“搞科研要不怕吃苦,做科學(xué)研究要有執(zhí)著精神。”這是中國科學(xué)院院士、北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授劉若莊的深刻感悟,也是他科研人生的真實寫照。
作為我國著名物理化學(xué)家、中國計算化學(xué)的奠基人,劉若莊在70余年的科研和教學(xué)生涯中,將全部精力奉獻給了我國量子化學(xué)研究以及教育事業(yè)。
2025年5月25日,在劉若莊百歲誕辰之際,我們回顧他的一生,看到的不僅是一位學(xué)者不平凡的人生,更是一個時代知識分子的家國情懷、科學(xué)追求和對教育的傳承。
劉若莊曾表示:“只有在新中國,才能讓科學(xué)家安心從事科學(xué)研究工作。我從未出國留學(xué),是本土培養(yǎng)的科學(xué)家。只要勤奮努力,科研成果同樣可以達到國際水平?!?span style="display:none">t4S即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
1925年5月25日,劉若莊出生于北京一個普通職員家庭,兄弟姐妹7人,依靠父親的微薄薪水維持生計。盡管生活拮據(jù),父母仍堅持讓孩子們進入當(dāng)時最好的小學(xué)。
劉若莊的兄弟姐妹個個天資聰慧,對詩詞歌賦充滿興趣,唯獨劉若莊從小就有過人的數(shù)學(xué)天賦。在2016年發(fā)表的一篇口述史中,劉若莊自述道:“我從小最喜歡學(xué)數(shù)學(xué),小孩子都覺得數(shù)學(xué)比較難學(xué),可是我從小就覺得數(shù)學(xué)很有趣?!毙W(xué)畢業(yè)時,他的成績位列年級第一,被保送上中學(xué)。
劉若莊的中學(xué)時代正值北平淪陷時期,動蕩年代不僅打破了他原本平靜的求學(xué)生活,也在他幼小的心靈中埋下了家國情懷的種子。親眼目睹山河破碎、民族受辱,劉若莊逐漸樹立起科學(xué)報國的理想信念。
他拒絕接受日本殖民教育,歷經(jīng)多次休學(xué)、轉(zhuǎn)學(xué),才堅持完成了初、高中學(xué)業(yè),并于1943年考入輔仁大學(xué)化學(xué)系。
1947年,劉若莊考入北京大學(xué)化學(xué)系攻讀研究生,先后師從專攻理論有機化學(xué)的袁翰青教授和從事化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的孫承諤教授,走進理論化學(xué)的世界。
研究生期間,劉若莊憑借扎實的化學(xué)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ),通過實驗數(shù)據(jù)分析和理論推導(dǎo),于1949年8月在《中國化學(xué)會志》上發(fā)表了學(xué)術(shù)生涯的第一篇論文——《修正特魯頓規(guī)則》。這既是他研究生階段的早期研究成果,也是其學(xué)術(shù)生涯的起點。
1950年3月,尚未完成研究生畢業(yè)答辯的劉若莊就被北京大學(xué)化學(xué)系提前留校任職。他遇到了一生中最重要的老師——被譽為“中國量子化學(xué)之父”的唐敖慶。
在孫承諤推薦下,劉若莊成為剛剛回國的唐敖慶的第一任助教,跟隨他開啟了理論計算化學(xué)的科學(xué)研究之路。
量子化學(xué)的誕生開啟了探索微觀化學(xué)世界之門。從微觀粒子的量子行為出發(fā),化學(xué)家可以借由數(shù)學(xué)求解相關(guān)的波動方程,揭示化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì),例如化學(xué)鍵的形成、分子的電子結(jié)構(gòu)、光譜性質(zhì)、反應(yīng)機理,等等。這一專業(yè)要求研究者必須具有豐富的化學(xué)知識,同時具備堅實的數(shù)理基礎(chǔ),這正是劉若莊的強項。
在唐敖慶的支持和指導(dǎo)下,劉若莊以極大的熱情,開始了量子化學(xué)領(lǐng)域的研究工作。在北京大學(xué)工作期間,劉若莊進行了“六價鍵函數(shù)”和“考慮分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)解釋橡皮類分子的平均長度”等兩項內(nèi)容的研究。
相關(guān)研究成果被唐敖慶采納,并作為團隊成果的一部分于1956年獲得中國科學(xué)院自然科學(xué)獎三等獎。這對剛剛敲開量子化學(xué)大門的劉若莊來說是莫大的鼓勵。更重要的是,這一過程培養(yǎng)了他獨立科研的能力和選擇科研課題的獨到眼光。
1952年,因院系調(diào)整,輔仁大學(xué)并入北京師范大學(xué)。劉若莊受邀到北京師范大學(xué)化學(xué)系任教,并逐漸將科研重心放在化學(xué)反應(yīng)機理的理論研究上,開創(chuàng)了應(yīng)用量子化學(xué)的新方向,踏上了獨立科研的征程。
1955年,受美國化學(xué)家L. C. Pauling的《化學(xué)鍵的本質(zhì)》一書及唐敖慶文章的啟發(fā),劉若莊首次將量子力學(xué)原理應(yīng)用于氫鍵研究,提出用電子云分布解釋氫鍵的相互作用,取代了當(dāng)時主流的點電荷模型。
劉若莊表示:“這項工作的成果對我來說意義非凡,采用電子云的概念解釋氫鍵的本質(zhì)是我在獨立學(xué)術(shù)研究道路上邁出的重要一步?!彼貞洠?0世紀(jì)80年代出國進行學(xué)術(shù)交流時,外國學(xué)者評價這是一項媲美國際先進水平的研究工作。
同時,劉若莊于1956年發(fā)表論文《水分子間氫鍵鍵能》,研究成果被寫入1959年出版的《十年來的中國科學(xué)(化學(xué)卷)》。這是中國科學(xué)家在理論化學(xué)領(lǐng)域?qū)H經(jīng)典問題予以原創(chuàng)性解答的標(biāo)志性成果之一,推動了中國理論化學(xué)的國際化進程。
1963年至1965年,唐敖慶在吉林大學(xué)舉辦“物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)討論班”,旨在為國家培養(yǎng)高層次理論化學(xué)人才并推動前沿科學(xué)研究,劉若莊作為8名正式學(xué)員之一參加。研究集體開展了配位場理論及其方法的研究,為該學(xué)科的發(fā)展作出了重要貢獻。1982年,相關(guān)科研成果獲得國家自然科學(xué)獎一等獎。
1965年,結(jié)束吉林大學(xué)的學(xué)習(xí)后,劉若莊回到北京師范大學(xué)化學(xué)系繼續(xù)任教。對于當(dāng)時學(xué)校重教學(xué)、輕科研的狀態(tài),劉若莊直言:“科研與教學(xué)是相互促進的??蒲行枰毩?chuàng)新,教學(xué)需要嚴(yán)謹(jǐn)負責(zé)。高校教師必須從事科學(xué)研究,科研成果不僅可以推動學(xué)科發(fā)展,而且可以豐富教學(xué)內(nèi)容,二者相互依托、相互支撐?!?span style="display:none">t4S即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
為了加強對國際科學(xué)前沿量子力學(xué)的研究和探討,劉若莊于1974年與學(xué)校其他學(xué)科的研究人員組成“量子力學(xué)小組”,以多學(xué)科結(jié)合形式對這一領(lǐng)域開展研究和探討。
在長期堅持和努力下,1977年劉若莊獲得“北京市科學(xué)技術(shù)先進工作者”榮譽稱號,出席北京市科學(xué)大會。他感慨萬分,堅信國家發(fā)展要靠科技進步。“我懷著激動的心情,以積極的行動擁抱得來不易的科學(xué)之春?!彼貞浾f。
1978年,劉若莊創(chuàng)建了北京師范大學(xué)量子化學(xué)研究室,成為國內(nèi)計算量子化學(xué)的研究基地,并在國內(nèi)率先展開計算化學(xué)的研究工作。他也成為了中國計算化學(xué)的奠基人之一。
他們直面困難,缺少合適的教材,就自己根據(jù)課程安排編寫;缺乏重要課程的老師,就請校內(nèi)和兄弟院校的知名老師前來訪問講學(xué),為學(xué)生傳授前沿知識。
在劉若莊的帶領(lǐng)下,科研團隊取得了一系列成果:提出贗勢價軌道能量分解方案,用于研究重原子體系的氫鍵及分子間相互作用;對中間體、過渡態(tài)及反應(yīng)勢能剖面的理論研究,揭示了化學(xué)反應(yīng)動態(tài)學(xué)的微觀機理;在化學(xué)反應(yīng)勢能面的研究方向上做出了具有國際影響的工作;將量子化學(xué)方法應(yīng)用于藥物分子設(shè)計,拓展了化學(xué)與生命科學(xué)的交叉領(lǐng)域;開展勢能面交叉與光化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)理論研究,為探索光化學(xué)反應(yīng)機理提供了重要理論支持……這些成果先后獲得國家教委科技進步獎、國家自然科學(xué)獎、教育部自然科學(xué)獎等獎項。
1999年,劉若莊當(dāng)選中國科學(xué)院院士。
在劉若莊的同事與學(xué)生看來,他用一生詮釋了“科學(xué)家”和“教育家”的雙重使命。
劉若莊感恩求學(xué)路上遇到的每一位好老師。他年少求學(xué)時,遇見了嚴(yán)謹(jǐn)而慈愛的啟蒙老師;高等教育階段,導(dǎo)師們以“薪火相傳”的精神,將畢生所學(xué)傾囊相授。除了學(xué)識外,老師們更以人格魅力影響了他。新中國成立之初,唐敖慶毅然回國投入祖國的建設(shè),更是成為他的榜樣。
作為老師,劉若莊對人才培養(yǎng)傾注了畢生的心血。哪怕是一堂講過無數(shù)次的課,他仍會認(rèn)真?zhèn)湔n到深夜。深入淺出、循循善誘的教學(xué)方法使他贏得了學(xué)生們的喜愛和尊敬。一名學(xué)生曾回憶劉若莊年輕時在講臺上給他們留下的印象:“一位(鼻梁上)架著厚厚眼鏡片的白皙瘦小的男老師,操一口京腔,聲音洪亮。講課思路敏捷、邏輯性強,很吸引人?!?span style="display:none">t4S即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
他常鼓勵學(xué)生們要有自己的想法去創(chuàng)新。一位研究生自認(rèn)為成果不足心有愧疚,想起老師的忠告,才得以釋懷,轉(zhuǎn)而告訴自己:“不要著急,劉先生應(yīng)該會鼓勵我繼續(xù)沿著自己選擇的科研方向做下去?!?span style="display:none">t4S即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
在學(xué)生們看來,劉若莊以“潤物無聲”的方式培養(yǎng)了學(xué)生們對科學(xué)研究的熱愛。
如今,北京師范大學(xué)量子化學(xué)研究室發(fā)展成為我國量子化學(xué)研究的重要基地之一,培養(yǎng)了一大批人才,桃李滿天下。劉若莊的學(xué)生、中國科學(xué)院院士方維海開創(chuàng)了光化學(xué)反應(yīng)理論與計算方法的研究,推動了中國理論光化學(xué)發(fā)展。
學(xué)生們傳來的好消息,常令劉若莊感到欣慰?!案卸魑业拿恳晃粚W(xué)生,給了我做老師的幸福?!眲⑷羟f說。
2020年10月8日,劉若莊逝世,享年95歲。
先生已逝,精神永存。他愛國、愛家,愛事業(yè)、愛學(xué)生,永遠激勵后輩獻身祖國的科研和教育事業(yè),奮斗前行。
(原標(biāo)題 劉若莊院士:從未出國留學(xué),只要勤奮努力,科研同樣達到國際水平)
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