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主要經歷

1956年，范海(hai)福從北京大學(xue)(xue)化學(xue)(xue)系畢(bi)業后，進入中國科學(xue)(xue)院物理(li)研究所工作，從事晶體(ti)結(jie)構分析方法的理(li)論(lun)和應用研究。

1991年，當選為中國科學院院士(shi)（學部(bu)委員）。

1996年，范海福獲得了第(di)三世界科學院物理獎，以此表彰他(ta)在物理晶體學方面為研究(jiu)晶體相位問題提供(gong)解決方法的(de)貢獻(xian)。

2000年，當選為第三世界科(ke)學院(yuan)院(yuan)士。

范海福是李方華院(yuan)士的丈(zhang)夫(fu)。

主要作品

范海福對(dui)晶(jing)體結構分析中的(de)(de)贗(yan)對(dui)稱性(xing)問(wen)題提出(chu)了(le)系(xi)統的(de)(de)處理方法、建立(li)高分辨電子顯(xian)微學(xue)中的(de)(de)圖像處理新方法(與(yu)李方華合作)、將直(zhi)接法用于蛋白(bai)質晶(jing)體結構分析、創建多(duo)維(wei)空間直(zhi)接法以(yi)測定含周期(qi)性(xing)缺(que)陷的(de)(de)晶(jing)體結構。

主(zhu)持測定(ding)了(le)在中國發(fa)現(xian)的(de)(de)新天然(ran)氨(an)基(ji)酸-南瓜子(zi)氨(an)基(ji)酸和(he)使君子(zi)氨(an)基(ji)酸的(de)(de)晶(jing)體(ti)結構(gou)，并開展了(le)針對天然(ran)有(you)機物(wu)晶(jing)體(ti)結構(gou)分析的(de)(de)直接法(fa)研究，提出將當時(shi)尚處(chu)于孤立狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)直接法(fa)同(tong)重原子(zi)法(fa)、異常數散射以及同(tong)晶(jing)型(xing)置(zhi)換法(fa)相結合的(de)(de)原理。

1960-1965年(nian)開展了中草藥有效(xiao)成分的(de)X-射(she)線(xian)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)分析，后又在晶(jing)體(ti)研(yan)究領域內(nei)取得一系列(lie)理(li)論(lun)和實驗(yan)的(de)成果其中有些在國(guo)際(ji)上處于領先地位(wei)，獲(huo)國(guo)家自然(ran)科學(xue)二等獎(jiang)，葉企孫(sun)物理(li)獎(jiang)。

應(ying)邀(yao)在(zai)美、英(ying)、法、荷、日(ri)等國(guo)(guo)的十(shi)多(duo)個(ge)科研單位(wei)作(zuo)報(bao)告(gao)，并分別在(zai)十(shi)二個(ge)國(guo)(guo)際學術會(hui)議上做過十(shi)五次邀(yao)請報(bao)告(gao)。

1993年同英國皇家學會(hui)會(hui)員M.M.Woolfson教(jiao)授合寫了(le)一部(bu)關于(yu)晶體結(jie)構分析方法(fa)的專(zhuan)著。榮獲2006年第九(jiu)屆陳(chen)嘉庚(geng)科學獎。

70年代中期(qi)至80年代初在此基礎上主持完(wan)成(cheng)了“直接法處理晶體結構分析中的贗對稱性問題”的研究，發展出一套理論和應用技術。

主持開展了直接法(fa)用于蛋(dan)白質晶體結(jie)(jie)構(gou)分(fen)析的(de)試(shi)驗，獲(huo)得了國(guo)際(ji)上(shang)迄今最佳的(de)試(shi)驗結(jie)(jie)果；主持建(jian)立了多維(wei)空間(jian)中的(de)直接法(fa)并首次用于測(ce)定高溫(wen)超導材料的(de)非公(gong)度調制結(jie)(jie)構(gou)。

還與(yu)李(li)方(fang)華合作建(jian)立了一種(zhong)用于電(dian)子顯微學的圖(tu)像處理(li)新方(fang)法(fa)。

1965年提出(chu)了(le)將(jiang)晶體(ti)結構分析的(de)直(zhi)接法同重原(yuan)子法相結合的(de)原(yuan)理(li)(li)。后將(jiang)上述原(yuan)理(li)(li)發展為(wei)解(jie)決(jue)晶體(ti)的(de)超結構及處(chu)理(li)(li)各種(zhong)周相多解(jie)問題的(de)一系列(lie)方(fang)法，此方(fang)法已被載入國外有關專著(zhu)。八十(shi)年代又在原(yuan)有基礎上，提出(chu)了(le)用(yong)直(zhi)接法輔助推(tui)定生物大(da)分子晶體(ti)衍射周相的(de)理(li)(li)論和數據(ju)處(chu)理(li)(li)方(fang)法。

發表(biao)學術(shu)論文一百余篇，在國(guo)際(ji)學術(shu)會議上作特邀報告27次。與英國(guo)皇家學會會員M.M.Woolfson教授合寫專著一部(bu)：PhysicalandNon-physicalMethodsofSolvingCrystalStructures,ByM.M.Woolfson&FanHai-fu,CambridgeUniversityPress,1995。

中科院物理所范海福(fu)教(jiao)授(shou)與紐(niu)約大學的(de)皇(huang)家(jia)(jia)學會(hui)會(hui)員(yuan)MMWoolfson教(jiao)授(shou)的(de)合作項目，是由皇(huang)家(jia)(jia)學會(hui)支持的(de)持續時間最長的(de)國際合作項目之一.

自(zi)從1980年在(zai)(zai)皇家(jia)學(xue)會與中國(guo)科學(xue)院的(de)(de)(de)協(xie)議(yi)下Woolfson教(jiao)(jiao)授第一(yi)次在(zai)(zai)北京拜訪范(fan)教(jiao)(jiao)授之(zhi)后，兩個研究(jiu)組就分(fen)別在(zai)(zai)兩位科學(xue)家(jia)的(de)(de)(de)領(ling)導下共同致力于(yu)物(wu)(wu)理(li)結晶(jing)學(xue)領(ling)域的(de)(de)(de)研究(jiu)工作，在(zai)(zai)通(tong)過物(wu)(wu)理(li)及非物(wu)(wu)理(li)方法分(fen)析晶(jing)體結構(gou)研究(jiu)方面開展了(le)緊密的(de)(de)(de)合作。最近他們將(jiang)(jiang)分(fen)析蛋白質結晶(jing)結構(gou)作為工作的(de)(de)(de)重點，將(jiang)(jiang)異常復雜的(de)(de)(de)蛋白質結晶(jing)結構(gou)進行分(fen)析定論，這項研究(jiu)對于(yu)生物(wu)(wu)學(xue)和生物(wu)(wu)技術領(ling)域具有非常重要的(de)(de)(de)意義。

范(fan)海福教授先后在不(bu)同類型的(de)10個國際(ji)學術會議上(shang)作(zuo)過12次特(te)邀報(bao)告，受到了國際(ji)同行學術界的(de)高(gao)度重視與贊譽。

獲1987年(nian)國(guo)(guo)家自然科學二等獎(jiang)，1991年(nian)中國(guo)(guo)物理(li)學會葉企孫獎(jiang)，1996年(nian)第(di)三世界科學院物理(li)獎(jiang)，以(yi)及1998年(nian)何(he)梁(liang)何(he)利(li)科技進(jin)步獎(jiang)。

貢獻影響

研究方向

晶(jing)體結構的衍射分析。

1.結構(gou)生物(wu)學中的衍射相位問題

2.單(dan)晶(jing)衍射(she)分(fen)析方法在粉晶(jing)分(fen)析中的(de)應用

3.電子(zi)顯(xian)微學中的圖像(xiang)處理(li)

4.非公度(du)調制晶(jing)體結構的分析及方(fang)法(fa)研究

5.晶體學的計算機軟件(jian)設計

個人講座

范海(hai)福(fu)：一個新方法可能勝過十個新結構(gou)

你做科研的目的是什么？是拿(na)諾貝爾獎嗎？這(zhe)么想的話基本上(shang)可以保證你拿(na)不了！”

近日(ri)，北京大學(xue)(xue)英杰交流中心的(de)(de)學(xue)(xue)術報(bao)告廳匯集了數百名來(lai)自北大、中科院以及附(fu)近高校的(de)(de)老師和學(xue)(xue)生，陳(chen)嘉庚科學(xue)(xue)獎報(bao)告會在這(zhe)(zhe)里舉(ju)行。這(zhe)(zhe)是繼2009年4月(yue)18日(ri)和11月(yue)11日(ri)的(de)(de)兩場報(bao)告會以來(lai)，陳(chen)嘉庚科學(xue)(xue)獎基金會舉(ju)辦的(de)(de)第三次面向公眾的(de)(de)學(xue)(xue)術報(bao)告。

中科院院士范海福報告的(de)內容雖然是“晶體衍射(she)分析”等學術(shu)問(wen)題，但是他(ta)卻往往拋出(chu)類似的(de)問(wen)話，來(lai)講(jiang)述他(ta)的(de)科研(yan)經歷和感悟。這實際上也(ye)是他(ta)報告的(de)主題。

“晶體衍射(she)分析”是范(fan)海福近幾十年來一(yi)直從事的(de)(de)工作，這是一(yi)種在(zai)原子層面(mian)上(shang)測定固態物質(zhi)的(de)(de)微觀結構，最終用來揭示固體材料結構與(yu)性能之(zhi)間關系的(de)(de)規(gui)律的(de)(de)方(fang)法。它(ta)實際上(shang)是科學(xue)研究的(de)(de)工具，它(ta)是一(yi)種獨立發展的(de)(de)物理學(xue)方(fang)法，但并不(bu)屬于(yu)代(dai)表某一(yi)應用對象的(de)(de)學(xue)科。

“就像大(da)家都(dou)用計(ji)算機，可以(yi)用計(ji)算機研究(jiu)化學(xue)(xue)、物(wu)理(li)、生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)，甚(shen)至用計(ji)算機炒(chao)股。但是計(ji)算機是獨立發展的，不(bu)會(hui)依(yi)附于化學(xue)(xue)、物(wu)理(li)，甚(shen)至不(bu)會(hui)依(yi)附于純粹的數學(xue)(xue)。”范海福(fu)開場即給了這個“專業詞(ci)匯”一個形象(xiang)的解釋。

晶(jing)體結構(gou)分析就(jiu)(jiu)是要從晶(jing)體的(de)衍(yan)射效應(ying)求出原子在晶(jing)體內部的(de)排布(bu)。它(ta)屬于(yu)物理學中的(de)“求逆(ni)問題(ti)”。如果已知(zhi)由(you)晶(jing)體發出的(de)衍(yan)射波的(de)振(zhen)幅和(he)周(zhou)(zhou)相，這個“逆(ni)問題(ti)”就(jiu)(jiu)很(hen)容易解決。但是，用實驗方法雖然(ran)可以測(ce)量衍(yan)射波的(de)振(zhen)幅，卻很(hen)難記(ji)錄到它(ta)的(de)周(zhou)(zhou)相。因此(ci)，要想從衍(yan)射效應(ying)解出晶(jing)體結構(gou)，就(jiu)(jiu)必(bi)須先設法找回“丟失了的(de)”周(zhou)(zhou)相。

一個新方法可能比(bi)十個新結構更重(zhong)要(yao)

直接(jie)法(fa)是(shi)在(zai)衍射分析中(zhong)用于解決(jue)周相問(wen)題的一種計算(suan)方(fang)(fang)法(fa)，是(shi)Harker和Kasper在(zai)1948年(nian)(nian)提出的。中(zhong)科院物理所在(zai)1980年(nian)(nian)成立了(le)(le)晶(jing)體(ti)(ti)結構分析方(fang)(fang)法(fa)研究組，主要從事晶(jing)體(ti)(ti)學中(zhong)的直接(jie)法(fa)研究。但范海福早在(zai)1963年(nian)(nian)就(jiu)已(yi)經參與(yu)了(le)(le)直接(jie)法(fa)的研究。

范海福(fu)(fu)對(dui)1959年英(ying)國(guo)晶體(ti)學家Dorothy Hodgkin應邀在中(zhong)科(ke)院物理所作關(guan)于測定(ding)維生(sheng)(sheng)素B12晶體(ti)結構的(de)報告(gao)的(de)場(chang)景一(yi)直記(ji)憶猶新(xin)。在那場(chang)報告(gao)會上(shang)，范海福(fu)(fu)的(de)老師吳乾章先(xian)生(sheng)(sheng)提了一(yi)個(ge)問題：“你(ni)試(shi)過用直接法去(qu)解B12的(de)結構嗎？”Hodgkin回答：“沒有。”

范海福當(dang)時很不理解吳先(xian)生(sheng)的提問，心想：“直(zhi)接法才勉強能對付十來(lai)個獨(du)立原子的晶體(ti)結構，怎(zen)么可能用來(lai)測定B12？”

當(dang)時，維(wei)生(sheng)素(su)B12是世界上已經測定的(de)、最復雜的(de)晶(jing)體結構(gou)，其不對稱單位含有90多個(ge)原(yuan)子(zi)（不算(suan)氫原(yuan)子(zi)）。Hodgkin研究組為測定這(zhe)個(ge)結構(gou)花了7年多的(de)時間。后來，Hodgkin因這(zhe)項工作以及青霉素(su)等一系列重要的(de)晶(jing)體結構(gou)測定工作獲得(de)1964年的(de)諾(nuo)貝爾化學(xue)獎，并(bing)成(cheng)為英國(guo)獲得(de)諾(nuo)貝爾獎的(de)女科(ke)學(xue)家(jia)。

用直接法(fa)解一(yi)個像B12那樣的(de)晶體結(jie)構(gou)大(da)概只需要幾分鐘到幾個小時。不(bu)僅如此，直接法(fa)還可以用于測定比B12大(da)100倍的(de)蛋白質結(jie)構(gou)！范海福在《物理所(suo)(suo)建所(suo)(suo)八十周年隨筆(bi)》中這樣記錄：“看來當時我所(suo)(suo)以不(bu)理解是(shi)因為(wei)缺乏科學的(de)遠見(jian)。”

“一個新方法可能比十個新結構更重要(yao)！”在(zai)報告中，范海福將(jiang)吳乾章1956年引導他做方法研(yan)究時(shi)說(shuo)的(de)這(zhe)句話傳授給了在(zai)場的(de)學子。

諾貝爾(er)獎之(zhi)后還能(neng)做什么

1985年，兩位“直(zhi)接法”的(de)先(xian)驅(qu)J. Karle和(he)H. Hauptman獲(huo)得了(le)諾貝(bei)爾化學獎(jiang)。但是(shi)新的(de)問題(ti)出現(xian)了(le)，不(bu)少人(ren)在慶賀兩位先(xian)驅(qu)獲(huo)獎(jiang)之余，想給“直(zhi)接法”畫(hua)上一個句(ju)號(hao)。于(yu)是(shi)Karle和(he)Hauptman獲(huo)得諾貝(bei)爾獎(jiang)之后，不(bu)少人(ren)在問：諾貝(bei)爾獎(jiang)之后的(de)直(zhi)接法研究，還能(neng)做什么？這也是(shi)范(fan)海福(fu)在報告中拋給在場聽眾的(de)問題(ti)。

在(zai)學子們還沉浸在(zai)精彩(cai)報告中的(de)時(shi)候，范海福自己做(zuo)出(chu)了解(jie)答：“當時(shi)，直(zhi)接法固然已(yi)是(shi)功(gong)業顯(xian)赫(he)，但是(shi)，其(qi)應用大都仍局限于一個狹小的(de)范圍。因(yin)此，‘諾貝爾獎(jiang)以后’的(de)直(zhi)接法應該走出(chu)傳統領(ling)域去開拓(tuo)新的(de)天地(di)。”

如(ru)何(he)將直(zhi)接(jie)法用于生物大分(fen)子的(de)晶體結構分(fen)析，是范海福(fu)長(chang)期以來關心的(de)一(yi)個問(wen)題(ti)。1965年他首先提出將直(zhi)接(jie)法和單對同(tong)晶型(xing)置換法或單波(bo)長(chang)異(yi)常散射法相結合的(de)設想。其目的(de)是要(yao)減少測定(ding)蛋白質晶體結構所需的(de)實(shi)驗工作(zuo)并簡化其分(fen)析過程(cheng)。上世紀(ji)80年代(dai)以來，世界上主要(yao)的(de)直(zhi)接(jie)法研(yan)究(jiu)中心都爭相投(tou)入(ru)這一(yi)研(yan)究(jiu)。

1987年(nian)在澳(ao)大利亞的(de)(de)帕斯（Perth）召開了(le)第14屆國(guo)際晶體學大會。范海福是(shi)5位報告人之一，他又提出了(le)直接法(fa)今后值(zhi)得(de)重視(shi)的(de)(de)4個發展方(fang)向。而(er)在當時，范海福和(he)他的(de)(de)同事已經啟動了(le)其中3個方(fang)向的(de)(de)研究。

1988年(nian)，美國科學院派(pai)了一個生物技術代表團訪問(wen)中國，1989年(nian)，其(qi)出(chu)訪報(bao)告寫(xie)成Biotechnology in China一書并出(chu)版。

該書對范海福等科(ke)學家在(zai)(zai)上世紀80年代中(zhong)期的(de)(de)(de)(de)部分工(gong)作(zuo)這(zhe)(zhe)(zhe)樣評論：“在(zai)(zai)北京的(de)(de)(de)(de)（中(zhong)科(ke)院）物(wu)理(li)研究(jiu)所……已經(jing)使(shi)用概率相(xiang)位(wei)推定方法(fa)測定越來越大的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)分子的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)結構。他們是最早發展并使(shi)用隨機起(qi)始、從(cong)頭相(xiang)位(wei)推定技術的(de)(de)(de)(de)一員。這(zhe)(zhe)(zhe)一方法(fa)的(de)(de)(de)(de)優(you)點在(zai)(zai)于無需對重原子衍生(sheng)物(wu)在(zai)(zai)不同波長下作(zuo)重復(fu)的(de)(de)(de)(de)測量……這(zhe)(zhe)(zhe)對蛋白質工(gong)程將(jiang)有(you)廣泛而重要(yao)的(de)(de)(de)(de)潛(qian)在(zai)(zai)意義。”

1997年，范海福(fu)等(deng)科(ke)學家在國際上首次用直接法，從一套單波長異常(chang)散(san)射數據解出(chu)一個未(wei)知的蛋白質晶體結構。

當前，直(zhi)接法在測定(ding)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou)中(zhong)的(de)應用大致有3類(lei)：第一，測定(ding)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)體的(de)重原子(zi)亞結(jie)構(gou)；第二，從頭測定(ding)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou)；第三，與(yu)傳統蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)體學(xue)方法相結(jie)合(he)以破解(jie)原有方法中(zhong)的(de)“相位模糊”問題(ti)。

“進入21世紀以后，我們已經(jing)開始部(bu)分(fen)地兌現了當年美國科學院生物技術代表團所預期的(de)‘對蛋白(bai)質工程’的(de)‘廣(guang)泛而重要的(de)潛在意義’。正為全面地兌現這一‘潛在意義’而繼續努力。”范海福在題為《往事點滴》的(de)隨筆中這樣記錄。

在報告(gao)的(de)(de)(de)最后一部分(fen)，范海福詳(xiang)細介紹了(le)他的(de)(de)(de)研究組編寫的(de)(de)(de)OASIS程序(xu)。這是國際上(shang)用(yong)于執行第三類直接法的(de)(de)(de)最重要(yao)程序(xu)。“OASIS程序(xu)還在不斷更(geng)新中。”他告(gao)訴(su)在場的(de)(de)(de)學生，他自己(ji)對此也(ye)有著很大(da)的(de)(de)(de)期待。

一個(ge)多小時的報(bao)告會很快結束(shu)了，連現場非專業的聽(ting)眾也沒有感到絲毫的難(nan)懂或晦(hui)澀。在競(jing)相向范(fan)海福提問(wen)后，許(xu)多學生仍(reng)久(jiu)久(jiu)回味在精彩(cai)的報(bao)告之中(zhong)，不愿散去(qu)。

來自(zi)中(zhong)科院福建物(wu)構所(suo)研究生一年級的(de)學生趙(zhao)明磊(lei)告訴(su)《科學時報(bao)》記(ji)者：“最難得的(de)是，我們從范老師的(de)報(bao)告中(zhong)，學到了很多做科學研究的(de)思(si)想(xiang)。‘不要在乎科研道路(lu)上的(de)那些負面評論，專心搞自(zi)己的(de)科研，就一定(ding)能作出很好的(de)科研成果’……這些話(hua)我會終身銘(ming)記(ji)！”

人物評價

范海福與他領導(dao)的研究(jiu)組(zu)，致力于直接法(fa)的研究(jiu)，開拓其新的應用領域(yu)，科研成(cheng)果獨具特色，居國際領先水平(ping)。