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主要經歷

1956年，范海福(fu)從北(bei)京大學化學系畢業后，進入(ru)中國科(ke)學院物理(li)研(yan)究所(suo)工作，從事(shi)晶體結構分析方(fang)法的理(li)論和應用研(yan)究。

1991年(nian)，當選為中(zhong)國科學院(yuan)院(yuan)士（學部委(wei)員）。

1996年，范(fan)海(hai)福獲得了第三(san)世界科(ke)學院物(wu)理(li)獎(jiang)，以此(ci)表(biao)彰他在物(wu)理(li)晶(jing)體學方(fang)面(mian)為研究晶(jing)體相位問(wen)題提供(gong)解決方(fang)法(fa)的貢獻。

2000年，當選為第三(san)世(shi)界科學(xue)院(yuan)院(yuan)士。

范海福是(shi)李方華院士的丈夫。

主要作品

范(fan)海福對晶體結構分(fen)析(xi)中的(de)贗(yan)對稱性問題提出了(le)系(xi)統的(de)處理方法(fa)(fa)(fa)、建(jian)立(li)高分(fen)辨電子顯微學中的(de)圖(tu)像處理新方法(fa)(fa)(fa)(與李(li)方華合作)、將(jiang)直接(jie)法(fa)(fa)(fa)用于(yu)蛋白質晶體結構分(fen)析(xi)、創建(jian)多維(wei)空間直接(jie)法(fa)(fa)(fa)以測定含周期性缺陷的(de)晶體結構。

主持測定了(le)在(zai)中(zhong)國(guo)發(fa)現的新天(tian)然氨基酸(suan)(suan)-南瓜子氨基酸(suan)(suan)和使君子氨基酸(suan)(suan)的晶體結構，并開展了(le)針(zhen)對(dui)天(tian)然有機(ji)物晶體結構分析(xi)的直(zhi)接(jie)法(fa)研究，提(ti)出將當時尚(shang)處于孤(gu)立狀態的直(zhi)接(jie)法(fa)同重原子法(fa)、異常數(shu)散(san)射以(yi)及同晶型置換法(fa)相結合的原理。

1960-1965年開展了中草藥有效(xiao)成(cheng)分的(de)X-射線晶(jing)體結構分析，后(hou)又在晶(jing)體研究領(ling)域內取得一系列理論和(he)實驗的(de)成(cheng)果其中有些在國(guo)(guo)際上(shang)處(chu)于(yu)領(ling)先地(di)位，獲國(guo)(guo)家自然科(ke)學二(er)等(deng)獎(jiang)，葉企孫(sun)物理獎(jiang)。

應邀在美、英、法、荷、日等國的十(shi)多個科研單位作報(bao)告，并(bing)分別在十(shi)二個國際(ji)學術會議上(shang)做過十(shi)五次(ci)邀請報(bao)告。

1993年(nian)同英國皇家學(xue)會會員M.M.Woolfson教授合寫了一部關于晶(jing)體結構分析方法的專(zhuan)著。榮獲2006年(nian)第九屆(jie)陳嘉庚(geng)科(ke)學(xue)獎。

70年代(dai)中期至80年代(dai)初在此基礎上(shang)主持(chi)完成(cheng)了“直接(jie)法處理晶體結構(gou)分析中的(de)贗對(dui)稱(cheng)性問(wen)題”的(de)研究，發展(zhan)出一套理論和(he)應(ying)用技(ji)術(shu)。

主(zhu)持(chi)(chi)開展了(le)直接法(fa)用于(yu)蛋白質晶體結(jie)構(gou)(gou)分析的試(shi)驗，獲得(de)了(le)國際上(shang)迄今最佳的試(shi)驗結(jie)果；主(zhu)持(chi)(chi)建(jian)立了(le)多維(wei)空間中的直接法(fa)并(bing)首次(ci)用于(yu)測定高溫超(chao)導材料的非(fei)公度調制結(jie)構(gou)(gou)。

還與李方華合(he)作建立(li)了(le)一種(zhong)用(yong)于電子顯(xian)微學(xue)的圖像處(chu)理新方法(fa)。

1965年提出了將晶體結(jie)構(gou)分(fen)析(xi)的直接(jie)法(fa)(fa)同重(zhong)原(yuan)子法(fa)(fa)相結(jie)合的原(yuan)理。后將上述原(yuan)理發展(zhan)為解(jie)決晶體的超結(jie)構(gou)及處理各種周相多解(jie)問題(ti)的一(yi)系列方(fang)法(fa)(fa)，此方(fang)法(fa)(fa)已被載入國外有(you)(you)關專著。八十年代又在原(yuan)有(you)(you)基礎上，提出了用直接(jie)法(fa)(fa)輔助(zhu)推定生(sheng)物大分(fen)子晶體衍射周相的理論和數據(ju)處理方(fang)法(fa)(fa)。

發表學術(shu)論文一百(bai)余篇，在國(guo)際學術(shu)會(hui)(hui)議(yi)上作(zuo)特邀報告(gao)27次。與英國(guo)皇(huang)家學會(hui)(hui)會(hui)(hui)員M.M.Woolfson教授合寫專(zhuan)著一部：PhysicalandNon-physicalMethodsofSolvingCrystalStructures,ByM.M.Woolfson&FanHai-fu,CambridgeUniversityPress,1995。

中科院物(wu)理所范(fan)海福教(jiao)授(shou)(shou)與紐約(yue)大學的(de)皇家學會(hui)(hui)會(hui)(hui)員MMWoolfson教(jiao)授(shou)(shou)的(de)合作(zuo)(zuo)項目，是(shi)由皇家學會(hui)(hui)支持(chi)(chi)的(de)持(chi)(chi)續時間最長的(de)國際(ji)合作(zuo)(zuo)項目之一(yi).

自從(cong)1980年在皇(huang)家學(xue)(xue)會(hui)與中(zhong)國科學(xue)(xue)院的協議(yi)下(xia)Woolfson教授第一次(ci)在北京拜訪(fang)范教授之后，兩個研(yan)(yan)究(jiu)組(zu)就(jiu)分(fen)別在兩位(wei)科學(xue)(xue)家的領導下(xia)共同致力于(yu)(yu)物(wu)(wu)理(li)結(jie)晶(jing)學(xue)(xue)領域(yu)的研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)，在通過物(wu)(wu)理(li)及非物(wu)(wu)理(li)方法分(fen)析晶(jing)體結(jie)構研(yan)(yan)究(jiu)方面(mian)開展了緊密的合作(zuo)。最(zui)近他們將分(fen)析蛋(dan)白質結(jie)晶(jing)結(jie)構作(zuo)為工作(zuo)的重點，將異常(chang)(chang)復雜的蛋(dan)白質結(jie)晶(jing)結(jie)構進行分(fen)析定論(lun)，這項研(yan)(yan)究(jiu)對于(yu)(yu)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)和生物(wu)(wu)技術領域(yu)具(ju)有非常(chang)(chang)重要(yao)的意義(yi)。

范海福教授先后(hou)在(zai)不同類型的10個國(guo)際學術會(hui)議上作過12次特(te)邀報(bao)告，受到了國(guo)際同行學術界的高度重視(shi)與贊譽(yu)。

獲(huo)1987年國(guo)家自然(ran)科學二等(deng)獎，1991年中國(guo)物理(li)學會(hui)葉(xie)企孫(sun)獎，1996年第三世界科學院物理(li)獎，以及(ji)1998年何(he)梁何(he)利(li)科技進步獎。

貢獻影響

研究方向

晶體結構的衍射分(fen)析。

1.結構生物學中的衍射相位問題

2.單晶衍射分析方(fang)法在粉(fen)晶分析中(zhong)的應用

3.電子顯微學(xue)中的(de)圖像處理

4.非公度調(diao)制晶體(ti)結構的分(fen)析及(ji)方法研究

5.晶體(ti)學的計(ji)算機(ji)軟件設計(ji)

個人講座

范(fan)海福：一個(ge)(ge)新方法可能勝(sheng)過十(shi)個(ge)(ge)新結構

你做科研的(de)目的(de)是什么？是拿諾貝爾獎嗎？這么想的(de)話基本上可以保證你拿不了(le)！”

近日，北京大學(xue)英杰(jie)交流中心的(de)學(xue)術報(bao)(bao)告(gao)廳匯集了(le)數百(bai)名來自北大、中科(ke)院以(yi)及附近高校的(de)老師和(he)(he)學(xue)生(sheng)，陳嘉庚科(ke)學(xue)獎(jiang)報(bao)(bao)告(gao)會在這里(li)舉(ju)行。這是繼2009年4月18日和(he)(he)11月11日的(de)兩場報(bao)(bao)告(gao)會以(yi)來，陳嘉庚科(ke)學(xue)獎(jiang)基(ji)金會舉(ju)辦(ban)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(fan)海福報告(gao)(gao)的內容雖然是“晶(jing)體衍射(she)分析”等(deng)學術問(wen)題，但是他(ta)卻往往拋出類似的問(wen)話，來(lai)講述他(ta)的科(ke)研經歷和感悟。這實際上也(ye)是他(ta)報告(gao)(gao)的主題。

“晶體(ti)衍(yan)射分(fen)析”是范海福近(jin)幾十年來一(yi)(yi)直(zhi)從事的(de)(de)工(gong)作，這是一(yi)(yi)種(zhong)在(zai)原子層面上測定固態物(wu)質的(de)(de)微觀結(jie)構，最(zui)終用來揭示(shi)固體(ti)材料結(jie)構與性能之間關系的(de)(de)規律的(de)(de)方(fang)法。它實際(ji)上是科(ke)學研究的(de)(de)工(gong)具，它是一(yi)(yi)種(zhong)獨立發展的(de)(de)物(wu)理學方(fang)法，但并不屬于代表某一(yi)(yi)應(ying)用對象的(de)(de)學科(ke)。

“就(jiu)像大家都(dou)用計(ji)(ji)算(suan)機(ji)，可以用計(ji)(ji)算(suan)機(ji)研究化(hua)學(xue)、物(wu)理(li)、生物(wu)學(xue)，甚至(zhi)用計(ji)(ji)算(suan)機(ji)炒股。但是計(ji)(ji)算(suan)機(ji)是獨立(li)發展的(de)(de)，不(bu)(bu)會(hui)依附于(yu)化(hua)學(xue)、物(wu)理(li)，甚至(zhi)不(bu)(bu)會(hui)依附于(yu)純粹的(de)(de)數學(xue)。”范(fan)海福(fu)開場(chang)即給了這(zhe)個“專業(ye)詞匯”一個形象的(de)(de)解釋。

晶體(ti)(ti)結構分析就是要從晶體(ti)(ti)的(de)(de)衍(yan)射效應求出原子在晶體(ti)(ti)內部(bu)的(de)(de)排(pai)布。它(ta)屬于物(wu)理學(xue)中的(de)(de)“求逆問(wen)(wen)題”。如(ru)果已知(zhi)由晶體(ti)(ti)發出的(de)(de)衍(yan)射波(bo)(bo)的(de)(de)振幅和周(zhou)相，這個“逆問(wen)(wen)題”就很容易解(jie)(jie)決。但是，用實(shi)驗方法雖然可以測量衍(yan)射波(bo)(bo)的(de)(de)振幅，卻(que)很難記錄到(dao)它(ta)的(de)(de)周(zhou)相。因此，要想從衍(yan)射效應解(jie)(jie)出晶體(ti)(ti)結構，就必須先設(she)法找回(hui)“丟失了(le)的(de)(de)”周(zhou)相。

一(yi)個新方法可能比十個新結(jie)構更(geng)重要

直(zhi)接(jie)法(fa)(fa)是在(zai)(zai)衍射分(fen)(fen)析(xi)中用于解決周(zhou)相問題的一種計算方法(fa)(fa)，是Harker和(he)Kasper在(zai)(zai)1948年提出的。中科(ke)院物理所在(zai)(zai)1980年成立了(le)晶體結構分(fen)(fen)析(xi)方法(fa)(fa)研(yan)究(jiu)組，主要從事晶體學中的直(zhi)接(jie)法(fa)(fa)研(yan)究(jiu)。但范海福早在(zai)(zai)1963年就已經參與了(le)直(zhi)接(jie)法(fa)(fa)的研(yan)究(jiu)。

范海福對(dui)1959年英(ying)國晶(jing)體(ti)學家Dorothy Hodgkin應邀在中科院物理(li)所作(zuo)關(guan)于測定維生素B12晶(jing)體(ti)結構(gou)的報(bao)(bao)告的場(chang)景一(yi)直記憶猶新。在那場(chang)報(bao)(bao)告會上，范海福的老師吳乾章先生提了一(yi)個問題：“你試過用直接法(fa)去(qu)解B12的結構(gou)嗎？”Hodgkin回答：“沒有。”

范(fan)海福當(dang)時(shi)很不理解吳先(xian)生(sheng)的提問，心想：“直(zhi)接法才勉(mian)強能對付十來個獨立原子(zi)的晶體結(jie)構，怎么可能用來測定B12？”

當(dang)時，維生素(su)B12是世界上已(yi)經測(ce)定的(de)、最復(fu)雜的(de)晶體(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)，其不對稱單位含有90多個(ge)原(yuan)子（不算氫原(yuan)子）。Hodgkin研究組為(wei)測(ce)定這個(ge)結(jie)(jie)構(gou)(gou)花了(le)7年多的(de)時間。后來(lai)，Hodgkin因這項工(gong)作(zuo)以及青(qing)霉素(su)等一系(xi)列重要的(de)晶體(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)測(ce)定工(gong)作(zuo)獲得1964年的(de)諾貝爾化學獎(jiang)，并成為(wei)英國獲得諾貝爾獎(jiang)的(de)女科(ke)學家。

用直接法解一個像B12那(nei)樣的(de)晶體(ti)結(jie)構大(da)概只需要幾分鐘到(dao)幾個小(xiao)時(shi)。不(bu)僅(jin)如此，直接法還可以(yi)用于測定比B12大(da)100倍的(de)蛋白質結(jie)構！范海福(fu)在《物理所(suo)建(jian)所(suo)八十周年隨(sui)筆》中這樣記(ji)錄：“看(kan)來當時(shi)我所(suo)以(yi)不(bu)理解是因為缺乏科(ke)學的(de)遠見(jian)。”

“一個(ge)(ge)新方法(fa)可能比十個(ge)(ge)新結構更重要！”在報告中(zhong)，范海福將吳(wu)乾章1956年(nian)引導他做方法(fa)研(yan)究時說的這句話傳授給了(le)在場的學子。

諾(nuo)貝爾獎(jiang)之后還能做(zuo)什(shen)么

1985年，兩位“直(zhi)(zhi)(zhi)接法(fa)(fa)”的(de)(de)先驅J. Karle和H. Hauptman獲(huo)(huo)得了諾(nuo)貝爾化(hua)學(xue)獎(jiang)。但(dan)是(shi)(shi)新的(de)(de)問(wen)題(ti)出現了，不(bu)(bu)少人在慶賀(he)兩位先驅獲(huo)(huo)獎(jiang)之余，想給“直(zhi)(zhi)(zhi)接法(fa)(fa)”畫(hua)上一個句(ju)號。于(yu)是(shi)(shi)Karle和Hauptman獲(huo)(huo)得諾(nuo)貝爾獎(jiang)之后，不(bu)(bu)少人在問(wen)：諾(nuo)貝爾獎(jiang)之后的(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)接法(fa)(fa)研(yan)究，還能做(zuo)什么？這也是(shi)(shi)范海福(fu)在報(bao)告中拋給在場聽眾的(de)(de)問(wen)題(ti)。

在學子(zi)們還沉浸(jin)在精彩報告中的時候，范海福自己做(zuo)出了解答：“當時，直接法(fa)固然已(yi)是(shi)功業顯赫(he)，但是(shi)，其應(ying)用大都仍局(ju)限于(yu)一個狹小的范圍(wei)。因此，‘諾(nuo)貝爾獎(jiang)以后’的直接法(fa)應(ying)該走出傳統領域(yu)去開拓新的天(tian)地。”

如何將(jiang)直接法(fa)(fa)用于生物大分子的(de)晶(jing)(jing)體(ti)結構分析，是(shi)范(fan)海福(fu)長期以(yi)來(lai)(lai)關心的(de)一個問題(ti)。1965年他首先提出(chu)將(jiang)直接法(fa)(fa)和單(dan)對同晶(jing)(jing)型置換法(fa)(fa)或(huo)單(dan)波長異常散(san)射法(fa)(fa)相(xiang)結合的(de)設想。其目的(de)是(shi)要減少測定(ding)蛋白質(zhi)晶(jing)(jing)體(ti)結構所需(xu)的(de)實驗工作并簡化其分析過程。上(shang)世(shi)紀80年代以(yi)來(lai)(lai)，世(shi)界上(shang)主要的(de)直接法(fa)(fa)研究(jiu)中心都爭相(xiang)投入(ru)這(zhe)一研究(jiu)。

1987年(nian)在(zai)澳大利亞的(de)帕斯（Perth）召開了第14屆國(guo)際(ji)晶體學大會。范海福是5位報告人之一，他(ta)(ta)又提出了直接法今后值得重視(shi)的(de)4個發展方向(xiang)。而在(zai)當時，范海福和他(ta)(ta)的(de)同事已經啟動(dong)了其中3個方向(xiang)的(de)研(yan)究(jiu)。

1988年(nian)，美國科學院派了(le)一(yi)個生物(wu)技術代表團訪問中國，1989年(nian)，其(qi)出訪報告寫成Biotechnology in China一(yi)書并出版。

該書對(dui)范海福等科學家(jia)在(zai)(zai)上世紀80年代(dai)中期的(de)部分工作這樣評論：“在(zai)(zai)北京的(de)（中科院）物理研究所……已經使用概(gai)率相(xiang)位(wei)推(tui)定(ding)方法測(ce)定(ding)越(yue)來越(yue)大(da)的(de)生物分子的(de)晶體(ti)結構(gou)。他們(men)是最早(zao)發展并(bing)使用隨機起始、從頭相(xiang)位(wei)推(tui)定(ding)技術的(de)一員。這一方法的(de)優(you)點在(zai)(zai)于無需(xu)對(dui)重原子衍生物在(zai)(zai)不同波(bo)長下作重復的(de)測(ce)量……這對(dui)蛋白質工程將有廣泛而重要的(de)潛(qian)在(zai)(zai)意義。”

1997年，范海福等科學家在國際上首次(ci)用(yong)直(zhi)接法(fa)，從一(yi)套單(dan)波長異常散射數(shu)據解出一(yi)個未知的蛋(dan)白質晶體結構。

當前，直接法在測(ce)(ce)定蛋白(bai)質(zhi)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)結構中(zhong)的應用大致有3類(lei)：第一，測(ce)(ce)定蛋白(bai)質(zhi)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)的重(zhong)原子亞結構；第二，從頭測(ce)(ce)定蛋白(bai)質(zhi)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)結構；第三(san)，與傳統蛋白(bai)質(zhi)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)學方法相結合以破(po)解原有方法中(zhong)的“相位(wei)模糊”問題。

“進(jin)入21世紀以后(hou)，我們已經開始部分地兌(dui)現(xian)了(le)當年美國科(ke)學院生(sheng)物技術代(dai)表團所預(yu)期的(de)(de)‘對蛋白質工程’的(de)(de)‘廣泛(fan)而重(zhong)要的(de)(de)潛在意(yi)義’。正為全面(mian)地兌(dui)現(xian)這一‘潛在意(yi)義’而繼續努(nu)力(li)。”范海福(fu)在題為《往事點滴》的(de)(de)隨筆(bi)中這樣記錄。

在(zai)報告的(de)最(zui)后一部分，范海福(fu)詳細(xi)介(jie)紹了他(ta)的(de)研(yan)究組編寫的(de)OASIS程(cheng)序。這(zhe)是國際(ji)上用于執行第三類直接法(fa)的(de)最(zui)重要程(cheng)序。“OASIS程(cheng)序還在(zai)不斷更新(xin)中。”他(ta)告訴在(zai)場的(de)學生(sheng)，他(ta)自己對此也(ye)有著很大的(de)期待。

一個多(duo)小時的報(bao)(bao)告會很快結束了(le)，連(lian)現(xian)場非專業的聽眾也(ye)沒有感到絲(si)毫(hao)的難懂或(huo)晦澀。在(zai)競相(xiang)向范(fan)海福(fu)提問后，許多(duo)學生仍久久回味在(zai)精彩的報(bao)(bao)告之中，不愿散去。

來自中科(ke)院福建物構所研(yan)究生(sheng)一(yi)年級的(de)學生(sheng)趙明磊告訴《科(ke)學時報》記(ji)者(zhe)：“最(zui)難得的(de)是，我們(men)從范老(lao)師(shi)的(de)報告中，學到了很(hen)(hen)多做科(ke)學研(yan)究的(de)思(si)想。‘不要在乎科(ke)研(yan)道(dao)路(lu)上的(de)那些負面評論，專心(xin)搞(gao)自己的(de)科(ke)研(yan)，就一(yi)定能作(zuo)出很(hen)(hen)好的(de)科(ke)研(yan)成果’……這些話我會終身銘記(ji)！”

人物評價

范海福與他領(ling)(ling)導的研究(jiu)組，致力(li)于(yu)直接法(fa)的研究(jiu)，開拓其新(xin)的應(ying)用領(ling)(ling)域，科研成(cheng)果獨具(ju)特色，居國際領(ling)(ling)先水(shui)平。