范海福：将中国晶体学研究带到新高度

1、颠沛流离的童年生活

1933年8月15日，范海福在广州市永汉南路（今广州市北京南路）仰忠街一栋民宅里出生。安宁的生活只过了几年，1938年，日军入侵广州，范曜华带着全家人逃到香港，五岁的范海福跟随父母开始了逃难的生活。

到香港后，范海福的父亲办了一所文德学校，是一个以商养学的私立学校，范海福就在这里接受了启蒙教育。

1941年底，日军侵占香港，范海福的父亲又带着全家逃到澳门。在澳门，他们同样过着屈辱的生活。艰难的家国命运和低下的民族地位，不断刺激着少年范海福的神经，使他萌生强烈的自尊自强意识，同时也塑造了他蔑视强权、维护尊严的精神品性。这一点对他的人生及学术生涯都产生着极大的影响，以至于他在后来出国进行学术交流时，只要遇上态度傲慢、不尊重中国人的外国人，就会毫不客气地反击对方，这是童年的境遇带给他的一种本能反应。

从小就喜欢画画的范海福差点就当了岭南画派创始人之一的高剑父的弟子。那是在澳门时候的事。当时，客居澳门的高剑父想招收弟子，便到范海福就读的粤华中学找苗子，校长当即就向他推荐了范海福。高剑父看过范海福的画作后很是欣喜，有意收这个有绘画天分的学生为弟子。

尽管最终没能成为高剑父的弟子，但范海福成功考入中大附中。在校期间，范海福的美术科和音乐科成绩尤为拔尖，总是班上前几名。他跟一个要好的同学学口琴和小提琴，没想到学了一段时间之后，琴艺居然超过了该同学。在该同学的影响下，范海福上大学后顺利地考进了北京市大学生合唱团。

2、从北大走向科学路

1952年，范海福考上北京大学化学系，在这里，中国晶体学奠基人之一的唐有祺教授带他走进晶体学世界。大学里还有一位令范海福难忘的老师周光召，他不仅教授知识，还注重训练学生的思维方法，唐有祺教授强调：两个类似的概念，不仅要注意它们的相同之处，更重要的是要搞清它们的差异。这句话言简意赅，范海福一直牢记在心里，贯彻于科研实践之中。

在北大读书的几年里，范海福的表现有点“另类”，常会做一些不守“规矩”的实验。有两个化学实验范海福自己觉得很得意，但却遭到老师批评：一个是要证实碳酸钙能溶于二氧化碳的水溶液使溶液呈碱性。按照当时从苏联搬来的一本实验教程，要将碳酸钙放入盛蒸馏水的烧杯中然后通入二氧化碳直至溶液呈碱性，一些同学做了几十分钟还没有结果。

他装了半试管澄清的石灰水溶液然后通入二氧化碳，一两秒钟后就出现白色沉淀，这就是碳酸钙，继续通入二氧化碳，白色沉淀消失，这就说明了碳酸钙能溶于二氧化碳水溶液。整个实验只用了大约一分钟。另一个实验是要证实碳酸钙加热后可以变成能溶于水的氧化钙，使水溶液呈碱性。教程要求把碳酸钙放入坩埚再用煤气灯烧半小时。他用一把镊子夹了一小块碳酸钙直接放在火焰中，只烧了几秒钟实验就完成了。

两个实验从准备到结束总共不到10分钟。做完后他就溜出实验室玩去了。事后老师批评他：一不重视苏联“老大哥”的经验;二不遵守课堂纪律。范海福只接受了第二点批评。另有一个用桥式电路测量电压的物理实验，范海福“擅自”改动了电路的一小部分。结果简化了实验过程，但仍然可以达到所要求的实验目的。这回他受到老师的表扬。

1956年，范海福大学毕业，当时北大化学系计划留11位品学兼优的毕业生读研究生，范海福也在其中。正当他期待着继续深造的时候，一件偶然的事让他的人生道路发生了改变。

就在范海福毕业的那一年，国家成立了研制原子弹的“三机部”（第三机械工业部，1958年改为二机部），需要抽调一批大学毕业生，物理所需要从北大再补充一个毕业生，范海福就这样被“填补”进了中科院物理研究所。虽然没有能够读研究生让他很是懊丧，但他很快从懊丧的情绪中走出来，投入到物理学研究的世界里，从此，晶体学研究领域多了一颗闪亮的新星。

3、直接法应用领域开拓者

到物理研究所以后，面对物理学广袤的世界，范海福对晶体结构分析方法有着浓厚的兴趣，将它作为研究的方向。

早在1963年，范海福提出将直接法与原有的其他衍射分析方法相结合，以提高直接法的效能，拓展直接法的应用领域。1987年，他主持建立了多维空间中的直接法并用于测定高温超导材料的非公度调制结构，属于国际首创。他于1989年就成功地测定了一种新矿物的非公度调制结构，并于1991年成功测定出掺铅的铋系2223高温超导相的非公度调制结构，引起国际高温超导界的普遍关注。

在将直接法用于测定蛋白质晶体结构方面，范海福是国际上最早的倡导者之一。20世纪80年代至21世纪初，这方面的研究是国际晶体学直接法研究的一个重点。范海福的研究组用直接法首次从2分辨率的单波长异常衍射数据解出一例原属未知的蛋白质晶体结构。其后，他们陆续发展了一系列新方法，并在实际应用中不断有新的突破。

20世纪60～80年代，国际晶体学界的直接法研究迅速發展，直接法研究的两位先驱J.Karle和H.Hauptman也于1985年获得诺贝尔化学奖。当时不少人在问：诺贝尔奖之后的直接法研究，还能做什么？更多的人认为，直接法已经取得如此重要的成就，它的发展也已到了尽头，想给“直接法研究”画上句号。

但是，范海福却认为获奖并不是科研的终点站，固然直接法在理论上和应用上都已有了相当完整的体系，但其应用领域至今仍局限于一个比较狭窄的范围——小分子单晶体的X射线衍射分析。因此，使直接法走出传统领域到更广阔的天地中去寻找新的机会，迎接新的挑战，这应该是直接法今后的一个至关重要的发展方向。

在晶体结构分析研究中，范海福率先将直接法开拓到新的应用领域，科研成果独具特色。自1980年起，他先后约五十次分别应邀赴二十个国家和地区，在多个国际学术会议及科研单位作报告，受到国际同行的高度重视与赞誉。范海福也因此获得国家级有突出贡献的中青年科学家称号、国家自然科学二等奖、叶企孙物理奖、第三世界科学院物理学奖、何梁何利基金科技进步奖以及陈嘉庚数理科学奖。

获奖并不是科研的终点站。在科研的道路上，他坚持探索、攀登，用行动和科研成果诠释着这一崇高的思想观念。综合

范海福心语

我浏览课外读物以及就同一个问题查几本不同参考书的习惯就是那时候培养起来的，这是很偶然的。我母亲不是学理工科的，对于解决实验上的问题帮不上忙。只有自己去想、查资料、做实验，有的问题很快就解决了。有的问题一时不能解决，就再想办法，再做实验。这些都是科研中频繁出现的过程，那时就开始接触并去适应了。

如果机遇能够均等地眷顾每一个人，他们当中还会有更多的院士。

一个课题的研究方向，起码应该懂得它的历史怎么发展起来的，现状到了什么程度，问题在哪里，发展的動向，并预见它的前景。到这种水平的话，才算比较清楚，才能达到找科研题目的水平，懂不透就达不到这个阶段。

搞科研跟学校念书不一样，在学校念书是学习已知的知识，搞科研是探索未知的领域，研究谁都不知的领域需要最认真严谨和最不满足的态度，所以不要轻易说“我懂了”。

科学家也是一个凡人，和普通人一样，年轻时碰到困难也有过想退缩的念头。

艺术与科学是相通的，世界上许多科学家也都具有很高的艺术修养。

范海福（1933年8月15日～2022年7月8日）广东省广州市人，晶体学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，中国科学院物理研究所研究员。范海福主要从事晶体学中的直接法用于生物大分子结构分析、单晶衍射分析方法在粉晶分析中的应用、高分辨电子显微学中的图像处理、非公度调制晶体结构的分析方法、晶体学的计算机软件设计、与X射线自由电子激光（XFEL）和冷冻电子显微学（Cryo-EM）相关的衍射分析等方面的研究。