全国优秀共产党员:高松
不断追寻人生的目标
——记北京大学化学与分子工程学院高松院士
高松,男,1964年2月出生,1984年6月加入中国共产党。现任北京大学化学与分子工程学院教授,中国科学院院士、英国皇家化学会会士(FRSC)、2002年被聘为教育部长江学者特聘教授。曾获中国青年科技奖、国家自然科学二等奖、全国优秀共产党员等荣誉。
“作为一个社会主义时代的大学生,我之所以要加入中国共产党,是因为我觉得认清历史发展方向,做一个自觉的革命者,也是进步青年的必由之路。——1984.6.25 高松”
这是北京大学化学与分子工程学院教授、中国科学院院士、无机化学家高松写在入党志愿书中的一段话。这段话已经陪伴他走过了27个春秋。27年来,他以自己崇高的理想与执着的追求,践行了年轻时代坚定的志愿。
树立科学理想,走上研究道路
国家自然科学二等奖、教育部自然科学一等奖、中国青年科技奖、中国分析测试协会科学技术一等奖、国家杰出青年科学基金获得者、英国皇家化学会会士、中国科学院化学学部院士……这些是现年47岁的高松已经获得的荣誉。但在他的人生坐标上,这只是他实现个人对社会的贡献这个最崇高、最美好理想的一小步。
1964年,高松出生在安徽的一个偏远县城——泗县。他从小就热爱学习,品学兼优。父亲是当地的中学教师,是上个世纪50年代就入党的老党员,一直教导子女要用学到的本领报效国家。父亲宽厚执着、公正无私的性格,对事业的执著追求,对工作的兢兢业业以及对人生、对社会、对人类前途坚定的信念,都深深影响了年幼的高松。在刻苦学习的同时,高松也积极参加了班级的社会工作,培养了自己的集体主义精神和责任感。
1977年,在安徽泗县瓦坊中学念初二的高松读到了叶剑英元帅的《攻关》诗:“攻城不怕坚,攻书莫畏难。科学有险阻,苦战能过关。”当时大热的报告文学《哥德巴赫猜想》,更令少年高松感受到科学研究的神圣崇高与艰苦。这些也成为日后激励他热爱科学、刻苦学习的精神支柱。
初中三年级时,高松开始接触化学,并从此迷上了这门有趣的科学。他喜欢化学,盼望着上化学课、做化学实验,这门学科成为他立志终身从事的职业。1981年高中毕业时,高松的高考第一志愿全部填写的是化学学科专业,并最终以优异的成绩考入北京大学化学系。
陈景润、杨乐、张广厚等科学家的故事早已令少年高松心驰神往,进入北大后,他还常常从北大图书馆里借阅《爱因斯坦文集》、《玻尔研究所的早年岁月》这样的科学家传记、科学史等著作来阅读。
上大学以后,高松通过不断深入的思考,更加明确了自己的学习目的,端正了学习动机。他热爱祖国、热爱化学。他逐渐认识到化学是一门中心科学,是在分子层次研究物质的组成、结构、性质和转化的科学,通过对物质结构与性质关系的研究,可以有助于征服疾病,解决能源问题,改善环境问题,推动新材料与新技术的发展。另一方面,他也逐渐认清,个人不能脱离集体、社会而存在,个人的价值就在于对社会的贡献。他逐渐步入科学研究的殿堂,并坚定了通过研究化学最终造福社会的信念。1984年,高松作为本科生光荣地加入了中国共产党。在北大学习的四年中,高松三次被评为三好学生,一次被评为优秀团干部。
潜心致力研究,攀登科学高峰
1985年,成绩优异的高松被推荐免试攻读北京大学化学系研究生,师从著名化学家徐光宪院士和李标国教授,开始了稀土化学方面的研究。
徐光宪院士是化学界泰斗,对高松影响很大。高松硕士阶段的工作,是在徐光宪和李标国的指导下从事稀土萃取分离优化设计和工业试验方面的研究。1988年,完成硕士学位论文后,高松想要转变自己的研究方向。可他原来的研究领域正是紧缺人手的时候,他担心老师是否会理解他的选择。徐先生和李老师鼓励他的选择,还帮他出主意:在原领域继续做一些科研,同时在职攻读新方向的博士。这个一举两得的方法使高松的事业发展得到很大帮助,也指明了他今后发展的方向。此后,高松在徐光宪院士和黎乐民院士的指导下开始多核稀土簇合物与分子磁性方面的研究,并一直持续到今天。
1995年-1997年间,高松作为洪堡学者在德国亚琛工业大学进行访问研究。他把握机会,如海绵吸水般汲取知识的养分,抓紧一切可能的时间,泡在图书馆最新的文献中,守在实验室进行研究。同时,高松也注重与欧美著名学者的交流,虚心学习请教。他还参加了欧共体分子磁性重点项目的年度学术交流会,拓展了研究视野,对分子磁性领域的最新进展、国际前沿的信息有了全面的了解。
1997年,回到北大的高松正赶上“211工程”的实施,他在化学学院支持下负责购置了一台磁性质测量仪器MagLab。从此,高松真正有了科研的“武器”。这台国内当时还较少见的低温磁测量仪器令高松感到十分兴奋。从此,实验室成了他的“家”。为了节省仪器运行消耗液氦的成本,提高仪器使用效率,他在实验室放上一张行军床,与研究小组的学生们一起不分昼夜轮流进行实验观测,高效测定自己合成的分子的磁性质,并对其性质间的差异进行分析,探寻背后隐藏的规律。
设计和制造新材料一直是化学家们的追求之一。分子磁性研究的妙处,就在于可以通过改变分子中有机配体“桥”的连接方式,调控和设计分子中磁矩的排列和相互作用,构筑具有特殊性质的磁性材料。高松小组的研究正是通过在微观世界里进行拆拼组合,构造出不同的结构,得到一些具有更好磁性质的新材料。相比传统的氧化物或金属间化合物的磁体材料,分子磁体研究未来有望为发展高密度磁存储、磁致冷以及量子计算等提供新的可能的分子材料。这将是一个飞跃,对于新能源、新材料的研究都具有十分重要的意义。
然而,“分子磁学”作为一个新的物理和化学的交叉领域,其研究也是一项全新的挑战。回国启动期间,条件比较艰苦,高松想方设法地节约成本。仪器运行开销大,液氦要100多元一升。高松与学生们就想办法进行回收,将液氦挥发成的气体回收到气囊里。他们在小车间里安置了一台压缩机,把氦气压缩到钢瓶中,再将钢瓶送到低温中心折换液氦。这个回收方法把成本节约了一半,但是运转起来更麻烦:如果气压太大,气体就会泄漏。因为担心气囊过压,总得有人值班。虽然过程繁琐、辛苦,但高松和组员们把这些都置之度外,只体会到了每次实验成功后的兴奋。正是通过这种苦行僧式的实验研究,高松和小组成员终于观察到了含有稀土离子的一些分子中依赖外磁场的慢磁弛豫现象。
这一现象立即引起了欧美分子磁体研究界的广泛关注,世界上首先对单分子磁体展开研究的意大利科学家D. Gatteschi在2002年撰写的评论文章中大篇幅介绍了这一进展,并评述说,这种稀土离子在零磁场下顺磁行为,在加场下表现出慢弛豫行为确实出乎意料,是个“难解的迷”。
实验的进展以及世界一流科学家的肯定,对处在起步阶段的高松无疑是很大的鼓励。但他并没有止步不前,而是在已发现的类似于单分子磁体弛豫行为的基础上,将研究领域拓展到当时分子磁体领域最前沿的分子纳米磁体。将研究方向拓展入该领域后,高松迅速走进最前沿,率先报道了世界上第一例同自旋的单链磁体(J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 13976),将2005年诺贝尔物理学奖获得者Glauber教授早在1963年提出的一维Ising链动力学理论模型以分子实物的形式展现在世人面前。
在发现稀土离子的场依赖弛豫行为后,高松始终都在思考其背后的原因。特别是开展分子纳米磁体的研究以来,他逐渐认识到这背后隐藏的深刻的机理。依据这样的思路,他和他的学生通过控制稀土离子配体场的方法,构筑了仅含有一个自旋中心的单分子磁体,并由此提出了“单离子磁体”的概念。高松和他的团队,又一次走到了国际分子纳米磁体领域的前沿:他们根据建立的单离子磁体概念,选取特殊的配体构筑了世界上最小的磁体——只含19个非氢原子的分子磁体!
这个最新结果刚一发表,就迅速引起国际化学界的广泛关注,国际化学科技新闻杂志《化学与工程新闻(Chemical&Engineering News)》针对这一工作撰写评论,单分子磁体领域的专家、美国德克萨斯A&M大学教授Kim Dunmar认为,这一单离子磁体采取全碳原子参与配位,为单分子磁体的发展开拓了一个全新的领域。
高松热爱他的研究工作。大量的实验工作在旁人看来,是繁琐、枯燥甚至有些无聊的事情,但因为有了对化学的热爱和执著,高松把这一切都视之为乐趣。他常说:“苦只是一个方面,实际上有很多乐趣。特别是观察到一个意想不到的现象、得到一个新奇的结构,都会让人感到兴奋和激动。”
正是这种不怕吃苦、以苦为乐的精神,使得高松及其合作者不断取得新的进展和突破。1998年-2011年6月,高松及其合作者在配位化学和分子磁性领域发表SCI论文300余篇,累计SCI引用次数达9700余次,h指数为53。这些数字的背后,是他们十几年来孜孜不倦的日夜奋斗。
高松主持了国家自然科学基金重大项目——“分子固体的控制合成与功能性质的研究”及973项目“稀土功能材料基础研究”子课题。他的研究小组在发现新的磁现象、发展新类型分子磁体方面取得了一系列重要进展。如系统发展出设计分子磁体的一些新途径、发现一些弱作用体系外磁场依赖的慢的磁弛豫行为、得到第一例同自旋单链磁体等。在多个研究方向上,高松小组的工作都保持在国际前列。
更可贵的是,高松的实验室是一个开放的实验室。高松认为,光把自己的研究做好还不够,只有带动和促进国内同行一起进步,才能为国家科学事业的发展作出更大贡献。1997年,作为率先购置磁测量仪器的单位,高松将实验室仪器向国内和国际同行开放,经常帮助其他研究组进行样品的磁性样测试,并开展广泛的科研合作。直到现在,高松还经常收到别人从外地寄来的待测样品。他曾多年帮助一位研究者测试样品,两人却从未谋面。
从十几年前高松等人成为国内分子磁体领域实验研究的先行者,到后来国内许多高校相继购置磁测量系统,我国的分子磁性研究已经在国际上产生重要的影响,高松的努力也推动了我国分子磁体研究的发展。2010年10月,第12届国际分子基磁体会议(ICMM2010)在北京召开,高松任大会主席。这是该会议举办20余年来首次选择中国作为东道主,这既是国际科学界对中国分子磁体研究的承认,也是对高松在该领域贡献的肯定。
全心热爱学生,奉献化学事业
说高松是北大培养出的一流科学家的代表,一点也不为过:他有28年时间在北大燕园度过。对北大、对北大的学生,高松都有着深厚的感情。
2006年,高松开始担任北大化学学院院长。在就任会上,他诚恳地说:“院长这个岗位实际上是服务性的。”他任院长期间的最大心愿,就是“创造一个更好的环境和氛围,让更多的人能够发挥自己的作用,特别是为年轻的教师和学生创造更多的机会”。在他的领导下,化学学院明确了以基础研究为中心,促进学科交叉、发展前沿科学的学科布局。“立足基础研究,这是大学的根本,是为明天的社会发展提供源动力。同时,我们的基础研究,又必须面向国家的重大需求。”高松这样解释他们的理念。在高松和学院全体师生的共同努力下,北大化学学院成为一个人才济济的“大”院:院士9人,长江学者特聘教授15人,国家杰出青年科学基金获得者30人。学院有2个国家重点实验室、2个教育部重点实验室。2003年底,国家科技部批准北京大学化学学院与中国科学院化学研究所联合筹建“北京分子科学国家实验室”。
尽管行政事务繁多,课题组也有繁重的科研任务,但高松还是坚持在自己热爱的教书育人岗位上亲力亲为,倾注了极大的热情。出身教师家庭的高松,对于教育事业有着发自心底的热爱。43岁就担任中科院院士,在别人看来是了不得的荣誉,但对高松而言,他最看重的身份还是教师。在参加纪念全国科学大会30周年的座谈会时,高松这样介绍自己:“我是北京大学化学学院的教师高松。”
在教学内容更新、教学方法改革、学生能力培养等方面,高松都投入了很大的心血。1999年以来,高松一直参与生物/医学类本科生一年级普通化学课程的教学工作。长期的教学使他发现,应该根据教学实践的需要,进行及时的革新。2005年,他建议球探体育比分将生物医学类的课程从《无机及分析化学》改为《普通化学》,他主编本科生基础课教材《普通化学(生物类)》,并获2007年北京高等教育精品教材建设立项。2009年起,他承担本科生《无机化学》的教学工作,在组织课堂教学,特别是通过设置问题来增强与学生的互动、引导学生阅读最新或经典的文献、帮助学生加深对无机化学基本概念与原理的理解等方面进行了有益的探索。多年担任课程助教的老师说:“高老师讲授的无机化学课程,每年都有新内容,即便是有部分未更新的幻灯片,他每年讲述的内容也不一样。”
在教授研究生课程《群论与化学》时,高松考虑到数学推导多、理解难度大,多年来一直坚持使用板书,对学生进行推引,并充分进行互动,使学生真正能够理解群论在化学中的应用。高松还特别注重激发学生自身的兴趣和创造力,鼓励他们进行独立和批判性的思考,尽可能为他们创造良好的环境和机会,积极支持他们参加国内外的学术活动,同时也注意对学生进行科学道德、科学思想方法、实验技术、写作与表达等的基本科学素养的培养。
他常说:“在科研过程中,导师的主要作用是把握科研方向,充分调动学生的积极性,具体工作还是要靠学生自己一步一步、踏踏实实去完成。”所以他经常教导学生:“机遇和灵感往往只光顾有准备的人,只垂青于孜孜以求的勤勉者。一份耕耘,一份收获,只有付出努力,才会有所回报。”
高松热爱学生,总是尽量抽时间与学生们呆在一起。每周三高松都要和学生们一起开组会,用一个晚上的时间,由一位同学进行文献综述或讲解某本书中部分章节的内容。学生们感叹地说:“高老师比我们还勤奋,每次布置给学生的阅读文献,他都会亲自看、亲自讲。他对组里每个学生的研究方向都保持密切关注,会把各个杂志的最新动态介绍给大家。遇上与组里研究方向有关的文章,他还会通过电子邮件发给相关的同学。有什么新的想法,他甚至会及时发短信和我们分享。”然而,高松自己却还常常觉得现在与学生一起讨论的时间少了,言语中满含愧疚之意。“我现在常常问自己:我是一名合格的教师吗?我有多少时间在给学生上课,又有多少精力在和研究生研讨学术?”这是高松在北大2008年新春团拜会上的发言,发自肺腑,充满对学生的深情和责任感,也寄托着他对教师职责的神圣追求。
高松心里装着学生,外出开会,总忘不了给学生们带点小礼物:去夏威夷就带夏威夷豆,去日本就带日本点心。在香港给每位同学买回了瑞士军刀,没忘了给女生挑个袖珍版的。“跟着高老师读书,是一件很幸福的事。”他的博士生们这样说。高松爱学生,时刻从学生利益出发,考虑学生的需要,尽可能予以帮助:有学生家庭条件不好,他就悄悄帮助他们偿还助学贷款;有同学在学业中遇到困难,对科研道路没有信心,他会慢慢疏导,积极帮助设计成长路径,使同学逐渐走上学术正轨。学生毕业时,高松总会认真地撰写临别赠言:“毕业了,以后对父母多一份关心与照顾。读研了,工作了,保持平和的心态。我们都是凡人。”熠熠光环的笼罩下,是一颗依旧执著于科学追求、关爱提携后辈的心……
桃李不言,下自成蹊。在高松的研究组里,勤奋和自觉已经成为一种文化。高松对学生的付出,获得了丰厚的回报:10年来,他共培养博士毕业生17名,其中1获2002年全国百篇优秀博士论文奖。他还指导了由“君政基金”支持研究的本科生3名、“校长基金”本科生1名、理科基地“本科生科研基金”课题承担者多人。