文章不厌百回改!回眸上海交通大学的第一篇Science

古人云:“文章不厌百回改”,说的是对于诗词文章的修改,需要反复推敲琢磨,方可写出佳作。但其实,科学论文同样需要反复修改完善!上海交通大学的第一篇 Science 便是如此产生的——
文章不厌百回改!回眸上海交通大学的第一篇Science
颜德岳,中国科学院院士,著名高分子化学家,现任上海交通大学化学化工学院讲席教授,四川轻化工大学名誉校长。1937年生于浙江永康。1961年毕业于南开大学化学系,1965年吉林大学化学系研究生毕业。2002年比利时Leuven天主教大学授予自然科学博士学位。长期致力于非稳态聚合反应动力学、超支化聚合物的分子设计和不规整聚合物超分子自组装等领域的研究。近年来提出两亲性药-药缀合物纳米药的概念,研究抗肿瘤新药和药物递送。
意外发现
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1998年冬。在一次实验中,颜德岳教授的博士生侯健发现容器里 的沉淀物有点奇怪,有鳞片状的物质,“以前没有出现过啊,这是什么?”侯健不明白 。颜教授盯着溶液看了又看,心里忽然一亮,“会不会是宏观分子自组装薄膜?”他马上意识到这个结果的重要性。 

分子自组装是近年来倍受重视的国际前沿课题,对揭开生命奥秘有着重要意义。此前,已经报道的分子自组装体仅限于纳米和微米尺度,虽然宏观分子自组装现象在自然 界随处可见,却还没有在实验室得到过这样的结果。 
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那天,颜教授非常兴奋,脑子里不停思索该结果的机理,回家后想起忘了叮嘱侯健 不要倒掉样品,又连忙打了个电话。当晚,颜教授通宵达旦地琢磨着宏观自组装机理, 完全忘了身体的病弱。凭着多年理论化学研究的积淀,他很快有了设想,第二天,他把 想法告诉了他带的研究生,并立即安排侯健进一步实验,对该设想予以证实。但这个实验需要在很低的温度下进行,由于条件有限,研究没有取得突破,不能重现最初的实验结果。

一篇论文改了上百遍,终登《Science》

在211工程和985项目资金的资助下,化学化工学院购置了不少先进设备,于是在2001年,颜教授又安排博士生周永丰继续这项研究。那一年,课题组的经费相当有限,十几个人只申请到5万元,他们戏称“没有隔夜粮”,颜教授尽力用有限的钱创造必要的实验条件。在他的指导下,实验终于在2002年底取得了突破性进展,成功地自组装得到了宏 观多壁螺旋管,形貌比第一次的更为完美。 

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图3 管状组装体在丙酮中的光学显微镜照片;(A)五壁管状组装体,每条黑线表示一层管壁,两壁之间的空间是空心的;(B)单层管的照片;自组装管的内螺纹端,左螺旋(C)和外螺纹端,右螺旋(D);比例尺,300 μm (A, C, D),1μm (B)
为了抢先公布这一重要发现,课题组立即撰写了论文发到《科学》杂志。对方表示该发现很有价值,但缺乏对自组装机理的确切证明,故不予采用。课题组随即展开深入研究,有一阵颜教授在比利时访问,对机理有了进一步的认识,急性子的他马上画了一个示意图传真回国。后来,他认为这个图还不能准确地表达他的设想,就反复与课题组讨论修改,甚至请了一家公司专门来绘制图形。光这个机理图就画了一个多月。颜教授课题组的青年教师黄卫说:“现在想想这个图很简单,但那个时候要在一张白纸上画出来,真是太难了。” 
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图4 (A)宏观组装体管壁横截面的TEM照片,比例尺25 nm;(B)并列模型;(C)穿叉模型,B、C中深色区域代表紧密聚集的HBPO核,波纹代表PEO臂
2003年4月,课题组终于用电子显微镜拍摄到自组装体的结构照片,与他们所绘的机理图高度符合,证实了颜教授的设想。这一关键性证据的获得,令课题组备受鼓舞。他们随即对论文进行反复修改,于当年7月份再次投《科学》杂志。这一次,《科学》接受了,但要求对论文再作修改。到最后发布算下来,这篇论文他们总共修改了百余次, 有时候一句话也要斟酌好几天。颜教授告诫学生说:“做实验写论文,不能有半点马虎和虚伪。” 
不爱读书的“野孩子”
错失两次参军的机会

颜德岳1937年出生于方岩镇派溪村。当时,他的父亲已经在抗日战场上牺牲,只留下了他这根独苗,全靠做篾匠的祖父和祖母抚养長大。

虽然出身寒门,但因三代单转,小时候的颜德岳成了长辈疼爱舍不得管教的“野孩子”,嬉戏逃学,不爱读书。长辈们对他的学习成绩也不做要求,任由他无拘无束地成長。小学高年级一天早自习时,他因埋头做玩具被老师发现,被打了10下手心;他用香烟的硬包装盒模仿做古装戏的官帽,同学们纷纷用皮球、兵乓球等玩具与他交换;他还偷看东阳师傅刻图章的手法,为村里的父老刻过一批私章……

1949年,永康解放时,他正在永康县立初级中学读一年级。国民党的大部队经过永康向福建撤退,公路上连续几天几夜挤满汽车,马达轰鸣、喇叭刺耳、人声鼎沸;学校教室外的过道上,夜晚睡满了国军的败兵。好奇的少年颜德岳坐不住了,多次逃课出去看热闹。

有一天正在上课,突然听到一阵枪响,接着枪声便震耳欲聋,班主任让同学们躺在课桌下面,并安抚学生道“你们不要怕,子弹打过来先打到我”。此时大家心里都明白,“解放军部队进城了”。不知过了多久,枪声停了,颜德岳悄悄溜出校门,来到大街上。但见解放大军整齐的队伍雄赳赳气昂昂地向前行进,两边站满欢迎的老百姓。

随后几天,颜德岳都逃课出去看解放军文工团的露天表演。有一天他在校外看到一张华东军政文化干校招生的海报。年仅12岁的颜德岳用“颜善”的化名,虚报了17岁的年龄,结果还真因为他看起来比同龄人高大而被录取了。

发榜那天,颜德岳看到他的化名赫然在目。此时背后有人拍了一下他的肩膀,回头一看,原来是堂叔和小学时的老师颜国江。

“你怎么来了?当兵要打仗,打仗是要死人的。你是独子,不能当兵;我兄弟多,我可以去。”堂叔当场训斥了一番,还把信息捎给了祖父。爷爷把颜德岳领回家,好说歹说教训了半天,颜德岳终于放弃了参军的念头。

后来他休学在家种地,卖过菱角,参加过农会,还当过民兵。有一天县武装部长来到派溪村,在民兵的队伍里看见颜德岳,很是喜欢,就动员颜德岳当他的通信员。颜德岳当然很高兴,就邀请武装部长到家里去做祖父的工作。然而祖父死活不同意,颜德岳又一次错失了当兵的机会。

“失学前我真的不喜欢读书,就知道玩。失学之后有如醍醐灌顶,感觉非常失落,意识到自己已经丧失了改变命运的机会,以后只能像祖辈那样学一门手艺或者做佃农谋生了。”1951年春天,村里成立供销合作社,村长让颜德岳去当售货员。

清明节过后,颜德岳又迎来了命运的转变。解放初期,随着教育事业的发展,中学老师下乡动员失学青年复学,一位地理老师来到派溪村,她一眼就认出了颜德岳。复学后,颜德岳专心听课,虽然课余时间还是比较贪玩,但成绩在班上名列前茅。

“文学青年”弃文从理“校园诗人”一步三叹

1953年,颜德岳考上了杭一中。当年,该校是浙江全省最著名的高中。那时候颜德岳最喜欢文学,兴趣爱好与理工几乎搭不上边。“我的长辈都目不识丁。隔壁的阿公早年在杭州做裁缝,喜欢听艺人说书,我儿时夏天的夜晚经常听他讲故事,什么薛仁贵征东、随唐演义、三国、水浒等等,听得入迷。后来就喜欢上了文史”。因此他的志愿是毕业后考北京大学中文系。人生总会有一些偶然,高三的时候,学校选拔留苏预备生,家乡的人告诉他,组织上已经派人到老家调查过他的家庭情况。他心怀侥幸:是不是自己已经入围留苏预备生的初选?万一能去留苏,当然是件好事,但如果去苏联就不可能学中国语言文学了。高考临近,留苏预备生的名单揭晓,他没有入选。有一天他看到黑板报上的一篇文章,作者说他要学化学,因为化学家可以合成除草剂,免除农民锄禾日当午之苦,合成杀虫剂,确保农业大丰收。从浙中农村走出来的颜德岳,休学时种过地,一下子就被吸引了,决定报考化学专业。南开大学入学以后,他发现自己还是有浓浓的文学情结,不喜欢化学。常常一步三叹写歪诗,在学校的周刊“人民南开”上报表。好多年之后,他在“大三线”支内,有一位四川籍的南开校友调入他那个单位,特意找到颜德岳,并说“见到你真高兴,你是南开的校园诗人。我是历史系的,和你同一个年级”。此时,他才知道他曾经有过一个“校园诗人”的桂冠。

求学研究一路艰辛曾被批判只专不红

当时大学是五年制。一年级的时候,国家提出向科学进军,校园里弥漫着浓浓的书香和学术气氛。1957年反右以后,各种运动接踵而至。在大炼钢铁运动中,颜德岳还当起土高炉的炉长。接着被派到天津电源研究所的金工车间学习开车床,目标是要制造区域熔炼炉,把多晶硅制成单晶硅。该炉子还没有动手做,他就被提前毕业了。后来,他由于不喜欢所从事的工作,要求回班学习,被安排到白洋淀地区劳动。几个月后,他因二度浮肿回校休养。乘此机会,他从图书馆借了物化专业的教科书,自学了一遍。上大学几年的经历,使颜德岳领悟到还是好好学习化学为好。他烧掉诗稿,从此不再看文艺书籍。等到浮肿病痊愈,同时入学的同学毕业了,他考上了吉林大学唐敖庆先生的研究生。唐先生是我国当年理论化学的权威,他的学生一入学就被要求补习数理基础,为时大约2年。颜德岳对恩师十分崇拜,至今对唐先生讲课的风采津津乐道。他说:“……例如唐先生给我们讲授统计力学和不可逆过程统计热力学时,从来不带讲稿。一版接着一版的公式都记在脑子里,板书工整,声如洪钟,引人入胜。一讲就是四节课,中间只休息10分钟。他是天才!”。读研究生的后两年,他跟吴邦瑗老师做阴离子聚合反应动力学实验,这是当年高分子化学的前沿。吴老师是苏联回国的副博士(相当于美国的PhD),是颜德岳的副导师。吴老师不仅学问好,为人也十分正直善良。在自觉革命运动中,颜德岳被指忘记阶级斗争,只专不红,受到批判。作为党总支委员又红又专的吴老师对他说:“颜德岳,我们相处一年多了,我了解你,你是一个很纯朴的人,也很聪明,很勤奋。不知为什么组织上对你有这么多误解。但是你不要灰心,路遥知马力,日久见人心,总有一天组织上会了解你的。”听了他的话,苦恼中的颜德岳好象见到一线光明,相信总有一天会拨云见日,组织上会了解自己。不过颜德岳的处境还在恶化,运动结束时党支部宣布处理意见:“颜德岳不挖思想根源,不对错误做深刻检查,勒令退学,到吉林化工厂烧锅炉”。在这困难的时候,又雪上加霜,女朋友离开了他。此时,吴老师又安慰道:“不要难过,天涯何处无芳草”。后来吴老师和他还成了连襟。1965年中,到吉林化工厂烧锅炉还未成行,由吉林大学团委书记出面,给颜德岳和几个受处分的理科研究生平反。他说:“过去组织上对你们要求太高,现在你们没事了。今后你们都是国家重要的技术干部,不要把以前的事放在心上”。那个时候,颜德岳感慨万千,虽然有几个月的委屈得以一洗的轻松,但主要是心存感激,感激共产党的伟大,出了点差错还能光明磊落地承认,给自己平反。今后一定要竭尽所能,报效祖国。几个月后,颜德岳终于顺利毕业,分配到华东化工学院。报到后又被吉林大学借调,协助导师撰写专著。任务尚未完成,华东化工学院发函到吉林大学,令颜德岳返回上海“接受阶级斗争的洗礼”,参加城市四清运动。文化大革命工宣队进驻上层建筑后,颜德岳作为课题组长接受了一项军工任务。三年多时间的全身心投入,好像又读了一个大学,学习到了很多专业知识和技能,感觉自己的确是高分子化学的专家了。1971年,他被派去大三线“支内”,在上海化工学院四川分院一待就是八年。那时候几乎天天搞大批判,写论文是“个人主义,名利思想”。颜德岳曾经尝试了一下,但惹来了很大的麻烦。于是,只好暂时放弃做研究。长期不能做自己喜欢做的工作,心情抑郁,加上当地卫生条件较差,让颜德岳患上了慢性肝炎。

 改革开放春天降临不顾疾病通宵研究

1978年12月十一届三中全会之后,有朋友说外面已经比较宽松,可以自己选题写论文了。颜德岳按耐不住内心的冲动,跃跃欲试。

然而当时当地既无设备,也无经费,只有较多图书资料,肯定无法做实验研究。正好他读研究生时学过两年数理基础课程,那就试试理论研究吧。很快就在国内刊物“高分子通讯”和“科学通报”各发表了一篇文章。1979年底,上海化工学院四川分院撤回上海。1980年初,颜德岳调入同济大学。

刚刚调到同济大学,为了站稳脚跟,必须多出论文,他不顾慢性疾病,拼命工作,往往推导公式通宵达旦,当买菜的老婆婆从窗前走过,才休息一下。

1984年8月,他又从同济调到交大。去年3月5日,交大化学化工学院主办,举行了一次高分子前沿研讨会,来庆祝颜德岳80寿辰。有10名院士和约50名杰青或长江学者与会。颜德岳最后做了题目为“淡出江湖情未了”的报告

他列举了科研生涯中错过的机会,以及想做而未完成的工作。其中一项是三个天然放射系和一个人工合成放射系的连续衰变问题。因为每个放射系的同位素太多,描写衰变过程的微分方程组过于复杂,直到上世纪80年代,无人能够求解。

当时颜德岳发展了一些求解聚合反应动力学微分方程组的方法,他认为可以用这些方法来求解那4个放射系连续衰变的微分方程组。然而核化学不是他的专业,即使求解成功,写论文时也会遇到困难,可能会讲外行话。最好是找一位研究核化学的合作伙伴来一起做。于是他查了一下,给国内一位这一领域的教授写了一封信,要求合作。可惜没有回音。

时,他觉得高分子研究领域还有很多问题要解决,就把连续衰变暂时放在一边了。上世纪90年代初期,他应邀去德国Mainz大学短期工作。该校有一个核化学研究所,颜德岳请他的朋友去询问核研究所的教授,能否合作解决4个放射系的连续衰变问题。朋友带回来的回音使他大失所望,“连续衰变方程的解析解已经没有意义了。我们已经编制了一个计算机程序,只要发一个随机数,就可给出放射系中任何一个同位素含量的数值”。

颜德岳这个在国内土生土长的学者,还是缺乏自信,他轻信了朋友带回来的误导之词,放弃了对放射系连续衰变方程的研究。近10年前,柴之芳院士邀请颜德岳参加中国科学院核分析重点实验室的学术委员会。会议茶歇的时候,颜德岳讲起了上面的故事。

柴院士大叫,“颜先生,你上当了!连续衰变方程的解析解是很有意义的。

“那,我们一起来做这件事吧。

“好!”于是颜德岳让他的学生周志平来做这项工作,因为他自己年事已高。柴之芳则令年轻的赵宇亮参加。

周志平查阅文献后发现,上世纪90年代中期已经有人用类似方法研究过放射系的连续衰变问题,但他们假定分支衰变的两条途径衰变速率相同。而用颜德岳的方法,则可撤销这个假定,给出连续衰变方程组的解析解。

他们把论文投寄到核化学领域的最高刊物。据悉,该文还是由mainz大学核研究所的教授评审的,评审人给以很高的评价。这件事一度令他感到费解,不知当时朋友转达的话是谁的意见。

他经历过两个“朝代”,三个不同的历史阶段,曲曲折折,磕磕碰碰,终于迎来了科学的春天。直到今天,已是耄耋之年的颜德岳还坚持天天上班,近年还在新药研制和药物递送方面提出新的概念。他的团队研制的一个1.1类新药已经转让给江苏的一个药企,它的疗效比一线抗癌药多西他赛更好,而生理毒性比多西他赛更低,正在做临床试验前的准备。

大年三十为学生改论文 

作为一名教师,颜教授一直认真对待教学和研究生培养工作。 上世纪80年代,他给研究生讲统计力学,几乎每堂课后都有热烈的讨论,形成了教学相长的生动局面,为此,他曾获学校“教学优秀奖”。 颜教授对学生要求严格。刚刚进入他的课题组的研究生都有一个很深的体会,就是 感觉颜老师对他们所提的要求“过高”,担心自己完不成。刘翠华是今年刚进课题组的博士生,她开始还抱有侥幸心理,想着课题组十几个人,颜老师又上了年纪,可能会忘掉她的研究进展,后来她发现:“每个学生在做什么,颜老师都非常清楚,有时事情多 我自己糊涂了,他也不会糊涂”。有的学生一时不能理解导师的良苦用心,后来也慢慢 发现,几年的学习研究下来,不仅发表了高水平的论文,也使他们打下了坚实的科研基础,培养了科研工作者的良好素质,可以胜任新的工作或继续深造。 

颜教授关心学生。虽然课题组经费一度很紧张,但该买的器材、药剂等,他从不吝啬。有的药剂有技术自己制备,可以节省一些费用,但他不同意,他说:“博士生的时间是宝贵的,好钢要用在刀刃上。”当学生在研究中遇到困难,他总是和他们一起分析 问题,寻找突破口。他常常会在深夜或一大早打来电话,把自己的思考及时告诉学生, 以帮助他们研究。对于博士生的学术论文,他都要反复推敲,几经修改。有一次,一位博士生的论文被国外一家知名学术杂志采用,要求马上修改完后寄回。那天刚好是大年三十,时间紧迫,颜教授就把这名学生请到家里,和他一起连夜修改论文,一直忙到大 
年初一,使得论文得以顺利发表。 

颜教授曾经对学生说:“歌星一曲万金,球星一脚成名,暴发户一夜致富,而学者只有心如止水,脚踏实地,淡泊名利。但我认为我拥有的社会价值就是我最大的财富, 我很快乐,如果让我和他们交换一下角色,我还真不会同意,如果让我重新选择一次, 我仍然要做一名学者。”这一席话,可能是对颜老师俭朴生活和执著追求的最好注释。

审核、编辑:大可
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