【中国科学家公众号】胡皆汉:一位没有任何学位的科学家是如何炼成的

  来源:中国科学家公众号

  发布时间:2020-04-30

  1928年7月,胡皆汉出生于广东罗定县(今罗定市)泗纶镇的一户清贫农家。父亲胡成巨只读过一、二年私塾,母亲蓝秀芳是个不识字的白丁。他小就在这个缺少文化气氛的家庭中长大。但是,胡皆汉从小就喜欢读书,读小学时就喜爱算术。

  读初中时,对平面几何的一些命题,胡皆汉总想弄出几种不同的证法,曾获全校算学竞赛第一名,班级物理、化学比赛冠军。

  高中时,他曾在校刊上发表一篇有关《孙子算经》中“韩信点兵”类数学问题计算方法的文章。

  1949年大学一年级时,胡皆汉在香港出版的《新学生》期刊上发表了“三角基本公式又一新证法”,获稿费20元香港币。

  这些事例都说明他少年、青年时,就钟情于数理方面的学习与思考,是个适合于从事自然科学研究的苗子。

  与其他同学一样,胡皆汉有理想、关心国家和民族前途命运,非常憎恨国民党政府的腐败。1949年,他加入了中共地下党。

  

  为响应国家建设东北工业基地的号召,凭着一股革命热情,胡皆汉放弃了大学学习。1950年4月,他随东北工业部招聘团到了沈阳,在东北工业部人事处工作,先在人事处科任科员,一年后做了人事处处长秘书。

  1952年夏初,胡皆汉被升任为人事处职工教育科副科长,属县长、团长级待遇(相当于处级)。1952年冬,中央设立了国家计划委员会,胡皆汉与当时同在东北工业部计划处工作的朱镕基等几十人一同被调至国家计划委员会工作。朱镕基与胡皆汉都被分配到计委内的燃料工业计划局,朱镕基任局里电业组组长,胡皆汉任局里石油组组长。

  从国家计划委员会到国家经济委员会,胡皆汉做了6年的国家机关工作。期间,胡皆汉参与了第一个五年计划中石油工业建设方面的制订与长远规划和年度计划的审核等;鉴于当时我国石油工业的落后,参与提出要大力发展石油工业建设的建议与策略,对以后我国石油工业的发展产生了一定的影响。

  

  在国家机关期间,尽管胡皆汉晋升到一定的领导职位,他还是“身在政屋望科楼”,总想有朝一日能到科研单位工作。

  1958年初,他的领导,国家经委石油工业副局长洪琪调任中科院大连石油研究所任党委书记,趁此机会,胡皆汉便请求调到大连石油研究所。

  从此,他踏入了科学研究的大门,并一直在研究单位工作,以至退休。

  胡皆汉的研究工作,大约可分为四个阶段:

  第一阶段:1958年6月至1973年6月

  在这段时期,胡皆汉只有近3年的时间是从事真正的科研工作。由于他读初中时集体参加过“三青团”的历史问题,他先后3次被下放到农村劳动,前后历时5年半。“文化大革命”初期,他又两次被抄家,两入“牛棚”、在研究所杂务班扫地、扫厕所……转眼又是3年。

  此外,还有两年的时间,胡皆汉是在研究所所属的大连化学物理学院教普通物理课(担任物理教研组组长)。

  

  第二阶段:1973年6月至1979年10月

  期间,胡皆汉从在中科院大连化学物理研究所(由原中科院大连石油研究所改名而得)被调到大连市轻化工研究所分析室。

  虽然只是从事分析性、服务性的研究工作,但在这个比较稳定的科研环境中,胡皆汉取得了不少有价值的研究成果,他先后被评为大连市轻化工研究所及大连市化工局先进工作者。

  第三阶段:1979年11月至1997年11月

  在这期间,胡皆汉回到了中科院大连化学物理研究所,并首次担任了一个研究组的组长。

  1981年,他晋升为副研究员,被批准为硕士研究生导师,1986年被中科院批准为研究员,并于同年被国务院学位委员会批准为博士生导师(当年中科院100多个研究所,也只有600多名博士生导师)。

  这段时间是胡皆汉研究的黄金年代。

  

  在郭和夫副所长的大力支持下,胡皆汉领导的结构化学研究组先后购置了核磁共振仪、红外光谱仪、顺磁共振仪、荧光光谱仪、色谱仪等先进仪器。有了硬件条件,他决心将团队建成一个既有实践经验与解决实际问题能力,又有进行理论性、探索性、前沿性研究的结构化学研究组。

  结构化学研究组在完成全所各研究组的分子结构分析服务的同时,胡皆汉还带领小组主动开展了对光谱、波谱、催化剂红外吸附态、结构化学、药物化学、生物新分子、生物酶等多方面的研究,获得了多种研究成果。

  

  第四阶段:1997年底退休后至今

  这段时间对胡皆汉来说是随缘拾研的闲适晚年。

  退休后的最初5年,他被原单位的有关研究组返聘为研究顾问,退休后的16年间一直被大连大学聘为客座教授;协助大连化物所、大连理工大学与辽宁师范大学的有关教授,共指导了2位博士后、20多名博士硕士研究生。连同他退休前自己培养的25位博士硕士研究生,他一共指导过近50名博士硕士研究生。

  

  胡皆汉在《中国科学》《科学通报》《物理学报》《化学学报》《美国磁共振学报》等学术期刊上共发表学术论文240余篇;出版了《核磁共振波谱学》《红外与拉曼光谱的计算原理和计算程序》《实用红外光谱学》《破释分子——分子化学结构探究例解》《紫外、荧光与圆二色性光谱学基础讲义》《思维——人类探索大自然的强大武器》《启思数学三编》7本专著与译作《分子振动——红外与拉曼光谱理论》。这些著作均由科学出版社等其他出版社出版发行。 

  

  胡皆汉的主要研究成果略述

  创新性、发现性研究的成果

  1.在气相色谱研究中,胡皆汉首次提出了一个把气相色谱保留值与分子化学结构关联起来的普适公式,在《科学通报》发表了两篇论文,并于1982年获中国科学院科技成果二等奖。

  

  科技成果二等奖证书

  2.最先用红外光谱法证实了对催化基础研究有重要意义的氢的反溢流现象。为此,1983年在法国里昂召开的“第一届国际溢流物种学术会议”上,胡皆汉被邀请为该会议的共同主席;1986年,成果《第一次用红外光谱证实氢还原催化体系有反溢流氢存在》获中国科学院技术进步三等奖。

  3.发现人发自由基浓度与人生长年龄及重大疾病有密切关系。发表于《科学通报》等期刊。论文的有关内容被美国的Ward Dean,M.D.教授在其新著《Biological Aging Measurement》(生物老化观测)一书采用。

  4.发现了生物金属酶与氨基酸等存在一种重要的相互作用新现象,能减弱酶的催化活性,在《中国科学》等期刊上发表了20多篇文章。首篇英文版论文于1994年3月在《中国科学》发表后不到3个月,便有美、德、英、法、日、意、加、西班牙、波兰、荷兰、捷克、阿根廷等国,17位学者来信索取论文复印件,立刻引起国外有关学者的注意。

  5.初步揭开了氨基酸与遗传物质RNA中碱基三字码间的关系。这是遗传密码初始性的研究,论文发表于2000年9月出版的《分子科学学报》第16卷第3期。

  6.发现了尿嘧啶(RNA中的一个碱基)与水相互作用后的一些新现象,发现含水的尿嘧啶与不含水的尿嘧啶,在核磁共振等多种谱学上与细胞增值活性都有显著的不同。首次从分子水平上,揭示了水对生物的影响与重要性。

  学科性研究的成果

  1.核磁共振积算符理论对核磁共振作图中的各种近代脉冲技术与多维谱等起到十分重要的作用。该理论过去只解决到“弱”体系,他们首次把它拓展到“强”偶合体系,是理论上的比较大的突破。论文发表于1993年《中国科学》A辑第23卷第4期上。

  2.他们在国内首先开展了对“振动光谱振动分析理论上的研究,填补了国内在这方面研究上的空白。论文发表于1965年出版的《物理学报》上(两篇论文)。

  3.首次在国内建立振动光谱计算机的计算程序,并出版了一本《红外与拉曼光谱的计算原理和计算程序》专著和计算了几十种有机化合物,配位化合物与金属族化合物的振动光谱与力场。1989年获中国科学院自然科学三等奖,获奖名称为《振动光谱的基础研究——振动光谱的计算程序及计算》。

  4.确定了数百种合成新分子与生物新分子和药物新分子的化学结构。在国内首次应用光谱数据计算分子的热力学函数。

  应用研究与应用基础研究中的成果

  1.他们与大连市药物研究所,大连医学院在“七五”攻关联合研究中,发现了“β-榄香烯”抗癌新药,经国家批准为二类抗癌新药,后由大连第四制药厂生产;已在临床应用。1989年获国家计委、国家科委、财政部颁发的国家科技攻关荣誉证书——《β-榄香烯》。1992年获国家医药管理局的重大科技成果奖——《β-榄香烯》。

  2.他们获三个抗癌新药国家专利。分别是《榄香烯含氨衍生物及其用作为抗癌药物》,专利号CN95114027.2;《榄香烯金属化合物及其用作为抗癌药物》专利号CN95114029.9;《榄香烯羟基类衍生物及其用作为抗癌药物》专利号CN95114026.4。

  3.大连石油七厂生产了几十年的烷基萘降凝剂,质量时好时坏,始终未能弄清原因,胡皆汉、纪涛在与该厂研究所的合作研究中,发现文献上报道的烷基萘降凝剂主成份化学结构有错误,并重新确定其有效组分及其正确的化学结构与检测方法,提高了质量,缩短了一半的生产时间,获得了较大的经济利益。1986年,成果《烷基萘降凝剂有效组分化学结构与检测方法》获得了中国科学院与辽宁省科技进步奖三等奖。

  4.20世纪70年代初期,国家决定在辽宁省辽阳市建立一个大型的现代化石油化纤联合企业。它以法国进口装置为主,由进口装置和国内配套项目两部分组成。建成的辽阳石油化学纤维总厂投产后,每年可生产几十万吨的合成纤维原料,数的塑料原料和几十万吨的可做为合成橡胶、农药等原料的各种副产品,受到各方面的重视。

  该总厂投产后,需要各种各样的助剂,已决定由国内自己生产。在组织生产之前需要了解法国提供标样的各种助剂的成分和化学结构与有关分析指标等,但法国不提供这方面的资料,所以需要国内自行进行剖析分析。这项剖析分析任务由大连轻化工研究分析室担任。

  轻化工所任命胡皆汉为此项任务的负责人,其中应用红外光谱来确定助剂组分化学结构的具体工作也由他来执行。

  辽阳石油化纤总厂第一次拿来了14种助剂(给轻化工所6万元的剖析分析费,够该所约200名职工半年工资的支付),2、3个月后他们便完成了任务。胡皆汉对每种助剂都写了一篇很详细的报告,指出每种助剂的组成与化学结构和相关熔点、灰份、颜色等,与检测方法,辽阳石油化纤总厂对此十分满意。

  不久,辽阳石油化纤总厂又送来了13种助剂,并给了轻化工研究所一笔不菲的经费,胡皆汉等驾轻就熟,很快便完成任务。后来,他关于将这27篇剖析分析报告,分两期发表在了《助剂通讯》期刊。

  5. 丝绸一直是我国历朝历代最贵重的衣料,后来传到国外,商旅往还,丝绸之路名闻海外。我国江、浙盛产桑蚕,桑丝雪白;我国东北则多产柞蚕,柞丝黄色。过去对桑丝研究较多,而柞丝的研究较少。

  20世纪80年代中期,丹东丝绸研究所希望胡皆汉研究组帮助研究柞丝为什么会黄色,有什么特性等。经过既要不怕失败又要有创思的研究,他们终于发现柞丝含有一种极微量的龙胆酸,它与丝蛋白发生交联而生黄色,而桑丝不含龙胆酸所以雪白。此外,桑蚕丝的结构只分丝胶丝素两层,而柞蚕丝丝蛋白却分为不同的4层,所以柞蚕丝比桑蚕丝在宏观上更容易起毛。

  在研究柞蚕丝与桑蚕丝的红外光谱图时,胡皆汉还发现了从各地采来的柞蚕丝所画的红外光谱图中,有一条相同的光谱峰是所有桑蚕丝红外光谱图所没有的。

  这一谱峰可以作为判别柞蚕丝与桑蚕丝区分的一个判据。这在考古上可能特别有用。譬如长沙马王堆发掘出的丝绸,要判定它是柞蚕丝或桑蚕丝所织成,只要对它画一张红外光谱图便可迎刃而解。

  根据此项研究,他们在《在国科学》《光谱与与光谱分析》发表了多篇论文,成果《柞蚕丝特色基础研究》获得了1992年中国科学院自然科学三等奖。

  胡皆汉出身低微,起步学识鲜少,没有什么科学专业知识,青年思维活跃有为之时又从事了行政工作,直到过了而立之年,35岁才踏入研究之门,其后不久又因少年读初中时集体参加“三青团”的历史问题(虽然读大学一年级时参加了中共地下党)累受整贬,直至70岁退休之时,真正也只做了27年的研究工作。

  

  2010年胡皆汉论文选集出版留念

  没出过国,没到过任何研究单位或高等学校进修,但经过刻苦自学,艰辛努力工作,却也做出了如上文中所述的种种科研成果,发表了240多篇有价值的论文,出版了8本科学专著,培养了数十名博士、硕士研究生,获得了8项科技奖,而自己最后也成为我国著名的光谱波谱与结构化学家。这种出身,这样经历的学者在我国也是少见,值得学习,值得点赞!

  以下是该媒体报道地址:https://mp.weixin.qq.com/s/jP3rkYNeEfMs3p4GATevoQ

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