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物理化学家——梁敬魁
发布时间:2019-07-01 来源:化学通报 董鑫 白欣 【字号:

  梁敬魁是我国卓越的物理化学家和教育家。在梁敬魁求学之路上,陆学善、卢嘉锡两位大师深深地影响着他。梁敬魁的自传中较为详细地讲述了他的求学经历和对良师益友的深深情意。本文想通过研究梁敬魁和陆学善、卢嘉锡两位大师的学习交流,挖掘梁敬魁的思想,向读者展示一个较为全面的、真实的梁敬魁。让我们怀着敬畏之心,一起回顾一下这位伟大科学家的生平和他对物理化学的卓越贡献。

  梁敬魁1931年4月28日出生于福建仓山城门镇梁厝村的一个普通的家庭。他的祖上务农,由于生计维持不下去,父亲十八岁便背井离乡到福州电力公司当学徒。

  由于梁敬魁家庭清贫交不起学费,小学毕业后,他就面临辍学的威胁。当时国民政府办了一些可以免费入学的公立学校,幸运的是梁敬魁的父亲所在工作单位——福州电力公司为了鼓励职工弟子学习,对那些学习成绩优秀的子弟设有奖学金。“当时父亲认为,只要我能解决自己的学习生活费用,就可以继续学习。而对于有很强求知欲望的我来讲,能够继续学习是我最大的愿望。为了能实现自己的愿望,我清楚地知道,必须考入公立学校。同时成绩必须名列前茅,以便能够获得奖学金”[1]。经过努力,梁敬魁考取了公立福州市第一中学(现福州三中)。在这种公立学校读书的学生主要有两类:一类是学习成绩优秀的学生,另一类是有政治背景的社会名流的子弟。在这种竞争十分激烈的环境中,要名列前茅必须付出更大的努力,特别是对于家庭条件比别人差的梁敬魁而言更加困难。那时学校离家很远,梁敬魁每天早出晚归步行上学,中午只能带饭在学校吃。当时连铝饭盒都买不起,所谓带午饭,就是把米放在草编的饭包内蒸,另外加一些咸菜,几乎天天如此。功夫不负有心人,由于勤奋努力,他的成绩一直名列前茅,每年都能获得奖学金,才得以继续学习。这样的奖学金支持,直到1949年8月福州解放。

  通过多年的学习,梁敬魁渐渐懂得读书不仅仅为了生活、谋取职业,更重要的是为了把我们的国家建设得更强大。1951年在报考大学专业时,梁敬魁本希望学地质,开发我国的地下宝藏,使国家富强。可是由于他是平足,不符合报考地质院校的身体要求,愿望没能实现。梁敬魁认为既然不能走遍千山万水“探宝”,那就为“探宝”做化验工作。1951年秋,梁敬魁考取了原福州大学化学系,成为祖祖辈辈第一个大学生。解放初期,上大学不但无需交纳学费,生活费也由国家负担,对于家庭困难的学生,还可以申请助学金。“国家的助学金为我全身心地投入学习创造了条件。我十分珍惜能够在大学深造的机会,平时学习努力,成绩优秀”[2]。1953年院系调整,梁敬魁转入厦门大学化学系。上大学后,梁敬魁的学习成绩一直很优秀。第一学期的高等数学、普通物理和普通化学三门课程考试,总分300分,他得了299分。

  1955年大学毕业,梁敬魁被推荐参加由高教部招收的留学苏联的研究生考试,梁敬魁被录取。之后作为中国科学院派往苏联科学院学习的研究生,先被安排到北京俄语学院留苏预备部学了一年的俄语和哲学。1956年秋去莫斯科苏联科学院冶金研究所,跟随科尔纳科夫学派的阿格耶夫院士学习金属合金的热化学和晶体化学。苏联科学院非常重视学生从事科研工作的基本训练和独立工作能力的培养。“导师结合实验室的工作和条件,提出若干研究方向供我们选择;学生经国内外有关文献的调研后,确定论文题目,提出完成论文的思路和实验方案,以及所需要的设备条件,这样有利于培养学生独立工作能力。由于论文完成的比较快,1960年初我提前学成回国”[3]。在留学期间,梁敬魁受到严格的科研工作的基础训练,为他以后进一步从事材料科学热力学研究打下基础。留学的五年里,梁敬魁珍惜每一分钟的学习时间,借助苏联科学院优越的科研条件,专注于材料科学和热力学研究。1960年2月,梁敬魁提前半年拿到了苏联科学院冶金研究所技术科学副博士学位。在苏联所学知识成为随后从事研究工作的重要知识来源之一。

  新中国成立之后,在海外从事前沿研究的爱国学者陆续回国工作,竭尽全力使中国科研和教育等领域达到先进水平。1960年初,在获得了苏联科学院技术科学副博士学位后,梁敬魁心系祖国发展,和当时的很多科研工作者一起选择了回到祖国。回国后被分配到中科院物理所晶体学研究室,作为中科院首批选聘的学部委员(即现在的院士)陆学善先生的助手。在工作实践中,梁敬魁逐步掌握了X-射线晶体学的理论和实验。

  每个成功的人身后都有许多优秀的老师,梁敬魁也一样。在梁敬魁一生中有两位老师对他的影响最大,一位是中国科学院院士、中国科学院院长卢嘉锡,一位是中国科学院院士陆学善。两位大师不仅在学术上取得瞩目的成就,还是优秀的教育工作者。卢嘉锡曾谦虚而自豪地说:“我是教书匠出身,习惯站着讲,嗓门也练大了”[4]。卢嘉锡、陆学善两位大师辛勤栽培的桃李可谓满天下,培养了不少成绩卓越的科学家、教育家。梁敬魁一生深受两位大师教诲,以致取得今天的成就。

  卢嘉锡是一位爱国人士。1945年底,经历8年多欧美留学生涯的卢嘉锡先生,毅然辞去国外的一切聘任,舍弃优越的待遇和科研条件,满怀“科学救国”的热忱,于1945年11月21日离开旧金山,踏上回国的邮轮,回到当时贫穷的祖国。回国以后,卢先生在无法开展研究工作的条件下,寄望于教育事业,以培养人才为己任。1946年初卢先生在母校厦门大学任教授兼化学系主任。卢老师以身作则,言传身教,影响了一大批像梁敬魁一样的莘莘学子投入祖国建设中。

  1951年梁敬魁进入大学,当时卢嘉锡教授正在厦门大学任职。卢先生是一级教授,梁敬魁当时最喜欢上卢嘉锡的课,他回忆说:“卢先生他授课方法独特,他不是照本宣科,而是用一张写好的卡片作为讲授提要,一张卡片提纲,他就能讲授两节课,这种教课是建立在驾驭各种教材,并使其融为一体的基础上,用自己的语言加以生动的表达。他授课声音宏亮,生动风趣,由浅入深,简明扼要,富有哲理性和启发性,逻辑性强,概念讲解透彻,条理清楚。即使像难懂的热力学第二定律,也能在卢先生的讲课中化难为易。他能化抽象为形象,化深奥为浅易,化枯燥为趣惜,他的板书清秀工整,使学生如沐春风,如临胜境,是美的享受”[5]。卢嘉锡教授讲课确实很精彩,梁敬魁在多篇自传中都提到卢嘉锡先生的课,可见卢嘉锡的课给梁敬魁留下了深刻的印象。

  卢先生不仅教授书本上的知识,更重要的是启发学生掌握解决问题的思路和方法,如何把复杂的问题分解为简单的问题来认识。卢嘉锡教导学生遇到问题要进行“毛估”。他常说“毛估比不估好”,他的意思是,在着手解决问题之前,先估计出所得的粗略结果,以免出现数量级的错误[3]。进行毛估避开了繁琐的计算,以便迅速地抓住问题的本质,必要时再进行仔细的计算,以提高解决问题的效率。“毛估”是卢先生判断科学事实的合理性和提出科学预见初步结果的估计方法。“毛估”不是无根据的猜想,更不是粗陋的杜撰,而是基于对科学直观、萌芽于实验事实和初步计算依据,这种洞察本质的方法,使计算或设想更具有鲜明的轮廓。“毛估”思想在梁敬魁以后的研究生涯中起到了非常重要的作用,这样的训练使梁敬魁受益终身。

  为了培养具有全面素质的人才,作一个合格的化学家,卢先生还让学生记住奇特而有趣的结构式,“他要求学生具备C3H3的素质,即Clear Head(清醒的头脑)、Clever Hands(灵巧的双手)、Clean Habit(洁净的习惯),大学所学的知识和治学方法为我以后从事科研工作打下扎实的基础”[2]。卢嘉锡谆谆教导和素质培养令梁敬魁终身难忘。梁敬魁因此很喜欢物理化学,特别是其中物质结构部分,深深吸引着他,使他改变了当初想学分析化学,为地质矿产做实验的念头,转而研究物质结构。

  卢嘉锡对于梁敬魁的教育影响了梁敬魁以后的研究路线,这可以说是梁敬魁人生第一个转折点。同时,在卢嘉锡的教育下,梁敬魁打下了扎实的物理化学和物质结构的知识基础。

  60年代初,卢嘉锡创建了以结构化学和新技术晶体材料研究为主体的中国科学院福建物质结构研究所(下文简称福建物构所),从此有了一个真正能够从事系统性科学研究的基地。长期以来,卢嘉锡领导福建物构所,逐渐形成“五重双结合”的科研指导思想:“实验与理论相结合,以实验为主;化学与其他学科相结合,以化学为主;结构与性能相结合,以结构为主;静态与动态相结合,以静态为主;基础与应用相结合,以基础为主”。这一指导思想在推动福建物构所科技工作的发展和取得重大成果的过程中发挥了重大作用。这之后,梁敬魁在1984.7~1987.6担任了福建物构所所长。在恩师卢嘉锡的“五重双结合”的科研指导思想下继续工作,使福建物构所继续辉煌。

  梁敬魁和卢嘉锡有着深深情意,在卢嘉锡先生去世时,梁敬魁饱含感情写了《科教巨匠风范永存——深切缅怀一代宗师卢嘉锡老师》一文。在文章中他这样写到:“卢先生是一位德高望重、平易近人、待人热情、可敬可亲的师长;是一位热爱祖国、热爱科学、热爱教育事业的学者;是一位胸怀宽广、不计前嫌、严于律己、宽于待人、具有高尚品质的长者。卢先生工作很忙,但不惜牺牲休息时间,认真修改学生送去的英文稿件,仔细更正中文错别字,精益求精,并给予学术上的指点。卢先生热爱科学,孜孜不倦地工作,甚至在2000年身体状况很不好的情况下,仍然要学生查找有关文献资料,进行学术讨论。卢先生礼于待人,当梁敬魁和他的学生看望他离去时,他虽腰脊狭窄,行动不便,但总是要送学生出门口;为他作任何事,他总会表示感谢”[5]

  梁敬魁和卢嘉锡的深深情意伴随了梁敬魁的一生。卢嘉锡对于没有定型的梁敬魁的影响是巨大的。卢嘉锡的教育使梁敬魁受用一生,卢嘉锡的人格魅力更引导着梁敬魁的前进。卢嘉锡是一位大师,取得的成绩有目共睹。梁敬魁是卢嘉锡培养出来的非常出色的学生。卢嘉锡曾说过:“一个老师,假使没有培养出几个比他出色的学生,他就没有尽到当老师的义务”[6]。梁敬魁的成就得到了卢嘉锡的肯定。

  陆先生学风严谨、一丝不苟,对学生严格要求、悉心指导,要求学生做学问要认真踏实。陆学善虽然出生于贫苦家庭,但是他拥有坚韧不拔的进取精神,有强烈的事业心和爱国热忱。在日本占领上海的艰苦日子里,他不顾个人安危,想方设法完好的保存了科研工作所需的仪器设备。尽管在解放前中国在科研和生活条件方面十分艰难,但他毅然谢绝出国工作的邀请,留在国内。在上海解放前夕,与上海科技界人士一道,有效地保护了科研资料和设备,迎来了新中国的诞生。

  在陆先生言传身教下,梁敬魁在中科院物理所晶体学研究室中掌握了X射线多晶衍射的理论、技术与实验。同时也深深认识到,人类对科学的探索是永无止境的,科技的进步靠的是那不间断的思考、那不停息的脚步。陆学善常教育学生说“干科研工作要始终处于忧虑之中”。这意思是说,搞科研工作,要每时每刻地处在思考之中。一个问题解决了就应该立即开始考虑新的问题。只有不断地发现问题,解决问题,才能不断地创新,不断地前进”[3]

  对梁敬魁来说,陆先生既是他的恩师,又是他的益友。俩人在超结构相的研究上是一对出色的搭档,通过研究Cu-Au二元系的相结构随成分和温度的变迁,证实了CuAu超结构的存在,发现了高堆垛周期的CuAuⅡ相,论证了有序-无序转变属于二级相变。60年代初,梁敬魁在功能材料的多晶X-射线衍射结构分析、相图和点阵常数精确测定方面做了大量系统的工作。“X-射线粉末衍射技术的建立和完善”项目获1986年中国科学院科学技术进步奖三等奖(第二作者)。

  陆先生的精心指导和循循善诱,使梁敬魁的科研水平提高很快,在晶体结构化学、材料科学和固体物理三个学科研究中,梁敬魁开始独当一面。而且梁敬魁的研究有其独到性,他用多晶衍射法测定金属合金、无机盐的晶体结构,发现了前人不曾发现的结构类型,并提出晶体点阵常数测量精度为十万分之三的简便方法,受到物理化学界的瞩目。

  这之后梁敬魁的研究成果受到高度评价。20世纪70年代初期,梁敬魁开展了相图在单晶生长中应用的研究。铌酸锶-铌酸钠-铌酸锂赝三元系相平衡关系的研究,为生长优质电光材料铌酸锶钠锂单晶提供了科学依据,获1980年中国科学院科技进步奖三等奖。“静电场作用下α-LiIO3单晶的基础理论研究”获1980年中科院科技成果奖一等奖(第九完成人)。“碘酸盐的相图、结构和相变研究”获1987年中国科学院科技进步奖二等奖(第一完成人)。“碱与碱土金属硼酸盐体系相图、相变和相结构的研究” 1988年获中国科学院科技进步奖二等奖(第二完成人)。他作为主要参加者(第11完成人)的“液氮温区氧化物超导体的发现”获1989年国家自然科学奖一等奖,作为第1完成人的“液氮温区氧化物超导体的合成、相关系和晶体结构”获1991年国家自然科学奖三等奖。

  在与两位大师的交流学习中,梁敬魁获得了成功的要诀。他曾说:“饮水思源,我要深深地感谢我人生的不同阶段,师长们给予我的关爱和教诲,培养与信任,鼓励与鞭策,信心和勇气,使我取得生命中的成功”[3]

  从孔孟到当代,从传统教育到现代素质教育,泱泱古国,数千年历史,有过兴旺,也有过衰落,多少文人志士为之奔走、为之奋斗。梁敬魁就是其中一位。

  起初梁敬魁被分配到中国科学院物理研究所工作。1983年成为凝聚态物理专业博士生导师。1984~1987年任中国科学院附件物质结构研究所所长,1986年被批准为物理化学专业博士生导师。1987~1995年在北京科技大学兼职教授,培养了一批优秀的硕士生和博士生。对于教育,梁敬魁有其自己的深刻理解。

  在担任中国科学院福建物质结构研究所所长期间,他强调基础知识尤其是数学知识的重要性。梁敬魁勉励他的学生,要认认真真地学,老老实实地干,发挥自己的聪明才智。梁敬魁举自己的例子,他是学化学出身,但在物理所工作,物理基础不是很好,这成为他的短处,所以基础一定要打好。

  他鼓励学生要重视基础研究工作的重要性。实际上,梁敬魁从事X-射线晶体学研究工作时,也没想到有可能在国防科研工作上有所作为。他说一旦掌握了基础知识,心系国家需要,就有可能在实际工作中得到应用。

  他教育学生,一个人的前途与国家的命运是紧密联系在一起的。一个人的一生中可能会经历许多偶然事件和机遇,但要善于适应客观环境条件、把握机遇、实事求是、正确定位、扬长避短、发挥优势,为国家的需要努力工作就有可能为国家的科技教育事业、人才培养作出应有的贡献。

  他对青年一代寄予殷殷期望,他在一篇文章中说:“为使我国在20世纪末达到小康水平,再用三五十年的时间达到中等发达国家水平,中华民族的这一光荣而艰巨的历史任务无疑的落到当今青年一代的肩上。伟大的历史任务要靠科学技术的现代化才能实现。青年们思想活泼,精力旺盛,对新鲜事物敏感,易于掌握现代科学知识,并富有创造精神。希望青年们要有远大的抱负,要树雄心,立大志;要珍惜时间,牢记:盛年不重来,一日难再晨,及时当勉励,岁月不待人;要培养勤奋好学,认真钻研,刻苦努力的学风;要掌握科学的学习方法,锻炼持之以恒,锲而不舍的意志,发扬不怕艰难,知难而进,勇于挑战的精神”[2]

  他除了注重教育学生要以建设国家为己任,还重视学生的知识体系建设和意志培养。他经常和学生们在一起,和他们讨论前沿问题,询问学生的想法,鼓励大家多思考,要有锐利的目光、勤劳的双手。在《人生始于立志时》这本书中,他说了这样一句名言,“在人生的道路上难免会碰到这样或那样的困难,特别是工作条件和生活条件不好的环境下,更需要有坚定的信念,全身心的投入,持之以恒”[13]

  梁敬魁注重教学工作,他总是很积极认真的备课,他的课堂总是很活跃,生动且认真,他讲课辞汇丰富,引喻恰当、深入浅出,他指导实验、课外辅导循循善诱,学生们都很爱听他讲课。

  梁敬魁没有忘记卢嘉锡说过的话,“一个老师,假使没有培养出几个比他出色的学生,他就没有尽到当老师的义务”。2009年,梁敬魁院士及其学生陈业青因工作出色,被卢嘉锡科学教育基金会授予2009年度卢嘉锡优秀导师奖和卢嘉锡优秀研究生奖。自1978年以来,梁敬魁先后招收了34名博士生(含5名合作培养),其中24位获博士学位,17名硕士生,其中11位获硕士学位。此外,还招收了6名博士后,可谓桃李满天下。在回想一生最自豪的事情时,他说:“最大的喜悦是培养了一大批研究生,他们中的一部分在国外深造和工作,在国内工作的大部分也晋升为教授,成为该单位的业务骨干”[7]

  梁敬魁在无机功能材料,包括高Tc氧化物超导材料、硼酸盐和碘酸盐非线性光学材料、稀土磁性与贮氢材料等的合成、相关系和晶体结构等研究方面作出了重要的贡献。在国内外重要学术杂志,如《美国物理评论》、《应用物理快报》、《应用物理杂志》、《欧洲凝聚态物理杂志》、《美国固态化学》、《中国科学》、《物理学报》、《科学通报》等发表论文、综述300余篇,著作两部,至1998年止有144篇论文被引用770余次,其中一篇(第一作者)论文被引用130多次。中国科学技术信息研究所根据世界三大检索系统《SCI》、《ISTP》和《ISR》的统计结果表明,他在1988年和1989年连续两年为中国在国际上发表论文最多的前十名作者之一。

  60年代,中国第一颗原子弹空中爆炸成功后,为了更准确地测定出核爆炸的辐射威力,为第一次地下核爆炸作准备,中国科学院物理所开始了在当时被视为高级军事机密的研究工作。34岁的梁敬魁参与了这次国防任务,并以独到的学术思想,成为这项秘密研究工作的主要负责人。

  1964年到1965年间,国防科委的领导到物理所召集了一些研究骨干,在这次会上就提出关于地下核试验的测温工作问题。国防科委的领导给了一些技术指标,但是在会上谁也不知道该怎么做。

  由于当时国民经济正处于发展初期,实验条件艰苦、资金短缺、实验设备贫乏简陋,又是面对全新的未知领域,很多实验数据根本无从参考和比较。梁敬魁应用晶体衍射原理,提出了用晶体分光法测定核爆炸瞬时过程辐射谱分布,计算核爆炸瞬时温度和能量随时间变化的学术思路。

  在普通的实验楼里,梁敬魁带领他的课题小组完成了千百次的模拟实验。他们用手摇计算机或拨打延续千年的算盘,数万次地计算着实验数据。地下核试验前夕,梁敬魁带着核试验瞬时测温装置,来到了作为中国核试验基地的马兰。那里荒芜人烟、气候恶劣,到处是一望无际的沙漠,实验基地的一切生活补给全部依靠外界供应。1969年梁敬魁主持研究的核试验瞬时测温装置圆满完成了任务。

  科学的进步,不仅表现在对未知领域进行探索、发明和创造,更要具有不断地推翻、纠正前人错误的勇气。更加重要的是要有责任感,承担起改变当前知识认识的任务,敢于追求,不断进取。

  70岁时他仍主持两项国家自然科学基金项目。铜基稀土多元复合氧化物体系新型化合物的合成与性能、GaN相关的三元体系相关系和助熔剂研究以及过渡金属氧化物多功能材料的探索,研究它们各组分间的关系和晶体结构,探讨化合物组分、结构和电、磁等性能的关系。

  梁敬魁先生于2019年1月19日与世长辞,在生命的最后一刻他依然保持着对科学的执着追求。梁敬魁把自己的一生奉献给了我国的科研和教育事业。

(责任编辑:叶瑞优)
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