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科学家风采
欧阳钟灿:科学工作者要不断挑战自我挑战未知

  人物名片
  欧阳钟灿,福建泉州人。理论物理学家,中国科学院院士、发展中国家科学院院士,中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师。1968年清华大学自控系毕业,1981 年清华大学物理系固体物理专业获硕士学位,1984年获光学专业理学博士学位,1985年起在理论物理所做博士后,1986年获西德洪堡奖学金到柏林自由大学从事合作研究。清华大学第一位毕业理学博士,中国首位本土培养的博士后,中国博士后群体中成长起来的第一位院士,首届“国氏”博士后奖励基金的获得者,首位华人物理协会亚洲杰出成就奖获得者。曾获国家自然科学奖、周培源物理奖、何梁何利基金科学与技术进步奖。曾任中国科学院理论物理研究所所长、中国科学技术大学物理学院院长、中科院科研道德委员会副主任等职务,主要研究液晶、生物膜理论、DNA生物大分子弹性性质及蛋白质折叠,研究成果在理论方程构造以及物理、化学、生物学的交叉领域发挥重要作用。
   锐意进取、挑战未知
  文化古城涵养好学
  1946年,欧阳钟灿出生于福建泉州一个普通的职工家庭,兄弟姐妹共8人,家中经济负担较重。中小学每临开学注册日,都是他深感“羞涩”的一天,总要拿着居委会开出的申请减免学费的证明,等到学生都注册完,才羞羞答答去见班主任。生活的艰苦让欧阳钟灿从很小就明白,唯有自强,方能自立。
  “小学时,我爱看电影,但家贫无钱,电影票。只有求诸春节、元宵灯谜晚会的中奖。”在那个年代里,电影票是“奢侈品”,好在泉州逢年过节都有猜灯谜的活动,而猜谜的奖品,正是电影票。在有“海滨邹鲁”之称的泉州,灯会的灯谜都出自市政协文史老人的手制,其中有许多与《三国演义》《红楼梦》《水浒传》等名著相关的人名谜。“我记得有一个谜的谜面是‘凿壁借光’,猜《三国演义》一个人的名字、《水浒传》两个人的名字,总共要答三个名字。谜底是《三国演义》的孔明、《水浒传》的孔明、孔亮兄弟,我觉得很有意思。”
  为中奖得影票,儿时的欧阳钟灿先是在一旁细细观摩大人猜谜,后来自己苦下功夫,一页一页研读中国传统文化经典,一步一步探索猜谜方法。“我硬着头皮将这些古典小说啃下来,再揣摩谜底谜面的逻辑关系。后来发现,自然科学研究不就是阅读、实践与猜谜的过程吗?”科研的谜面就是自然界出现的、还没有为人所理解的现象,谜底就是通过阅读文献、计算、实验找出现象背后的客观规律。
  求学、求知;研究、琢磨。“科研和猜灯谜二者共通之处在于都需要有好奇心和探索精神,科学工作者就是要不断挑战自我,挑战未知。”欧阳钟灿如是说,“我对科学的爱好,和从小的文化背景、文化环境,有着密不可分的关系。”
  欧阳钟灿从小爱好读书,初中时正赶上新中国长篇小说的第一次丰收,“至今犹记,读高云览的《小城春秋》时备感亲切。小说写的是中共党员在厦门、泉州的地下斗争,其中那位掩护地下党的医生原型还是我一位同学的父亲。当时泉州籍作家司马文森的《风雨桐江》也被我们竞相传阅。”泉州浓厚的文化氛围,开放包容、敢为人先的气魄,都在欧阳钟灿身上留下了深深的烙印。
  兴趣引导、孜孜求学
  从“民间科学迷”到专业研究生
  1963年,欧阳钟灿进入泉州一中高中部学习,高中毕业时,18岁的欧阳钟灿以优异成绩考入清华大学自动控制系。“到了清华大学,我发现自动控制是与火箭、核潜艇等国防工业有关的自动控制。当时虽然我们国家在1964年有了原子弹,但苏联已经发射了第一颗卫星,中国不能落后,国家需要我们。”欧阳钟灿回想起意气风发的青年时代,“后来我还发现有一个工程物理系,是研究原子弹工程的。1967年中国成功试爆了氢弹,他们功不可没,因此我对物理情有独钟。”
  欧阳钟灿在物理和数学方面具有极高的领悟力。小学时,因为算术成绩优秀,老师对他进行全校表扬,给他带红领巾;高中时,数学老师在作业上写诗肯定他的出色;到了大学,授课老师、著名统计数学专家周华章教授曾破天荒地在他的作业上用红笔批写“Verygood”表扬他。超强的推理能力令欧阳钟灿取得一个又一个好成绩,遇到有人问及学习的窍门时,他总会云淡风轻地回答:“做数学、物理题,大多数同学都习惯背公式,而我更喜欢自己推理得出答案。”
  刻苦钻研、主动探索。大学期间,除了学习自动控制理论,欧阳钟灿还自学了感兴趣的理论物理。“念完普通物理,我知道了很多以前不知道的理论物理知识,像相对论啊,原子核结构等。”话语间流露出对物理的热爱。
  本科毕业后,欧阳钟灿被分配到兰州化学工业公司合成橡胶厂工作,先当了两年汽车搬运工、修理工,之后转入仪表车间当仪表工。“我会主动帮图书馆搬书,为的是跟那里的管理员混熟,可以随便看书。借着给西北科学院图书馆送液化气的机会,还‘走后门’办了张图书证。”尽管工作繁忙,常常一整个白天不停地搬运上百斤的货物,但仍然挤出时间,求索新知。
  “无论在怎样艰苦的环境下,钻研的劲头不能丢。”他说道。空闲时间,同事在下铺打扑克时,欧阳钟灿则爬到上铺潜心研读柏格曼的《相对论导论》和布洛辛采夫的《量子力学原理》,还自学了英语。他坚信,情况总要变,换个工作环境,知识总用得上。在那种条件下,欧阳钟灿把读相对论与量子力学当成了一种享受。他对爱因斯坦与玻尔关于量子力学的争论尤其感兴趣,开始试着写论文。
  他对物理的热爱与痴迷感动了两位一同分配在兰化的朋友,一位是黄昆的侄儿,一位是谈镐生的侄女。当1978年恢复招研究生时,两位分别将欧阳钟灿的论文寄给了他(她)们的叔叔,并鼓励欧阳钟灿报考他们的研究生。“令我感动的是,黄昆大师还亲自回信,大意是在西部这种艰苦的环境下,有这种钻研精神是不容易的,并建议我把论文寄到《物理学报》。”
  1978年10月,欧阳钟灿顺利考入清华大学物理系攻读液晶物理硕士学位,师从谢毓章、徐亦庄。从工科跨向理科,欧阳钟灿虽非“科班出身”,但一直遵从兴趣的引导,对知识汲汲以求,硕士毕业后又考取了清华大学光学专业的博士生,成为了1984年清华大学生首届20名博士毕业生中唯一的理学博士,也是清华大学首位理学博士。“选择什么专业,兴趣是最好的老师,兴趣带你入门,也只有感兴趣,才会潜心研究。”他说道。
  潜心科研、跨界求学
  提出“钟灿-赫尔弗雷奇方程”
  博士毕业初期,欧阳钟灿留在了清华物理教研组工作。之后,为解决两地分居问题,他提出了转到深圳大学电子系的申请。正当他顺利完成一项科研课题任务即将奔赴深圳时,被人民日报的一篇报道深深吸引了——这是一篇关于“建立国内第一个博士后流动站”的文章。
  文中“博士后家属可随调北京”这句话一下就吸引了他,再加上对物理研究的留恋,他立即向中国科学院理论物理所提出申请。导师谢毓章教授非常支持他的志愿,特地到时任深圳大学校长张维教授家中商讨他的调动问题,为了挽留人才,张维没有立即同意,而张维的夫人陆士嘉却很有远见地说:“人家愿意搞科研,得成全。”
  “没有她成全我搞科研,就没有现在我在理论物理所的工作,也没有后来的成就了。”1985年,欧阳钟灿获批成为我国博士后制度设立后的首批入站研究人员。
  彼时,理论物理研究所没有研究大楼,只搭建了一个工棚式的小院;没有先进顶尖的设备,只能土法上马迎难而上。条件虽艰苦,但欧阳钟灿的研究热情从没有因此而消退。
  当时,美国SUN公司送来一台SUN3/260C计算机,这在当时算得上很好的设备。为了方便计算,理论物理研究所的学生们硬是从几千米外的中科院计算中心架设了一条数据电缆到理论物理所小院。自此,他们就坐在小院办公室远程操控计算中心的441B计算机。441B当时很有名,是位于长沙的国防科大制造的国产机,欧阳钟灿不到两年的博士后工作大大得益于这个“土法”网络工作站。
  1985年,欧阳钟灿的导师郝柏林从美国波士顿召开的IUPAP统计物理大会回来,为他带回了分形研究热点。之后,他就开始在导师指导下用441B计算机开展了中心电极电解硫酸锌分形结构的模拟计算研究。当时还没有激光打印机,针形打印机没有整体的图形存储,所以只能一点一点往上打印,每一个新加入到电解锌的点都要经过几十分钟的计算才能产生。为此,欧阳钟灿与一位硕士生日夜轮流值班,经过几个月的努力才终获成功。基于此计算结果的论文发表在《物理评论快报》上,被同行综述评论为早期分形研究的重要文章。
  以这篇文章为基础,1986年,欧阳钟灿成功申请到了德国洪堡学者奖学金。在德国洪堡大学时,有两位教授愿意接收欧阳博士。一个是赫斯(Hess)教授,另一个是赫尔弗雷奇(Helfrich)教授,均是国际有名的大师。赫斯教授年轻一些,曾任国际统计物理大会主席,专搞液晶;赫尔弗雷奇是液晶显示器的发明者,当时正研究生物膜理论。最终他选择了发明液晶显示的赫尔弗雷奇教授作为合作导师。到了德国才知道,赫尔弗雷奇教授的研究方向已经从液晶显示转至难度更大的液晶生物膜理论。“生物膜作为新兴领域,对我这样一个搞理论物理的人而言更富有挑战性。”
  形状多变的生物细胞膜一下就激起了欧阳钟灿的好奇心。他的探索就从提笔推导生物膜曲面方程开始。“由于数学的难度,当时文献出现了两种不同的细胞膜曲面方程,大家都说不准。我自学过广义相对论,对微分几何曲面理论比较了解,所以能够推导出描述细胞复杂形状的普遍曲面方程,这就是被学界公认的‘钟灿—赫尔弗雷奇方程’。”欧阳钟灿与合作导师从这个方程求出人红血球细胞双凹蝶形状的解析解,由这个方程,欧阳钟灿还发现了半径比为根号2的环状生物膜泡,并迅速为世界多所实验室观测证实。他的实践雄辩证明,对于解决实际问题来说,研究者既要有交叉学科的学术储备,而且要具备把理论知识应用到跨学科实际问题中去的能力。
  科技报国、实业报国
  将论文写在祖国大地上
  1997年,51岁的欧阳钟灿当选中国科学院院士,成为当时这支队伍中最年轻的一员。欧阳钟灿说,这一代科学家很多都出过国,但多数都选择回来了,“我们共同的特点就是能够将个人命运与国家命运结合起来。”在众多耀眼业绩和成就之中,欧阳钟灿的履历中有一项荣誉——中国科学院优秀共产党员。
  “广大院士要不忘初心、牢记使命,响应党的号召,听从祖国召唤,保持深厚的家国情怀和强烈的社会责任感,为党、为祖国、为人民鞠躬尽瘁、不懈奋斗!”欧阳钟灿院士时刻将党和国家的期许放在心里,以探究真理为使命,用实际行动落实“科学研究既要追求知识和真理,也要服务于经济社会发展和广大人民群众”的要求,用毕生对科学真理的追求践行着自己对国家的誓言。
  信息化大发展的时代,“缺芯少屏”曾是笼罩中国电子工业多年的阴影。一部“中国屏”的辛酸史,就是改革开放以来中国人追求自主技术创新的奋斗史。从20世纪90年代起步至今,我国显示技术快速发展,产业升级跃迁,功能不断提升,曾经动辄上万元的液晶电视被视为奢侈品,如今已经成为家家户户平常的“家用电器”。我国科研机构和企业在技术创新上不断努力,“少屏”局面已经彻底改变。
  2017年,欧阳钟灿作为全国政协委员提交“为迎接2022年北京冬奥会的召开促进我国4K/8K超高清显示、超高清影像产业发展,建议国家新闻出版署、广电总局尽快部署开通4K/8K电视频道”的提案,希望能够借助2022年北京举办冬季奥运会这一历史契机,助推我国超高清视频产业链快速发展。“北京冬奥会开幕式上,浩瀚冰雪‘运动场’是中国自主设计制造的1万平方米大地智慧显示屏,世界首创。”欧阳钟灿的声音里带着掩饰不住的自豪。在他读研究生时,液晶还是一个冷门学科方向,而到2021年,液晶已占据全球显示市场总份额的41.5%。
  当谈到如何牢牢把创新抓在手里,把创新搞上去时,欧阳钟灿提到,推动显示技术创新,首先要推动产业链自主创新,提高关键材料和设备的国产化率。第二,要加强新一代信息技术与显示技术的深度融合。现在5G、人工智能、云计算、物联网、大数据等新一代信息技术蓬勃发展,智慧显示端口将全面升级。第三,要注重科技人才的培养和重用。最后,要创造企业技术创新的环境,在财政、税收、服务等方面提供政策支持,完善科技评价和激励机制,引导创新。
  欧阳钟灿经常鼓励学生走出实验室去做大事,创新的先进技术尽力搞产业转化。“为国解忧者,产业报国者,理应得到更高评价!”他谈道,科研工作者在新时代的重要任务,是要解决国家经济社会发展过程中的“卡脖子”难题、重大科学问题,为国家长远发展和中华民族伟大复兴贡献力量。“现在的年轻人应该时刻向20世纪50年代回国的老一辈科学家学习,为祖国为民族多作贡献。”离乡多年,欧阳钟灿的闽南口音依旧浓厚,对年轻科研工作者们寄以殷切期盼。
  (来源:在京福建人 作者:吴雨)