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莫道桑榆晚 為霞尚滿(mǎn)天
——寫(xiě)在南京大學(xué)陳洪淵院士80歲壽誕之際

2016-12-28 02:32
科學(xué)中國(guó)人 2016年34期
關(guān)鍵詞:分析化學(xué)南京大學(xué)電化學(xué)

莫道桑榆晚 為霞尚滿(mǎn)天
——寫(xiě)在南京大學(xué)陳洪淵院士80歲壽誕之際

本刊記者 胡 敬

陳洪淵工作照

“我與陳(洪淵)先生共事超過(guò)20年。這些年里,我親見(jiàn)先生除了出差或開(kāi)會(huì),總是在辦公室忙碌地處理科研工作,夜以繼日,廢寢忘食。在先生這種忘我工作的感召與鼓舞下,學(xué)生們都能自覺(jué)地勤奮工作、奮力拼搏,這正是先生言傳身教的影響力。陳先生對(duì)于科研數(shù)據(jù)和論文精益求精,可以說(shuō)是一個(gè)‘完美主義者’,他說(shuō),科學(xué)工作需要嚴(yán)謹(jǐn),一項(xiàng)工作你做了99%,可1%的缺憾可能會(huì)讓你前功盡棄。因此他對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)反復(fù)審核,論文會(huì)逐字逐句的推敲,不辭辛勞地一遍遍修改,一步步指點(diǎn)?!?/p>

在《自然》杰出導(dǎo)師獎(jiǎng)的提名表上,陳洪淵院士的得意弟子徐靜娟這么描述恩師的工作狀態(tài)。到如今,“完美主義者”陳洪淵已經(jīng)培養(yǎng)了120多名博士和碩士,指導(dǎo)了10余位博士后。其中,有8名國(guó)家杰出青年基金獲得者、3位教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、3名國(guó)家優(yōu)秀青年基金獲得者,2人獲得中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng),1人成為國(guó)際電化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士,3人成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)士……

日復(fù)一日,年復(fù)一年,50多個(gè)春秋過(guò)去,陳洪淵院士如愿將學(xué)生們培養(yǎng)成了“駿馬”,他也在《自然》杰出導(dǎo)師獎(jiǎng)的評(píng)選中被授予“(南方)杰出導(dǎo)師終身成就獎(jiǎng)”。然而,即使桃李滿(mǎn)天下,陳洪淵院士依然渴望在分析化學(xué)這片草原上千里馳騁,正如他在80大壽之際寫(xiě)下的詩(shī)句:“如今八十不服老,猶望有益留人間”。

“向科學(xué)進(jìn)軍”

1956年,無(wú)論是對(duì)于國(guó)家,還是對(duì)于陳洪淵個(gè)人,都是一個(gè)重要的紀(jì)年。

這一年,中共中央號(hào)召全國(guó):我國(guó)人民應(yīng)該樹(shù)立起一個(gè)遠(yuǎn)大的目標(biāo),在幾十年內(nèi)努力改變我國(guó)在經(jīng)濟(jì)上和科學(xué)文化上的落后狀況,迅速達(dá)到世界上的先進(jìn)水平。這次會(huì)議之后,一股“向科學(xué)進(jìn)軍”的新氣象在舉國(guó)上下彌漫開(kāi)來(lái)。

這一年,因高考化學(xué)成績(jī)離滿(mǎn)分只差2分,陳洪淵與核物理專(zhuān)業(yè)擦身而過(guò),被南京大學(xué)化學(xué)系錄取,從此與南京大學(xué)終生結(jié)緣。

這一年,他還不滿(mǎn)20歲,與化學(xué)的淵源卻由來(lái)已久。

1949年秋,陳洪淵考入三門(mén)初級(jí)中學(xué)。在那里,少年陳洪淵第一次接觸到了化學(xué)。偶然地,他發(fā)現(xiàn)很多化學(xué)元素乃至化學(xué)反應(yīng)都是以外國(guó)科學(xué)家的名字命名的,如“鍆”是為了紀(jì)念化學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)者俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫,“锘”是為了紀(jì)念瑞典科學(xué)家諾貝爾等。

“為什么沒(méi)有中國(guó)人的名字呢?”陳洪淵拿自己的發(fā)現(xiàn)去問(wèn)班主任兼化學(xué)老師沈慎文?!巴詿o(wú)忌”的發(fā)問(wèn)令沈老師沉思良久,才作出回答:“國(guó)外的近代化學(xué)的確發(fā)展很快,但是中國(guó)近代也出過(guò)著名的化學(xué)家,比如學(xué)制革出身的侯德榜曾自行設(shè)計(jì)出侯氏制堿法,驚動(dòng)了當(dāng)時(shí)整個(gè)化學(xué)界?!?/p>

沈老師不會(huì)想到,這一句話(huà),加上此前所講授的化學(xué)歷史掌故,在少年陳洪淵心里播下了一顆名叫“化學(xué)”的種子。更令人意想不到的是,等到陳洪淵在臺(tái)州中學(xué)讀完高中,選擇的第一志愿竟然是核物理?!爱?dāng)時(shí)國(guó)際時(shí)局比較緊張,國(guó)家急需核武器研究人才,我偏愛(ài)化學(xué),但更希望成為國(guó)家最急需的人才?!标惡闇Y樸實(shí)的言語(yǔ)中充滿(mǎn)時(shí)代的責(zé)任感。如果不是太過(guò)出色的化學(xué)成績(jī)引起了南京大學(xué)化學(xué)系的注意,或者現(xiàn)在的陳洪淵會(huì)是另一種人生狀態(tài)??缮顩](méi)有“如果”,而不管兜了多大的圈子,他始終都在直面“國(guó)家最急需”這幾個(gè)字。

1958年夏天,南京大學(xué)成立了放射化學(xué)專(zhuān)業(yè),陳洪淵再次被選中,分到了這個(gè)新成立的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)。“新”到何種程度呢?根本沒(méi)有現(xiàn)成的教材,老師們只能將期刊文獻(xiàn)和蘇聯(lián)提供的一些資料編譯成講義。因是保密專(zhuān)業(yè),學(xué)生們都不得不與其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生“隔離”,單獨(dú)上課,單獨(dú)做實(shí)驗(yàn),根據(jù)國(guó)家下達(dá)的科研任務(wù)早早開(kāi)展起科研工作。

陳洪淵還牢牢地記得,當(dāng)時(shí)放射化學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置很多很重,無(wú)章可依。放射化學(xué)、放射性測(cè)量等自然被放在專(zhuān)業(yè)主課里,無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和高等數(shù)學(xué)也都是主課,他們還必須學(xué)習(xí)核物理和應(yīng)用電子學(xué)、脈沖技術(shù)等相關(guān)課程。不過(guò),對(duì)興趣極廣的陳洪淵來(lái)說(shuō),這種跨界式的學(xué)習(xí)并沒(méi)有帶來(lái)太多的壓力,甚至早在調(diào)配專(zhuān)業(yè)之前,他就已經(jīng)對(duì)電學(xué)、數(shù)學(xué)、無(wú)線(xiàn)電學(xué)等有所涉獵。他動(dòng)手能力極強(qiáng),曾在老師的指導(dǎo)下,很快試制成高頻滴定儀和電導(dǎo)分析儀等實(shí)驗(yàn)裝置,在1958年的大躍進(jìn)年代,還當(dāng)上了由學(xué)生組織起來(lái)的電子儀器廠(chǎng)“廠(chǎng)長(zhǎng)”。

曾有過(guò)研制安裝教學(xué)儀器的經(jīng)驗(yàn),再接到進(jìn)行放射性測(cè)量和試制低本底γ放射性測(cè)量?jī)x器的任務(wù)時(shí),陳洪淵激動(dòng)不已。那時(shí),除了從蘇聯(lián)得到的電路圖,他基本上別無(wú)他法可循,只能“按圖索驥”,摸索學(xué)習(xí)如何安裝放射測(cè)量?jī)x、定標(biāo)器等,以及確定允許劑量標(biāo)準(zhǔn)等。路不好走,他卻以一腔無(wú)畏之心走得有滋有味。而看在學(xué)校眼中,陳洪淵絕對(duì)是一支“潛力股”。那時(shí)急需擴(kuò)大教師隊(duì)伍,就在1960年4月,即陳洪淵按規(guī)定畢業(yè)的前一年,學(xué)校決定將他留校并調(diào)到分析化學(xué)教研室當(dāng)預(yù)備教師,參加教學(xué)活動(dòng)并擔(dān)任教研室教師團(tuán)支部書(shū)記?!案啉櫧淌冢?980年當(dāng)選院士)當(dāng)時(shí)是我們分析化學(xué)教研室副主任,他認(rèn)為分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教師應(yīng)該有更多的數(shù)學(xué)和電子學(xué)知識(shí)?!标惡闇Y此前的學(xué)習(xí)經(jīng)歷,讓他再一次脫穎而出,成為這一高瞻遠(yuǎn)矚的思路下產(chǎn)生的第一批重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象,正式坐到物理系的課堂上,成了半個(gè)電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,不僅學(xué)習(xí)了數(shù)理方程和無(wú)線(xiàn)電電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的各門(mén)課程,還直接加盟物理系舉辦的“無(wú)線(xiàn)電師資培訓(xùn)班”,脫產(chǎn)進(jìn)修。面對(duì)不斷跨界,陳洪淵每一次都義無(wú)反顧地接受挑戰(zhàn),他給自己的定位十分明確——“做一個(gè)又紅又專(zhuān)的優(yōu)秀教師”!

與高小霞院士(左)、俞汝勤院士(右)等交流。

與德國(guó)導(dǎo)師Neeb在一起

“那時(shí)候,以高鴻教授為首的研究室在國(guó)內(nèi)的核心刊物上發(fā)表了一系列學(xué)術(shù)論文。這意味著學(xué)術(shù)思想活躍起來(lái)了,打破了‘基礎(chǔ)理論研究是國(guó)外學(xué)者專(zhuān)利’的框框,我們也可以問(wèn)津?qū)W術(shù)上的疑難?!笔艿搅斯奈?,陳洪淵也開(kāi)始嘗試給科學(xué)上的疑難雜癥把脈。1963年,陳洪淵推導(dǎo)出關(guān)于耦聯(lián)化學(xué)反應(yīng)的交流極譜催化電流的方程式,并寫(xiě)出了他科研生涯中的處女作論文“交流極譜催化電流理論”。手稿投到《南京大學(xué)學(xué)報(bào)》后,就趕上了暑假,就在陳洪淵為了稿件能否刊發(fā)忐忑時(shí),美國(guó)Analytical Chemistry上的一篇醒目的最新論文,恰巧與陳洪淵那篇文章有異曲同工之妙,處理方法不同而結(jié)果相似。當(dāng)時(shí)的系主任戴安邦教授(1980年當(dāng)選院士)獲悉后,對(duì)此極為重視,親自向?qū)W校推薦,不僅將他的文章破格錄用搶先插入正在發(fā)排的南大學(xué)報(bào)上,還要求付給他最高稿酬120元。不要小看這個(gè)數(shù)字,當(dāng)時(shí)陳洪淵的助教工資每個(gè)月也只有53.4元。這一下,陳洪淵的名字在南京大學(xué)火了起來(lái)。

1982年與高鴻院士(右)在德國(guó)

與Neeb教授交流研究思路

2011年,作為執(zhí)行主席主持納米生物效應(yīng)及分析技術(shù)香山會(huì)議。

開(kāi)眼看世界

1978年全國(guó)科學(xué)大會(huì)之后,我國(guó)迎來(lái)了“科學(xué)的春天”?!敖?jīng)過(guò)10年文革,我們對(duì)國(guó)外情況一無(wú)所知,我也急切地希望到國(guó)外學(xué)點(diǎn)東西,力爭(zhēng)把失去的時(shí)間奪回來(lái)!”陳洪淵說(shuō)。

其實(shí),在“文革”10年中,陳洪淵既沒(méi)有參加“派斗”也沒(méi)有“逍遙”,除了必需參加的活動(dòng),仍然堅(jiān)信“讀書(shū)有用”,十分愛(ài)惜時(shí)間,做了一些有益的工作。

早在1964年,“反修”運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后,涉及電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)研究,就被扣上了“理論脫離實(shí)際”的帽子。輿論上認(rèn)為,分析化學(xué)不搞分析儀器而去研究電化學(xué)電極過(guò)程的基礎(chǔ)研究,追求學(xué)術(shù)論文,是典型的“白專(zhuān)道路”,是往修正主義的邊上靠,年輕教師那是萬(wàn)萬(wàn)要不得的。陳洪淵也默默收起了幾篇手稿,轉(zhuǎn)向結(jié)合實(shí)際需要的電化學(xué)儀器研制工作。沒(méi)有助手,他就自己設(shè)計(jì),再拿到學(xué)校儀器廠(chǎng),與工人師傅一起安裝。一年后,他完成的線(xiàn)性?huà)呙枋静O譜儀和雙向整流型檢測(cè)相位可調(diào)(即閘門(mén)開(kāi)關(guān)位置和寬度可調(diào))的振動(dòng)子方波極譜儀,作為南京大學(xué)的優(yōu)秀成果之一,被送到教育部主辦的“直屬高等學(xué)??蒲谐晒褂[會(huì)”(北京)上展出。直到1966年6月“文革”開(kāi)始,這個(gè)展覽會(huì)被貼上17年資產(chǎn)階級(jí)學(xué)者反動(dòng)路線(xiàn)和修正主義黑線(xiàn)統(tǒng)治產(chǎn)物的標(biāo)簽,他研制的儀器才告別了展出而被送往北京全國(guó)展覽館。

知識(shí)就是力量!即使到此時(shí),陳洪淵的信仰也沒(méi)有動(dòng)搖。在經(jīng)歷了不平常的1966~1968年后,閑不下來(lái)的他看到全國(guó)興辦半導(dǎo)體工業(yè)的大走向,深入到一線(xiàn),幫助半導(dǎo)體鍺生產(chǎn)廠(chǎng)建立起半導(dǎo)體鍺多數(shù)和少數(shù)載流子壽命的檢測(cè)方法。半年多之后,他又與江蘇電分析儀器廠(chǎng)聯(lián)合試制檢驗(yàn)環(huán)境中重金屬污染的陽(yáng)極溶出分析儀,以及離子選擇性電極等。

沒(méi)過(guò)多久,隨著1969秋冬季的一個(gè)號(hào)令,陳洪淵順應(yīng)“洪流”下到溧陽(yáng)農(nóng)村搞“斗、批、改”,翌年7月又調(diào)回學(xué)校“抓革命促生產(chǎn)”,實(shí)際上則是跟著“大搞電子工業(yè)”的浪潮搞起校辦工廠(chǎng)。難能可貴的是,在這個(gè)過(guò)程中,他與伙伴們辦起了在乙醇—液氨體系(-60℃)下,以產(chǎn)生硅烷來(lái)制備半導(dǎo)體材料多晶硅(Si)的方法。為此,他經(jīng)常日夜連續(xù)乘火車(chē)奔波于上海、南京兩地,從上海酒精廠(chǎng)運(yùn)回干冰,立即就投入南京的工作。后來(lái),經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),該方法完全可以生產(chǎn)出電阻率較高的產(chǎn)品。他的辛苦也得到了最好的回報(bào)。

1972年,南京大學(xué)開(kāi)始招收工農(nóng)兵學(xué)員,陳洪淵“轉(zhuǎn)身”又當(dāng)起了班主任,積極投入到“新身份”里。直到1978年全國(guó)科學(xué)大會(huì)召開(kāi)時(shí),高鴻教授領(lǐng)銜的“近代極譜電流理論研究”被授予科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng),陳洪淵作為第二完成人赫然其中,人們才發(fā)現(xiàn),陳洪淵早期的成果為這個(gè)項(xiàng)目的圓滿(mǎn)完成做出了突出的貢獻(xiàn)。然而,在陳洪淵看來(lái),得到肯定固然可喜,追趕時(shí)光才是他的人生大事。國(guó)門(mén)之外的世界那么大,他想去看看。

1979年年底,闖過(guò)數(shù)重考核之后,陳洪淵得到了赴美國(guó)留學(xué)的機(jī)會(huì)。就在他積極練習(xí)英語(yǔ)口語(yǔ)的時(shí)候,平地生波。“這一批26名公派名額中有3個(gè)赴聯(lián)邦德國(guó)的指標(biāo)”,陳洪淵回憶道,當(dāng)時(shí)學(xué)德語(yǔ)的人并不多,要臨時(shí)更改語(yǔ)種也不容易,學(xué)過(guò)德語(yǔ)的他就成了不二之選?!?963年匡亞明校長(zhǎng)來(lái)南大時(shí)曾搞過(guò)一次外語(yǔ)水平過(guò)關(guān)測(cè)試,我英語(yǔ)過(guò)關(guān)之后,鬧著玩似的去讀了一段時(shí)間的德語(yǔ)夜修班,可16年過(guò)去早就忘光了。”話(huà)雖如此,他依然選擇了服從分配,又去上海外國(guó)語(yǔ)學(xué)院“折騰”了一年的德語(yǔ)。到1981年10月,才前往德國(guó)MAINZ大學(xué)。

幸運(yùn)的是,陳洪淵遇到了國(guó)際著名的電分析化學(xué)家R.Neeb教授。得知陳洪淵有電化學(xué)理論基礎(chǔ),Neeb教授就要他開(kāi)展此前十多年來(lái)一直想而未究的題目——“電化學(xué)伏安電流溫度效應(yīng)”的基礎(chǔ)性研究。

陳洪淵十分珍惜這個(gè)機(jī)遇,他用近一年的時(shí)間對(duì)各種極譜電極動(dòng)力過(guò)程,即可逆、準(zhǔn)可逆、不可逆、動(dòng)力催化以及吸附過(guò)程等幾大類(lèi)型在直流、交流一次和二次諧波、脈沖極譜(示差與常規(guī))等諸方法中所包含的29個(gè)體系進(jìn)行了精細(xì)的測(cè)試,并獲得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以期從中尋找出電流與溫度的函數(shù)關(guān)系。

就在他還在忙于分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)候,Neeb教授與其助手已歸納出一個(gè)電流與溫度關(guān)系的普適公式,表達(dá)式為:

2004年在南京主持召開(kāi)第二屆國(guó)際傳感器科學(xué)研討會(huì)

2008年獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

從這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式,的確可以得出:在0℃~50℃(i.e.273K~323K)的溫度范圍內(nèi),實(shí)測(cè)電流與擬合公式得出的結(jié)果的相對(duì)誤差均在±5%以?xún)?nèi)。這樣的結(jié)果是可以接受的,Neeb教授也非常高興,對(duì)陳洪淵說(shuō):“陳先生,這個(gè)方程式就是我們的結(jié)論!”

陳洪淵看了后很為之開(kāi)心,但他馬上醒悟到,盡管公式在這段可測(cè)的溫度范圍內(nèi)符合得很好,卻經(jīng)不起推論。因?yàn)椋?dāng)溫度在絕對(duì)零度時(shí),電流不為零而為常數(shù);而當(dāng)溫度趨向無(wú)窮大時(shí),電極反應(yīng)產(chǎn)生的電流不趨向極限值竟為無(wú)窮大,顯然是謬誤。出于禮貌,陳洪淵當(dāng)時(shí)只是說(shuō),還有點(diǎn)問(wèn)題要回去好好想想?;厝ズ螅?jīng)過(guò)仔細(xì)地思考,他在合理簡(jiǎn)化假定的基礎(chǔ)上,根據(jù)Arrhenius方程導(dǎo)出新的方程式為:

此式將不符合熱力學(xué)原理的兩個(gè)極端情況下的謬誤都糾正了。這樣一來(lái),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與公式擬合結(jié)果的誤差均在±1%以?xún)?nèi),而且,除了可測(cè)電流及其溫度系數(shù),還能測(cè)定反應(yīng)活化能和推算不同溫度下的電流。經(jīng)驗(yàn)證后,Neeb教授完全明白了,十分感慨地說(shuō):“不是陳先生,我們兩位德國(guó)教授和博士差點(diǎn)就要鬧出大笑話(huà)來(lái)!”對(duì)于這位名不見(jiàn)經(jīng)傳的中國(guó)學(xué)者,Neeb教授給予高度評(píng)價(jià)道。他一直稱(chēng)這個(gè)公式為:“Chen’s equation”(陳氏方程)。直到現(xiàn)在,“陳氏方程”依然被廣泛引用?!瓣惡闇Y”的名字也第一次進(jìn)入國(guó)際化學(xué)界的舞臺(tái),為實(shí)現(xiàn)他少年時(shí)“化學(xué)榮國(guó)”的夢(mèng)想邁出了“一小步”。

經(jīng)這一次“交鋒”和后續(xù)的科研成果,陳洪淵和Neeb教授之間更融洽了。在Neeb教授的支持下,他獲得德國(guó)大眾汽車(chē)公司基金會(huì)10萬(wàn)馬克的資助。用這筆錢(qián),他在1984年1月回國(guó)時(shí),帶回了一臺(tái)國(guó)內(nèi)難求的電化學(xué)分析儀,復(fù)印了大量的資料,外加若干圖書(shū)和兩箱儀器記錄紙。“這項(xiàng)資助對(duì)我后續(xù)研究工作的作用是決定性的?!?/p>

與3位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者在南京一起研討

打響“時(shí)間爭(zhēng)奪戰(zhàn)”

“上世紀(jì)80年代,不像現(xiàn)在一回國(guó)立即能得到一筆可觀(guān)的啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)?!睆牡聡?guó)回來(lái)之初,陳洪淵一籌莫展。盡管他已經(jīng)根據(jù)國(guó)際前沿動(dòng)態(tài),決定以生物物質(zhì)為對(duì)象,轉(zhuǎn)而開(kāi)展微(超微)電極新方法新技術(shù)的基礎(chǔ)與應(yīng)用以及生物電化學(xué)方面的研究,可終究巧婦難為無(wú)米之炊。

轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在1985年。他先是獲得了高鴻院士的支持,與其共同申請(qǐng)獲得了由中國(guó)科學(xué)院主持的最后一批科學(xué)基金,又在次年申請(qǐng)到了國(guó)家自然科學(xué)基金委成立后第一批面上基金。令陳洪淵振奮的是,兩項(xiàng)的支持額度在當(dāng)時(shí)都是最高,前者高達(dá)5萬(wàn)元/3年,后者也有3萬(wàn)元/3年。

有錢(qián)有儀器有想法,陳洪淵一下子變身為“三有新人”,他廢寢忘食地投入到“時(shí)間爭(zhēng)奪戰(zhàn)”中?!拔页鰢?guó)的時(shí)候已經(jīng)44歲了,可以說(shuō)年近5旬我才走上真正意義的科研之路。”言談之中,他總是有一股緊迫感,甚至將自己比作“小本經(jīng)營(yíng)”的“小攤販”,一路“步履艱難”,方有今日之積累。

當(dāng)時(shí),開(kāi)展微(超微)電極的基礎(chǔ)研究和生物物質(zhì)在修飾界面上的電子傳遞研究,正是研究的熱點(diǎn),有許多關(guān)鍵問(wèn)題需要破解,如有關(guān)陣列微電極的傳質(zhì)速率、擴(kuò)散場(chǎng)的屏蔽效應(yīng),偶聯(lián)各種化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜體系電流方程求解困難等,后來(lái)這些都被他解決了。隨著工作的深入,陳洪淵面臨的最大窘境是,即使有了第一批的啟動(dòng)金,依然消費(fèi)不起昂貴的生化試劑。那就找具有代表性的“廉價(jià)品”!陳洪淵決定無(wú)論如何都要把這項(xiàng)工作進(jìn)展下去。在他的精打細(xì)算之下,前期,他們選擇用血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素以及300多種脫氫酶的輔酶NADH等“物美價(jià)廉”的試劑做鋪墊性的工作;到后期,再用重要的生化試劑及抗體來(lái)研究。

以一種略顯“寒酸”的方式開(kāi)頭,陳洪淵在微電極理論和應(yīng)用研究上取得了一系列杰出的成果。其中,關(guān)于超微電極陣列擴(kuò)散層屏蔽效應(yīng)的理論被寫(xiě)入以IUPAC電化學(xué)委員會(huì)為名義總結(jié)的技術(shù)報(bào)告中。這類(lèi)報(bào)告是對(duì)一段歷史時(shí)期內(nèi),國(guó)際關(guān)注的重要研究領(lǐng)域的“官方”總結(jié)。自1975年到2000年,涉及微電極的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究的論文逾萬(wàn)篇,該報(bào)告只引31篇文獻(xiàn)為代表作,陳洪淵的論文就在被引之中。

到上世紀(jì)90年代初,陳洪淵與其指導(dǎo)的博士生共同發(fā)表了用“穩(wěn)態(tài)反應(yīng)—擴(kuò)散層”概念,簡(jiǎn)化了偶聯(lián)多級(jí)化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜電極過(guò)程方程的求解方法。在該方法中,他們克服了無(wú)法用數(shù)理方程求解的復(fù)雜體系,或雖能求解但過(guò)程極為繁瑣的缺陷,將求解過(guò)程大為簡(jiǎn)化,受到國(guó)際學(xué)術(shù)界的青睞,被國(guó)際公認(rèn)的經(jīng)典電化學(xué)教科書(shū)“Allen J.Bard & Larry R. Faulkner,ELECTROCHEMICAL METHODS: Fundamentals and Applications”所引用。該教科書(shū)風(fēng)行國(guó)際,也是我國(guó)相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生必讀之作。迄今為止,這本書(shū)已經(jīng)發(fā)行了3版,但我國(guó)從事電化學(xué)與電分析化學(xué)基礎(chǔ)理論研究的成果被引進(jìn)其中的,仍然僅此一例。

伴隨著生命科學(xué)的迅速發(fā)展和納米科技的異軍突起,陳洪淵的研究也步入與時(shí)俱進(jìn)的狀態(tài)。他所建立的仿生電催化界面和高靈敏生物傳感測(cè)定方法,和研制成的數(shù)十種生物電化學(xué)傳感器,在生物物質(zhì)的檢測(cè)和藥物開(kāi)發(fā)與醫(yī)療診斷上有廣闊的應(yīng)用前景。他開(kāi)創(chuàng)了在場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵界面的納米組裝,將納米粒子引入離子敏場(chǎng)效應(yīng)管(ISFET)的柵極,研制成國(guó)際上第一支納米粒子修飾的性能優(yōu)良的場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器。

“從納米工程的觀(guān)點(diǎn)上看,更吸引人的,但也是更加困難的是包含生物催化酶分子和導(dǎo)電納米粒子空間的有序組裝,而不是它們的無(wú)序復(fù)合物。(陳等)通過(guò)多層分步組裝……這樣的一種逐步處理過(guò)程提供了體系的某種空間結(jié)構(gòu)……(有利于生物催化)。”國(guó)際著名生物分子電子學(xué)專(zhuān)家、以色列巴列維大學(xué)I.Wilner教授等人,對(duì)他的研究高度評(píng)價(jià)道。

在芯片實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域,他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種新型芯片毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測(cè)法,它在同一系統(tǒng)中,既可對(duì)電活性物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)又能定量檢測(cè)非電活性物質(zhì),解決了長(zhǎng)期以來(lái)困惑微通道中分離高壓對(duì)電化學(xué)測(cè)定系統(tǒng)耦合干擾的難題。這一方法拓寬了電化學(xué)方法在芯片實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用范圍,國(guó)際同行預(yù)測(cè)“將來(lái)芯片上的電化學(xué)檢測(cè)會(huì)受益于電泳電場(chǎng)”,而“這為建立簡(jiǎn)單、一次性使用的芯片實(shí)驗(yàn)室器件打開(kāi)了大門(mén)”。

生命分析化學(xué)團(tuán)隊(duì)集體照(2006年攝)

“栽下梧桐樹(shù),引得鳳凰來(lái)”

陳洪淵是南京大學(xué)分析化學(xué)教研室任職時(shí)間最長(zhǎng)的室主任,從1985年1月開(kāi)始到1997年年底卸任,在這個(gè)崗位上,他站了整整12年。

學(xué)科要可持續(xù)發(fā)展,歸根結(jié)底取決于人才。事實(shí)上,從1991年起,陳洪淵就開(kāi)始面對(duì)學(xué)科發(fā)展道路上的人才危機(jī)。隨著一批老教授的退休和高鴻院士的調(diào)任,分析化學(xué)教研室一度只剩他和另一位年輕教授和幾位副教授。人才隊(duì)伍青黃不接,成了陳洪淵彼時(shí)面臨的最尷尬的局面。

怎么辦?如果說(shuō)培養(yǎng)是條“長(zhǎng)線(xiàn)”,“引進(jìn)”就是最直接的填補(bǔ)人才空缺的方法。為了留住人才,陳洪淵將自己的科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)拿出來(lái)支持剛引進(jìn)的年輕教授,讓出自己的學(xué)生來(lái)充實(shí)他們的研究力量,在招收博士生和碩士生時(shí),也對(duì)這些新晉人才大開(kāi)方便之門(mén),優(yōu)先滿(mǎn)足他們的需要。不僅如此,他還“現(xiàn)身說(shuō)法”,將自己的經(jīng)驗(yàn)傾囊相授,并將一批年輕人推向國(guó)家科技部“973”“863”項(xiàng)目及國(guó)家自然科學(xué)重大項(xiàng)目的首席科學(xué)家或課題負(fù)責(zé)人的位置,使年輕人得以盡快成長(zhǎng)。

路遙知馬力,日久見(jiàn)人心,陳洪淵的人格魅力感染著這些“新人”,令他們相信南京大學(xué)會(huì)是他們事業(yè)發(fā)展的沃土。而陳洪淵也更加悉心地栽培分析化學(xué)學(xué)科這株“梧桐樹(shù)”,將其培育得枝繁葉茂。

經(jīng)多方奔走,陳洪淵爭(zhēng)取到學(xué)校和教育部等相關(guān)部門(mén)的支持,分別創(chuàng)建了南京大學(xué)分析科學(xué)研究所、生命分析化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,由他出任研究所所長(zhǎng)、部重實(shí)驗(yàn)室主任與國(guó)重實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。

栽下梧桐樹(shù),引得鳳凰來(lái)。陳洪淵認(rèn)為,挑戰(zhàn)是一柄雙刃劍,他也可以利用這次人才危機(jī),先破后立,謀求南京大學(xué)分析化學(xué)學(xué)科跨越式的發(fā)展。為此,對(duì)引進(jìn)人才,他特意從學(xué)科背景、年齡結(jié)構(gòu)等方面做出了大力調(diào)整,加強(qiáng)學(xué)科交叉的綜合優(yōu)勢(shì),以分析化學(xué)為基礎(chǔ),與生命科學(xué)、材料科學(xué)和生物醫(yī)藥等相互交叉滲透,形成了一支以中青年教授為主體,銳意創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)協(xié)作的研究群體。2008年,在教育部化學(xué)類(lèi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估中,生命分析化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室被評(píng)為“優(yōu)秀”實(shí)驗(yàn)室,并被推薦參加2009年國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(化學(xué)類(lèi))的評(píng)估,獲得良好成績(jī),最后真正實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

30多年的時(shí)光中,陳洪淵長(zhǎng)期連續(xù)擔(dān)任南京大學(xué)教學(xué)委員會(huì)副主任和校學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、院學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、教研室主任、分析科學(xué)研究所所長(zhǎng)等職,是南京大學(xué)分析化學(xué)學(xué)科當(dāng)之無(wú)愧的掌舵人。眾所周知,陳洪淵更擅長(zhǎng)生命分析化學(xué)與電分析化學(xué)等領(lǐng)域,但他從沒(méi)有將視野局限在自己這盤(pán)棋上。為了凝練學(xué)科發(fā)展方向,他經(jīng)常在晚上或周末與“隊(duì)友們”一起討論學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài),使南京大學(xué)的分析化學(xué)研究長(zhǎng)期處于學(xué)科發(fā)展前沿。在他的努力下,該學(xué)科至今已經(jīng)從國(guó)外著名高校引進(jìn)4名教授和3名副教授。學(xué)科里更是先后涌現(xiàn)了教育部“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授”3名,國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者5名,教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”入選者6名,“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程”國(guó)家級(jí)人選2名,“國(guó)家千人計(jì)劃”1名,青年千人4名。他們與陳洪淵院士一起,將分析化學(xué)學(xué)科從原本的電分析化學(xué)、環(huán)境分析和生化分析3個(gè)主要研究領(lǐng)域,扎扎實(shí)實(shí)地拓展到生物分子界面行為研究、生物分子識(shí)別、微納尺度生物分析、疾病標(biāo)志物甄定、檢測(cè)與儀器裝置4個(gè)前沿研究方向。而陳先生本人,也在廣大師生中贏得了“戰(zhàn)略家”的稱(chēng)號(hào)。

“埋頭苦干”,提及多年來(lái)學(xué)科篳路藍(lán)縷的發(fā)展歷程,陳洪淵表示,這4個(gè)字是最大的秘訣?!翱偹闶峭^(guò)了大難關(guān),保住了我們的重點(diǎn)學(xué)科,建成了國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”,他自謙道。“居安思危,思則有備”,即使已經(jīng)跨越到國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的新臺(tái)階上,他還是希望分析化學(xué)學(xué)科能夠保持足夠的冷靜,朝著新的目標(biāo),更上一層樓。

南京大學(xué)之于陳洪淵,不僅是母校,還是家園。他關(guān)心仙林校區(qū)建設(shè),關(guān)心學(xué)?!?85”規(guī)劃,更關(guān)心化學(xué)化工學(xué)院的發(fā)展和生命分析化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的升級(jí)與建設(shè)。他總是很忙,忙著項(xiàng)目進(jìn)展,忙著提升實(shí)驗(yàn)室國(guó)際影響力,也忙著人才隊(duì)伍建設(shè)?!昂竦螺d物、勵(lì)學(xué)敦行、志存高遠(yuǎn)、銳意創(chuàng)新”,當(dāng)年他一筆一劃書(shū)寫(xiě)下的實(shí)驗(yàn)室理念,至今猶在,這是他對(duì)自己的要求,也是對(duì)團(tuán)隊(duì)和學(xué)科未來(lái)的寄望。

陳洪淵報(bào)告照

“令公桃李滿(mǎn)天下”

南京大學(xué)鞠熀先教授是陳洪淵的第一個(gè)博士弟子,但從本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始,就已經(jīng)在其指導(dǎo)下開(kāi)展起科研生涯中的第一個(gè)科研項(xiàng)目金屬離子的伏安分析方法研究了。

“當(dāng)年,陳老師因留學(xué)期間的成就獲得德國(guó)資助,帶回一套進(jìn)口電分析儀器。在他手把手地指導(dǎo)下,我利用該儀器在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中提出了錸元素的高效檢測(cè)方法與大量Ni(II)離子存在時(shí)CO(III)還原的電極過(guò)程。在我先后成為他的碩士和博士研究生后,陳老師又鼓勵(lì)我克服研究設(shè)備缺乏的困境,瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿領(lǐng)域,開(kāi)展超微電極伏安法研究,并在電極制備、微電極基礎(chǔ)理論與分析應(yīng)用研究方面提出具體指導(dǎo)性建議。他深厚的理論功底、靈活的指導(dǎo)方法、敏銳的創(chuàng)新意識(shí)和忘我的敬業(yè)精神使我的科研工作取得開(kāi)拓性進(jìn)展。這些成果使我獲得南京大學(xué)理學(xué)學(xué)士、碩士與博士學(xué)位,并被選留在本校工作。”鞠熀先回憶說(shuō)?,F(xiàn)今,他已經(jīng)是教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)士、生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。

徐靜娟第一次見(jiàn)到恩師陳洪淵是在1994年。在那之前,她在工業(yè)界已經(jīng)工作4年,但談起科研,基本還是一張白紙?!斑x擇做科研,對(duì)當(dāng)時(shí)的我來(lái)說(shuō),既是全新的、富有挑戰(zhàn)的,也是困難重重的?!毙祆o娟說(shuō)。

看到學(xué)生的不自信,陳洪淵耐心啟發(fā)她的思路,傾聽(tīng)她的想法。授人以魚(yú),不如授人以漁,在導(dǎo)師的指導(dǎo)與鼓勵(lì)下,徐靜娟逐漸形成了勇于探索、勤于思考、樂(lè)于實(shí)踐的優(yōu)秀品質(zhì),迅速成長(zhǎng)起來(lái),逐漸總結(jié)出一套適合自己做科研的方法,很快成為一名獨(dú)立的科研人。如今的徐靜娟仍在陳洪淵麾下工作,但已經(jīng)是國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授,榮獲英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)士、中國(guó)女青年科學(xué)家稱(chēng)號(hào)。2007年,徐靜娟與恩師陳洪淵共同被授予國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

華東理工大學(xué)教授龍億濤,身兼教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、上海市曙光學(xué)者、“東方學(xué)者”特聘教授等榮譽(yù),現(xiàn)今已經(jīng)是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)士、國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)主持人。在他讀博士期間,國(guó)內(nèi)大多數(shù)電化學(xué)課題組都專(zhuān)注于傳統(tǒng)電化學(xué)的基礎(chǔ)研究以尋找更加靈敏的分析方法,很少關(guān)注電化學(xué)儀器改進(jìn)方面?!瓣愊壬?dāng)時(shí)教導(dǎo)我說(shuō),分析化學(xué)想要更好的發(fā)展必定首先要發(fā)展好儀器。因此,在陳先生的指導(dǎo)下,我學(xué)習(xí)搭建了多種電化學(xué)聯(lián)用技術(shù),并在陳先生的建議下前往國(guó)外繼續(xù)進(jìn)行電化學(xué)方面的深造?!?/p>

更令龍億濤感動(dòng)的是,2007年回國(guó)之初,面對(duì)一個(gè)全新的環(huán)境,他無(wú)所適從?!霸O(shè)備如何購(gòu)買(mǎi)、科研如何開(kāi)展,都是極大的難題。幸好有陳先生的幫助,實(shí)驗(yàn)室才從無(wú)到有,一步一步發(fā)展和完善起來(lái)。”

從碩士到博士,在陳洪淵身邊多年,龍億濤清楚地看到,恩師將每一名學(xué)生都當(dāng)作一個(gè)有主見(jiàn)的思維主體?!八阉约汉蛯W(xué)生分別比作影視劇‘導(dǎo)演’和‘演員’。他認(rèn)為指導(dǎo)學(xué)生做一篇論文或是做一個(gè)項(xiàng)目,就像是在演一部戲?!畬?dǎo)演’把握好整部作品的風(fēng)格和方向,給‘演員們’說(shuō)戲,指引‘演員們’該做些什么;而‘演員們’的任務(wù)則是在‘導(dǎo)演’的指導(dǎo)下,充分發(fā)揮自己的能力和特點(diǎn)把戲演好、演精;最后再由‘導(dǎo)演’總體審核,去粗取精?!?/p>

在學(xué)生們眼中,恩師的故事可以說(shuō)上幾天幾夜??申惡闇Y卻認(rèn)為,他做的一切無(wú)非是一個(gè)原則——“有為而無(wú)為,天下為之用”。他相信學(xué)生們都是“有為”的“駿馬”,樂(lè)于以“無(wú)為”的形式去指引他們。在課堂上,他倡導(dǎo)啟發(fā)式的教學(xué)理念,將看起來(lái)玄奧的概念生動(dòng)活潑、深入淺出地講解出來(lái),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。至今,學(xué)生們還對(duì)他抑揚(yáng)頓挫的語(yǔ)調(diào)、條理清楚的邏輯以及一手好板書(shū)念念不忘。“不是‘老師教,學(xué)生學(xué)’,而是‘老師教學(xué)生學(xué)’?!痹谶@一原則下,陳洪淵習(xí)慣因人施教。學(xué)生底子好的,他放手讓他們自由發(fā)展,不做過(guò)多干預(yù);學(xué)生基礎(chǔ)弱的,他就連如何寫(xiě)好論文都一步步指點(diǎn),讓他們漸入佳境;哪怕學(xué)生后期不選擇繼續(xù)科研,他也給予理解和支持,給他們中肯的職業(yè)建議。

“陳先生對(duì)于學(xué)生,有一顆‘父心’?!毙祆o娟由衷地說(shuō)。正是這種“父心”,令陳洪淵能夠坦蕩地面對(duì)學(xué)生,真誠(chéng)地期待他們成為各行各業(yè)的骨干,而不是按照他的規(guī)劃去馳騁。

莊乾坤,教授、博導(dǎo),國(guó)家自然科學(xué)基金委化學(xué)部分析化學(xué)學(xué)科主任;胡校亞,揚(yáng)州大學(xué)副校長(zhǎng);張書(shū)圣,臨沂大學(xué)副校長(zhǎng);王雪梅,又一位中國(guó)青年女科學(xué)家和國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者;侯士峰,國(guó)家千人計(jì)劃海外特聘專(zhuān)家……

2015年被nature出版集團(tuán)授予杰出導(dǎo)師終身成就獎(jiǎng)

上世紀(jì)90年代,陳洪淵指導(dǎo)博士生。

每一個(gè)名字,都蘊(yùn)含著陳洪淵的心血。他是嚴(yán)格的,也是體貼的,更是他們的后盾和擔(dān)當(dāng)。而他們,無(wú)論身在何處,都已經(jīng)是一匹“駿馬”,也在他的耳濡目染之下,培養(yǎng)更年輕的“駿馬”,將他的教育理念傳承下去。

“聰明睿智在勤奮,治學(xué)解惑須嚴(yán)謹(jǐn);事業(yè)成就靠恒心,人生價(jià)值是奉獻(xiàn)?!睅缀趺恳粚玫膶W(xué)生,都會(huì)聽(tīng)到陳洪淵的這幾句囑咐。這也是他的真實(shí)寫(xiě)照。劉禹錫有詩(shī)云,“莫道桑榆晚,為霞尚滿(mǎn)天”,對(duì)于即將步入“80后”的陳洪淵來(lái)說(shuō),他的對(duì)科教事業(yè)的熱誠(chéng)和執(zhí)著足以散做滿(mǎn)天云霞,為天地再添繽紛五彩。

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