》杂志载文介绍中国的激光实验室。他认为中国最出色的激光实验室有两个:一个是中国科学院上海光机所,一个是中科院西宁盐湖所。这期杂志还刊登了盐湖所激光实验室的照片。
国际分子光谱讨论会每年在美国俄亥俄州哥伦布市举行一次,1983年夏这里又举行第38届国际分子光谱讨论会。出席这次国际学术会议的朱清时,又应邀担任了一个分会的会议主席,并在会上报告了在国内完成的激光光谱的科研成果。虽然同是应邀任一个分会的会议主席,但蕴意却大为不同。上一次,他向国际同行报告的是在麻省理工学院做的研究工作,而这一次他报告的则是在自己的祖国,在自己的实验室与国内同伴一起做的研究工作。这更使他确信,在国内同样可以取得科研成果,而且完全可以取得高水平的科研成果。
从哥伦布市返回青海,朱清时更加雄心勃勃,意欲取得更加丰硕的足以与国际同行抗衡的研究成果。可未过多久,他便发现,自己的愿望在现实生活中严重受挫:盐湖所作为一个以盐湖资源科研与利用为主要研究方向的科研单位,很难把激光光谱研究也作为主要的科研方向。这就意味着,激光光谱科研在经费、设备、图书资料等科研条件上将得不到足够的支持。
正当朱清时处于进退维谷的时候,他接到了大连化物所张存浩先生的邀请信。张先生邀请朱清时到大连化学物理所办一个讲习班,为所里的有关科研人员讲授激光光谱学。正在烦躁不安的朱清时欣然前往,来到我国北方海滨城市、风光旖旎的大连。在中科院自然环境、科研条件堪称最好的研究所之一的大连化物所,朱清时为30多名科技人员、研究生讲授激光光谱,大约讲了两个月。讲课之余,朱清时还与大化所激光光谱课题组的科技人员合作,写出了五篇学术论文。
张存浩先生给朱清时以很高的礼遇。张存浩这时已当选中科院学部委员,在繁忙的科研、政务之中仍亲自关照朱清时的教学、科研和生活。他后来任国家自然科学基金委员会主任、中国科学院化学部主任、大化所所长。实际上,在当时张存浩就显示出作为一位大科学家敏锐的洞察力和广阔胸怀。他认定朱清时是一位不可多得的优秀青年科学家,决意为他脱颖而出、崭露头角作出努力。他先是向盐湖所求贤,但未能获允。张存浩转而向中科院有关领导面陈,请求把朱清时由西宁调到大连工作,游说终获成功。中科院化学所决定,把朱清时和盐湖所的激光化学研究小组一起调整到大连化物所。
对张存浩先生的知遇之恩,朱清时始终感铭至深。调到大连化物所后,朱清时烦躁不安的心情很快平静下来,又进入与国际同行激烈竞争的精神状态。
分子光谱学,是本世纪30年代伴随量子力学的产生而诞生的。科学家发现,分子能够发射或吸收一些光子,它们的能量正好对应于分子两个能极的能量差。于是,只要观察一个分子发出的或吸收光的成分,就可以推断出分子内部的能态结构和它的运动状态,这就是分子光谱学。以往,科学家只能研究分子的低能态,随着激光和电子计算机技术的出现,现在则可以研究分子的高能态了。分子的高能态,按理论预言会有一些低能态所没有的异常行为。这些行为是由于分子振动和转动的相互作用,以及不同振动模式之间的相互作用产生的。这些相互作用在分子处于低能态时常常被忽略,而当分子处于高能态时便不能再被忽略了。
朱清时来到大化所最初的两年中,他与课题组的同伴主要研究的就是分子的高能态。他们观察到碘甲烷、环丙烷、六氟化硫的高能态,完成了四篇学术论文。这是大化所取得的首批高水平激光光谱学成果。这些成果后来分别在广州国际激光学术会议、瑞士召开的第六届国际激光光谱会议上报告过。
由美国返回祖国四年,从盐湖所到大化所,朱清时以在国内开展的一系列研究工作和取得的成果,表明他在激光光谱学领域,仍无可置疑地处于国际前沿水平。
一直追踪国际科学前沿的朱清时注意到,一个新兴的研究领域刚刚兴起,这就是研究分子中的混沌行为。混沌原指杂乱无章或杂乱无序。我国自古就有"渺渺蒙蒙不分上下,昏昏沉沉不辨内外"之说,古希腊人认为混沌是万事万物发生之前宇宙的原始空虚状态。我国著名科学家钱学森称混沌是宏观无序、微观有序的现象。随着科学的发展,科学家们已在混沌中发现了自然界大量奥秘。有的科学家已提出了若干严格的数学结果,真正的物理实验也已开始进行。于是,混沌这一诞生未久、具有诱人发展前景的研究领域,犹如一块磁石吸引着朱清时。
然而,在国内的科研条件下,从事混沌的研究几乎是不可能的。命运似乎总是捉弄他,和他开玩笑,使他总是无法顺畅地实现自己心中的目标。然而,命运女神似乎又十分垂青他,常常向他招手,给他带来意想不到的机遇。1985年,朱清时赴加拿大,到专门生产光谱仪的鲍曼公司购买仪器。在加拿大期间,他顺道造访了加拿大研究院赫兹堡天体物理研究所。研究所光谱部主任、国际著名科学家莱姆瑟曾在几次国际学术会议上与朱清时谋面,彼此很熟悉。老朋友见面,自然十分高兴。交谈中,莱姆瑟邀请朱清时以高级客座科学家身份到他们这儿来进行合作研究,并将给以高额薪俸。赫兹堡天体物理研究所是世界闻名的光谱科研中心和最高学府,这里拥有世界一流的仪器设备,聚集一批世界一流的分子光谱学家,从事分子光谱科学研究的学者无不以到这里工作一段时间为荣。如今,朱清时也得到了这种机会,不禁十分兴奋。
1986年金秋时节,朱清时如约从大连飞抵位于加拿大首都渥太华的赫兹堡研究所。研究所创立者赫兹堡教授是一位年近八旬的著名老科学家,早年曾获诺贝尔奖。朱清时曾拜访过他,得到很多教益。赫兹堡教授这时已不再做科研工作。光谱部的"老板"是莱姆瑟教授,他是加拿大籍英国人,虽年过六旬,身体却非常壮实,腰板总是挺得很直。他早年毕业于剑桥大学,50年代初便来这里工作,仍是英国皇家学会的国外会员。
赫兹堡虽然荟萃了很多出色的科学家,但是固定的科学家只约占一半左右,另一半则是流动的。不断有来自世界各地带着不同学术传统、学术风格的科学家来这里工作一段时间,取得一些成果后便告别而去,代之以新来的一批科学家。这种高度灵活的人员管理、流动体制,使这里的学术空气永远显得那么活跃。不同的学术风格、学术思想在这里相撞,常常产生耀眼的科学火花,生成高水平的科学成果。
在赫兹堡这难得的、优越的科研环境和浓厚的学术氛围中,朱清时思维像长了翅膀,在奥妙无穷、变幻莫测的混沌王国忘情地漫游。探索的欢愉,使他常常忘却休息、就餐,更无暇光顾渥太华郊外大自然那迷人的风光。在枯燥、单调的求索中,朱清时设计了一个科学思路:试图用光学---微波双共振来探测硫代甲醛(H2CS)分子的高振动能区中是否存在混沌状态。在反复的实验观测中,朱清时度过了半年紧张而又充满欢乐的岁月。他出人意料地测得了大量实验数据。分析表明,在一个特定区域硫代甲醛(H2CS)和重氢硫代甲醛(D2CS)两种分子的振动的混沌程度。这项研究证实了这种从光谱中观测混沌新方法的有效性。成果刚刚公诸于世,便引起国际同行们的浓厚兴趣和广泛重视,邀请函像雪片一样向朱清时飞来。
朱清时在混沌这一新兴学科取得的带有突破性的研究成果,为他在国际同行中赢得了更高的声誉,结交了更多的国际光谱学界优秀的科学家。
给分子做手术的人
自1982年初返回祖国,朱清时便像一只辛勤的蜜蜂,不停地在国内外科学园地飞来飞去,采粉酿蜜。每年,他大约有1/3的时间在国外采粉,用2/3时间在国内酿蜜---撰写学术论文。从这时起,朱清时在国内取得的科研成果和完成的论文数量都超过了在国外。
昔日那位初到巴巴拉分校不时陷于尴尬境地的青年学者,如今已成为国际分子光谱界著名的科学家。他多次以客座研究员、一级客座教授、高级客座科学家身份应邀到英国皇家学会、剑桥大学、牛津大学、傅利叶大学等国际著名科研机构和学府讲学或合作研究,经常出席国际学术会议,与国际同行进行学术交流,与那些国际知名科学家一边品着咖啡,一边交谈着彼此感兴趣的学术问题。
他领导的实验室已成为在国际上有一定名气的实验室。一些英国、法国、美国、俄罗斯的专家学者慕名纷纷申请到朱清时的实验室来工作。
1988年3月,朱清时又一次步出国门,此行是到他向往已久的英国剑桥大学,在这国际最享盛誉的高等学府进行为期半年的合作研究。
位于伦敦北郊的剑桥大学建于13世纪初,是世界最古老的大学之一。这是一所环境幽美、恬静的大学。碧绿的剑河倒影清流,林木荫翳,枝叶婆娑,草坪花坛终年青绿。更令朱清时神往的,这里是大科学家牛顿、达尔文的母校,是曾产生20多位诺贝尔奖金获得者的卡文迪什实验室的所在地,是从剑桥毕业,耗尽毕生精力撰写《中国科学技术史》的李约瑟博士生活的地方。剑桥大学曾对我国的科技文化产生很深的影响。著名物理学家张文裕、著名化学家吴征铠早年都曾在这里就读,著名文学家徐志摩、朱自清也曾到这里造访。在这神圣的科学殿堂从事科学研究,朱清时的大脑一直处于亢奋状态,思维也好像变得比以往任何时候都更加活跃、敏锐。他内心也觉得奇怪:是不是剑桥这儿真有一股科学的灵气,使人变得聪明,使人产生了意想不到的灵感?实际上,他心里很清楚,自己所以产生这种良好的精神状态,是强烈的使命感、成就感使然,是一种强烈的攀登科学高峰的热切愿望使然。
朱清时试图利用剑桥无与伦比的科研环境和条件,把探索的触角伸向一个更高的层次,一个更艰深的领域,那就是选键化学。
选键化学,一个多么陌生、神奇而又诱人的研究领域!
科普常识告诉我们,组成分子的原子是由许多化学键连结的。通常情况下,如若给分子施加能量,那么分子的每个键都会产生振动。不过也有一种特殊情况,就是给分子能量后,只有一个分子键产生振动,而其他键不发生振动。如果找到这种状态,人们便可以通过给某一化学键施加能量将其打断或激活,使分子重新组合,实现通过改变分子结构产生新的物质的目的。这样人类就会实现这样的梦想,如同裁剪衣服一样,对分子进行加工;如同作外科手术一样,给分子做手术,得到人类理想的分子。这就是选键化学的研究内容。
从事这一领域研究的关键,就是要找到分子的一种特殊状态---只有一个分子键在动,而其他的分子键都不动。这种特殊状态被科学家称为局域模振动态。
选键化学作为一个新兴研究领域,在国际上兴起不过20年时间。20年来,国际上许多著名实验室、众多著名分子光谱学家为此进行了不懈探索,可惜都未能取得成功。
朱清时对此充满了信心!他过人的胆识和雄心来之于强烈的自信。他相信自己具有攻下这道世界性难题的坚实理论根基,能够寻找到解开这一科学谜团的清晰思路。同时,朱清时还有一种少见的不被困难所屈服,坚韧不拔,一往无前,不达目的誓不罢休的拼搏精神。实际上,在科学探索的道路上,一位科学家的十种科学思路,有一种能够获得成功就是很幸运的了。实践要比理论分析、预测复杂得多,其中有许多事先无法预见因素的出现,使看似十分奇妙的科学思路惨遭失败。科学探索从某种意义上可以说,是科学家在与失败进行较量,反复经受失败的磨练、考验。
在剑桥大学化学系光谱实验室,朱清时有自己的单独工作室。工作室内有一台大型傅利叶变换光谱仪,它是寻找局域模振动态的设备。走进这间工作室,他的大脑便立即进入最佳状态。在卷帙浩繁、茫如烟海的文献资料中,朱清时一丝不苟地追踪着前人的探索之路,总结他们陷入"泥潭",屡遭失败的教训。渐渐地,他脑海中形成一个跨过这道悬崖峭壁的清晰科学思路。几经理论上的推敲,朱清时对这一思路获得成功信心十足。他来到年过六旬的老科学家斯拉稀教授的工作室,向他述说了自己的思路,希望得到他的指点。老科学家面带微笑仔细听了之后,沉思良久,未置可否。
此景此情,朱清时显得有些尴尬。转瞬间这种难堪的心情便释然了。在探索局域模振动态的崎岖山路上,曾产生数不尽的科学思路,人们听到的已够多了,然而试验结果均遭惨败。自己作为刚刚涉足这一研究方向未久的新兵,刚刚设计一个思路,怎么能会使人轻易苟同,激动起来呢?
朱清时立即投入紧张的实验之中。一个思路的正确与否,最终要靠实验来证明。他未存任何侥幸心理,准备在这条荆棘丛生、沟壑纵横的探索道路上打一场持久战。这是意志与精力的较量,耐力与体力的抗争。这是对人的精力与体力极限的超越。对这种常人难以理喻的清苦、艰辛、枯燥的生活,朱清时却乐此不疲,其中似乎有着难以言表的欢愉。
时光在一天天流逝。幸运女神并没有遽然而至,降临到朱清时的头上。他祈盼的只有一个分子键在振动,而其他键不动的光谱犹如深藏迷宫的瑰宝,始终未见踪影。理想中的光谱离朱清时还很遥远。
朱清时与前辈科学家一样,此时也陷于泥潭、沼泽之中,处于举步维艰的境地。然而,朱清时的斗志却更加旺盛。一位出色科学家成功的奥妙、过人之处,有时并不在于其过人的才智、科学思维的巧妙,而是在于他能够在"黎明前的黑暗"看到胜利的曙光,在多数人望而生畏、偃旗息鼓之时,依然抖擞精神,勇往直前。
六月的剑桥,骄阳似火,热气袭人。朱清时的内心一如这炎热的天气,燃烧着炽热的希望之火。在两个月的苦苦探索之后,为争时间抢速度,有一天午夜时分,他依然全神贯注地注视着傅利叶变换光谱仪。午夜3时,他离开实验室时也没有关掉设备。第二天早上7点便赶回实验室,继续实验、观测。
第三天早上,只休息几个小时的朱清时匆忙来到实验室。待他观测荧光屏上显示的光谱时,立刻被眼前的情景惊呆了:只见荧屏上锗烷(Ceh4)分子出现了他苦苦期待的只有一个分子键在振动,而其他分子键没有振动的光谱!朱清时不禁欣喜若狂,内心充满不可遏止的激动之情。他于激奋之中意识到,这是他迄今为止在科学道路上获得的最重要的发现,取得的最重要的科学成果!他把这个国际光谱学界首次发现的光谱用绘图仪画在图纸上,跑到希拉斯教授的工作室,请他欣赏这一激动人心的光谱。希教授把图纸拿在手上,端详良久。与上一次一样,又未置可否。纯真的朱清时以为希教授没有看懂,便直率地告诉他这一光谱如何奇妙,价值如何重大。希教授虽然面颊上挂着和蔼的微笑,还是不发表看法。朱清时终于读懂了希教授那蕴意深长的复杂面容:他也真诚地希望眼前的光谱如同自己说的一样,可又担心自己搞错了,闹出笑话。
"您去与络比耶特教授讨论一下吧!"希拉斯教授提议说。络比耶特教授是牛津大学一位很有名的科学家。第二天,朱清时乘公共汽车,颠簸了四个小时,来到了牛津大学。身材高大、年近不惑的络教授看了图纸上的光谱,兴奋之情溢于言表,不禁高声说道:"这正是我们多年来想要找到的东西!"说罢,他拿出一个软件说:"这是专门用来分析这类光谱的计算机程序,或许对您有些帮助,您拿去用吧!"
朱清时深为络教授的真诚和大度所感染,未加思索,便提议说:"那我们就一起合作吧,共同来写篇东西!"
络教授听了很高兴,不无歉意地说:"可是我没有作什么贡献呀!"
"您能提供这套程序就是很大贡献了!"朱清时爽朗地说。
论文很快就完成了。朱清时把论文寄给了化学界最权威的杂志之一《化学物理快报》的主编。头一天寄出,第二天便收到了回信:"非常杰出,将在下期刊出。"
朱清时返回大连化物所后,改进了在剑桥所用的方法,又发现了硅烷(S1H4)分子的一系列局域模振动态。
朱清时的这一发现,在国内外学术界引起了极大兴趣和关注。世界著名科学家、美国普林斯顿大学教授列曼说:"大家谈论局域模振动态已经有很多年了,你们的锗烷光谱第一次告诉人们,这就是局域模振动态! "我国著名光谱学家、中科院院士吴征铠教授早年曾在剑桥求学,1988年8月,与母校阔别半个世纪后,又来剑桥访问。吴先生听了朱清时这一科研成果的介绍,大为赞赏:"局域模是早已有之的一种理论,但是你第一次得到无可怀疑的实验证明,并确定指出选键化学的可能。"回国后,吴先生还到处宣传朱清时是一位优秀的青年科学家,呼吁有关方面支持他的研究工作。在中科院第六次学部委员大会上,张存浩教授在代表化学部作的大会报告中指出:"选键化学的实验基础是朱清时在1988年第一次得到的……由此在国际上重新掀起了选键化学热。与70年代初的狂热不同,这次是有理论基础的,因而前景光明。"
沉浸在无限喜悦之中的朱清时收到妻子谭廉志的一封信。妻子在信中向他报告了一个石破天惊的消息:父亲的"历史问题"已经平反了。朱清时反复翻阅妻子的信函和父亲的平反文件,禁不住心潮翻滚,泪流满面。
剑桥的实验结果,使朱清时建立起描述局域模振动态的理论,阐释了什么情况下可以出现局域模振动态,如何利用这种状态实施分子手术。迄今,朱清时已就此发表了数十篇学术论文。
分子光谱学是通过光谱这个窗口来研究分子的科学,它是化学的基础。朱清时发现的局域模振动态的实例使传统分子光谱学理论面临严峻挑战。目前,朱清时在建立适用于局域模振动态的新的光谱学理论的同时,正在建立适用于一般场合的以分子局域模振动态为基础的分子光谱学理论。
已过知天命之年的朱清时朝气不减,仍在孜孜以求,向一个新的制高点冲刺---利用分子局域模振动态为分子作手术。1994年朱清时在科研中又实现了一次新的跨越---毅然从地处海滨城市、实力雄厚的大连化物所,调入合肥市的中国科技大学,建立了选键化学实验室,以利用这里多学科交叉、学术空气浓厚的优势,带领一批优秀青年学子,继续保持我国在选键化学领域的领先地位。
惜时如金的朱清时在科学天地展翅翱翔的时候,没有忘记肩负的另一项重任---使一大批比自己更年轻的科技人才冲向国际科学前沿。十几年来,他通过带研究生、办班、讲学,为国家培养了200多名优秀科技人才。两年前,朱清时出任中国科大副校长,如今又任校长。他说,自己现在最重要的任务,就是为更多的人才实现超越甘当"人梯"!
举止潇洒,周身透着浓郁书卷气的朱清时豪迈地说:"作为一名从事基础研究的科学家,对于国家的贡献,集中表现在通过自己的研究工作提高祖国在国际上的声誉。我们中国科学家不仅有信心,而且有能力在这场较量中走在世界前面!"(《传记文学》1999年第2、3期)
《新华文摘》1999年第6期
