沈允钢:只问是非 不计利害
人物名片:
沈允钢,中国科学院院士、植物生理学家。浙江杭州人。1951年毕业于浙江大学农业化学系。中国科学院上海植物生理研究所研究员。拥有众多著述及科研成果,获过多项奖项。他的研究方向为植物生理和生物化学,在光合机理与生理的研究领域里做出了杰出贡献。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。
沈允钢院士在近六十年的科研生涯中,探索科学真谛,追求科学真实,服从科学真理,不盲从权威论断,不跟着人云亦云,不信服不科学的陈规。故曰:服理不服威。
一本书影响一生命运
1927年12月25日(农历丁卯年十二月初二)沈允钢出生于杭州市湖墅枯树南湾一个商人家庭,1947年9月由杭州高级中学毕业,同时考取浙江大学、北京大学和南京药专等六所高校,最后进入就近的浙大学习。在初中时,他的表哥送给他一本科普读物《化学趣味故事》,他反复阅读,一颗童心完全进入奇幻的化学世界,决定了他一生从事化学学科的命运,为便于自立谋生,他选读浙大农业化学系。
沈允钢有幸和竺校长有两年同校的师生之谊,能亲聆竺校长之教诲。浙大的名师们如数学家苏步青(1902-2003)、细胞学家贝时璋(1903-2009)、核物理学家王淦昌(1907-1998)、遗传学家谈家桢(1909-2008)、植物生理学家罗宗洛(1890-1974)、昆虫学家蔡邦华(1902-1983)、土壤化学家朱祖祥(1916-1996)、化学家王葆仁(1907-1986)等,都是他崇拜和久仰的基础理论和专业学科的老师。受科学大师们严谨治学、治教和浓郁的学术研究风气的熏陶,沈允钢刻苦学习,在4年的大学时代,奠定了成为科学家的品格和理论知识的基础,拿着由王国松代校长(时解放后首任校长马寅初正调长北大)和蔡邦华农学院院长签发的浙大毕业证书,奔赴上海。
师从殷宏章进入植物科研殿堂
1951年8月,沈允钢被分配到中科院在上海的实验生物所生理研究室,师从植物生理学家殷宏章研究植物碳水化合物代谢。1956年6月开始研究植物光合作用。在同年10月参加苏联科学院放射性同位素应用技术培训两个月,回国后即将此技术用于作物光合产物运转与分配特性的研究。1959年末,他重点钻研植物生化和光合作用能量的转换机理,1960年,他由助理研究员破格提升为中科院上海植物生理研究所研究员。1974年11月率团赴美国考察和了解到光合作用科研的新动向。他首次发现了光合磷酸化的高能中间态及其存在的多种形式、偶联因子的不同变构对高能中间态散失和偶联效率的影响,获得突出的成果。1980年他当选为中科院学部委员(院士)。1982年9月,按照协议安排,他赴日考察讲学;1983年参加第6届国际光合作用大会(比利时),应Hall教授之邀参加联合国环境规划署有关热带、亚热带草地生态系统生物生产力和光合作用科研项目,负责中国区域工作,于1985年至1991年先后多次参加国际光合作用大会,担任1989年至1994年两届国际光合作用委员会委员;曾担任中国科学院上海植物生理研究所所长、中国植物生理学会理事长。
与光合作用结下不解之缘
沈院士一生科研和教学中涉及植物生理领域诸多课题,但万题不离其宗,他和光合作用的研究结下不解之缘。他长期科研的领域和成果,大体概括为六大范围:植物体内碳水化合物代谢、光合磷酸化研究、质子区域化研究、光合机构运转与调节研究、光合效率研究和光合作用研究方法及仪器的创新。1959年他发现小麦等光合作用产物输出速度在一定范围内与其输出产物浓度成正比,光合作用产物流动与体内利用、贮藏过程的密切关系;1962年,他实验证明:经预先照光的叶绿体置于暗中具有能使ADP和Pi合成ATP的能力,从而在国际上首次发现光合磷酸化过程中存在高能中间态,比美国科学家Jagendorf等早发表一年。Jagendorf后续研究证明这种高能中间态即化学渗透,假说中的跨膜质子梯度,该学说获1978年诺贝尔化学奖。1963年他由试验结果推测中间高能态有多种存在状态,为质子区域化假说提供了证据。1993年他指导学生的研究表明,不同pH介质中,光引起类囊体收缩机理不完全相同,这一结果有助于澄清国际上的争论。1996年实验证明,温度上升至25℃时就难以观察水氧化所释放的质子区域化现象。1998年的实验表明,在接近体内生理状态等渗透条件下,质子更趋向区域化。早在1961年,他们在测定光合磷酸化量子需要时获得大多数p/o比是略大于1,从而改变了国外文献中所说偶联完全时比值为1的结论,他又发现偶联程度不完全时比值小于1的限制步骤,从而在适当时期提高光合磷酸化可改善光合作用获得增产效果,对农业生产有实践意义。他们在研究提高作物光合作用效率时,寻找出减轻光合作用“午睡”现象、提高效率的途径,1984年起,他们获得了可携式光合作用测定系统后对自然条件下作物等光合作用特性进行多方面研究,在第八届国际光合作用大会上作了《自然条件下光合作用的一些限制因素》的专题报告,受到国际同行好评。1963年,他和同事们建立了补偿式光合作用测定法,1967年改进光合作用干重测定法,1978年他创造了田间取样气流法,支持同事们制作氧电极测定装置和叶绿体毫秒延迟发光测定设备。他们运用这些光合作用研究方法和仪器,深入探讨光合作用机理和生理,推动了对农业生产的指导作用。
只问是非 不计利害
沈院士信奉 “不唯书、不唯上、不唯权威,只唯实”的治学理念,在科研中力求去粗存精、去伪存真、做到由此及彼、由表及里的探索和追求。他认为,科研必须创新,所以坚持开拓创新的科学实践。早在上世纪50年代中期,即沈允钢浙大毕业后的五六年内担任助理研究员时,他们便在植物体内碳水化合物代谢的研究中,证明β-淀粉酶可通过迅速分解磷酸化酶的引子而影响其合成淀粉能力,从而推翻了国外文献中认为β淀粉酶有直接抑制作用的观点;在国际科学界对光合磷酸中间步骤尚未明确探知时,他以确凿可靠的试验结果向世界同行揭示了光合磷酸化过程中高能中间态的存在而为国际学术界公认。他们的成就,被国外学者,在文献中多次引用;他提出的高能中间态区域化现象、偶联因子变构不同对高能中间态失散和偶联效率的影响,把此项研究推进到新的高度。他和同事们合作的300多篇论文有三分之一被SCI收录。他的《动态光合作用》、《地球上最重要的化学反应——光合作用》等4部专著和在国内外专业刊物上发表的多篇科研综述和科研成果,在理论和实践上奠定了他作为开拓学者的科学地位。1982至1998年,他先后获国家级、中科院和上海市的自然科学和科技进步各类奖项及何梁何利基金科技奖共8次。
注目学科前沿 心系科学普及
沈允钢院士以多年的研究成果,对我国植物生理学科的建设和发展,作出了具体的贡献。1958年,他在殷宏章先生领导下创建了我国第一所光合作用实验室,1965至1982年担任实验室主任;1963年10月中国植物生理学会成立,他担任首届理事和光合作用专业组秘书;先后当选学会两届理事长和一届名誉理事长;规划四年一次的全国代表大会和两年一次的全国光合作用学术研讨会;协助联合国举办光合培训班; 在上海召开国际学术研讨会等。在1956至2010年,沈允钢撰写共323篇论文和著作目录中,有关学科建设与发展的文献有20多篇,如《植物生命科学发展趋势》、《植物生理学发展前景研讨》等,均表达了科学家高瞻远瞩的真知灼见。自1978年中科院招收研究生开始,沈院士共培养了30多名硕士和博士,在他的精心培育指导和言传身教的熏陶下,门生多成为学科的带头人和骨干,成为植物生理科学的优秀学者。
可能是一本化学书影响了他一生命运的缘故,沈院士对普及科学知识可谓不遗余力。他通过报刊、电台和科普丛书,传播植物生理学和相关学科知识,激励青少年的科学精神。自1964年起先后出版中学生课外读物《光合作用》、《光合作用——机理与农业》、《植物生理学与农村经济发展》;2000年出版院士科普书系中的《地球上最重要的化学反应——光合作用》一书。
沈院士是早我7届的学长,他热爱母校、关怀后学和晚辈之情,使我有深刻体会。我和他初识于1984年9月30日(周日),这位令浙大学子敬佩的科学家和平时上下班一样,当日骑自行车从徐汇区高安路寓所,到普陀区的江宁路桥下,参加在上海101厂举行的上海浙大校友会筹建会议,他在会上热情的发言和风华正茂、高大英俊的身影让我至今记忆犹新。后来,在校友聚会和工作汇报时,多有交往。
2010年盛夏,气温高达36℃的一天,84岁的沈允钢,骑着自行车由上海西南角徐汇区高安路寓所,把一本刚出版的127万7千字,重1.8公斤的《沈允钢学术文选》亲自送到上海西北角普陀区石泉路我住三楼的家中。看到沈老额头上渗出豆粒般的汗珠,我十分感动和不安;见到文选扉页上“熊家钰校友惠存,沈允钢赠”的端正题字,我顿感诚惶诚恐,德高望重的著名科学家对我这个普通后学校友居然如此关爱。此情此景,让我想到竺可桢老校长倡导的办学理念中,“爱生如子”是重要的内涵,沈老的亲切之举则作了具体的诠释,我不禁眼眶润湿。
沈老豁达大度,为人低调,生活质朴,谨谦诚信,深受广大校友的敬重和爱戴。他是浙大校友总会和上海校友会顾问,每次开会,他都准时地坐在后排静听,主席台上“沈允钢”名签多数空座。他得悉浙大档案馆征集资料,就在赴杭开会时,将重达数公斤的史料,由沪携杭,亲自送到西溪校区的档案馆内,馆内的工作人员对87岁高龄的沈老肃然起敬,十分敬重。