作者：謝軍，系北京市習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想研究中心特約研究員，首都體育學(xué)院副院長；歐陽鐘燦院士大學(xué)同班同學(xué)徐素坤之女
圖片由作者提供
《生物膜彈性理論精要》
涂展春、歐陽鐘燦 著
《從肥皂泡到液晶生物膜》
歐陽鐘燦、劉寄星 著
歐陽鐘燦（右）與本文作者謝軍在一起。 圖片由作者提供
【大家】
學(xué)人小傳
歐陽鐘燦，1946年生于福建泉州。理論物理學(xué)家，中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士，中國科學(xué)院理論物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師。1968年本科畢業(yè)于清華大學(xué)自動控制系，1984年獲清華大學(xué)光學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。曾任中國科學(xué)院理論物理研究所所長、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院院長、中科院科研道德委員會副主任等職務(wù)，主要研究液晶、生物膜理論、DNA生物大分子彈性性質(zhì)及蛋白質(zhì)折疊，研究成果在理論方程構(gòu)造以及物理、化學(xué)、生物學(xué)的交叉領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。曾獲國家自然科學(xué)獎、海外華人物理學(xué)會亞洲華裔物理學(xué)杰出成就獎、周培源物理獎、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎等。
學(xué)人前輩
“你認識我嗎？我和你媽媽是大學(xué)同學(xué)，她是我們班的支部書記，是我的領(lǐng)導(dǎo)?！?008年春，參加全國政協(xié)十一屆一次會議時偶然遇到了一位身材偏瘦、中等個頭的長輩，他用帶著閩南口音的普通話笑瞇瞇地說出“是我的領(lǐng)導(dǎo)”幾個字時，帶著藏不住的親切和頑皮。
大學(xué)班干部能是個多大的官兒？面前的伯伯可真逗！我腦子里飛速梳理信息，想起母親不止一次驕傲地說起同班同學(xué)里出了一名中科院院士，再看看面前這位長輩濃濃的學(xué)者氣質(zhì)，馬上將二者聯(lián)系在一起，隨即脫口而出：“您是歐陽鐘燦伯伯吧？您現(xiàn)在已經(jīng)是我媽媽的偶像了，她經(jīng)常用您的例子教育我呢。”幾句輕松有趣的對話令我們的時光軌跡瞬間并軌，受人仰慕的院士科學(xué)家仿佛一下子變成看著自己長大的鄰家伯伯，莫名的親近感油然而生。
時光在不經(jīng)意間帶走了父輩那一代人的青春歲月。從小到大，我時斷時續(xù)從母親的講述中知道了很多屬于他們那個年代的奮斗故事，感嘆他們那代人在身體最需要營養(yǎng)的時候趕上三年困難時期，肚子吃不飽；在風(fēng)華正茂的歲月遭遇十年浩劫，有勁沒處使；人到中年改革開放，百業(yè)待興，重新啟程；知天命該頤養(yǎng)天年時又恰逢信息化革命帶來的巨變……他們的人生似乎總在追風(fēng)搏浪，不畏艱險、樂觀自信、追求卓越就是他們的生活方式。我發(fā)自心底敬佩這些出生于舊社會、成長在新中國的那一代大學(xué)生，他們有堅定的信仰和矢志不渝的奮斗精神，為國分憂、為國解難、為國盡責(zé)的使命感融在他們的骨子里。
與歐陽鐘燦院士交流，我隨時都會被他儒雅謙和的言談舉止所感染，很難將他與清華大學(xué)授予的第一位理學(xué)博士、我國第一位本土培養(yǎng)的博士后、推導(dǎo)出“鐘燦-赫爾弗雷奇方程”的那個科學(xué)巨人聯(lián)系在一起。與此同時，自己又會無時無刻不被他對事業(yè)的堅毅信念和激情投入所感染，“國家需要我到哪里，我就到哪里；需要我干什么，我就一定把事情干好”。
歐陽鐘燦院士始終牢記習(xí)近平總書記“努力實現(xiàn)高水平科技自立自強”的囑托，用實際行動落實“科學(xué)研究既要追求知識和真理，也要服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展和廣大人民群眾”的要求，用畢生對科學(xué)真理的追求踐行著自己對國家的誓言。
“自然科學(xué)研究跟猜謎是相通的”
歐陽鐘燦的家鄉(xiāng)泉州是歷史悠久的古城，這座城市濃厚的文化氛圍，開放包容、敢為人先的氣魄，都在歐陽鐘燦身上留下了深深的烙印。
出生在一個普通職工家庭，家里兄弟姐妹多，歐陽鐘燦年紀很小時就明白：生活必需品之外的開銷都要靠自己打拼。兒時的他最喜歡過節(jié)時的猜謎，用最短的時間準確猜出比旁人數(shù)量更多的謎底，不僅讓他獲得十足的成就感，還能讓他得到最喜歡的獎勵——一張電影票。謎題的內(nèi)容包羅萬象，涵蓋天文地理、人文歷史各種知識，那些題目考驗猜謎者的知識面，更考驗他們通過蛛絲馬跡找到解題思路的能力，一些經(jīng)典謎題已經(jīng)像數(shù)學(xué)物理公式一樣深深刻在歐陽鐘燦的腦海里，猜謎也成為陪伴他一生的愛好。
說起與猜謎相關(guān)的快活往事，歐陽鐘燦院士會先笑瞇瞇地拋出他最喜歡的一道題，“如何給‘菜’字加一筆，成為另外一個字？”看著答題者苦思冥想不得頭緒的樣子，他便帶著幾分得意在紙上寫個大大的“菊”字，然后笑呵呵地講起他與著名物理學(xué)家彭桓武院士、黃祖洽院士等朋友猜謎的趣事。“解答這道題要有物理拓撲結(jié)構(gòu)的概念。”說這話的時候，歐陽鐘燦臉上那幾分頑皮的樣子特別有感染力，讓人不由自主把“菜”和“菊”兩個字再多看幾眼，似懂非懂地把漢字結(jié)構(gòu)與物理拓撲結(jié)構(gòu)聯(lián)系到一起思考。
18歲時，歐陽鐘燦以優(yōu)異成績考入清華大學(xué)自動控制系。很快老師們便發(fā)現(xiàn)，他在物理和數(shù)學(xué)方面具有極高的領(lǐng)悟力，思路開闊，不拘一格。大一普通物理課期末考試時，歐陽鐘燦用復(fù)數(shù)級數(shù)正確推導(dǎo)光柵干涉的難題，獨辟蹊徑的答題方法令講授這門課的夏學(xué)江教授大感意外，隨即請其他老師到宿舍找到這個并非物理專業(yè)的學(xué)生一問究竟。大二的概率與隨機過程課程作業(yè)，歐陽鐘燦用卷積方法推導(dǎo)了二維概率分布公式，令授課老師、著名統(tǒng)計數(shù)學(xué)專家周華章教授刮目相看，破天荒在他的作業(yè)上用紅筆批寫了“Very good”，還派人詢問這個自控系的學(xué)生從哪里學(xué)的卷積算法。兩次不同尋常的經(jīng)歷大大激發(fā)起歐陽鐘燦對于理論物理的興趣，令他萌生繼續(xù)在這個領(lǐng)域深造的意愿。
超強的推理能力令歐陽鐘燦取得一個又一個好成績，遇到有人問及學(xué)習(xí)的竅門時，他總會云淡風(fēng)輕地回答：“做數(shù)學(xué)、物理題，大多數(shù)同學(xué)都習(xí)慣背公式，而我更喜歡自己推理得出答案?！笔谌艘贼~不如授人以漁，歐陽鐘燦的學(xué)習(xí)秘訣就在于“謀魚不如謀漁”，正如他所言，“自然科學(xué)研究跟猜謎是相通的。好多隱藏在自然科學(xué)的秘密，都需要你懷有好奇心去推理?！?/p>
“興趣是最好的老師，興趣帶你入門，只有對所從事的事情癡迷，才能做到潛心研究?！睔W陽鐘燦將自己走上理論物理學(xué)研究和他從小到大“好讀書”的經(jīng)歷聯(lián)系在一起，唯有喜好，才能“每有會意，便欣然忘食”。
“每一個挑戰(zhàn)都是一次人生機遇”
1968年，歐陽鐘燦大學(xué)畢業(yè)，被分配到蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠工作，同去蘭州的還有四五個清華同學(xué)。上世紀六七十年代的大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)都是國家統(tǒng)一分配工作崗位，他們不求榮華富貴，心心念念的就是到祖國最需要的地方奉獻青春，國家安排去哪里就去哪里，讓干什么就把什么干好！
幾個分配到蘭州的同學(xué)工作單位距離不遠。當時這些工廠都屬于保密單位，對外使用“304廠”“404信箱”這樣的代碼。進廠后，大學(xué)生要接受勞動鍛煉，歐陽鐘燦先當了兩年汽車搬運工、修理工，之后轉(zhuǎn)入儀表車間當儀表工?！拔視鲃訋蛨D書館搬書，為的是跟那里的管理員混熟，可以隨便看書。借著給西北科學(xué)院圖書館送液化氣的機會，還‘走后門’辦了張圖書證。”回憶起那段以體力勞動為主業(yè)的生活，歐陽鐘燦依舊是一臉淡然，笑瞇瞇的，“我住的地方距離504廠很近，騎車就可以過去。那時504廠的食品物資供應(yīng)好，一遇到有豬頭這樣不限購的商品，姚永順就給我打電話，我立刻騎車飛奔過去搶購，接下來幾天的伙食就特別有油水。”生活中的艱辛被歐陽鐘燦當成回憶里的趣事，末了，還意猶未盡補充一句，“你知道姚永順是誰嗎？我們清華自控9班的班干部?！?/p>
對那段遠離科學(xué)研究土壤的歲月，歐陽鐘燦講述的故事中有勞動、友情和生活中最平常的柴米油鹽，充滿了樂觀和豁達。
“聽說當搬運工時您背的都是100公斤一袋的大米，這是真的嗎？計量單位應(yīng)該是斤，不是公斤吧？”很難相信眼前這個100斤出頭的古稀老人當年能夠扛起那樣的重量。對此，歐陽鐘燦院士立馬接過話來，“當然是公斤，整袋的米都是100公斤一包。那時候年輕，大家都拼命干活，一點不惜力?！?/p>
夜晚是同事們在集體宿舍里打牌娛樂的時間，歐陽鐘燦則爬到上鋪研讀伯格曼的《相對論引論》和布羅欣采夫的《量子力學(xué)原理》。能踏踏實實讀相對論與量子力學(xué)，對他來說是一種享受。讀得多了，歐陽鐘燦對愛因斯坦與玻爾關(guān)于量子力學(xué)的爭論產(chǎn)生濃厚興趣，經(jīng)過不斷學(xué)習(xí)積累，他將自己對研究內(nèi)容的理解和思路進行深入梳理，開始試著寫論文。就這樣，憑借常年堅持不懈的學(xué)習(xí)和對物理的癡迷探索，當1978年恢復(fù)研究生招生、學(xué)術(shù)大門重新向他打開時，歐陽鐘燦成功二進清華園，成為現(xiàn)代應(yīng)用物理系的一名研究生，師從謝毓章教授研究液晶顯示。1981年，歐陽鐘燦順利拿到碩士學(xué)位，堅實的理論物理功底令他在畢業(yè)考試中拿到99分的高分，繼而成為清華大學(xué)首屆四年制博士生試點班的唯一入選者。
博士求學(xué)期間，歐陽鐘燦成為徐亦莊教授和謝毓章教授的門下弟子。為了兼收兩位導(dǎo)師的專長，他選擇了液晶中的光學(xué)方向。上世紀80年代，理論界認為，液晶是具有軸中心對稱的介質(zhì)，其三階張量為零，所以不應(yīng)有光倍頻效應(yīng)，但在實驗中學(xué)者卻發(fā)現(xiàn)液晶有光倍頻現(xiàn)象。液晶出現(xiàn)倍頻效應(yīng)是否推翻其中心對稱理論？對于這個問題，學(xué)界爭議很多。歐陽鐘燦將攻克液晶非線性光學(xué)這個難題作為博士論文的研究任務(wù)。那時，他的解析推導(dǎo)完全依靠紙筆運算，他手工計算了81個復(fù)雜積分元素的液晶四階張量，案頭摞起來足足一尺多厚的算草紙，終于成功對液晶產(chǎn)生倍頻效應(yīng)的難題給出了令人信服的科學(xué)回應(yīng)。憑借這一突破性成果，1984年歐陽鐘燦被授予清華大學(xué)第一個理學(xué)博士學(xué)位。
“應(yīng)該說每一個困境與挑戰(zhàn)都是一次人生機遇，機遇只偏愛那種有準備的頭腦。”當有人問如何能從一名“業(yè)余愛好者”成長為專業(yè)理論物理學(xué)者時，歐陽鐘燦給出的答案簡單又耐人尋味。
“根號2，好美！”
博士畢業(yè)在清華物理教研組工作一段時間之后，歐陽鐘燦被《人民日報》上一篇關(guān)于中科院理論物理所開展博士后研究試點的文章深深吸引。他立即提出申請，獲批后師從郝柏林院士成為我國博士后制度設(shè)立后的首批入站研究人員。
1985年的理論物理研究所條件很簡陋，所里雖然有“兩彈一星”元勛彭桓武、周光召這樣的大師級學(xué)者，辦公地點卻只是一個臨建工棚式的小院，也沒有什么先進的研究設(shè)備。不過，這些困難絲毫阻擋不住科研人員的干勁。沒有計算機，他們就自力更生，從幾公里外的中科院計算中心架設(shè)了一條數(shù)據(jù)電纜，實現(xiàn)了遠程操控計算中心當時最先進的441B計算機，這個土法建立的網(wǎng)絡(luò)工作站，使研究所的硬件基礎(chǔ)大為改善。
在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，歐陽鐘燦利用這臺441B計算機開展中心電極電解硫酸鋅分形結(jié)構(gòu)的模擬計算研究。當時物理所只有針形打印機，計算出的圖形只能一點一點打印，不能進行整體圖形存儲。每一個新加入到電解鋅圖形的點要經(jīng)過幾十分鐘的計算才能產(chǎn)生。為此，歐陽鐘燦與另外一位碩士生日夜倒班，輪流盯著打印機，以理論物理研究中很罕見的“體力勞動”的方式將每一個點進行準確記錄標記。
幾個月的努力之后，歐陽鐘燦的論文發(fā)表在《物理評論快報》上，被同行評論為早期分形研究的重要文章。這之后，歐陽鐘燦又在441B上計算了向量液晶性質(zhì)的5階張量——243個長長的積分公式?！斑@個公式表我一直帶在身邊，對我日后液晶、高分子非線性光學(xué)的研究起到了重要的作用?！被叵肫鹉嵌巫粤ΩD苦奮斗的研究旅程，歐陽鐘燦眼神里傳遞出的是那一代科技工作者特有的堅毅和自信。
1986年，歐陽鐘燦成功申請到德國洪堡學(xué)者獎學(xué)金，他選擇了柏林自由大學(xué)發(fā)明液晶顯示的赫爾弗雷奇（Helfrich）教授作為合作導(dǎo)師。不過，到了德國才知道，赫爾弗雷奇教授的研究方向已經(jīng)從液晶顯示轉(zhuǎn)至難度更大的液晶生物膜理論。洪堡基金會建議歐陽鐘燦更換合作導(dǎo)師，繼續(xù)研究液晶顯示。下一步研究任務(wù)聚焦哪個目標？導(dǎo)師應(yīng)該選誰呢？歐陽鐘燦感覺，研究液晶生物膜構(gòu)成的細胞形狀問題更具挑戰(zhàn)性，于是決定堅持師從赫爾弗雷奇教授，轉(zhuǎn)行研究生物膜理論。
歐陽鐘燦當時遇到的最大難題是，文獻中出現(xiàn)了兩種不同的細胞膜曲面方程，大家都說不準哪一個是正確的。歐陽鐘燦對廣義相對論和微分幾何曲面理論均比較了解，這在液晶生物膜理論研究領(lǐng)域中派上了大用場。經(jīng)過反復(fù)論證，歐陽鐘燦與合作導(dǎo)師終于推導(dǎo)出描述細胞復(fù)雜形狀的普遍曲面方程，求出只用三角函數(shù)與對數(shù)函數(shù)表達紅血球細胞雙凹蝶形狀的解析解，這項成果被學(xué)界命名為“鐘燦-赫爾弗雷奇方程”。根據(jù)這個方程，歐陽鐘燦還發(fā)現(xiàn)了半徑比為根號2的面包圈環(huán)狀生物膜泡，這個新的研究成果迅速為世界多所實驗室觀測證實。他的實踐雄辯證明，對于解決實際問題來說，研究者既要有交叉學(xué)科的學(xué)術(shù)儲備，而且要具備把理論知識應(yīng)用到跨學(xué)科實際問題中去的能力。
“鐘燦-赫爾弗雷奇方程”將紅血球細胞形狀以一種極具美感的簡約形式展現(xiàn)出來，用生物力學(xué)之父馮元楨教授的話說就是：“好像喝了一杯美酒！”提及這項后來加冕了各種重要學(xué)術(shù)獎項的研究成果，歐陽鐘燦更多時候會沉浸在公式推導(dǎo)的狀態(tài)中，然后意猶未盡地說道：“根號2，好美！”
唯有癡迷，才能發(fā)現(xiàn)科學(xué)之美，才能感受科學(xué)之美！
“這些年輕人都特別能干”
1997年，51歲的歐陽鐘燦當選中國科學(xué)院院士，成為當時這支隊伍中最年輕的一員。中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士，國家自然科學(xué)獎、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎，接連領(lǐng)軍國家自然科學(xué)基金重大研究計劃、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）重大研究項目……在這些耀眼業(yè)績和成就之外，歐陽鐘燦的履歷中還有一項榮譽——中國科學(xué)院優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。
“廣大院士要不忘初心、牢記使命，響應(yīng)黨的號召，聽從祖國召喚，保持深厚的家國情懷和強烈的社會責(zé)任感，為黨、為祖國、為人民鞠躬盡瘁、不懈奮斗！”歐陽鐘燦院士時刻將黨和國家的期許放在心里，以探究真理為使命，也將培養(yǎng)年輕一代科研力量視為己任。
歐陽鐘燦特別注意培養(yǎng)年輕學(xué)者的獨立精神，堅持“一對一”經(jīng)常性的溝通交流。結(jié)合自己大學(xué)本科學(xué)自控，碩士學(xué)液晶，博士轉(zhuǎn)攻光學(xué)，博士后投身新研究方向的成長經(jīng)歷，歐陽鐘燦告誡學(xué)生，要保持對科學(xué)的熱愛和好奇，不管是研究文學(xué)、藝術(shù)還是科學(xué)，都要有興趣，“不論在多么艱苦的環(huán)境下，鉆研的勁頭都不能丟?？蒲腥藛T要具備科學(xué)的興趣、科學(xué)的眼光和科學(xué)的精神，只有真心喜歡，才會不計一時得失，耐得住寂寞，坐得住冷板凳?！?/p>
一次到中科院物理所拜訪歐陽鐘燦院士，正趕上午餐時間，我親身體會到歐陽鐘燦院士對年輕一代科研人員的“熱情和偏愛”，“他剛從國外學(xué)成回來，前幾天獲得了國家青年學(xué)者資助項目”，“他的大批振幅張量網(wǎng)絡(luò)方法研究成果剛剛發(fā)表在國際物理學(xué)權(quán)威期刊”，在物理所食堂，他不停給我介紹身邊經(jīng)過的那些正去打飯的年輕人，對每個人的研究進展都了如指掌，“如果你那里的研究內(nèi)容與這邊有關(guān)聯(lián)，我介紹你找他們一起合作，這些年輕人都特別能干”。聞言，我心中似有什么被觸動了一般，特別溫暖。
“中國現(xiàn)在具備世界上最好的基礎(chǔ)物理學(xué)理論研究環(huán)境。”歐陽鐘燦將現(xiàn)代科學(xué)描述為一棵大樹，將基礎(chǔ)科學(xué)比喻為這棵樹的根，只有根深了，樹才能長得高。而在基礎(chǔ)理論研究之外，歐陽鐘燦院士還親身參與并見證了我國顯示產(chǎn)業(yè)的崛起和發(fā)展壯大。
從20世紀90年代起步至今，我國顯示技術(shù)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)升級躍遷，功能不斷提升，曾經(jīng)動輒上萬元的液晶電視被視為奢侈品，如今已經(jīng)成為家家戶戶平常的“家用電器”。“中國屏”的逆襲之路凝聚了中國顯示行業(yè)崛起的寶貴經(jīng)驗。
2017年，歐陽鐘燦作為全國政協(xié)委員提交“為迎接2022年北京冬奧會的召開促進我國4K/8K超高清顯示、超高清影像產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建議國家新聞出版署、廣電總局盡快部署開通4K/8K電視頻道”的提案，希望能夠借助2022年北京舉辦冬季奧運會這一歷史契機，助推我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。5年之后的北京冬奧會開幕式上，中國顯示技術(shù)的創(chuàng)新成果驚艷亮相，給全世界觀眾帶來美輪美奐的夢幻冰雪世界，絕美的視覺盛宴。
“北京冬奧會開幕式上，浩瀚冰雪‘運動場’是中國自主設(shè)計制造的1萬平方米大地智慧顯示屏，世界首創(chuàng)。”歐陽鐘燦的聲音里帶著掩飾不住的自豪。在他讀研究生時，液晶還是一個冷門學(xué)科方向，而到2021年，液晶已占據(jù)全球顯示市場總份額的41.5%。放眼未來，歐陽鐘燦院士表示要以平常心推動“屏常新”，在新型顯示領(lǐng)域推動我國實現(xiàn)后來居上。
“我還是從前那個少年，沒有一絲絲改變。時間只不過是考驗，種在心中信念卻絲毫未減……”
莫道歲月催人老，激情奉獻詠《少年》！機遇只偏愛有準備的頭腦！
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