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主要經歷

1956年，范海福從北京大學化學系畢(bi)業(ye)后(hou)，進入中(zhong)國(guo)科學院(yuan)物理(li)研究所工作，從事晶體結構分析方法的(de)理(li)論和應用研究。

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

1996年，范海福獲(huo)得了第三(san)世界科(ke)學(xue)(xue)院物理(li)獎，以此表(biao)彰他在(zai)物理(li)晶體學(xue)(xue)方(fang)面(mian)為研究晶體相位(wei)問題提(ti)供解(jie)決(jue)方(fang)法(fa)的貢獻。

2000年，當(dang)選為(wei)第三世界科學(xue)院院士。

范海福是李(li)方華院士的(de)丈夫。

主要作品

范海福對(dui)晶(jing)體結構分(fen)析(xi)(xi)中(zhong)的(de)贗對(dui)稱性問(wen)題提(ti)出了系統(tong)的(de)處(chu)理(li)方法、建立高分(fen)辨(bian)電子顯微學中(zhong)的(de)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)新方法(與(yu)李方華合作(zuo))、將(jiang)直(zhi)接法用(yong)于蛋白質晶(jing)體結構分(fen)析(xi)(xi)、創建多維空間直(zhi)接法以測定含(han)周期性缺(que)陷的(de)晶(jing)體結構。

主持測定了在中國發現的新(xin)天(tian)然(ran)氨基(ji)(ji)酸-南瓜子(zi)(zi)氨基(ji)(ji)酸和使君子(zi)(zi)氨基(ji)(ji)酸的晶體結構，并(bing)開(kai)展了針對天(tian)然(ran)有機物晶體結構分析的直接(jie)法研究，提出將當時尚(shang)處于孤立狀態的直接(jie)法同重(zhong)原(yuan)子(zi)(zi)法、異常數散射以及同晶型置(zhi)換(huan)法相結合的原(yuan)理。

1960-1965年開展了中(zhong)草藥(yao)有效成(cheng)分(fen)的X-射線晶(jing)體結構分(fen)析，后又在晶(jing)體研究領域內取得(de)一系(xi)列(lie)理論和實驗的成(cheng)果(guo)其中(zhong)有些在國際上處于領先地位，獲國家(jia)自然科學二等獎，葉企孫物理獎。

應邀(yao)在美、英、法、荷、日等國(guo)(guo)的十多個科研單位作報(bao)(bao)告(gao)，并(bing)分別在十二個國(guo)(guo)際學術會議(yi)上(shang)做過十五次邀(yao)請報(bao)(bao)告(gao)。

1993年(nian)同(tong)英(ying)國(guo)皇家學(xue)會(hui)(hui)會(hui)(hui)員M.M.Woolfson教授(shou)合寫了(le)一部(bu)關于晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)分(fen)析方法(fa)的專著。榮(rong)獲2006年(nian)第(di)九屆(jie)陳嘉庚科(ke)學(xue)獎。

70年代中期至80年代初在此基礎上主持(chi)完(wan)成了“直接法處理晶體結構分析中的(de)贗對稱性問題”的(de)研究，發展出一套(tao)理論和應(ying)用技術。

主持(chi)開展了直(zhi)接(jie)法(fa)用(yong)于蛋白質(zhi)晶(jing)體(ti)結(jie)(jie)構分析的試(shi)驗(yan)，獲得了國際上迄(qi)今最佳(jia)的試(shi)驗(yan)結(jie)(jie)果；主持(chi)建立了多維(wei)空間中的直(zhi)接(jie)法(fa)并首(shou)次用(yong)于測(ce)定(ding)高溫(wen)超導材料(liao)的非公度調(diao)制(zhi)結(jie)(jie)構。

還與李方華(hua)合作建立(li)了一種用于(yu)電子顯微學的圖像處理(li)新(xin)方法。

1965年(nian)提(ti)出(chu)了將(jiang)(jiang)晶(jing)體(ti)結構分(fen)析的(de)直接法同(tong)重原子法相結合(he)的(de)原理(li)(li)。后(hou)將(jiang)(jiang)上述(shu)原理(li)(li)發展(zhan)為解(jie)決晶(jing)體(ti)的(de)超結構及處理(li)(li)各種周(zhou)(zhou)相多解(jie)問題(ti)的(de)一系(xi)列方(fang)法，此方(fang)法已(yi)被載入國外(wai)有(you)關專著。八十年(nian)代又在原有(you)基礎上，提(ti)出(chu)了用直接法輔助推定生(sheng)物大分(fen)子晶(jing)體(ti)衍射周(zhou)(zhou)相的(de)理(li)(li)論和數據處理(li)(li)方(fang)法。

發表學術論(lun)文一百余(yu)篇(pian)，在國際學術會議(yi)上作特邀報(bao)告27次。與英國皇家學會會員(yuan)M.M.Woolfson教(jiao)授合寫(xie)專(zhuan)著一部：PhysicalandNon-physicalMethodsofSolvingCrystalStructures,ByM.M.Woolfson&FanHai-fu,CambridgeUniversityPress,1995。

中(zhong)科院(yuan)物理所范海福教(jiao)(jiao)授(shou)與紐約大學(xue)的(de)皇家(jia)學(xue)會(hui)會(hui)員(yuan)MMWoolfson教(jiao)(jiao)授(shou)的(de)合作(zuo)項(xiang)目(mu)，是(shi)由皇家(jia)學(xue)會(hui)支持(chi)(chi)的(de)持(chi)(chi)續時間(jian)最長(chang)的(de)國際合作(zuo)項(xiang)目(mu)之一.

自(zi)從(cong)1980年在(zai)皇家學(xue)會與(yu)中國科(ke)學(xue)院的(de)(de)協議下Woolfson教授(shou)第(di)一次(ci)在(zai)北京(jing)拜(bai)訪范教授(shou)之后(hou)，兩(liang)個(ge)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)組(zu)就分(fen)別(bie)在(zai)兩(liang)位(wei)科(ke)學(xue)家的(de)(de)領(ling)導下共同致力于物(wu)理(li)(li)結(jie)(jie)晶(jing)學(xue)領(ling)域(yu)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)，在(zai)通過物(wu)理(li)(li)及非物(wu)理(li)(li)方法分(fen)析(xi)(xi)晶(jing)體結(jie)(jie)構(gou)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)方面開展(zhan)了緊(jin)密的(de)(de)合作(zuo)。最(zui)近他(ta)們將(jiang)分(fen)析(xi)(xi)蛋白質結(jie)(jie)晶(jing)結(jie)(jie)構(gou)作(zuo)為工作(zuo)的(de)(de)重(zhong)(zhong)點，將(jiang)異(yi)常(chang)復雜(za)的(de)(de)蛋白質結(jie)(jie)晶(jing)結(jie)(jie)構(gou)進行分(fen)析(xi)(xi)定(ding)論，這項研(yan)(yan)(yan)究(jiu)對于生物(wu)學(xue)和(he)生物(wu)技(ji)術領(ling)域(yu)具有非常(chang)重(zhong)(zhong)要的(de)(de)意義。

范(fan)海福教授先后在不同類(lei)型的10個國(guo)際學術會議上作過(guo)12次(ci)特(te)邀(yao)報告，受到(dao)了國(guo)際同行學術界(jie)的高度重(zhong)視與贊譽。

獲(huo)1987年國(guo)(guo)家(jia)自然科學(xue)二(er)等獎(jiang)，1991年中國(guo)(guo)物理學(xue)會葉企孫獎(jiang)，1996年第三(san)世界科學(xue)院物理獎(jiang)，以及1998年何梁何利科技進步(bu)獎(jiang)。

貢獻影響

研究方向

晶體結構的衍射分(fen)析。

1.結(jie)構(gou)生物學(xue)中的衍射相位問題

2.單晶(jing)衍射分(fen)析方法在(zai)粉晶(jing)分(fen)析中的應用

3.電子顯微學中的圖(tu)像處理

4.非公度(du)調制晶體結構(gou)的分(fen)析(xi)及(ji)方法研究

5.晶體學的(de)計(ji)(ji)算機(ji)軟(ruan)件設計(ji)(ji)

個人講座

范海(hai)福：一個新方法可能勝過(guo)十個新結構

你做科研的(de)目(mu)的(de)是什么(me)？是拿(na)諾貝爾獎嗎？這么(me)想的(de)話基本上可以(yi)保證(zheng)你拿(na)不了！”

近日(ri)，北京大(da)學(xue)英杰交流中心的學(xue)術(shu)報(bao)(bao)告(gao)(gao)(gao)廳匯集(ji)了數(shu)百名來(lai)自北大(da)、中科(ke)(ke)院以及附近高校的老師和(he)(he)學(xue)生(sheng)，陳(chen)嘉庚(geng)科(ke)(ke)學(xue)獎(jiang)報(bao)(bao)告(gao)(gao)(gao)會在這里舉行。這是繼(ji)2009年4月18日(ri)和(he)(he)11月11日(ri)的兩(liang)場報(bao)(bao)告(gao)(gao)(gao)會以來(lai)，陳(chen)嘉庚(geng)科(ke)(ke)學(xue)獎(jiang)基金會舉辦的第三次(ci)面(mian)向公眾的學(xue)術(shu)報(bao)(bao)告(gao)(gao)(gao)。

中科院(yuan)院(yuan)士范海福(fu)報告的內容雖然是“晶體衍射分析”等學術問題(ti)(ti)，但是他(ta)卻往往拋(pao)出(chu)類似的問話，來講(jiang)述他(ta)的科研經(jing)歷和感悟(wu)。這實際上也是他(ta)報告的主題(ti)(ti)。

“晶體衍射分(fen)析”是范海(hai)福近幾十年(nian)來(lai)一(yi)直從事的(de)(de)工作，這是一(yi)種(zhong)在(zai)原子(zi)層面上(shang)(shang)測定固態物質的(de)(de)微觀結(jie)構，最(zui)終用來(lai)揭(jie)示(shi)固體材料結(jie)構與(yu)性能之間(jian)關(guan)系的(de)(de)規律的(de)(de)方(fang)法(fa)。它實際上(shang)(shang)是科學研(yan)究的(de)(de)工具，它是一(yi)種(zhong)獨(du)立發展的(de)(de)物理學方(fang)法(fa)，但并不屬于代表某(mou)一(yi)應用對象的(de)(de)學科。

“就像(xiang)大(da)家都用(yong)計算機，可以用(yong)計算機研究化(hua)學(xue)、物(wu)理、生(sheng)物(wu)學(xue)，甚至用(yong)計算機炒股。但(dan)是(shi)計算機是(shi)獨立發展的，不(bu)會依附于化(hua)學(xue)、物(wu)理，甚至不(bu)會依附于純(chun)粹的數學(xue)。”范(fan)海(hai)福開(kai)場即給了這個“專業詞匯”一個形象(xiang)的解釋。

晶體結構分析就(jiu)是要(yao)從(cong)晶體的(de)(de)(de)(de)衍(yan)(yan)射(she)效應求(qiu)(qiu)出(chu)原子在晶體內部的(de)(de)(de)(de)排布。它屬于物理學中的(de)(de)(de)(de)“求(qiu)(qiu)逆(ni)問題”。如果已知由晶體發出(chu)的(de)(de)(de)(de)衍(yan)(yan)射(she)波的(de)(de)(de)(de)振(zhen)幅(fu)和周相，這個(ge)“逆(ni)問題”就(jiu)很容易解(jie)決。但是，用實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)雖(sui)然(ran)可以(yi)測量衍(yan)(yan)射(she)波的(de)(de)(de)(de)振(zhen)幅(fu)，卻很難記(ji)錄(lu)到它的(de)(de)(de)(de)周相。因此，要(yao)想從(cong)衍(yan)(yan)射(she)效應解(jie)出(chu)晶體結構，就(jiu)必須先設(she)法(fa)找回“丟失(shi)了的(de)(de)(de)(de)”周相。

一個新方(fang)法可能比十個新結(jie)構(gou)更重要(yao)

直接法(fa)是在(zai)(zai)衍射分析中用于解決(jue)周相問(wen)題的(de)(de)一種(zhong)計算方法(fa)，是Harker和Kasper在(zai)(zai)1948年提(ti)出的(de)(de)。中科院物理(li)所(suo)在(zai)(zai)1980年成立了晶(jing)(jing)體結構(gou)分析方法(fa)研(yan)究(jiu)組，主要從事(shi)晶(jing)(jing)體學中的(de)(de)直接法(fa)研(yan)究(jiu)。但范海福早在(zai)(zai)1963年就已經參與了直接法(fa)的(de)(de)研(yan)究(jiu)。

范海(hai)福對1959年(nian)英國(guo)晶體學家Dorothy Hodgkin應邀(yao)在中科院物(wu)理(li)所(suo)作(zuo)關于測定維生素B12晶體結構的報告的場景(jing)一(yi)直(zhi)記憶猶(you)新。在那場報告會上，范海(hai)福的老師吳乾章先生提了一(yi)個問題：“你試過用直(zhi)接(jie)法去解B12的結構嗎(ma)？”Hodgkin回答：“沒有。”

范(fan)海福(fu)當時很不理解(jie)吳先生(sheng)的提問，心(xin)想：“直接法才(cai)勉(mian)強(qiang)能(neng)對付(fu)十(shi)來(lai)個(ge)獨立原子的晶體結構，怎么(me)可(ke)能(neng)用來(lai)測(ce)定B12？”

當時，維生(sheng)素B12是(shi)世界上已(yi)經測(ce)定(ding)(ding)的(de)、最復雜的(de)晶(jing)體結(jie)構(gou)(gou)，其不對稱單位含有(you)90多個原子（不算氫原子）。Hodgkin研究(jiu)組為測(ce)定(ding)(ding)這個結(jie)構(gou)(gou)花了7年多的(de)時間。后來，Hodgkin因這項工(gong)作以及青霉素等一(yi)系(xi)列重(zhong)要的(de)晶(jing)體結(jie)構(gou)(gou)測(ce)定(ding)(ding)工(gong)作獲得1964年的(de)諾貝爾化學(xue)獎(jiang)(jiang)，并成(cheng)為英(ying)國獲得諾貝爾獎(jiang)(jiang)的(de)女科學(xue)家。

用直接法解一個像B12那(nei)樣的晶體結構(gou)大(da)概只需要幾(ji)分鐘到幾(ji)個小時。不僅如此(ci)，直接法還(huan)可以(yi)用于(yu)測定比B12大(da)100倍的蛋白質結構(gou)！范海(hai)福在(zai)《物理所(suo)建(jian)所(suo)八十(shi)周年隨筆》中這樣記錄(lu)：“看來當時我所(suo)以(yi)不理解是因為缺乏科學的遠(yuan)見。”

“一個新(xin)方法可能(neng)比十個新(xin)結構更(geng)重要！”在報告中，范海福將(jiang)吳乾章1956年引導他(ta)做方法研究時(shi)說(shuo)的這(zhe)句話(hua)傳(chuan)授給(gei)了在場(chang)的學子(zi)。

諾貝爾獎之后還(huan)能做什么

1985年(nian)，兩(liang)位“直接(jie)法”的(de)先驅J. Karle和H. Hauptman獲(huo)得了諾(nuo)貝(bei)爾(er)化學獎(jiang)。但是(shi)新的(de)問題(ti)出現了，不(bu)少人(ren)在慶賀(he)兩(liang)位先驅獲(huo)獎(jiang)之(zhi)余，想給“直接(jie)法”畫上一(yi)個(ge)句號。于(yu)是(shi)Karle和Hauptman獲(huo)得諾(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)之(zhi)后，不(bu)少人(ren)在問：諾(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)之(zhi)后的(de)直接(jie)法研究，還能做什么？這也是(shi)范海福在報告中拋給在場聽眾的(de)問題(ti)。

在(zai)(zai)學子們還(huan)沉(chen)浸在(zai)(zai)精彩報告中的時候，范海福(fu)自(zi)己做(zuo)出(chu)了解答：“當(dang)時，直接法(fa)固然(ran)已是功(gong)業(ye)顯赫，但是，其應(ying)用大都仍局限于(yu)一個狹小的范圍。因此，‘諾(nuo)貝(bei)爾獎以(yi)后’的直接法(fa)應(ying)該走(zou)出(chu)傳統領域去開拓新的天(tian)地。”

如何將直接法(fa)用于生物大分子(zi)的(de)(de)(de)晶體結(jie)構(gou)分析(xi)(xi)，是范海福長期(qi)以(yi)(yi)來關心的(de)(de)(de)一個問(wen)題。1965年他首先(xian)提出將直接法(fa)和(he)單對同晶型置換法(fa)或單波長異(yi)常散射法(fa)相結(jie)合的(de)(de)(de)設(she)想。其目(mu)的(de)(de)(de)是要減少(shao)測定蛋(dan)白質晶體結(jie)構(gou)所(suo)需的(de)(de)(de)實驗工作并簡化其分析(xi)(xi)過(guo)程。上世紀80年代(dai)以(yi)(yi)來，世界上主要的(de)(de)(de)直接法(fa)研(yan)(yan)究(jiu)中心都(dou)爭相投(tou)入這(zhe)一研(yan)(yan)究(jiu)。

1987年在澳大(da)利亞的帕斯（Perth）召(zhao)開了第14屆國際晶體學大(da)會。范(fan)海(hai)福是5位報告人(ren)之一(yi)，他又提出了直接法今后(hou)值得重視的4個發(fa)展(zhan)方向(xiang)。而在當時(shi)，范(fan)海(hai)福和他的同事已經(jing)啟動了其中(zhong)3個方向(xiang)的研(yan)究。

1988年(nian)，美國科學院派了一個生物技術代表團訪問(wen)中國，1989年(nian)，其出訪報告寫成Biotechnology in China一書(shu)并出版(ban)。

該(gai)書對(dui)范海福(fu)等科(ke)學(xue)家在上世紀80年(nian)代中期的(de)部分工作(zuo)這樣評論：“在北(bei)京(jing)的(de)（中科(ke)院）物理研究所(suo)……已經使(shi)用概率(lv)相(xiang)位推定方法(fa)測定越(yue)來越(yue)大的(de)生物分子的(de)晶體結構。他們是最早發(fa)展并使(shi)用隨機起始、從(cong)頭相(xiang)位推定技術的(de)一員。這一方法(fa)的(de)優(you)點在于無需對(dui)重原子衍(yan)生物在不同波長下作(zuo)重復的(de)測量……這對(dui)蛋(dan)白(bai)質工程將有廣泛而重要的(de)潛在意義(yi)。”

1997年，范海福等科學家(jia)在國際上首次(ci)用直(zhi)接(jie)法(fa)，從(cong)一套單波長異常散射數據解出一個未知的蛋白質晶體(ti)結構。

當(dang)前(qian)，直接法(fa)在測(ce)定(ding)蛋白(bai)(bai)質晶體(ti)結(jie)(jie)(jie)構中(zhong)的(de)應用大致有3類：第(di)一，測(ce)定(ding)蛋白(bai)(bai)質晶體(ti)的(de)重原子亞結(jie)(jie)(jie)構；第(di)二(er)，從頭測(ce)定(ding)蛋白(bai)(bai)質晶體(ti)結(jie)(jie)(jie)構；第(di)三，與傳統蛋白(bai)(bai)質晶體(ti)學(xue)方法(fa)相結(jie)(jie)(jie)合(he)以破(po)解原有方法(fa)中(zhong)的(de)“相位(wei)模(mo)糊(hu)”問題。

“進入21世紀以后，我們已(yi)經(jing)開始部分(fen)地兌現了當年美(mei)國科學院生物技(ji)術代表團所預期(qi)的(de)(de)‘對(dui)蛋白質工程’的(de)(de)‘廣泛(fan)而(er)(er)重要的(de)(de)潛在意義’。正為(wei)全面地兌現這一‘潛在意義’而(er)(er)繼(ji)續努力。”范(fan)海福(fu)在題為(wei)《往事點滴》的(de)(de)隨(sui)筆中這樣記錄。

在報告的(de)最(zui)后一(yi)部分，范海福(fu)詳細(xi)介紹了(le)他(ta)的(de)研究(jiu)組(zu)編(bian)寫的(de)OASIS程序。這是國際上用于執(zhi)行第三類(lei)直(zhi)接(jie)法(fa)的(de)最(zui)重要程序。“OASIS程序還在不斷更新中。”他(ta)告訴在場的(de)學生，他(ta)自己對此(ci)也(ye)有著(zhu)很(hen)大的(de)期待。

一個(ge)多(duo)小時的(de)(de)報告會很快結束了(le)，連現場非專業(ye)的(de)(de)聽眾也沒有感到絲毫的(de)(de)難懂或晦澀。在(zai)競相向范(fan)海福提問(wen)后，許多(duo)學生仍久(jiu)久(jiu)回味在(zai)精彩的(de)(de)報告之(zhi)中，不愿散去(qu)。

來(lai)自中科(ke)院福建物(wu)構所研(yan)(yan)究生(sheng)一(yi)年級(ji)的(de)學(xue)生(sheng)趙明(ming)磊告(gao)訴(su)《科(ke)學(xue)時(shi)報》記(ji)者：“最(zui)難得(de)的(de)是(shi)，我(wo)們從范老(lao)師(shi)的(de)報告(gao)中，學(xue)到(dao)了很多做科(ke)學(xue)研(yan)(yan)究的(de)思想。‘不要(yao)在乎(hu)科(ke)研(yan)(yan)道路上的(de)那些負面評(ping)論，專心搞(gao)自己(ji)的(de)科(ke)研(yan)(yan)，就一(yi)定能作出很好的(de)科(ke)研(yan)(yan)成果’……這(zhe)些話我(wo)會終身銘記(ji)！”

人物評價

范海福與他領導(dao)的研(yan)究組，致力于直(zhi)接(jie)法的研(yan)究，開拓(tuo)其(qi)新的應用領域，科研(yan)成果獨具特(te)色，居國際領先水(shui)平。