沙國河：尖端技術是一點一滴鉆研出來的（講述·弘揚科學家精神）

沙國河正在制作科普實驗裝置。

大連化物所供圖

沙國河正在進行實驗操作。

大連化物所供圖

人物名片

沙國河：1934年生，中國科學院大連化學物理研究所研究員，1997年當選中國科學院院士，主要從事化學激光、激光化學及分子反應動力學研究。曾參與設計研制中國第一臺化學激波管、中國第一臺化學激光器，首次實驗觀察到分子碰撞傳能中的量子干涉效應。曾獲國家自然科學獎二等獎、全國科普工作先進工作者、全國最美科技工作者等榮譽。

來到中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”），依山勢步行約10分鐘，一座三層小樓躍入眼簾——這里是“分子反應動力學國家重點實驗室”，是沙國河平時工作的地方。從事科研工作六十余載，沙國河在化學激光、激光化學及分子反應動力學等領域一次次勇攀科學高峰，近些年來，他又把精力投入到青少年科普事業(yè)上，播撒更多科學的種子。

“技術上的小改進，可能帶來大突破”

“一切為了國家需要”，是沙國河一生從事科研事業(yè)的追求。從“激波管化學動力學”到“微波吸收材料”，從化學激光、激光化學到分子反應動力學……沙國河研究領域的每一次轉換，都緊隨科研需求的變化；每一次面對新領域，他都選擇迎難而上�！爱敃r許多研究方向的資料都非常缺乏，工作條件也特別艱苦�！鄙硣�河回憶過去，多年勞累的工作，讓自己的身體有些吃不消了。

上世紀80年代初，張存浩院士在大連化物所開創(chuàng)了激光化學研究方向。激光化學主要研究物質分子在激光作用下呈現(xiàn)激發(fā)態(tài)時的精細結構、性質、化學反應、能量傳遞規(guī)律及其運動變化等微觀過程。當時，沙國河所在小組的課題是研究分子激發(fā)態(tài)的光譜和碰撞能量傳遞。他們以一氧化碳作為樣板分子，選擇了當時國際上剛出現(xiàn)不久的共振增強多光子電離光譜作為探測技術。實驗中，他們卻發(fā)現(xiàn)這種技術存在易受雜質干擾和光譜選擇不高等缺點，影響數(shù)據(jù)精確度。為了減少雜質干擾，他們先嘗試了提高真空度，但要制造一套超高真空設備，需要投入很多資金。于是，他們又想到干擾雜質主要是一些大分子，可以用液氮冷凍的辦法。一試，效果好得出乎預料，不單光譜信噪比大為提高，實驗操作也更加容易。

“技術上的小改進，可能帶來大突破。這個小改進也是我們后來一系列實驗的基礎�！鄙硣�河說，“尖端技術是一點一滴鉆研出來的�！�

“不因成就而滿足，不因困難而罷休”

“不懂就學，總會學會的。搞科研就不能怕吃苦！”沙國河經(jīng)常這樣教導學生�；�礎性、創(chuàng)新性的研究往往需要自己制作實驗裝置，為了一次實驗，前期準備工作可能需要一兩個月甚至更長時間。而一旦進入正式實驗階段，則可能需要連續(xù)72小時以上不間斷進行，對實驗者來說是個不小的挑戰(zhàn)。

“我是2000年進入研究室的，當時沙老師已經(jīng)66歲了，有時還帶著學生們通宵工作。”大連化物所高級工程師、沙國河的學生冷靜對當時的情景記憶猶新。

大連化物所研究員、沙國河的學生田文明回憶：“在沙老師的建議下，我的研究方向轉向單重態(tài)氧在生物體系中的動力學研究。這對于沙老師來說，同樣是一個新領域。為了指導我的論文，沙老師閱讀了大量的文獻和資料，然后才來跟我討論課題�！�

對于科研，沙國河始終精益求精、一絲不茍，他說：“只有獲得精確可靠的實驗數(shù)據(jù)，才能得到科學的論斷。”

在一次實驗中，沙國河發(fā)現(xiàn)有一個光譜信號很特殊，按照公認的理論公式解釋不通，這讓沙國河百思不得其解。是實驗誤差嗎？進行了多次反復驗證后，證明實驗沒出錯。問題會不會出在公式上？

無數(shù)個夜晚，沙國河反復對照實驗數(shù)據(jù)，演算、推導，終于找到了原因：公式推導中用了經(jīng)典力學近似，而根據(jù)量子力學，傳能過程應具有波動特性，實驗中的異常正是一直在找的分子碰撞傳能中的量子干涉效應。2000年，該發(fā)現(xiàn)被評為中國十大科技進展新聞之一。

回顧這一發(fā)現(xiàn)過程，沙國河說：“除了研究方向選得準、實驗技術先進、實驗與理論密切結合等因素，最重要的是要有鍥而不舍的精神。不因成就而滿足，不因困難而罷休，把實驗中的異�，F(xiàn)象搞清楚，就可能有重要的新發(fā)現(xiàn)�！�

“和孩子們在一起，就忘記了辛苦、忘記了時間”

在沙國河不足10平方米的辦公室里，兩張老舊的工作臺背靠背擺放著。一張用來演算、備課，桌上的一本本老式筆記本上工整地繪滿了電路設計圖；一張用來制作各種科普實驗裝置，放著最常用的電烙鐵和松香架。兩排貼墻而立的鐵皮柜，裝滿了科普書籍和教具。

自2004年起，沙國河開始參與到科普活動中。此后的近20年間，他設計搭建了幾十種科普實驗裝置，將千余堂科普課帶進中小學教室。2009年7月，沙國河在大連市沙河口區(qū)中小學生科技中心設立了面向青少年的院士科普工作站，每周二、四為中小學生授課，至今已有超2.5萬余人次參加。

“從小引導孩子們學科學、愛科學，將來就會有更多優(yōu)秀的科技人才涌現(xiàn)出來�！鄙硣�河說。

“有人覺得自然科學枯燥，實際上可能是教學方法問題。”為了制作出適合孩子們的實驗裝置，他自己繪制草圖，跑五金店、買材料，再把小零件一個個地組裝起來，經(jīng)常在辦公室一忙就是一整天。所里的同事偶爾會看到沙國河出現(xiàn)在海邊公園，以為是老先生在散步，實際上他正在測試剛制作好的飛機模型。

“沙老師做科普的時候，他的認真勁兒一點也不亞于做科研！有一次，他為了給孩子們做出理想的實驗裝置，竟然把被子和鍋都搬到辦公室來了，直接在辦公室吃住。”大連化物所高級實驗師、沙國河的助手崔榮榮說。

木塊遇到二氧化碳激光怎么瞬間就起了火苗？幾個強壯的男孩，為什么都拉不開巴掌大的馬德堡半球？電池怎么會變身“小火車”在銅線圈中快速穿行？……一個個妙趣橫生的實驗讓孩子們大呼神奇。沙國河經(jīng)常被孩子們圍在中間問各種科學問題，成了“孩子王”。做實驗的時候，沙國河盡量讓孩子們自己操作、體驗�！昂秃⒆觽冊谝黄�，就忘記了辛苦、忘記了時間�！鄙硣�河說。

“做這些實驗不是為了讓孩子們學到多么高深的知識，而是要激發(fā)孩子們對科學的興趣�！鄙硣�河說，他小時候的夢想是成為一個“發(fā)明家”，小學五六年級時，就自己制作收音機、電動機等。他相信，在孩子們心中播撒更多的科學種子，一定能長出參天大樹。

■記者手記

專注科研不停歇

沙國河一生專注科研，如果說興趣讓他不覺得辛苦，那么就是責任使他不愿停歇。

這責任來自他想為科學進步貢獻力量的信念。即使研究方向不斷轉換，他執(zhí)著的科研精神卻始終未變，一次次在科研的沃土中挖出真金。

這責任來自他對待科研工作的誠實與謙虛。在失敗遠比成功多、未知遠比已知多的研究領域內，他的成就很高，但他的心依然澄澈如初。

這責任也來自他對優(yōu)秀科研人才涌現(xiàn)的期待。耄耋之年，他堅持站在科普講臺上，讓孩子們感受科技的魅力，學科學、愛科學。

一生做科研，是沙國河的夢想；承擔科學家的使命和責任，則是他對自己幾十年如一日的要求。

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