胡皆汉

作为胡皆汉老师第二批的学生，我们俩曾多次聆听他的光谱波谱与结构化学方面的讲座，在研究工作中也得到了他的不少帮助；他晚年所著的部分著作是我们俩抄录整理的；2016年胡老师被列为国家“老科学家学术成长资料采集工程”项目的采集对象，我们成为“胡皆汉学术成长资料采集小组”的主要成员。

在采集过程中，我们对胡老师的研究工作、创新思维有了更系统的、深入的了解。他最为明显的特点是，在服务性、实用性的研究中也能做出发现性、创新性的工作，这尤其值得我们后辈学习。

启思性的著作

胡皆汉老师共出版了8本科学专著（另有文史性著作3本）。他科学著作的特点是，在叙述原理、规律时，先介绍它们是依据什么事实、以怎样的思维得出来的，着重介绍创新思维的过程。

2018年，90岁的胡皆汉出版了26万字的《启思数学三篇》一书。因他深感我国历史上那种“填鸭式”的教育方式与死记硬背缺乏思考思辨的学习方法，在他退休后的耄耋之年，以“老者之心”启思性地写了这本书。

此书以启发锻炼人的思维为目标，以只有初等数学知识便能读懂的广大青年（特别是中学生）为对象。

书的第一篇介绍了勾股定理、值的计算、三角基本公式、调和级数发散性等6个初等数学的经典数学命题、问题的多种证法或解法。为了鼓励年轻人多思、创思，胡老师对介绍的6个经典命题、问题，提出自己的一种新证法或解法，如勾股定理前人已有了300多种不同的证法，胡老师又提出了自己的一种新证法。

书的第二篇为纵横图论。我国汉代徐岳第一次提出的九宫图便是纵横图论研究的开始。九宫图就是把1~9九个数字排列为3方阵，使每行每列与对角行3个数之和均等于15；而4方阵便是把1~16十六个数字，排列为4行4列，使每行每列与对角行4个数之和等于34；以后说及的5方阵以至任何方阵都有这种意义，如n方阵便有n个数字，排列成n行n列，使其每行每列与对角行数字之和值均等于 。

我国自徐岳起至清代近两千年来，经过历代数学家的努力，也只拓展至10方阵，共15种纵横图。胡老师在退休闲暇之时，作为余兴，对它进行研究，发现了符合所有方阵的排列规则，全面解决了纵横图论中所有方阵的排列问题，即便是百方阵、亿方阵等任何大的方阵都能很容易地排列出来，而且每种方阵都可以写出许多不同的排列方式。如5方阵，我国历史上只排列了两种不同的形式，而胡老师在书中即作出近9万种有代表性的5方阵图，足以看出胡老师的创新思维。

书的第三篇为方圆关系论。过去证明几何命题，都是从命题中的一个图形进行论证，而胡老师却别开新法，把内切于正方形的圆、内切于正方体的球等两个图形间的关系进行关联推导，提出“两图间线周长、面积、体积间之比都是相同的”相关原理，便能很容易地求出圆面积、球面积、球体积、椭圆面积、椭球体积、圆锥体体积等的计算公式。这些推导都得到了完全正确的结果，而与前人的论证方式完全不同，别开新思维，给青年读者以创新示范。老者之心，值得称颂。

独特性的授课

胡皆汉为我们研究生与年轻教师讲授光谱波谱课时，讲授思路很特别，不是一开始就讲量子力学最基本、最基础的薛定谔波动方程是什么，而是讲薛定谔是怎样利用前人的知识与自己的创思和专业知识而得到薛定谔波动方程，甚至追讲至更靠前的各种创新思维。

举个例子，光谱学最早得到的一个规律是氢原子光谱谱线波长（或频率）间的规律。19世纪末期，实验观察到氢原子光谱的谱线波长有656.46nm，486.27 nm，434.34 nm，410.29 nm，397.12 nm，389.01 nm，383.65 nm，379 nm。

胡老师讲课时会先问学生：你们看了这些数字时有没有想法？会有什么想法？一般人都不会有想法，即使有也想不出它们间有什么关系。胡老师便从1885年巴尔麦找到一个公式便能把上述的8条光谱线都计算出来这些事开始讲起……他希望听讲课的研究生也能开动脑子，根据上述实验数据，推出公式，以锻炼自己的创新思维……

接着，胡老师从1925年薛定谔提出的薛定谔波动方程谈起来，“用它求解氢原子结构问题，才能很自然地推导出来”。而薛定谔方程又是怎样得来的，胡老师在讲课时都作了详尽的讲述。

创新性的研究

胡皆汉在研究上有不少新的发现。他在大连市轻化工研究所期间所承担的任务几乎全是些服务性、实用性的化学结构分析工作，但胡老师是个喜爱基础性研究的人，他在完成这些服务性、实用性的分析工作的基础上，往往能发现一些前人没想到的问题。在他已做出的6项创新工作中，有如下一例可见之。

上世纪70年代“文化大革命”中后期，他从下放农村调到地方性的大连市轻化工研究所做氮肥增效剂的化学结构服务性分析时，偶然发现 分子与 分子，在同一色谱柱和相同的操作条件下，前者的流出时间短（色谱学术语，即保留值小），后者的流出时间长（保留值大）。胡老师注意到，两个分子有相同的元素，相同的分子量、原子个数、化学基团，只是前者的一个氯原子在吡啶环的3位，而后者的氯原子在吡啶环的2位，在化学结构上就这么一点不同，就造成了气相色谱保留值的不同，于是胡老师想到：气相色谱保留值与分子的化学结构，一定有着密切的关系。这一个认识很重要，它打开了一个新的思路（新的思路是创新性、发现性工作的灵魂）。

胡老师认识到，被分析的分子进到色谱柱后，两者发生了相互作用。相互作用的力有三种：静电力（表现在分子的电偶极矩）、诱导力、色散力。而它们的数值都可以从分子的化学结构计算出来。经过一连串的关联，最后胡老师推出了一个过去文献上没有的公式：

式中RA是A分子的克分子折射度，UA是A分子的偶极矩，T是绝对温度，R为气体常数，tg是分析样品A分子的保留值，C1，C2，C3是所用色谱柱和实验条件有关的数值，可从实验求得。为了验证这个公式，胡老师与合作者先后两次做了几十个样品，结果表明，用公式计算的理论计算值与实测值符合得相当好。就此，他们先后在《科学通报》上发表了两篇论文，并于1982年获中国科学院科技重大成果二等奖。

光阴似箭，日月如梭。在“胡皆汉学术成长资料采集”小组组长姜文洲先生的带领下，我们又在胡皆汉身边度过了近3年的时光。几年来的亲身经历和耳闻目睹使我们深深认识到，胡皆汉是一位具有很强的创新思维的科学家。他从事科研工作历来不畏劳苦、坚持不懈，发表了240多篇科学论文，出版了11本著作（其中有8本为个人独著独编；3本为2人合著，他皆为第一作者）。在攀登科学高峰的道路上，胡皆汉从不固步自封，永不满足自己已经取得的成果，永远虚怀若谷地不断向前探索未知的真理。

每当回首与他在一起相处的往事时，我们就有讲不完的话，道不尽的情。在这种浓厚的感情支配下，我们将采集到的胡老师在创新精神方面的心得体会献给读者。

（作者均系大连大学副教授）

2018年7月22日，胡皆汉（前右）、夫人沈梅芳（前左）与采集小组成员唐乾（后右）、曹洪玉（后左）合影