作者:温才妃 来源:中国科学报 发布时间:2022/5/30 14:51:06
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郑兰荪院士: “量体裁衣”用好青年科学基金

郑兰荪自制的“国内版”仪器装置。受访者供图

郑兰荪用足球解释C60的结构。受访者供图

第一次听闻我国计划设立国家自然科学基金和博士后流动站时,郑兰荪正在美国休斯敦的中国领事馆。当时是1985年底,他正在准备回国事宜。

1986年5月,获得博士学位没几天的郑兰荪就回国工作了。当年年底,他便申请了某科研机构的青年科学基金,但遗憾的是未能获批。他也因此迟迟不能独立开展研究,“心中十分焦急”。

峰回路转。1987年,国家自然科学基金青年科学基金项目(以下简称青年基金)设立,同年,国家教育委员会设立“资助优秀年轻教师基金”,让他有了盼头。在首届青年基金的申请中,郑兰荪获得了5万元的最高额度资助,从此开始了原子团簇的科学研究。

在随后的几十年里,郑兰荪对原子团簇的研究带动了该领域在国内的发展。2001年,郑兰荪被评为中国科学院院士。2019年,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)以“团簇构造、功能及多级演化”为主要内容设立了重大研究计划。

答辩轻松

1977年是我国恢复高考的第一年,次年,郑兰荪进入厦门大学化学系学习。大学毕业时,他有幸考取了中美联合招收的化学类留美研究生,并在该项目留学生中第一个学成回国工作。

他在美国师从碳60(C60)分子的发现者、美国莱斯大学教授Smalley,并参与了起步不久的原子团簇科学研究。Smalley因为C60的发现,于1996年获得诺贝尔化学奖。

1987年,首届青年基金是郑兰荪申请的第一个研究项目,他为此准备的时间并不长。“当时比较单纯,甚至都不清楚项目答辩后淘汰的比例。”郑兰荪回忆道,答辩时,时任自然科学基金委化学科学部专家委员会主任吴征铠慈眉善目,对后辈总是亲切鼓励、循循善诱,这让他感到很放松。

郑兰荪申请的青年基金的题目是“过渡金属原子簇的激光产生及其结构与催化性能”。这是他博士论文的研究方向,也是Smalley在上世纪70年代末创建的研究方法和开创的研究方向,在国际上也是“高精尖”的研究序列。

自然科学基金委化学科学部物理化学学科负责人张慧心很清楚该项目的研究内容和目标很难实现,项目答辩通过后便提前给郑兰荪打了“预防针”。“国内的研究条件与国外不同,为了申请项目,可能将研究目标定得比较高,项目执行还要考虑实际情况和能力。”张慧心提醒道。

郑兰荪一直不能忘怀张慧心等自然科学基金委工作人员对他的关心。后来,张慧心每次来厦门开会,都会到郑兰荪的实验室了解工作进展。“她站到高高的凳子上,通过我们自制的观察窗观看装置的内部构造。她像长辈一样关心着我的成长。他们身上体现了自然科学基金委优秀的工作作风和传统,是激励我们努力进取的强大动力。”郑兰荪回忆道。

自制“国内版”仪器装置

申请到5万元青年基金的同时,郑兰荪还申请到国家教育委员会“资助优秀年轻教师基金”,后者有8.5万元。二者相加共13.5万元。在上世纪80年代,这无疑是一笔较大数额的科研经费。但与建成项目计划中的原子团簇研究装置的花销相比,经费差距仍然明显。回国前,郑兰荪认为“国内不太可能开展相关研究”,因此回国时并没有携带任何技术资料。

这些经费不可能购买国外仪器甚至部件,而彼时国内的加工能力比较落后,信息又不畅通。在中国科学技术大学教师孔繁敖、马兴孝、俞书勤等人的帮助下,郑兰荪联系上该校近代物理学教授王砚方,在其快电子实验室研制出高速电子采集卡和程控脉冲发生器;后来,郑兰荪又在孔繁敖的帮助下,联系到中科院电子学研究所教授张多明,购置了微通道板离子检测器。

郑兰荪的母校厦门大学化学学科有着尽力扶持青年教师成长的优秀传统。中国科学院院士蔡启瑞和张乾二作为郑兰荪博士后的指导教师,更是支持和鼓励他独立开展研究。

脉冲激光器是研究装置中最难解决的部分。进口的激光器需要十几万美元。一个偶然的机会,郑兰荪在《中国激光》杂志的广告上看到苏州一所中学的校办工厂正在生产脉冲激光器。他根据广告上的地址,在苏州石路的一间老房子里找到这家“工厂”,仅花费5500元,就买下了这款脉冲激光器。神奇的是,这款十分简易的脉冲激光器不仅能够出光,而且可以脉冲触发控制,能够满足他初步的实验要求。

郑兰荪在高考前,曾经在厦大物理系综合电子厂等工厂干了多年的钳工。他能够完成仪器的机械设计,包括所有加工图纸设计。Smalley对光机电、软硬件无不精通,郑兰荪读研究生期间,还得其指导完成了整套仪器的安装与调试。在获得青年基金等项目的资助后,郑兰荪“量体裁衣”设计了产生激光与研究原子簇的装置。该装置全部采用国产部件,完全由计算机控制和采集数据,是名副其实的自制“国内版”仪器装置。

第一次试验,仪器就采集到了信号。“现在回想起来,是十分幸运的,在获得项目资助后不到一年就成功了。所有关键部件都是首次使用,只要有一个环节出问题,仪器不出信号,就很难调试和应用。”郑兰荪说。

有意思的是,郑兰荪还将装置上采集到的原子团簇质谱,打印出来制作成圣诞卡寄给Smalley。看着这份仅为其实验室十分之一价格的装置制作出的“作品”,Smalley感到十分惊喜。

拿过好几个“第一”

“我是幸运的。”郑兰荪坦诚地告诉《中国科学报》。

在申请国家自然科学基金人才项目上,他拿过好几个“第一”。除了首届青年基金以外,1992年他获得了首届自然科学基金委优秀中青年人才专项基金,1994年又获得首届国家杰出青年科学基金项目的资助。此外,他还成功获得了霍英东教育基金、博士后研究基金等的资助,也都是首届。幸运的背后是郑兰荪日积月累的努力。

随着经济发展,科研经费的资助金额“水涨船高”,但“就像吃了3个包子饱了,不能说早知道只吃第3个包子”一样,随着时间流逝,郑兰荪很难准确分辨每个项目各自的成效。但在他记忆深处,青年基金的意义始终无可替代。“这是我申请和答辩的第一项科学基金。”此后,他坚持不懈地扎根在原子团簇的科学研究上。

郑兰荪注意到,时至今日,青年基金依然是绝大多数从事基础科研的青年研究人员申请的第一个研究项目,是他们研究生涯开启的第一步。“随着中国基础科学研究队伍的快速壮大,相应的竞争肯定会越来越大,项目审批的标准也会越来越高。”

“青年基金应当鼓励自由探索,提倡科学问题导向。青年科研工作者要能够提出科学问题,敢于探索和创新。申请的研究项目要尽可能与申请者攻读博士学位或博士后工作期间的工作有所区分和创新。从申请和执行青年基金开始,青年科研工作者应逐渐形成自己的研究特色乃至研究思想,提出乃至解决有意义的科学问题,扎实地迈出科学研究的步伐。”采访结束前,郑兰荪如是说。

 
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