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中国科学院院士、光谱化学家黄本立――谨严立身探学海

发布时间: 2011-01-12 00:00:00   作者:张忱  经济日报   来源: 本站原创   浏览次数:   我要评论()
摘要:


1955年,黄本立在中国科学院长春应用化学研究所进行光谱分析实验。


1996年,黄本立主持厦门国际光谱化学高级研讨会。


1998年黄本立访问德国耶拿大学。


上图:黄本立(右)在第30届国际光谱会议上和南非代表合影。 左图:2004年,黄本立回到家乡,受到热情欢迎。

 

  黄本立1925年出生于香港。不幸的是,父母在他幼年时相继离世,黄本立只好和祖父母相依为命。黄本立从很小的时候,就不得不随着亲属在香港、广东、广西之间来回迁移。15岁那年,黄本立孤身一人赶到广东坪石求学,在跋涉途中,险些被侵华日军飞机扔下的炸弹夺去性命。在家人的支持下,黄本立坚持念完了中学,并在1945年考上了广州岭南大学物理系。

  黄本立为了完成学业,在刻苦学习之余坚持勤工俭学,做了很多批改作业、准备教学实验等助教的工作。通过艰苦的努力,黄本立获得了岭南大学当年的物理系成绩最优奖和华盛顿州立大学捐赠的国际学生奖学金。

  临近毕业,黄本立面临着一个人生的重要选择:出国读研究生,还是留在国内参加工作?由于品学兼优且连续获得国际学生奖学金,黄本立可以顺理成章地到华盛顿州立大学继续深造。实际上,他的好友张植鉴当时已经开始在美国帮他进行入学申请。良好的研究环境和稳定的生活,在当时的条件下,对一个屡经磨难的贫寒学子来说,无疑有着巨大的吸引力。如果留在国内,则可以马上投身到新中国的建设之中。当时中国正处于国民经济恢复时期,急需大量理工科人才。黄本立毅然决然地放弃了出国的机会。1950年3月,黄本立不待毕业就匆匆北上,来到了长春东北科学研究所(中国科学院长春应用化学研究所前身),开始了自己的学术生涯。

  变废为宝

  他在研究所地下室中一堆落满灰尘的器物中,发现了一台被弃置的小型摄谱仪。经过修理和调试,这个“废品”成为了科学研究的利器。

  分析化学被称为现代科技的眼睛,因为分析化学可以在短时间内弄清物质的构成成分,为科技研究和生产提供便利。比如,在钢水出炉前,需要检测钢水的成分是否合格,如果依靠传统的化学分析方法取样化验,可能需要几个小时的时间,而如果用光谱分析,则只需几十秒,这将节省大量的炼钢成本。

  真正掌握这种分析技术的人可谓凤毛麟角。在解放前,我国只有赵广增、葛庭燧等少数几位学者研究或使用过这种技术,在当时的东北地区,几乎没有人会使用这种技术。当时的长春东北科学研究所的房屋曾被用作马厩,研究条件十分简陋,连基本的试验仪器都没有。无可凭借,黄本立就争取变废为宝。经过一番找寻,他在研究所地下室中一堆落满灰尘的器物中,发现了一台被弃置的小型摄谱仪。经过修理和调试,这个“废品”成为了科学研究的利器。从那之后,黄本立就利用这台摄谱仪和一些已经过期的感光板,开始了最初的光谱分析,并建立了一些光谱分析方法。就这样,新中国的光谱分析研究在一片废墟上开展起来了。

  黄本立说,他所从事的,是科学中的服务行业。他的很多研究都在实际的工业生产和环境监测领域得到了应用。从1952年开始,黄本立分析了大量样品,先后研究出了球墨铸铁、黄铜、电解铜阳极泥的定量分析方法,并把光谱分析方法推广到了工业生产之中。在这段时间,他为抚顺钢厂试制了一台电花激发光源,这可能是我国第一台自制光谱分析用激发光源。

  上世纪50年代中期,黄本立的工作重心转向了矿石矿物分析。1955年,黄本立研究出了钨矿中微量铍的光谱测定方法,并分析了一批重要样品。他在钼矿半定量分析新方法研究中,提出“数阶法”半定量分析中的“接线法”和“内标法”,并对这两种方法进行了理论分析,从而扩大了“数阶法”单谱线测定的含量范围,扩展了分析浓度范围,提高了该方法的精密度。这在当时国内普遍采用照相摄谱法的情况下具有较大的学术意义和应用价值。

  1957年,黄本立创立了一种新的双电弧光谱分析光源。这种光源可测定样品中的微量易挥发元素。这种新型仪器将加热放电和激发放电并联,对两种放电能分别加以控制;并通过激发放电采用低电压电容放电,使电弧性能够一直过渡到电花性,从而可测定所有易挥发元素,包括一些用传统的双电弧所不能测定的微量难激发元素。这项成果在国内外多次获得好评,被国外专家誉为“最完善的双电弧光源”。

  20世纪60年代,在那段特殊的日子中,黄本立没有气馁,利用空闲的时间设计新型分析仪器。没有三角函数表进行计算,他就自己做。他利用所有能在小屋中找到的材料:一小片有机玻璃薄片、一枚大头针、一叠带有等距黑点的稿纸和一块塑料垫板,硬是在水泥地上磨制出了一块带有曲线板的0度至90度的量角器,并用它计算出了一个有三位数的三角函数表。这段时间的研究成果,后来被收入了他所编写的《发射光谱分析》一书中。

  黄本立的研究在不断的坚持中日渐深入。上世纪80年代初,黄本立和曾宪津等同事承担了多项国家“六五”科技攻关项目和中国科学院重点科研项目,从事环境分析方法研究和我国第一批固体环境标准参考物质的ICP-AES定值分析工作,并应用于松花江水系环境保护研究。通过这些系统的研究工作,建立了多种环境污染物的标准分析方法,相关成果获得中国科学院重大科技成果二等奖、原国家科委和中国科学院科技进步二等奖以及吉林省重大科技成果二等奖。利用他指导研究生研制的新型雾化-氢化物发生装置,可同时测定氢化物元素和非氢化物元素,并使氢化物元素的测定灵敏度提高了20倍。

  重新创业

  不仅从无到有地建成了一个在仪器设备水平和研究工作水平都堪称国内一流的原子光谱实验室,黄本立还促成了国际光谱会议(CSI)第一次在中国召开。

  1986年,黄本立响应中国科学院关于支援特区建设的号召,来到厦门大学任教,年逾六十的黄本立开始了又一次创业历程。

  他并不是没有别的选择。来厦门前不久,黄本立刚刚拒绝了一个高薪的工作职位。一家美国公司十分看重黄本立的研究能力,开出了高薪,一年只要在国内工作4个月、发13个月薪水的优厚条件。黄本立放弃了这样的优裕生活,执着地在光谱分析的路上走了下去。

  在厦门大学,黄本立重新建立起一个原子光谱实验室。没有充裕的研究经费,没有先进的仪器设备,黄本立就自己想办法。经过一番努力,一个和黄本立熟识的仪器厂向实验室捐赠了一台原子荧光仪。黄本立和学生就挤在一间小屋中,利用这台仪器开始做实验。当时原子荧光仪用的是空心阴极灯激发光源,采用的调制脉冲较宽,脉冲的功率较低,影响了原子荧光的灵敏度。黄本立敏锐地指出,研究的重点应该是如何增加线光源的瞬时发射强度。学生们循着他的思路进行了一系列试验。最后,通过采用微秒级的短脉冲工作宽度,增加瞬时工作电流的技术路线,使瞬时发射强度有了2个数量级的提升。之后,他们又将这一技术改进后应用到短脉冲Grimm辉光放电离子源-质谱仪器上,获得了巨大成功。这一技术成果获得了福建省2000年科技进步一等奖,得到了外国专家的广泛认可。

  不仅从无到有地建成了一个在仪器设备水平和研究工作水平都堪称国内一流的原子光谱实验室,黄本立还促成了国际光谱会议(CSI)第一次在中国召开。CSI是世界分析谱学界的顶级峰会,早在1995年,黄本立就计划申办CSI,在CSI会议上正式提出申办4年后的会议,但在最后的表决中没有成功。

  1999年,CSI会议在土耳其举行,又等待了两年的黄本立准备继续申办,却因当地地震耽误了申办团队的行程而与CSI再次擦肩而过。在2003年的西班牙CSI会议上,黄本立又一次提出了申请。他胸有成竹地对评委们说,中国有足够的能力举办CSI。有强大的祖国做后盾,有三个全国性学会的支持,再加上一个非常好的团队,在中国举办的CSI即使不是最好的,也一定会是最好的之一。最终,厦门战胜了竞争对手,获得了2007年第35届国际光谱会议(CSI)的主办权。2007年9月,第35届国际光谱会议在厦门成功举行。一位加拿大光谱学家说,你们给下届会议的组织者出了一个难题。三次申办,终获成功,这和黄本立的执着和坚持是分不开的。

  大写的人

  科学家也是社会的一分子,做科学家首先要做一个大写的人。一定要实事求是,不可以有一说二。

  黄本立不仅重视高端人才培养,还为光谱分析在中国的普及做了很多基础工作。早在1954年,他就作为讲师在中国科学院应用化学研究所举办的光谱学习会上授课,并指导学员的实验。当时光谱分析人才奇缺,各地的科研和生产又急需这种技术,因此各地的研究人员都来参加这个学习班,其中不少人当时已经是副教授或高等技师。通过这个为期数月的学习班,黄本立把和同事们在数年工作中积累的知识和经验介绍给了这些求知似渴的学员,其中很多人后来成为了我国光谱分析研究方面的骨干人才。

  黄本立的学生杨�原说:“黄先生的讲课水平很高,教学严细是出了名的,听过的人都有同感。”每一堂课,黄本立都要精心准备,查文献、记笔记,复制图表,设计投影的内容,并仔细修饰每一张幻灯片。他对课件的制作要求很高:内容要简洁,最好有图表,否则会繁冗枯燥,学生不爱看。另外,还要精细美观,这样才能引起学生注意并减少听课的疲劳。当时没有先进的制作软件,所有的课件都是黄本立手工制作。有时为了准备一堂课,要耗费一个星期的时间。

  黄本立说,科学家也是社会的一分子,做科学家首先要做一个大写的人。最近出现的一些违背学术道德的事件,实在令人痛心。如果学术风气不好,会毁掉年轻人的。在学风方面,他对学生一向严格要求。他主张写论文一定要以实验结果为基础,切忌自我吹嘘、夸大其词。学生文章中使用的浮夸词汇,黄先生发现后会毫不客气地统统删掉。他经常教导学生,有的人刚出了一些成绩,便自吹自擂。千万不要去学这些做法,一定要实事求是,不可以有一说二。

  在1988年和1989年期间,王小如、杨�原和袁东星三位从美国回来的原子谱学博士后成为了黄本立的学生。他没有导师的架子,把他们当做同事。他总是和学生一同庆生,过年的时候,不忘给学生送贺年卡。有一张贺年卡让袁东星印象深刻:那是一张自制的贺卡,用绿褐色卡纸打印。图案很别致,画的是一条绳子上的四个小人儿,一个接一个的,在悬崖边努力攀爬。黄本立说,这一条绳子把我们四个人,一个导师和三个博士后串在一起了;是成是败,关键就在这一条绳子,绳子一断,牵涉全军。

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