范海福：將中國晶體學研究帶到新高度

1、顛沛流離的童年生活

1933年8月15日，范海福在廣州市永漢南路（今廣州市北京南路）仰忠街一棟民宅里出生。安寧的生活只過了幾年，1938年，日軍入侵廣州，范曜華帶著全家人逃到香港，五歲的范海福跟隨父母開始了逃難的生活。

到香港后，范海福的父親辦了一所文德學校，是一個以商養(yǎng)學的私立學校，范海福就在這里接受了啟蒙教育。

1941年底，日軍侵占香港，范海福的父親又帶著全家逃到澳門。在澳門，他們同樣過著屈辱的生活。艱難的家國命運和低下的民族地位，不斷刺激著少年范海福的神經，使他萌生強烈的自尊自強意識，同時也塑造了他蔑視強權、維護尊嚴的精神品性。這一點對他的人生及學術生涯都產生著極大的影響，以至于他在后來出國進行學術交流時，只要遇上態(tài)度傲慢、不尊重中國人的外國人，就會毫不客氣地反擊對方，這是童年的境遇帶給他的一種本能反應。

從小就喜歡畫畫的范海福差點就當了嶺南畫派創(chuàng)始人之一的高劍父的弟子。那是在澳門時候的事。當時，客居澳門的高劍父想招收弟子，便到范海福就讀的粵華中學找苗子，校長當即就向他推薦了范海福。高劍父看過范海福的畫作后很是欣喜，有意收這個有繪畫天分的學生為弟子。

盡管最終沒能成為高劍父的弟子，但范海福成功考入中大附中。在校期間，范海福的美術科和音樂科成績尤為拔尖，總是班上前幾名。他跟一個要好的同學學口琴和小提琴，沒想到學了一段時間之后，琴藝居然超過了該同學。在該同學的影響下，范海福上大學后順利地考進了北京市大學生合唱團。

2、從北大走向科學路

1952年，范海福考上北京大學化學系，在這里，中國晶體學奠基人之一的唐有祺教授帶他走進晶體學世界。大學里還有一位令范海福難忘的老師周光召，他不僅教授知識，還注重訓練學生的思維方法，唐有祺教授強調：兩個類似的概念，不僅要注意它們的相同之處，更重要的是要搞清它們的差異。這句話言簡意賅，范海福一直牢記在心里，貫徹于科研實踐之中。

在北大讀書的幾年里，范海福的表現有點“另類”，常會做一些不守“規(guī)矩”的實驗。有兩個化學實驗范海福自己覺得很得意，但卻遭到老師批評：一個是要證實碳酸鈣能溶于二氧化碳的水溶液使溶液呈堿性。按照當時從蘇聯搬來的一本實驗教程，要將碳酸鈣放入盛蒸餾水的燒杯中然后通入二氧化碳直至溶液呈堿性，一些同學做了幾十分鐘還沒有結果。

他裝了半試管澄清的石灰水溶液然后通入二氧化碳，一兩秒鐘后就出現白色沉淀，這就是碳酸鈣，繼續(xù)通入二氧化碳，白色沉淀消失，這就說明了碳酸鈣能溶于二氧化碳水溶液。整個實驗只用了大約一分鐘。另一個實驗是要證實碳酸鈣加熱后可以變成能溶于水的氧化鈣，使水溶液呈堿性。教程要求把碳酸鈣放入坩堝再用煤氣燈燒半小時。他用一把鑷子夾了一小塊碳酸鈣直接放在火焰中，只燒了幾秒鐘實驗就完成了。

兩個實驗從準備到結束總共不到10分鐘。做完后他就溜出實驗室玩去了。事后老師批評他：一不重視蘇聯“老大哥”的經驗;二不遵守課堂紀律。范海福只接受了第二點批評。另有一個用橋式電路測量電壓的物理實驗，范海福“擅自”改動了電路的一小部分。結果簡化了實驗過程，但仍然可以達到所要求的實驗目的。這回他受到老師的表揚。

1956年，范海福大學畢業(yè)，當時北大化學系計劃留11位品學兼優(yōu)的畢業(yè)生讀研究生，范海福也在其中。正當他期待著繼續(xù)深造的時候，一件偶然的事讓他的人生道路發(fā)生了改變。

就在范海福畢業(yè)的那一年，國家成立了研制原子彈的“三機部”（第三機械工業(yè)部，1958年改為二機部），需要抽調一批大學畢業(yè)生，物理所需要從北大再補充一個畢業(yè)生，范海福就這樣被“填補”進了中科院物理研究所。雖然沒有能夠讀研究生讓他很是懊喪，但他很快從懊喪的情緒中走出來，投入到物理學研究的世界里，從此，晶體學研究領域多了一顆閃亮的新星。

3、直接法應用領域開拓者

到物理研究所以后，面對物理學廣袤的世界，范海福對晶體結構分析方法有著濃厚的興趣，將它作為研究的方向。

早在1963年，范海福提出將直接法與原有的其他衍射分析方法相結合，以提高直接法的效能，拓展直接法的應用領域。1987年，他主持建立了多維空間中的直接法并用于測定高溫超導材料的非公度調制結構，屬于國際首創(chuàng)。他于1989年就成功地測定了一種新礦物的非公度調制結構，并于1991年成功測定出摻鉛的鉍系2223高溫超導相的非公度調制結構，引起國際高溫超導界的普遍關注。

在將直接法用于測定蛋白質晶體結構方面，范海福是國際上最早的倡導者之一。20世紀80年代至21世紀初，這方面的研究是國際晶體學直接法研究的一個重點。范海福的研究組用直接法首次從2分辨率的單波長異常衍射數據解出一例原屬未知的蛋白質晶體結構。其后，他們陸續(xù)發(fā)展了一系列新方法，并在實際應用中不斷有新的突破。

20世紀60～80年代，國際晶體學界的直接法研究迅速發(fā)展，直接法研究的兩位先驅J.Karle和H.Hauptman也于1985年獲得諾貝爾化學獎。當時不少人在問：諾貝爾獎之后的直接法研究，還能做什么？更多的人認為，直接法已經取得如此重要的成就，它的發(fā)展也已到了盡頭，想給“直接法研究”畫上句號。

但是，范海福卻認為獲獎并不是科研的終點站，固然直接法在理論上和應用上都已有了相當完整的體系，但其應用領域至今仍局限于一個比較狹窄的范圍——小分子單晶體的X射線衍射分析。因此，使直接法走出傳統(tǒng)領域到更廣闊的天地中去尋找新的機會，迎接新的挑戰(zhàn)，這應該是直接法今后的一個至關重要的發(fā)展方向。

在晶體結構分析研究中，范海福率先將直接法開拓到新的應用領域，科研成果獨具特色。自1980年起，他先后約五十次分別應邀赴二十個國家和地區(qū)，在多個國際學術會議及科研單位作報告，受到國際同行的高度重視與贊譽。范海福也因此獲得國家級有突出貢獻的中青年科學家稱號、國家自然科學二等獎、葉企孫物理獎、第三世界科學院物理學獎、何梁何利基金科技進步獎以及陳嘉庚數理科學獎。

獲獎并不是科研的終點站。在科研的道路上，他堅持探索、攀登，用行動和科研成果詮釋著這一崇高的思想觀念。綜合

范海福心語

我瀏覽課外讀物以及就同一個問題查幾本不同參考書的習慣就是那時候培養(yǎng)起來的，這是很偶然的。我母親不是學理工科的，對于解決實驗上的問題幫不上忙。只有自己去想、查資料、做實驗，有的問題很快就解決了。有的問題一時不能解決，就再想辦法，再做實驗。這些都是科研中頻繁出現的過程，那時就開始接觸并去適應了。

如果機遇能夠均等地眷顧每一個人，他們當中還會有更多的院士。

一個課題的研究方向，起碼應該懂得它的歷史怎么發(fā)展起來的，現狀到了什么程度，問題在哪里，發(fā)展的動向，并預見它的前景。到這種水平的話，才算比較清楚，才能達到找科研題目的水平，懂不透就達不到這個階段。

搞科研跟學校念書不一樣，在學校念書是學習已知的知識，搞科研是探索未知的領域，研究誰都不知的領域需要最認真嚴謹和最不滿足的態(tài)度，所以不要輕易說“我懂了”。

科學家也是一個凡人，和普通人一樣，年輕時碰到困難也有過想退縮的念頭。

藝術與科學是相通的，世界上許多科學家也都具有很高的藝術修養(yǎng)。

范海福（1933年8月15日～2022年7月8日）廣東省廣州市人，晶體學家，中國科學院院士，發(fā)展中國家科學院院士，中國科學院物理研究所研究員。范海福主要從事晶體學中的直接法用于生物大分子結構分析、單晶衍射分析方法在粉晶分析中的應用、高分辨電子顯微學中的圖像處理、非公度調制晶體結構的分析方法、晶體學的計算機軟件設計、與X射線自由電子激光（XFEL）和冷凍電子顯微學（Cryo-EM）相關的衍射分析等方面的研究。