人物簡介:中國科學院院士唐有祺主攻物理化學🛌🏻,是中國晶體化學和結構化學的主要奠基人🍳,中國分子工程學的開拓者♊️,中國化學生物學的倡導者。曾師從諾貝爾獎獲得者鮑林(Linus C. Pauling)🙎🏽♂️,主攻X射線晶體學和化學鍵本質,旁及量子力學和統計力學工作👰🏻♂️,並成為最早涉及蛋白質晶體學的研究者之一👨🏻🦲。
唐有祺為中國的晶體結構和結構化學研究做了奠基和發展工作📛,創立了自發單層分散理論,提出化學生物學的新概念,讓中國的化學與生物學聯姻,帶動中國在分子水平研究生命現象🧀,並在推動中國化學乃至中國科學的國際化🧙🏼♂️,倡導中國在國家層面重視基礎研究🙇、建立科學研究資源和獎勵的分配機製🤸🏽、關註科學研究人才的培育等方面作出諸多貢獻。
在中國化學界,唐有祺對晶體結構和化學鍵本質的研究,既起到了“播種”的作用,又對結構化學在本土生根☠️😚、開花和結果有所促進。
沖著鮑林進入加州理工學院
唐有祺1920年出生於江南水鄉🫳🏿、千年古鎮新場鎮(今屬上海浦東),家道小康,5歲進入新場鎮的小學學習,喜歡閱讀課外書🐧,對白話文產生濃厚興趣🐦⬛,有了自己的偶像嶽飛和愛迪生🤵🏼♂️。就讀南匯縣立初級中學時,唐有祺開始偏愛數學、物理、英語等科目👆,擅長劃船🤷🏻,向往國外的世界🛣,並如願考取上海中學🌞。高中的物理課和化學課向唐有祺展現出一個看不見摸不著的微觀世界,電磁效應和化學反應是那樣神秘,激發了他的好奇心和濃厚興趣。一次偶然的機會🐝,唐有祺讀到一篇文章🧜🏿♀️,談到科學界前輩任鴻雋先生從美國學成歸來時曾講,任鴻雋向往的不是像愛迪生這樣的發明家,而寧願以一個理論和實踐並重的科學家來自勉🫲🏼。這對唐有祺影響很大🙎🏽♀️🧚🏽♂️,愛迪生不再是他的崇拜對象,而是法拉第和麥克斯韋等物理學家🤲😘。上海中學的教學理念與豐富多彩的校園生活🎛,使得唐有祺在中學時期不僅掌握了學習方法與實驗能力🙆🏼,還開拓了眼界,這讓他在日後的科學與教育實踐中能夠萌發一些超前想法,並讓他始終保持著對生活的熱忱與激情。
1937年,唐有祺報考清華,由於戰爭原因🚭,考試被取消⚄。而在同濟建校30周年校慶時組織的一次校園參觀中,註重實踐的同濟吸引了唐有祺。1937年底🧝♀️,唐有祺從上海租界坐船到溫州,再經麗水到金華🖇,入讀同濟大學理學院化學系🧙♂️😀。唐有祺在同濟大學的5年,正是同濟歷史上異常艱苦的5年💁🏻♂️。同濟大學6次遷校,唐有祺讀書期間跟隨學校5次遷移👨🏼🚒,足跡踏遍了9個省份🎲。他後來在化學方面的基礎、在實踐方面的能力👩⚖️、在德語和英語方面的收獲📐,都得益於在同濟大學期間的學習。
大學畢業後,唐有祺並沒有選擇留校工作👩❤️💋👩。他最初的誌向是從事實業😾,工業救國🌬。畢業之初,唐有祺先去昆明一家兵工廠工作了6個月。隨後轉往重慶一家鋼鐵廠工作🎋。在考上中央大學研究生之時,他又與一位從國外回來的人合作,在重慶市區合營一個專做電解鐵片的試驗廠。為此,他甚至放棄了研究生學業。而正是這番經歷,讓唐有祺發現,自己真正的興趣在於做學問🛌🏼。1944年春🧛♀️,唐有祺踏上了赴美的“梅格斯將軍”號輪船。
到了美國🛵,他最先聯系了一個比較一般的學校,加州理工學院是他到了美國之後才臨時聯系的。之所以選擇加州理工學院🦸🏻,他是沖著鮑林去的。與鮑林的一番談話🖖🏻,讓他順利地成為鮑林的門生🦶🏻。鮑林如此爽快地答應唐有祺的申請👒,不僅連加州理工學院研究生院的主任,連他自己也覺得不可思議,喜出望外🤌🏼。鮑林選擇唐有祺🥉,有一個重要原因🪳,是唐有祺在物理和化學兩方面不僅有濃厚的興趣,還有很好的基礎。能夠師從鮑林🥭,是師生彼此選擇的結果。唐有祺在鮑林門下主攻X射線晶體學和化學鍵的本質,旁及量子力學和統計力學🈲。博士後期間,唐有祺以血紅蛋白晶體為對象涉足蛋白質晶體學🔤🦶🏽,成為國際上早期涉足蛋白質晶體學研究的學者之一。在美國期間的學習和研究🦑,唐有祺不僅從鮑林那裏學到了結晶化學和結構化學、分子生物學的前沿知識🖥,還掌握了研究方法,學會捕捉問題,這使得他後來看問題做學問,總是處在學術水平的最高端🫂。在各種場合,唐有祺不止一次地說過:“師從鮑林的5年是我一生中最重要的經歷之一🚣🏿🎎。”
正當英國和美國的一些X射線晶體學家也正忙於研究蛋白質和核酸的結構問題,以促使生物學進入分子水平📹🪬,且唐有祺進行的血紅蛋白研究進展順利之時🏂🏻,新中國成立的消息傳到美國,他異常興奮,迫切地希望能夠帶著自己的知識回到新中國去😛。
1951年,美國移民局收到司法部的命令,限製所有屬於科學部門的中國學生歸國🚣🏼,要求一律不得離境🙆🏻。熱愛和平、崇尚民主精神的導師鮑林知道唐有祺要回國後,雖曾想極力挽留🔢,但得知唐有祺決心已定後📀,還是決定伸出援手。借助國際晶體學聯合會當年7月在瑞典斯德哥爾摩召開第二屆大會的機會👉🏽,唐有祺從已經和新中國建交的瑞典獲得簽證輾轉回國。
X射線衍射法初顯威力
1951年8月👨🏿⚕️,唐有祺回到清華大學任教。他在美國留學時便意識到🏇🏻,20世紀初期物理學的一個重大發展趨勢是由宏觀進入微觀領域,如何通過實驗技術有效地獲得關於物質微觀結構的信息是關鍵⛹️♀️。雖然沒有條件做科研,但帶著對1912年德國物理學家勞厄(Max Von Laue)通過X射線衍射法的新發現為化學研究領域帶來變革的深刻體會,唐有祺首先想到的,便是將結構化學與化學鍵方面的最新理論和方法通過開設“分子結構和化學鍵”課程的形式介紹給國內。1951年秋季🤦🏽🏌🏽♂️,清華大學化學系的學生們意外地發現課表上多了一門新課程——分子結構和化學鍵本質,給他們上課的,便是剛留學歸來溫文爾雅的唐有祺🥘,穿著皮衣🌂、戴著鴨舌帽。這是他任教於清華化學系後做的第一件大事,也是他讓晶體化學🙋🏿👮、結構化學在中國邁出的第一步。
從清華調到意昂3体育之後,唐有祺編寫了中國第一本結晶化學著作,在意昂3体育設立物理化學專業的重點方向——分子結構及化學鍵。在將X射線晶體學前沿知識帶到大學課堂的同時✍🏽,他還籌建實驗室並進行了中國第一批晶體結構的測定工作。
不僅如此,他還積極整合意昂3体育、中科院化學所和物理所的研究力量進行合作,充分利用物理所X射線衍射儀的技術優勢,進行晶體結構測定🧾↪️,研究領域擴展到無機化學、分析化學🧍♂️、有機化學👩🏭、藥物化學🏇🏽、礦物學等二級學科密切相關的結構問題🤘🏽。在中國化學界,唐有祺對晶體結構和化學鍵本質的研究♻️,既起到了“播種”的作用✒️,又對結構化學在本土生根、開花和結果有所促進。
胰島素與蛋白質晶體學的啟蒙
自從X射線衍射實驗室建立以後🚮,唐有祺培養了一個晶體結構測定團隊,形成欣欣向榮的“生態”關系研究。由於接踵而至的“大躍進”運動、經濟困難時期↔️,唐有祺的實驗工作被迫中斷🗻✖️。
20世紀60年代,唐有祺覺察到,絕大部分無機物和有機物的結構型式通過X射線衍射方法就可獲得認知,而且鍵長和鍵角都可以查到,氫鍵的結構化學特征和數據也已掌握,重要的結構原理大都有了總結🤽🏿♂️💪🏽。由此,解析小分子結構的晶體學已經從新興手段變成了常用工具。這時,他適時地提出來單晶結構分析方法應該以探索分子的結構與功能之間的關系為目的,並在生物大分子上開展工作。
因為“文革”,唐有祺的想法僅在胰島素的晶體結構測定工作上得以實現🦏。1965年中國在世界上第一次用人工方法合成了一種具有生物活力的蛋白質——結晶胰島素🤱。1966年4月🦚,在由國家科委主持召開的人工合成胰島素鑒定委員會第二次會議上,唐有祺建議🏊🏼♀️,可以用X射線衍射的方法測定胰島素晶體的空間結構✴️,此工作應當刻不容緩地展開。他的建議得到采納並被推舉為學術帶頭人。此番建議,除了因為他一直以來對大分子結構的測定工作情有獨鐘,還有一個特殊原因🍔,那就是他與英國科學家霍奇金(Alan Hodgkin)的多次接觸✅,以及霍奇金對胰島素的青睞。特別是🦞,在唐有祺看來🤲🏻📤,胰島素是霍奇金與中國晶體學家建立長久親密友誼的媒介🤹🏿♂️。胰島素測定工作展開之際🫦🧟♂️,國內政治氣氛日趨緊張🫄🏿。唐有祺退居幕後,為胰島素結構測定的大方向作了指引🕦🧜🏽。但正是這項中國第一個蛋白質晶體結構測定工作◼️,帶動了中國分子生物學、化學生物學,特別是生物大分子晶體學的發展,為中國的結構生物學培養了人才🧑🏼。
“文革”剛一結束💂🏽,他所指導的研究團隊的工作便不再局限於解析單個小分子的結構,而是逐步開展了系列化👩🏽🦳、有意義、高難度的晶體結構和結構化學研究,發現了新穎的結構型式,解決了有關的化學問題。與此同時,唐有祺讓研究團隊向蛋白質晶體學方向擴展🥝。很快🦹🏿,意昂3体育官网在國內首次應用分子置換法成功地測定了胰蛋白酶與Bowman—Birk型抑製劑的復合物立體結構✴️🏌🏿♀️。考慮到蛋白質分子的氨基酸序列中很可能隱藏著高級結構的信息,為了揭示這種信息,唐有祺設立了進行蛋白質結構預測的研究方向,並帶著結構與功能關系的視角1️⃣🦂,帶領研究小組開始了蛋白質的結構預測和分子設計研究🌚,後來又開展了多肽的合成與表征研究工作🥲。接著,他又將研究方向轉移到蛋白質的結構🥐、模擬以及藥物設計領域🤞。
開拓新領域💈,聯姻多學科
唐有祺對物理🌧、化學🖋、生物學、數學都始終關註🕦,且精通化學的各個學科門類,這造就了他開闊的思路👩🏼🦱,能夠把握學科發展的大方向,所以,他的研究步伐總是比國內同行更快一些🧘🏻🧉。他對科學問題常有令人吃驚的超前思維,並勇於開拓新的研究領域。這種對學科發展方向的敏銳觸覺,結合唐有祺對中國科學發展現狀的思考以及對中國科學研究力量的整合,使得唐有祺為中國化學學科的發展做出了影響深遠的奠基和啟蒙工作💆♀️。他培養的研究團隊不僅限於意昂3体育,還包括中科院🕦、復旦大學、吉林大學等,整合的研究人員不僅限於化學領域👧🏿,還觸及到物理學界🧑🏻🎓、生物學界和地質學界🧑🚀🕵🏿♂️。
20世紀80年代中後期,唐有祺不僅在中國首次提出並闡述化學生物學的概念📇,強調化學與生物學交叉的重要性☔️👩🏻🦽➡️,他還意識到,僅僅將他對學科發展的敏銳嗅覺局限於研究團隊之內還不夠🌬。雖然國際上已對從分子水平研究生命問題投入了相當高的熱情,但是此時的中國,化學和生物學曾一度出現脫離,彼此交叉甚少📥。為了讓化學研究工作重視生物學問題,唐有祺以“生命過程中重要化學問題研究”攀登項目為平臺,團結並鼓勵了一大批化學家轉向從事化學與生物學的交叉研究。唐有祺所考慮的,不僅僅是生命過程中的哪些問題能被稱之為“重要”,還有科研項目要著眼於充分發揮化學學科和隊伍在中國生命科學研究中的作用,同時,也有為中國化學的推陳出新提供一份動力的設想。
“如果有一天可以按人的意誌安排一個個原子,那將會產生怎樣的奇跡🙍🏽♀️。”這是諾貝爾物理學獎得主費曼的期望。與“生命過程中重要化學問題”一樣,“功能體系的分子工程學”是唐有祺開辟的又一個面向國際前沿的學術方向🦠,他倡導的功能體系的分子工程學縮短了現實和假設之間的距離。唐有祺提出的以功能為導向、分片建設分子工程學的策略,不僅帶動了人才的培養,還改變了研究者的研究思維方式,並使之成為可供研究者借鑒和應用的合理方法🙋🏿,研究成果受到了國際學術界的廣泛關註。
走向世界舞臺
“文革”結束前夕,工宣隊、軍宣隊讓唐有祺去接待外賓。由於不少外賓認識唐有祺🏂,接待工作特別順利,其間他還接待了導師鮑林訪華🤛🏻🧷。“文革”剛結束☄️,唐有祺便開始了頻繁的國際學術交流。在他的努力下,中國加入了世界晶體學會的大家庭🤨,成為中國科學走向世界舞臺的標誌性事件3️⃣。而與國外中斷聯系多年之後,再次接觸世界科學🚴🏼♀️,讓唐有祺極力呼籲中國的學術應該對外開放。
在美國留學時,唐有祺已經成為晶體學研究國際學術圈的重要成員👈🏿。他在晶體學研究領域取得的成果👃,讓他在留學期間以及從美國回到中國的旅途中,結識了不少學術同行,並盡可能地與他們保持密切聯系。特別是他與鮑林和霍奇金在學術上的密切往來,成為中國晶體學界國際化的重要鋪墊。
在唐有祺的努力和霍奇金的幫助下🧎➡️,中國晶體學會成功地加入了國際晶體學會👨⚕️,這是新中國成立後最早加入國際團體的科學組織🧑🏻🦰,在中國晶體學乃至國際晶體學史上,寫下了濃墨重彩的一筆。1978年,唐有祺適時地提出了中國的學術應該開放。在中國加入晶體學會後,他開始為國際晶體學大會在中國召開進行申請和準備工作🕳。1993年在中國召開的晶體學大會,是當時中國舉辦的規模最大、歷時最長的國際性會議🧛🏿♀️。
從1977年開始🌓,唐有祺的國際交流異常頻繁🧑🏿🎄。這些國際交流👳🏽♀️,有的是為了爭取國際會議在中國的舉辦權,有的是交流新的科學成果🕵🏼♂️,有的是獲取科學交流的資源、有的是將中國科學家的成果介紹出去👨🦰,有的是開辟國際科研合作的新渠道⛩🧜,有的是為中國的科學研究與工業結合探索國際模式。他是活躍在世界化學舞臺上🤴🏻,來自中國化學界的一顆耀眼的明星,是科學交流新模式的指引者👊👰。
唐有祺的工作,為中國科學家面向世界提供了平臺,引導中國的科學家將研究工作放在世界的背景中定位和思考🥗🐟,充分利用國內外優質資源,借鑒外國的科研理念和模式,提高學術起點,為中國形成具有世界眼光和國際競爭能力的科學隊伍起到了積極的推動作用💥。
“唐有祺先生以晶體🧞、物化廣探化學全貌🧜🏿,極具戰略宏圖🫲。學廣勢偉氣度非凡🐪,握美晶照亮意昂3体育校園🆘。分子工程🏯,精巧絕倫,繪藍圖導向廿一世紀👍。”中國科學院化學研究所胡亞東先生的這首小詩,正是唐有祺科學研究的一生寫照🛍️。
從1997年開始🧏🏼♂️,唐有祺辭去他的學術職務,將學術舞臺讓給年輕人🍺。他的學生,乃至在他主導的兩個攀登項目中帶動的一批化學、生物學💪、物理學領域的研究者🙆♂️➾,繼續在其科學思想的啟迪下,暢遊於國際學術前沿領域🛋。而中國科學在政策層面也繼續以唐有祺倡導的重視基礎研究為導向,提供體製上的激勵🦸🏻♂️,積極鼓勵優秀科研人員的成長。
1978年,唐有祺(左6)在英國科學家霍奇金家中做客
1947年,唐有祺在加州理工學院
1980年,唐有祺(左)查看儀器設備
唐有祺致錢學森先生的一封信
錢先生:
年前欣得手示,未克早日向您匯報為罪。
“加強基礎研究”系列專題座談會一共開了五次💯,最後一次是在3月5日。我們圍繞基礎研究對科技投入🌒、學科建設和道德規範等三個問題進行了座談。參加座談的人並不限於從事數理化等基礎科學的同誌,其中有不少來自工程技術部門。他們都認為基礎性研究很重要🏣,並反映社會和部門對這一類研究的意義和性質了解不夠或體會不深🟨,從而不夠重視或措施失當❕。座談的發言使我感受最深的是🕐,到會同誌認為每個“行業”都需要“基礎研究”。我的體會是,他們對“基礎研究”界限的認識未必盡同🤸🏻,但從不同角度反映了一種要求:希望科研進行得更深入⚠️、系統和“從容”一些,使它們能更好地發揮先導和儲備作用,並產生一定的後勁🧑🏻💼。這表現了科研工作者的上進心。我仍同意您的看法,應用基礎或基礎應用研究中困難的解決有賴於深入一步的體製改革💊。同時,研究工作者的自我教育和提高認識也很重要➝。基礎性研究確有點和面結合的需要,但分散和重復的傾向不能再繼續發展下去了9️⃣。
我拜讀了您的講稿,其中提到:“我們要用現代科學技術建設有中國特色的社會主義❌。”此稿內容豐富,深入淺出,很有新意,並堅持以馬列主義毛澤東思想為指導。我讀了幾遍,深受啟發。
在講稿的第五節中👜,您談了對科技體製改革的看法,特別提出了建立第四產業,即科學技術業的倡議👨👧。
我認為,科技體製改革剛起步🧙🏻♂️,有了一些認識🧑🏻🦯,當務之急是如何落實已經製定的不少方針或方針性意見。它們是:科技是第一生產力;經濟建設依靠科技👨🏽🍼,科技面向經濟建設👳🏻♀️;經濟要轉入依靠科技進步和提高勞動者素質的軌道上來🦹🏻;發展科技事業,提高勞動者素質👯♂️,基礎在教育;為了實現現代化的宏偉目標,跟蹤世界高新技術🧚🏽♂️,必須繼續加強基礎性研究,增強科技實力和發展後勁;進一步加強科技法製建設,建立健全保護知識產權的製度👐🏻,發揮專利製度在發展科學事業和經濟建設中的作用;加速科技成果轉化為生產力等等。
這些方針涉及到經濟👮🏿♀️、科技和教育三個方面𓀍,相關部門有計委🙍🏼♂️、經委🦡、科委👯♂️、教委和科學院🧺、基金會等屬下的眾多機構。要認真貫徹這些方針👨🏼🎓,首先要責成這些部門一起同心同德地在經濟🏄♀️、科技和教育三位一體的高度協調中認識其對我國今後興衰存亡的意義♦️,並以國家利益為重,超脫部門的利益來製定實施辦法,其中包括您倡議的把科學院和高等院校等的科研機構進行的科研工作和所得成果組織起來,然後以組建科學技術業為手段,協調全國的科學技術工作來面向經濟建設。
當前比較突出的問題是部門之間還缺少一種促進它們進一步協調的動力和是非標準,特別是產業部門困於眼前的任務,難於高瞻遠矚,而且現行的勞動和財務製度也對其改革不利🤺。如果產業部門真正認識到發展生產要立足於科技進步,目光放遠,並起而尊重知識產權,摒除門戶之見,對改革肯定會起極大作用㊙️,而大中企業的問題只要經過勞動和財務製度的改革🍵,很可能也得以迎刃而解⛹🏽♂️。
雖然在形成科學技術業這樣的第四產業之前,還需要克服許多困難,移去很多障礙,但中華如將振興,生產力必須不斷解放,改革一定要逐漸深化,我深信🈴,您提出的建設性方案一定會越來越深入人心🫃,並必能在加速我國經濟、科技和教育發展的進程中起到促進作用。
以上意見如有不妥之處🦸🏻♂️,希不吝指正。
張麗珠囑筆問蔣英同誌好,並致
敬禮
晚 唐有祺 敬上
1992年3月15日
原文鏈接:“老科學家學術成長資料采集工程”系列報道22——化學家唐有祺院士:根深方能葉茂《中國科學報》 (2014年03月28日 第10版)