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主要經歷

1956年，范海福從北京大學(xue)化學(xue)系畢(bi)業后，進入(ru)中國科學(xue)院物理(li)研(yan)究所工(gong)作，從事晶體(ti)結構分析(xi)方法的理(li)論和應(ying)用研(yan)究。

1991年，當選為(wei)中國科學(xue)院院士（學(xue)部委員）。

1996年，范海福(fu)獲得了(le)第三(san)世界科學院物(wu)理(li)獎，以此表彰他在物(wu)理(li)晶(jing)體學方(fang)面為研(yan)究晶(jing)體相位問(wen)題提供(gong)解決方(fang)法的貢獻。

2000年，當選為第三世(shi)界科學院(yuan)院(yuan)士。

范海福是李方(fang)華院士的丈夫。

主要作品

范(fan)海福對(dui)晶(jing)體結構(gou)分析中的(de)贗(yan)對(dui)稱性(xing)問題提出(chu)了系統的(de)處理方(fang)法、建立(li)高分辨(bian)電(dian)子顯(xian)微學(xue)中的(de)圖像處理新方(fang)法(與李方(fang)華合作)、將直(zhi)接(jie)法用于蛋(dan)白(bai)質晶(jing)體結構(gou)分析、創建多維空間直(zhi)接(jie)法以(yi)測定含周期性(xing)缺陷的(de)晶(jing)體結構(gou)。

主持(chi)測定了在中國發現的新天然(ran)氨(an)基酸-南(nan)瓜子(zi)氨(an)基酸和使君子(zi)氨(an)基酸的晶(jing)體結構，并(bing)開展了針對天然(ran)有機物晶(jing)體結構分析的直(zhi)接法研究(jiu)，提(ti)出(chu)將當時尚處(chu)于孤立狀態的直(zhi)接法同重(zhong)原子(zi)法、異常數散射以及(ji)同晶(jing)型(xing)置換法相結合的原理。

1960-1965年開展了(le)中草(cao)藥(yao)有(you)效成分(fen)(fen)的X-射線晶體(ti)結構分(fen)(fen)析，后(hou)又(you)在晶體(ti)研究領(ling)域內取(qu)得一系列理論和實驗的成果其(qi)中有(you)些在國際上處(chu)于領(ling)先(xian)地位，獲國家自然科學(xue)二等獎(jiang)，葉企孫物理獎(jiang)。

應邀在(zai)美、英、法、荷、日等國的十多個(ge)科(ke)研(yan)單位作報(bao)告(gao)(gao)，并分(fen)別在(zai)十二個(ge)國際學術(shu)會議(yi)上做過十五(wu)次邀請(qing)報(bao)告(gao)(gao)。

1993年同英國皇(huang)家(jia)學會(hui)會(hui)員M.M.Woolfson教授(shou)合寫了一部(bu)關于晶體結構分析方法(fa)的(de)專著。榮獲(huo)2006年第九屆陳嘉(jia)庚科學獎(jiang)。

70年(nian)代中期至80年(nian)代初(chu)在此基(ji)礎上主持完成了“直接法處理晶體結構分析(xi)中的(de)贗對(dui)稱性問題”的(de)研(yan)究，發(fa)展出一套(tao)理論和應用技(ji)術。

主(zhu)持(chi)開展了直接(jie)法用(yong)于蛋白質晶體結(jie)構分析的試驗(yan)，獲得了國際上迄今最佳的試驗(yan)結(jie)果；主(zhu)持(chi)建(jian)立了多維空間中的直接(jie)法并首次用(yong)于測定(ding)高(gao)溫(wen)超導材料的非公度調制結(jie)構。

還與李方(fang)華合作建立了一(yi)種用(yong)于電子顯(xian)微學(xue)的圖(tu)像處理新(xin)方(fang)法(fa)。

1965年提(ti)出了將晶(jing)體結構分(fen)析的(de)直(zhi)(zhi)接法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)同(tong)重原子法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)相(xiang)(xiang)結合(he)的(de)原理(li)。后將上(shang)述(shu)原理(li)發展為解決(jue)晶(jing)體的(de)超結構及處理(li)各(ge)種(zhong)周相(xiang)(xiang)多(duo)解問題的(de)一系列(lie)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，此方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)已被載入國外有(you)(you)關(guan)專(zhuan)著。八十年代又在原有(you)(you)基礎上(shang)，提(ti)出了用直(zhi)(zhi)接法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)輔助推定生(sheng)物大(da)分(fen)子晶(jing)體衍射周相(xiang)(xiang)的(de)理(li)論和數據處理(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。

發表學(xue)術論(lun)文一百余(yu)篇(pian)，在國(guo)際學(xue)術會(hui)議(yi)上作特邀報告27次。與(yu)英國(guo)皇家(jia)學(xue)會(hui)會(hui)員M.M.Woolfson教授合(he)寫(xie)專(zhuan)著一部：PhysicalandNon-physicalMethodsofSolvingCrystalStructures,ByM.M.Woolfson&FanHai-fu,CambridgeUniversityPress,1995。

中科院物(wu)理所(suo)范海福(fu)教(jiao)授(shou)與(yu)紐(niu)約大學(xue)的(de)皇(huang)家學(xue)會會員MMWoolfson教(jiao)授(shou)的(de)合作項(xiang)目，是(shi)由皇(huang)家學(xue)會支(zhi)持的(de)持續時間(jian)最長的(de)國際合作項(xiang)目之一.

自從1980年在(zai)皇(huang)家學會與中國科學院的(de)協議下Woolfson教授第(di)一次在(zai)北京拜訪范教授之后(hou)，兩個研(yan)究(jiu)組就分(fen)(fen)別(bie)在(zai)兩位科學家的(de)領導下共同致(zhi)力于物理結(jie)晶學領域的(de)研(yan)究(jiu)工作(zuo)，在(zai)通過(guo)物理及(ji)非物理方(fang)法分(fen)(fen)析晶體結(jie)構(gou)研(yan)究(jiu)方(fang)面開(kai)展了緊密的(de)合作(zuo)。最近他們將(jiang)分(fen)(fen)析蛋白質結(jie)晶結(jie)構(gou)作(zuo)為工作(zuo)的(de)重(zhong)點，將(jiang)異(yi)常(chang)復雜(za)的(de)蛋白質結(jie)晶結(jie)構(gou)進(jin)行分(fen)(fen)析定論，這項(xiang)研(yan)究(jiu)對于生物學和生物技術領域具有非常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)意義。

范(fan)海福(fu)教(jiao)授先后在不同類型的10個國(guo)際(ji)學術會議上作(zuo)過12次特邀(yao)報告，受到(dao)了國(guo)際(ji)同行學術界的高度重(zhong)視(shi)與贊譽。

獲1987年國家自然科(ke)學(xue)(xue)二等(deng)獎，1991年中國物理學(xue)(xue)會葉(xie)企孫獎，1996年第(di)三世界科(ke)學(xue)(xue)院物理獎，以及(ji)1998年何梁何利科(ke)技進步(bu)獎。

貢獻影響

研究方向

晶體結(jie)構的(de)衍(yan)射分析(xi)。

1.結構(gou)生(sheng)物學中的衍射相位(wei)問題

2.單晶(jing)衍射分析方法在粉晶(jing)分析中的應用(yong)

3.電子顯微學中(zhong)的圖(tu)像(xiang)處理

4.非公度調(diao)制晶體(ti)結構的分析(xi)及方法研究

5.晶體學的計算機軟件設計

個人講座

范海(hai)福：一個新方法可能勝(sheng)過十個新結構

你做科(ke)研(yan)的(de)目的(de)是什(shen)么(me)？是拿諾貝爾獎嗎(ma)？這么(me)想的(de)話基(ji)本上可以(yi)保證你拿不(bu)了！”

近日(ri)，北京大學(xue)英杰交流中(zhong)心的(de)學(xue)術報(bao)(bao)告(gao)廳(ting)匯集了數百(bai)名(ming)來自北大、中(zhong)科(ke)(ke)院以(yi)及附近高校的(de)老師和學(xue)生，陳(chen)嘉庚(geng)科(ke)(ke)學(xue)獎報(bao)(bao)告(gao)會(hui)在這里(li)舉行。這是(shi)繼2009年4月18日(ri)和11月11日(ri)的(de)兩場報(bao)(bao)告(gao)會(hui)以(yi)來，陳(chen)嘉庚(geng)科(ke)(ke)學(xue)獎基金會(hui)舉辦的(de)第三次面向公眾的(de)學(xue)術報(bao)(bao)告(gao)。

中科(ke)院院士范海福報告的(de)內容雖然是“晶(jing)體衍射分析”等(deng)學術(shu)問(wen)(wen)題，但是他(ta)(ta)卻往往拋出類(lei)似的(de)問(wen)(wen)話，來(lai)講述他(ta)(ta)的(de)科(ke)研經歷和感悟。這(zhe)實際上也是他(ta)(ta)報告的(de)主(zhu)題。

“晶體衍射分(fen)析”是(shi)范(fan)海福近幾(ji)十(shi)年來(lai)一(yi)(yi)直從事的(de)工作，這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)種在原子層面上(shang)測定固(gu)態物質的(de)微(wei)觀(guan)結構(gou)，最終用來(lai)揭示固(gu)體材料結構(gou)與性(xing)能之間關(guan)系(xi)的(de)規律(lv)的(de)方法。它實際上(shang)是(shi)科學研究的(de)工具，它是(shi)一(yi)(yi)種獨(du)立發展(zhan)的(de)物理(li)學方法，但(dan)并(bing)不屬于代表某(mou)一(yi)(yi)應用對(dui)象(xiang)的(de)學科。

“就像大家(jia)都(dou)用(yong)計(ji)(ji)算機(ji)，可以用(yong)計(ji)(ji)算機(ji)研究化學(xue)、物理、生(sheng)物學(xue)，甚至(zhi)用(yong)計(ji)(ji)算機(ji)炒股。但是(shi)計(ji)(ji)算機(ji)是(shi)獨立發展(zhan)的(de)，不(bu)會(hui)依附于(yu)化學(xue)、物理，甚至(zhi)不(bu)會(hui)依附于(yu)純粹(cui)的(de)數學(xue)。”范海福開(kai)場即給了這(zhe)個“專(zhuan)業詞匯”一個形(xing)象的(de)解釋。

晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)結(jie)構分析(xi)就(jiu)是(shi)要從晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)衍(yan)射(she)效(xiao)應求(qiu)出(chu)原子在晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)內部的(de)(de)排布。它屬于(yu)物理學中的(de)(de)“求(qiu)逆問(wen)題(ti)”。如(ru)果已知(zhi)由晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)發出(chu)的(de)(de)衍(yan)射(she)波的(de)(de)振幅和(he)周(zhou)相(xiang)，這個“逆問(wen)題(ti)”就(jiu)很容(rong)易(yi)解決(jue)。但是(shi)，用實驗(yan)方法雖然可以(yi)測量衍(yan)射(she)波的(de)(de)振幅，卻很難記錄到它的(de)(de)周(zhou)相(xiang)。因此，要想從衍(yan)射(she)效(xiao)應解出(chu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)結(jie)構，就(jiu)必須先設法找(zhao)回“丟失了(le)的(de)(de)”周(zhou)相(xiang)。

一(yi)個新(xin)方法可能比十個新(xin)結(jie)構更(geng)重要

直接法(fa)是(shi)在(zai)衍射分析中用(yong)于解決(jue)周相問題的一種計算方法(fa)，是(shi)Harker和Kasper在(zai)1948年提出的。中科院物理(li)所在(zai)1980年成立了晶(jing)體結構分析方法(fa)研(yan)究(jiu)組，主要從事(shi)晶(jing)體學(xue)中的直接法(fa)研(yan)究(jiu)。但范(fan)海福早在(zai)1963年就已經參(can)與了直接法(fa)的研(yan)究(jiu)。

范(fan)(fan)海福對1959年英國晶體(ti)(ti)學(xue)家(jia)Dorothy Hodgkin應邀在(zai)中科院物(wu)理所作(zuo)關于測定維(wei)生(sheng)素B12晶體(ti)(ti)結構的(de)(de)報(bao)(bao)告的(de)(de)場(chang)景(jing)一直記(ji)憶猶新。在(zai)那場(chang)報(bao)(bao)告會上，范(fan)(fan)海福的(de)(de)老師吳乾章先(xian)生(sheng)提了一個問題(ti)：“你試過用直接法去解(jie)B12的(de)(de)結構嗎？”Hodgkin回答：“沒有。”

范海福(fu)當(dang)時很不理解吳先(xian)生的提問，心(xin)想：“直接法才(cai)勉強能對付十來(lai)個獨立原子的晶體結構(gou)，怎么可能用來(lai)測定B12？”

當時(shi)，維生素B12是世界上已(yi)經測定(ding)的(de)(de)(de)、最復雜的(de)(de)(de)晶(jing)體結(jie)構(gou)，其不(bu)對稱單位含有90多個原(yuan)子(zi)（不(bu)算氫原(yuan)子(zi)）。Hodgkin研究(jiu)組(zu)為測定(ding)這(zhe)個結(jie)構(gou)花了7年多的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)。后來，Hodgkin因這(zhe)項(xiang)工作以及青霉素等一系(xi)列重要的(de)(de)(de)晶(jing)體結(jie)構(gou)測定(ding)工作獲得(de)(de)1964年的(de)(de)(de)諾貝(bei)爾(er)化學(xue)獎，并成為英(ying)國獲得(de)(de)諾貝(bei)爾(er)獎的(de)(de)(de)女科學(xue)家。

用直接法解(jie)一(yi)個(ge)(ge)像B12那樣的晶體結構大概(gai)只需要(yao)幾分(fen)鐘(zhong)到幾個(ge)(ge)小時(shi)。不(bu)僅如(ru)此，直接法還可以用于測定比B12大100倍的蛋(dan)白(bai)質(zhi)結構！范海福在《物理所(suo)建所(suo)八十(shi)周年隨筆》中這樣記錄：“看來當時(shi)我所(suo)以不(bu)理解(jie)是因(yin)為缺乏科學的遠見。”

“一個新方法(fa)可能比(bi)十個新結構更重要！”在(zai)報(bao)告中，范海福將(jiang)吳乾(qian)章1956年引導他做方法(fa)研究時說的(de)這句(ju)話傳授給了在(zai)場(chang)的(de)學子。

諾(nuo)貝(bei)爾獎(jiang)之(zhi)后還能做什么

1985年，兩(liang)位(wei)“直接(jie)法(fa)(fa)”的先驅(qu)(qu)J. Karle和H. Hauptman獲得(de)了諾(nuo)(nuo)貝(bei)爾(er)化學獎(jiang)。但是(shi)新(xin)的問(wen)題出現(xian)了，不少人(ren)在慶賀兩(liang)位(wei)先驅(qu)(qu)獲獎(jiang)之余，想給(gei)(gei)“直接(jie)法(fa)(fa)”畫上(shang)一個句號。于是(shi)Karle和Hauptman獲得(de)諾(nuo)(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)之后，不少人(ren)在問(wen)：諾(nuo)(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)之后的直接(jie)法(fa)(fa)研究，還能做什么？這也是(shi)范海福在報告中(zhong)拋給(gei)(gei)在場聽眾的問(wen)題。

在學子們(men)還沉浸在精彩報告中的(de)(de)時(shi)候，范海福自己做出了解(jie)答(da)：“當時(shi)，直接法固然已是(shi)功業(ye)顯赫，但是(shi)，其應(ying)用大都仍局限于一個狹(xia)小(xiao)的(de)(de)范圍。因此，‘諾貝爾獎(jiang)以后’的(de)(de)直接法應(ying)該(gai)走出傳統領域去開拓新的(de)(de)天地。”

如何將直(zhi)接法(fa)用于生物大分子的(de)晶(jing)體結構(gou)分析，是范海(hai)福長(chang)期(qi)以(yi)來關(guan)心的(de)一(yi)個問(wen)題。1965年他首先提出(chu)將直(zhi)接法(fa)和單對(dui)同晶(jing)型置換法(fa)或單波長(chang)異(yi)常(chang)散射(she)法(fa)相(xiang)結合的(de)設想。其(qi)目的(de)是要(yao)減少測(ce)定(ding)蛋白(bai)質晶(jing)體結構(gou)所(suo)需的(de)實驗(yan)工作并簡化(hua)其(qi)分析過程。上世紀(ji)80年代以(yi)來，世界上主要(yao)的(de)直(zhi)接法(fa)研(yan)究中心都爭(zheng)相(xiang)投入(ru)這一(yi)研(yan)究。

1987年在(zai)澳大利亞的帕(pa)斯（Perth）召開了第14屆國際晶(jing)體學大會。范(fan)海福(fu)是5位(wei)報告人(ren)之(zhi)一，他(ta)又提出(chu)了直(zhi)接法今后值得重(zhong)視的4個(ge)發展方向(xiang)。而在(zai)當時，范(fan)海福(fu)和他(ta)的同事已經(jing)啟動了其(qi)中3個(ge)方向(xiang)的研究。

1988年，美國(guo)科學(xue)院派了一(yi)個生(sheng)物(wu)技術代表團訪問中(zhong)國(guo)，1989年，其出訪報告寫(xie)成Biotechnology in China一(yi)書并(bing)出版。

該書對范海(hai)福等科學家在上世(shi)紀80年代中(zhong)期的(de)部分(fen)工作這(zhe)樣評論：“在北(bei)京的(de)（中(zhong)科院）物理研究所(suo)……已經使(shi)用概率(lv)相(xiang)位推定(ding)方法(fa)測(ce)定(ding)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)大的(de)生物分(fen)子的(de)晶(jing)體結構。他們是最早(zao)發展并使(shi)用隨機起始、從頭相(xiang)位推定(ding)技(ji)術(shu)的(de)一(yi)員。這(zhe)一(yi)方法(fa)的(de)優(you)點在于(yu)無需對重原子衍(yan)生物在不同(tong)波(bo)長下作重復的(de)測(ce)量(liang)……這(zhe)對蛋白質(zhi)工程(cheng)將有廣泛而重要的(de)潛在意義。”

1997年，范海福等科學家在(zai)國際上首次用直接法，從一套單(dan)波長異(yi)常(chang)散(san)射數據解出一個未知(zhi)的蛋白質晶體結構。

當前，直(zhi)接法(fa)在(zai)測(ce)定蛋(dan)白質(zhi)(zhi)晶體(ti)結(jie)(jie)構(gou)中的(de)應用大致有3類：第一，測(ce)定蛋(dan)白質(zhi)(zhi)晶體(ti)的(de)重(zhong)原子亞結(jie)(jie)構(gou)；第二，從頭測(ce)定蛋(dan)白質(zhi)(zhi)晶體(ti)結(jie)(jie)構(gou)；第三，與傳統蛋(dan)白質(zhi)(zhi)晶體(ti)學方法(fa)相(xiang)結(jie)(jie)合以破解原有方法(fa)中的(de)“相(xiang)位模糊”問題。

“進(jin)入21世紀以后，我們已經開始部分(fen)地兌現了當年美(mei)國科學(xue)院生(sheng)物技(ji)術(shu)代(dai)表團(tuan)所(suo)預(yu)期的‘對蛋白質工程(cheng)’的‘廣泛而(er)重要(yao)的潛在(zai)意(yi)義’。正為(wei)(wei)全面(mian)地兌現這(zhe)一‘潛在(zai)意(yi)義’而(er)繼續努力。”范海福在(zai)題(ti)為(wei)(wei)《往事點滴》的隨筆中這(zhe)樣記錄。

在報告(gao)(gao)的最后一(yi)部分(fen)，范海(hai)福(fu)詳細(xi)介(jie)紹了他(ta)的研究(jiu)組編寫(xie)的OASIS程(cheng)(cheng)序。這是國際(ji)上用于執行第三類直接法(fa)的最重要程(cheng)(cheng)序。“OASIS程(cheng)(cheng)序還在不斷更新中。”他(ta)告(gao)(gao)訴(su)在場的學生，他(ta)自己對此也有著(zhu)很(hen)大的期(qi)待。

一個(ge)多小時的(de)(de)報告會很快結束了，連現場非專業的(de)(de)聽(ting)眾也(ye)沒有感到絲毫的(de)(de)難懂或晦澀。在競相向范海福提問后，許多學(xue)生仍久(jiu)(jiu)久(jiu)(jiu)回味在精彩的(de)(de)報告之中，不愿散去。

來自中科院福建(jian)物構所研(yan)(yan)究生一(yi)年級的(de)學(xue)(xue)生趙明磊告(gao)訴《科學(xue)(xue)時報(bao)》記者：“最難得的(de)是，我們從(cong)范老師的(de)報(bao)告(gao)中，學(xue)(xue)到了很(hen)多(duo)做(zuo)科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究的(de)思想。‘不(bu)要在乎科研(yan)(yan)道路(lu)上的(de)那些負面評論(lun)，專心搞(gao)自己(ji)的(de)科研(yan)(yan)，就一(yi)定能(neng)作出很(hen)好(hao)的(de)科研(yan)(yan)成果’……這些話(hua)我會終身銘記！”

人物評價

范海福與他(ta)領(ling)(ling)導(dao)的(de)(de)研究組，致力于(yu)直接(jie)法的(de)(de)研究，開拓其新的(de)(de)應用領(ling)(ling)域，科研成(cheng)果(guo)獨具特(te)色，居國際領(ling)(ling)先水平。