王侃 張小樂

今天人類科學(xué)和知識的前沿在哪里？2018年，《科學(xué)》創(chuàng)刊125周年時，作為紀(jì)念，歸納出了125個當(dāng)今最近挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問題，其中70%的問題來自生命科學(xué)和物理學(xué)。這兩個學(xué)科有一個共同特點(diǎn)，他們的研究對象要么是難以想象的極微、極瞬的世界，要么是宏大到同樣難以想象的天體、宇宙和進(jìn)化、生命的復(fù)雜巨系統(tǒng)?？茖W(xué)是一個通過觀測檢驗(yàn)的知識系統(tǒng)，科學(xué)的邊疆就在觀測的邊界上，觀測能力的前進(jìn)本身就是科學(xué)邊疆的拓展。而今天的科學(xué)早已不在列文虎克依靠自己磨出的鏡片就能獲得新知識的時代了，觀測本身就是對人類智力和技術(shù)的極限挑戰(zhàn)。民革黨員陳縉泉就是在人類視界極限處，為我們開拓觀測邊界的科學(xué)戰(zhàn)士中的一員。

陳縉泉是華東師范大學(xué)精密光譜與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授，他的研究對象是飛秒時間分辨光譜技術(shù)。飛秒是一種時間單位，1飛秒只有1秒的一千萬億分之一。在這樣的時間尺度上，在我們的想象力能夠窮極的范圍之外，微觀世界也依然是變化不居的。研究這種運(yùn)動的發(fā)生、發(fā)展的機(jī)理，就需要利用時間分辨光譜，通過記錄光譜隨時間的變化，了解在瞬時過程中發(fā)生的事件和過程，從而得到在普通觀測中無法得到的信息。

業(yè)精于專而興于勤

陳縉泉本科畢業(yè)于南京大學(xué)化學(xué)專業(yè)，畢業(yè)設(shè)計選擇了物理化學(xué)領(lǐng)域催化劑材料和催化機(jī)理方向。本科畢業(yè)后，陳縉泉赴美國俄亥俄州立大學(xué)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，他選擇的方向依然是自己感興趣的物理化學(xué)方向，研究方向是采用飛秒瞬態(tài)光譜研究分子激發(fā)態(tài)動力學(xué)過程。之所以選擇這個研究方向，陳縉泉說：“學(xué)科從興起到現(xiàn)在發(fā)展只有短短30多年的光景，但正是因?yàn)闅v史很短，所以它才擁有更廣闊的發(fā)展空間，在與其他學(xué)科領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)中，碰撞出更多價值。”

飛秒時間分辨光譜興起于20世紀(jì)70年代末80年代初，1999年飛秒化學(xué)研究獲得了諾貝爾化學(xué)獎，陳縉泉在美國的導(dǎo)師是這門學(xué)科前幾批研究生之一。畢業(yè)后，陳縉泉先后在美國蒙大拿州立大學(xué)、埃默立大學(xué)做博士后研究員。但是他常常感到，在國外終究是給別人打工，很難找到一種內(nèi)心的認(rèn)同感。正好他從一位導(dǎo)師那里得知，華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正著手建立生物光子學(xué)領(lǐng)域的研究團(tuán)隊，需要年輕人加入。此后，陳縉泉受到華東師范大學(xué)的邀請，回國考察實(shí)驗(yàn)條件，參加面試，雙方一拍即合。2015年，陳縉泉由華東師范大學(xué)雙百計劃“紫江青年學(xué)者”引進(jìn)精密光譜與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，緊接著他于2016年受國家“千人計劃”青年項目資助。

“工作和事業(yè)還是有區(qū)別的，業(yè)精于專而興于勤，我回國打定主意想要做好一番事業(yè)?！标惪N泉坦言。就這樣，在美國學(xué)習(xí)工作8年后，他毅然決定回國，正式開展在祖國的科研工作。

微觀世界的瞬間記錄者

“分子、原子很小，肉眼是看不到的，而且它們運(yùn)動很快，要想捕捉到它們的運(yùn)動，就需要快門速度非常快的‘相機(jī)。”“這就如同我們用相機(jī)連拍籃球運(yùn)動員投籃，通過一秒內(nèi)連拍的多張照片，我們能夠記錄運(yùn)動員起跳、投籃、進(jìn)框等一系列動作。時間分辨光譜的原理和它類似，只不過將時間從一秒推進(jìn)到幾百個飛秒的尺度，同時我們研究的目標(biāo)不是運(yùn)動員的投籃過程，而是分子中電子或者能量轉(zhuǎn)移的過程。我們追蹤這個過程，就能講清楚化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的機(jī)理?！标惪N泉說。

陳縉泉就是利用飛秒時間分辨光譜技術(shù)，通過飛秒瞬態(tài)吸收光譜手段跟蹤DNA分子激發(fā)態(tài)的動力學(xué)過程，從而闡明DNA受激以后的能量轉(zhuǎn)移以及可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)過程。“通俗來講，就是研究分子在飛秒量級這么短的時間內(nèi)，受到光的刺激后怎樣進(jìn)行能量或者電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)而研究后續(xù)發(fā)生的化學(xué)變化。”

這項技術(shù)看似離生活很遠(yuǎn)，但研究成果卻和人們的日常生活息息相關(guān)。大家都知道夏天去海邊玩要涂防曬霜，否則就要被曬黑。這是因?yàn)樘柟饫镉凶贤饩€，會被皮膚吸收，我們看不到紫外線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)曬黑時，皮膚已經(jīng)受到傷害了?！拔已芯康木褪枪獯碳さ狡つw以后，化學(xué)反應(yīng)是如何發(fā)生的，原理是什么，在什么樣的條件下會發(fā)生，在什么樣的條件下不會發(fā)生……當(dāng)研究清楚這些問題后，簡單的可以告訴生產(chǎn)防曬霜的公司怎么做防曬霜比較好，或者告訴開發(fā)藥的公司要添加何種藥物成分才能更好治愈曬傷?！?/p>

研究的意義當(dāng)然不限于此，DNA是地球上幾乎所有生物基因的載體，組成DNA的四種脫氧核苷酸均對紫外線有著強(qiáng)烈的吸收。生物基因光致?lián)p傷的主要原因就是因?yàn)槊撗鹾塑账崾艿阶贤獯碳ず笮纬呻娮蛹ぐl(fā)態(tài)，進(jìn)而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成有害產(chǎn)物。這項研究對生物體內(nèi)能量和電子的傳輸，以及生命的起源、進(jìn)化、變異、外太空生命的探索起到了重要的指導(dǎo)作用。

在傳承和學(xué)習(xí)中前行

陳縉泉是民革上海市委會去年發(fā)展的4位高層次人才之一。雖然還是一名新黨員，但有著深厚民革淵源的他對于民革并不陌生?！拔业淖娓甘敲窀锏?，他是重慶當(dāng)?shù)氐囊幻t(yī)生，小時候他經(jīng)常會給我講述那段歷史，這也潛移默化地影響著我”，談起對民革的了解，陳縉泉從小就耳聞目染，他的父親是西南師范大學(xué)的教師，書房里收藏著許多關(guān)于民革的資料，陳縉泉沒事就拿出來翻閱。“加入民革對我來說是一種傳承，更是一種學(xué)習(xí)，家人都非常支持?？赡芟裎疫@種專業(yè)背景的人在民革比較少，我可以發(fā)揮我的所長，為參政議政工作提供一些新的視角”。

談及未來如何更好的履職，陳縉泉表示，一方面要立足本職、潛心鉆研，為上海科創(chuàng)中心建設(shè)貢獻(xiàn)力量，另一方面也要關(guān)心社會問題，建言獻(xiàn)策。“如果有機(jī)會，想積極參與社會服務(wù)工作，我們常常講教育平等，我想自己能不能在教育方面做些力所能及的事情?！彼f，“我想以我自己的經(jīng)歷，告訴貧困地區(qū)的孩子們，‘世界那么大，你們應(yīng)該去看看，而讀書和學(xué)習(xí)就是一種看世界的方法。”

目前，陳縉泉已在生物分子激發(fā)態(tài)反應(yīng)動力學(xué)以及半導(dǎo)體納米材料載流子動力學(xué)方面取得了一系列的研究成果，在Science等國際權(quán)威期刊發(fā)表了論文57篇。其代表性論文被美國JACS周刊連續(xù)兩次推薦為熱點(diǎn)文章。

如今，這名“80后”科學(xué)家正在這條學(xué)科發(fā)展之路上與他的同仁們一起為中國競逐這一領(lǐng)域的強(qiáng)國之席而努力著。

（王侃，張小樂，民革上海市委會宣傳部干部/責(zé)編 張棟）