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主要經歷

1956年，范海(hai)福從北(bei)京(jing)大(da)學化學系畢業后(hou)，進入中國科學院物理研(yan)究所工作，從事晶體結(jie)構分析方法的(de)理論(lun)和應用研(yan)究。

1991年(nian)，當選為中國科學(xue)院(yuan)院(yuan)士（學(xue)部(bu)委員(yuan)）。

1996年，范海福獲(huo)得(de)了第三世界科學(xue)院物理獎，以此(ci)表彰他在物理晶體(ti)學(xue)方(fang)面(mian)為研究晶體(ti)相(xiang)位問題(ti)提供解決方(fang)法的貢獻。

2000年，當選為(wei)第三世界科(ke)學(xue)院(yuan)院(yuan)士。

范海福是李方華院士的(de)丈(zhang)夫(fu)。

主要作品

范海(hai)福對(dui)晶體(ti)結(jie)構分析中的(de)(de)贗對(dui)稱性問題(ti)提出(chu)了系統的(de)(de)處理方(fang)法、建(jian)立高分辨電子顯微學中的(de)(de)圖像處理新方(fang)法(與李(li)方(fang)華合作)、將(jiang)直接法用于蛋白質晶體(ti)結(jie)構分析、創(chuang)建(jian)多維(wei)空間直接法以測(ce)定含周期性缺陷的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構。

主持測定(ding)了(le)在(zai)中國發現的新天(tian)然氨基(ji)酸-南瓜子氨基(ji)酸和使君子氨基(ji)酸的晶(jing)體結構(gou)，并開展(zhan)了(le)針對天(tian)然有機(ji)物晶(jing)體結構(gou)分析的直接法研究，提出將當時尚處(chu)于孤立狀態的直接法同(tong)重原(yuan)子法、異常數散射以及同(tong)晶(jing)型置換法相結合(he)的原(yuan)理。

1960-1965年開展了中草藥有效成(cheng)分(fen)的(de)X-射線晶體(ti)結構分(fen)析，后又在晶體(ti)研究領(ling)域內取得一系列理論(lun)和實驗的(de)成(cheng)果(guo)其(qi)中有些(xie)在國際(ji)上處于領(ling)先(xian)地位，獲國家自然(ran)科學二等獎，葉企孫物理獎。

應邀在(zai)美、英、法、荷、日等國的十多個科(ke)研(yan)單位(wei)作(zuo)報(bao)告，并(bing)分別(bie)在(zai)十二個國際學術會議上做過(guo)十五(wu)次邀請報(bao)告。

1993年同英國皇家學會會員M.M.Woolfson教授合(he)寫了一部關于晶(jing)體結(jie)構(gou)分(fen)析方法(fa)的專(zhuan)著。榮獲2006年第九(jiu)屆陳(chen)嘉庚科學獎。

70年(nian)代中(zhong)期至80年(nian)代初在此(ci)基礎上(shang)主持完成了“直(zhi)接法處理晶體結構分析中(zhong)的贗對稱性(xing)問題(ti)”的研究(jiu)，發(fa)展出一套理論和應用技術。

主持開展了直接(jie)法(fa)用于蛋(dan)白(bai)質晶(jing)體結(jie)構分析的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)，獲得了國際上迄今最佳的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)結(jie)果；主持建立(li)了多維空間中的(de)(de)(de)(de)直接(jie)法(fa)并首次用于測(ce)定高溫超(chao)導材料的(de)(de)(de)(de)非公(gong)度調制結(jie)構。

還(huan)與李(li)方(fang)(fang)華(hua)合作建(jian)立了(le)一種用于電子顯(xian)微學(xue)的圖像處理新方(fang)(fang)法。

1965年提出了將晶(jing)體結(jie)(jie)構(gou)分析的(de)(de)(de)直接(jie)法(fa)同重(zhong)原子法(fa)相結(jie)(jie)合的(de)(de)(de)原理(li)(li)。后將上(shang)述原理(li)(li)發(fa)展為解(jie)決晶(jing)體的(de)(de)(de)超結(jie)(jie)構(gou)及處(chu)理(li)(li)各種周相多解(jie)問題的(de)(de)(de)一系列方法(fa)，此方法(fa)已被(bei)載入(ru)國外有(you)關(guan)專著(zhu)。八十年代(dai)又在原有(you)基(ji)礎上(shang)，提出了用直接(jie)法(fa)輔助推定生(sheng)物大分子晶(jing)體衍射周相的(de)(de)(de)理(li)(li)論和數據處(chu)理(li)(li)方法(fa)。

發表學(xue)術論文一百余篇，在(zai)國際學(xue)術會議上(shang)作特邀報告27次。與英國皇家學(xue)會會員M.M.Woolfson教授(shou)合(he)寫專著一部(bu)：PhysicalandNon-physicalMethodsofSolvingCrystalStructures,ByM.M.Woolfson&FanHai-fu,CambridgeUniversityPress,1995。

中科院物理(li)所范海福(fu)教(jiao)授(shou)與紐約(yue)大學(xue)的(de)皇(huang)家(jia)學(xue)會會員MMWoolfson教(jiao)授(shou)的(de)合作(zuo)(zuo)項目(mu)(mu)，是由皇(huang)家(jia)學(xue)會支持的(de)持續(xu)時(shi)間最長的(de)國際合作(zuo)(zuo)項目(mu)(mu)之一.

自從1980年(nian)在皇(huang)家學(xue)(xue)(xue)會與中國(guo)科(ke)學(xue)(xue)(xue)院的(de)(de)協議下Woolfson教(jiao)授第一次在北京拜訪(fang)范教(jiao)授之后，兩(liang)個研究組就分(fen)別(bie)在兩(liang)位科(ke)學(xue)(xue)(xue)家的(de)(de)領(ling)導(dao)下共同(tong)致力于物理(li)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)學(xue)(xue)(xue)領(ling)域的(de)(de)研究工作，在通過物理(li)及非物理(li)方(fang)法(fa)分(fen)析晶(jing)(jing)體結(jie)(jie)構研究方(fang)面開展(zhan)了緊密(mi)的(de)(de)合(he)作。最近他們將分(fen)析蛋白質(zhi)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)結(jie)(jie)構作為工作的(de)(de)重(zhong)點，將異常復雜(za)的(de)(de)蛋白質(zhi)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)結(jie)(jie)構進行分(fen)析定(ding)論，這項研究對于生(sheng)物學(xue)(xue)(xue)和生(sheng)物技術(shu)領(ling)域具(ju)有(you)非常重(zhong)要的(de)(de)意義。

范海福(fu)教(jiao)授先后在不同類型的10個國際學(xue)術會議(yi)上作過12次特邀(yao)報告，受到(dao)了國際同行學(xue)術界(jie)的高度重視與贊譽。

獲1987年國(guo)家自然科(ke)(ke)學二(er)等獎，1991年中(zhong)國(guo)物理學會葉企孫獎，1996年第三(san)世界科(ke)(ke)學院物理獎，以及1998年何(he)梁何(he)利科(ke)(ke)技進步獎。

貢獻影響

研究方向

晶體(ti)結(jie)構(gou)的衍射分(fen)析。

1.結(jie)構生物學中(zhong)的衍(yan)射相位問題

2.單(dan)晶衍射分析方法(fa)在粉晶分析中的(de)應(ying)用

3.電子顯微學中(zhong)的圖像(xiang)處理

4.非公度調制晶體結構(gou)的(de)分(fen)析及方法研究

5.晶體學的計(ji)(ji)算機軟件(jian)設(she)計(ji)(ji)

個人講座

范海(hai)福：一(yi)個(ge)新方法(fa)可能(neng)勝過十個(ge)新結構

你(ni)做科研的目的是(shi)什(shen)么(me)？是(shi)拿諾貝(bei)爾獎嗎？這么(me)想(xiang)的話基本(ben)上可以保證你(ni)拿不(bu)了(le)！”

近日，北京大學(xue)英杰交流(liu)中(zhong)心的學(xue)術(shu)(shu)報(bao)(bao)告廳匯集了數百名(ming)來自北大、中(zhong)科院以及(ji)附近高校的老師和學(xue)生，陳嘉(jia)庚科學(xue)獎報(bao)(bao)告會(hui)在這里舉行。這是繼2009年4月(yue)18日和11月(yue)11日的兩場(chang)報(bao)(bao)告會(hui)以來，陳嘉(jia)庚科學(xue)獎基金會(hui)舉辦的第三次面向公(gong)眾的學(xue)術(shu)(shu)報(bao)(bao)告。

中科(ke)院院士范海(hai)福報告的(de)(de)內(nei)容雖然是“晶(jing)體衍射分(fen)析”等學術問(wen)題(ti)(ti)，但是他(ta)卻往往拋出類似的(de)(de)問(wen)話，來講述(shu)他(ta)的(de)(de)科(ke)研經歷和(he)感悟。這實際上也是他(ta)報告的(de)(de)主題(ti)(ti)。

“晶體衍射分(fen)析”是范海福(fu)近幾十年(nian)來一(yi)直(zhi)從事的(de)工作，這是一(yi)種在原子(zi)層面上測定(ding)固(gu)態物(wu)質的(de)微觀結構(gou)，最終用來揭示固(gu)體材料結構(gou)與性(xing)能(neng)之間關系(xi)的(de)規律的(de)方(fang)法。它實際上是科學(xue)研究(jiu)的(de)工具，它是一(yi)種獨(du)立(li)發展的(de)物(wu)理學(xue)方(fang)法，但并不屬于(yu)代表某一(yi)應用對(dui)象的(de)學(xue)科。

“就像大(da)家(jia)都用計(ji)算(suan)機(ji)(ji)，可以(yi)用計(ji)算(suan)機(ji)(ji)研究化(hua)學(xue)(xue)、物(wu)理、生物(wu)學(xue)(xue)，甚至用計(ji)算(suan)機(ji)(ji)炒股。但是計(ji)算(suan)機(ji)(ji)是獨立發展的(de)，不會(hui)依附(fu)于(yu)(yu)化(hua)學(xue)(xue)、物(wu)理，甚至不會(hui)依附(fu)于(yu)(yu)純粹的(de)數學(xue)(xue)。”范(fan)海福開場(chang)即給了這個(ge)“專業詞匯”一個(ge)形(xing)象的(de)解釋。

晶(jing)(jing)體(ti)(ti)結構分析就(jiu)(jiu)是要從晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)衍(yan)射(she)效應求(qiu)(qiu)出原子在晶(jing)(jing)體(ti)(ti)內部的(de)排布。它(ta)(ta)屬于(yu)物(wu)理學中的(de)“求(qiu)(qiu)逆問題(ti)”。如果(guo)已知由晶(jing)(jing)體(ti)(ti)發出的(de)衍(yan)射(she)波的(de)振幅(fu)和周相(xiang)，這個“逆問題(ti)”就(jiu)(jiu)很容易(yi)解決。但是，用實驗方(fang)法(fa)(fa)雖然可以測量衍(yan)射(she)波的(de)振幅(fu)，卻很難記(ji)錄到它(ta)(ta)的(de)周相(xiang)。因此，要想從衍(yan)射(she)效應解出晶(jing)(jing)體(ti)(ti)結構，就(jiu)(jiu)必須(xu)先設(she)法(fa)(fa)找回(hui)“丟失了(le)的(de)”周相(xiang)。

一個(ge)新方法可能(neng)比(bi)十個(ge)新結構更(geng)重(zhong)要

直接(jie)法是在衍射分(fen)(fen)析中(zhong)(zhong)用(yong)于解(jie)決周相問題的(de)一種計算方法，是Harker和(he)Kasper在1948年(nian)提出的(de)。中(zhong)(zhong)科院物理所在1980年(nian)成立(li)了(le)晶體結構分(fen)(fen)析方法研究(jiu)組，主要從事晶體學中(zhong)(zhong)的(de)直接(jie)法研究(jiu)。但范海福早在1963年(nian)就已經參(can)與了(le)直接(jie)法的(de)研究(jiu)。

范海福對1959年英國(guo)晶(jing)體學家Dorothy Hodgkin應邀在中科院物(wu)理所作關于(yu)測定維生素(su)B12晶(jing)體結(jie)構的報告的場景一(yi)直(zhi)記憶猶新。在那(nei)場報告會(hui)上，范海福的老師吳乾章先生提了(le)一(yi)個(ge)問題：“你試過(guo)用直(zhi)接法去解B12的結(jie)構嗎？”Hodgkin回答：“沒有。”

范海福當時很不理(li)解吳先生的(de)提(ti)問，心想：“直接法(fa)才勉強(qiang)能(neng)對(dui)付十(shi)來個獨立原子的(de)晶體結構(gou)，怎(zen)么可(ke)能(neng)用來測定B12？”

當時，維生(sheng)素B12是世界上已經測(ce)定的(de)(de)、最復雜(za)的(de)(de)晶體(ti)結構(gou)，其不對稱單(dan)位含有(you)90多(duo)個原(yuan)子（不算氫原(yuan)子）。Hodgkin研究組為(wei)測(ce)定這個結構(gou)花了(le)7年(nian)多(duo)的(de)(de)時間。后來，Hodgkin因這項工(gong)作以及青霉素等一(yi)系列重要的(de)(de)晶體(ti)結構(gou)測(ce)定工(gong)作獲(huo)得(de)1964年(nian)的(de)(de)諾貝爾化學(xue)(xue)獎，并成為(wei)英國獲(huo)得(de)諾貝爾獎的(de)(de)女科學(xue)(xue)家。

用直接(jie)法解一個像B12那樣的晶(jing)體結構(gou)大概只(zhi)需要幾分鐘到幾個小時。不僅(jin)如此(ci)，直接(jie)法還可(ke)以(yi)用于測定比(bi)B12大100倍的蛋(dan)白質結構(gou)！范海福在《物理所建所八(ba)十周(zhou)年隨筆》中這樣記(ji)錄：“看來(lai)當時我(wo)所以(yi)不理解是因(yin)為缺乏科學的遠見。”

“一個新方法可(ke)能比十(shi)個新結(jie)構更重要！”在報告(gao)中，范海福將吳(wu)乾章1956年引(yin)導他做方法研(yan)究時(shi)說的(de)這(zhe)句話傳授給了在場的(de)學子。

諾貝爾獎之后還能做什么(me)

1985年，兩位“直接法(fa)”的(de)先(xian)驅J. Karle和(he)H. Hauptman獲得了諾(nuo)(nuo)貝爾(er)(er)化學獎(jiang)(jiang)。但(dan)是新的(de)問題(ti)出現了，不少人(ren)在(zai)(zai)慶賀兩位先(xian)驅獲獎(jiang)(jiang)之(zhi)余，想給“直接法(fa)”畫上一個句號。于是Karle和(he)Hauptman獲得諾(nuo)(nuo)貝爾(er)(er)獎(jiang)(jiang)之(zhi)后(hou)，不少人(ren)在(zai)(zai)問：諾(nuo)(nuo)貝爾(er)(er)獎(jiang)(jiang)之(zhi)后(hou)的(de)直接法(fa)研究，還能做(zuo)什么？這也是范海福在(zai)(zai)報(bao)告中拋給在(zai)(zai)場聽眾(zhong)的(de)問題(ti)。

在學子們還沉(chen)浸在精(jing)彩(cai)報(bao)告中的時候，范(fan)海福自己做(zuo)出了解答(da)：“當時，直接法固然(ran)已是功業(ye)顯赫，但(dan)是，其應(ying)用大都(dou)仍局(ju)限于一個狹小(xiao)的范(fan)圍。因此，‘諾貝爾獎以后’的直接法應(ying)該走(zou)出傳統領域去開拓(tuo)新(xin)的天地。”

如何將直(zhi)(zhi)接(jie)法(fa)用于生(sheng)物大分子的晶體結構(gou)分析，是范(fan)海福長(chang)期(qi)以來關心的一(yi)個問題。1965年(nian)他首先提出將直(zhi)(zhi)接(jie)法(fa)和單(dan)對(dui)同晶型置換法(fa)或單(dan)波長(chang)異常散(san)射法(fa)相結合的設想。其目的是要(yao)(yao)減少測(ce)定蛋白質(zhi)晶體結構(gou)所需的實驗工作并(bing)簡化其分析過程。上世紀80年(nian)代以來，世界(jie)上主要(yao)(yao)的直(zhi)(zhi)接(jie)法(fa)研究中(zhong)心都爭相投入(ru)這一(yi)研究。

1987年(nian)在澳大利亞的帕斯(si)（Perth）召開了(le)第14屆(jie)國(guo)際晶(jing)體(ti)學(xue)大會。范海福是5位報告人之(zhi)一，他(ta)又提(ti)出(chu)了(le)直(zhi)接法今后值得重視的4個(ge)發展方(fang)向。而在當時，范海福和他(ta)的同事已(yi)經啟動了(le)其(qi)中(zhong)3個(ge)方(fang)向的研究。

1988年，美國科學院派了一(yi)個生物技術代表團訪問中國，1989年，其出(chu)訪報告寫成(cheng)Biotechnology in China一(yi)書并(bing)出(chu)版(ban)。

該書對范海(hai)福等(deng)科學家在(zai)上(shang)世紀80年代中期(qi)的(de)(de)部分工作(zuo)這樣評論：“在(zai)北京的(de)(de)（中科院）物(wu)(wu)理研究所……已經使用概率相(xiang)位推定方法測定越來(lai)越大的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分子(zi)的(de)(de)晶(jing)體結構。他們是最早發展并(bing)使用隨機起始、從頭相(xiang)位推定技(ji)術(shu)的(de)(de)一(yi)員。這一(yi)方法的(de)(de)優點在(zai)于無需對重(zhong)(zhong)原(yuan)子(zi)衍生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)在(zai)不同波長下(xia)作(zuo)重(zhong)(zhong)復的(de)(de)測量……這對蛋白質(zhi)工程將有廣(guang)泛而重(zhong)(zhong)要的(de)(de)潛在(zai)意義。”

1997年，范(fan)海福等科學家在國(guo)際上(shang)首(shou)次用直接(jie)法，從(cong)一套(tao)單波長異常散射數據解出一個未(wei)知的蛋白質晶體結構。

當(dang)前，直接法(fa)在測定(ding)(ding)蛋(dan)(dan)白質(zhi)晶體(ti)結構中的應(ying)用大致有3類：第一，測定(ding)(ding)蛋(dan)(dan)白質(zhi)晶體(ti)的重(zhong)原(yuan)子亞結構；第二，從頭測定(ding)(ding)蛋(dan)(dan)白質(zhi)晶體(ti)結構；第三(san)，與(yu)傳統(tong)蛋(dan)(dan)白質(zhi)晶體(ti)學方法(fa)相(xiang)結合以破解原(yuan)有方法(fa)中的“相(xiang)位模糊”問題。

“進入21世(shi)紀以后，我們已經(jing)開始部分地(di)兌現了當年美國科學院(yuan)生(sheng)物技術(shu)代表團(tuan)所預(yu)期的(de)(de)(de)‘對蛋白質工程’的(de)(de)(de)‘廣泛而重(zhong)要的(de)(de)(de)潛(qian)(qian)在意(yi)義’。正為全(quan)面地(di)兌現這一‘潛(qian)(qian)在意(yi)義’而繼續努力(li)。”范(fan)海福在題為《往(wang)事(shi)點滴(di)》的(de)(de)(de)隨(sui)筆(bi)中這樣記錄。

在報告的(de)(de)(de)最(zui)后(hou)一部(bu)分，范(fan)海(hai)福詳細介紹了他(ta)的(de)(de)(de)研究組編寫的(de)(de)(de)OASIS程序(xu)。這是(shi)國際上用于(yu)執行第三類直接(jie)法的(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)程序(xu)。“OASIS程序(xu)還(huan)在不(bu)斷更新(xin)中。”他(ta)告訴在場的(de)(de)(de)學生，他(ta)自己(ji)對此也有著很大的(de)(de)(de)期待。

一個多(duo)小時的(de)(de)報告(gao)會很快結束(shu)了，連現場(chang)非專業(ye)的(de)(de)聽眾也沒有(you)感到絲毫(hao)的(de)(de)難懂或晦澀。在(zai)(zai)競相向范海福提問后，許(xu)多(duo)學生仍久久回(hui)味在(zai)(zai)精彩的(de)(de)報告(gao)之中(zhong)，不愿散(san)去。

來自(zi)中(zhong)科(ke)(ke)(ke)院(yuan)福(fu)建物構所研究生(sheng)一(yi)年級的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)生(sheng)趙明磊告訴《科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)時(shi)報(bao)》記(ji)者：“最難(nan)得(de)的(de)(de)(de)(de)是，我們從范老師的(de)(de)(de)(de)報(bao)告中(zhong)，學(xue)(xue)到了很(hen)多做科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)研究的(de)(de)(de)(de)思(si)想(xiang)。‘不要在(zai)乎科(ke)(ke)(ke)研道路上的(de)(de)(de)(de)那(nei)些(xie)負面評論，專(zhuan)心搞自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)(ke)研，就一(yi)定能作(zuo)出很(hen)好的(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)(ke)研成果’……這些(xie)話我會終身(shen)銘記(ji)！”

人物評價

范(fan)海福與他領導的(de)研(yan)究(jiu)組(zu)，致力于(yu)直接法的(de)研(yan)究(jiu)，開(kai)拓其(qi)新的(de)應用領域，科研(yan)成果獨具特色，居國際領先(xian)水(shui)平。