鄭永飛與地球的“親密接觸”

　　中國青年科學(xué)家獎(jiǎng)、國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、長(zhǎng)江學(xué)者成就獎(jiǎng)……榮譽(yù)的背后是驕人的科研成果。多年的勤奮積累和嚴(yán)格要求，使鄭永飛院士換來了累累碩果。走近他，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他的思想之睿智、事業(yè)之摯愛、工作之勤奮、處世之低調(diào)與他的科研成果之豐碩有著難了的淵源……
　　夢(mèng)里常憶知青歲月
　　　 鄭永飛出生在安徽省合肥市長(zhǎng)豐縣土山鄉(xiāng)松棵村的一個(gè)農(nóng)民家里。從小愛好文學(xué)。那時(shí)精神文化生活十分枯燥，物質(zhì)匱乏。所能讀到的文學(xué)作品少得可憐。在鄭永飛的印象中盡管只讀過如《三國演義》、《水滸傳》、《林海雪原》等為數(shù)不多的幾本古典和現(xiàn)代文學(xué)書籍，但是他總是認(rèn)真地讀，還作了不少的讀書筆記，有些作品還能爛熟于心。當(dāng)時(shí)能借到一本文學(xué)名著不容易，到了要還書的時(shí)候，心里是多不情愿，鄭永飛總是千方百計(jì)地一拖再拖。空閑時(shí)，鄭永飛還試著自己寫些古典詩歌。
　　成為科學(xué)家后的鄭永飛同樣一直深深地眷戀著文學(xué)，說得上是一位“資深”或“鐵桿”的業(yè)余文學(xué)愛好者。改革開放30多年來，祖國的文學(xué)事業(yè)進(jìn)入繁榮的時(shí)期，鄭永飛說自己有幸見證了文學(xué)的空前繁榮：“文學(xué)豐富了我的人生，文學(xué)愉悅了我的生活，文學(xué)給我?guī)砹颂嗵唷薄?“農(nóng)村是一個(gè)廣闊的天地，在那里是可以大有作為的。”這句著名的口號(hào)成了當(dāng)年指導(dǎo)年輕人選擇生活方式的人生警句。作為“文革”中數(shù)百萬知識(shí)青年的一員，鄭永飛也曾在安徽長(zhǎng)豐縣土山鄉(xiāng)農(nóng)村度過了兩年半的青春時(shí)光。鄭永飛當(dāng)過村里的廣播員、做過民辦教師。
　　農(nóng)村的教育相當(dāng)落后，說是一所學(xué)校，實(shí)際上就是幾間破舊的房子作為教室，也根本沒有什么教學(xué)設(shè)備，更難以談教學(xué)質(zhì)量。有人曾全盤否定知識(shí)青年“上山下鄉(xiāng)”運(yùn)動(dòng)，但是鄭永飛認(rèn)為至少有一點(diǎn)不能否定：知識(shí)青年到農(nóng)村去，帶去了城市的文明，改變了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人口的文化結(jié)構(gòu)，尤其是一大批知青到農(nóng)村后，成為了當(dāng)?shù)貙W(xué)校的民辦教師，提高了農(nóng)村的教育質(zhì)量。
　　由于文學(xué)功底深厚、博學(xué)多才，鄭永飛深得當(dāng)?shù)貙W(xué)生的敬重，他的課堂總是深深地吸引著孩子們。“那時(shí)候，我就明白了，好老師的標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)很簡(jiǎn)單：一是要想辦法讓學(xué)生能聽懂你的課并且樂意聽下去；二是讓學(xué)生在下課后一小時(shí)內(nèi)就能把你布置的作業(yè)做掉。這就是對(duì)老師教學(xué)效果的檢驗(yàn)。”鄭永飛深有體會(huì)地說。
　　在一代青年獻(xiàn)出了自己的青春年華的特定年代，那一段魂縈夢(mèng)繞的蹉跎歲月，已成了許多知青刻骨銘心的記憶。當(dāng)民辦教師的知青生活是短暫的，但這一段擔(dān)任民辦教師的經(jīng)歷卻給鄭永飛留下了永生難忘的印象。
　　1978年，鄭永飛考入南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系。大學(xué)期間，得益于民辦教師的經(jīng)歷，他掌握了一套很好的學(xué)習(xí)方法，成績(jī)一直名列前茅。“上課時(shí)，我好好記筆記。下課后，我及時(shí)整理筆記，并找來參考書，把筆記補(bǔ)充更完善。每次考試之前有兩周進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)，把所有筆記從頭再看看，該記的記，該背的背，然后把教科書從頭到尾再來看一遍，找出重點(diǎn)和難點(diǎn)。”一直復(fù)習(xí)到考前的頭天下午，鄭永飛還鉆進(jìn)圖書館看小說、讀詩歌，興致盎然的時(shí)候還自己寫上一首詩，晚上去看一場(chǎng)電影，第二天則以輕松、自信的心態(tài)進(jìn)考場(chǎng)。
　　1985年，鄭永飛從南京大學(xué)地質(zhì)系碩士研究生畢業(yè)，后來赴德國哥廷根大學(xué)地球化學(xué)研究所學(xué)習(xí)，獲得博士學(xué)位。這階段的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，為鄭永飛今后科研上的騰飛打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　
　　破解謎團(tuán)
　　
　　2004年12月，一個(gè)振奮人心的消息自北京傳遞到安徽：鄭永飛主持完成的“礦物氧同位素分餾系數(shù)的理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)定”科研成果獲2004年度國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。很快，喜訊在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)不脛而走。
　　此次獲獎(jiǎng)成果是由26篇系列學(xué)術(shù)論文組成的，這些論文都發(fā)表在國際權(quán)威地球化學(xué)刊物上，是他12年研究論文的集合。這項(xiàng)旨在制作測(cè)量地球溫度的“溫度計(jì)”，認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成的基礎(chǔ)性科研成果，對(duì)尋找礦產(chǎn)資源和進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)也大有用途。
　　地質(zhì)測(cè)溫、源區(qū)示蹤是地球科學(xué)研究的最重要目標(biāo)之一，其中穩(wěn)定同位素測(cè)溫和地球化學(xué)示蹤則是其中發(fā)展最為成熟的領(lǐng)域。自然界數(shù)百種礦物之間的分餾系數(shù)在熱力學(xué)平衡條件下是溫度的函數(shù)，穩(wěn)定同位素地球化學(xué)的理論基礎(chǔ)是同位素分餾系數(shù)的準(zhǔn)確確定。
　　礦物穩(wěn)定同位素分餾系數(shù)的確定是公認(rèn)的世界性難題，鄭永飛早在南京大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間就潛心于此，直到在德國哥廷根大學(xué)留學(xué)期間取得突破。他獨(dú)辟蹊徑，從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面同時(shí)推進(jìn)自己的研究，將礦物結(jié)晶化學(xué)理論與量子化學(xué)原理相結(jié)合，科學(xué)地修正了前人的增量方法，在理論上完善了礦物晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分與氧同位素配分之間的函數(shù)關(guān)系，對(duì)地質(zhì)上若干重要固體礦物的氧同位素分餾系數(shù)進(jìn)行了理論計(jì)算，先后在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了3篇論文，后來成為地球化學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典論文。在德國圖賓根大學(xué)做博士后研究期間，他選擇同位素分餾系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定作為主攻方向，繼續(xù)深化這個(gè)研究領(lǐng)域。
　　“沒有20世紀(jì)90年代初科教興國戰(zhàn)略，我不會(huì)趕上國家出臺(tái)的一系列人才計(jì)劃……我的目標(biāo)是在國內(nèi)做國際一流的工作。”1993年秋，在德國圖賓根大學(xué)礦物巖石地球化學(xué)研究所完成博士后研究項(xiàng)目的鄭永飛回到了祖國回到了家鄉(xiāng)——接收鄭永飛工作的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)距離長(zhǎng)豐縣僅1小時(shí)的車程。然而，鄭永飛只在家與父母弟妹團(tuán)聚了幾天，就回校投入了緊張的工作。科大校園林木茂盛，鳥語花香，幽雅寧靜，清新而又濃厚的學(xué)術(shù)氛圍和文化氣息沁人心脾，讓鄭永飛忘情地耕耘著，他再也沒有離開過這塊學(xué)術(shù)凈土。
　　安家、建實(shí)驗(yàn)室、組建團(tuán)隊(duì)、買設(shè)備、申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)……憑借科學(xué)家的直覺和對(duì)學(xué)術(shù)研究前沿的敏銳把握，在中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委和學(xué)校等多方資助和支持下，鄭永飛拓展了自己在國外的高水平工作，自己動(dòng)手和指導(dǎo)研究生，繼續(xù)修正增量方法對(duì)地質(zhì)上有用的其他礦物進(jìn)行了氧同位素分餾系數(shù)的理論計(jì)算，對(duì)礦物和巖石的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)效應(yīng)進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，取得了與實(shí)驗(yàn)測(cè)定和自然觀察相一致的結(jié)果。與此同時(shí)，他指導(dǎo)研究生進(jìn)行低溫化學(xué)合成，從實(shí)驗(yàn)角度測(cè)定一些難于在高溫條件下測(cè)定的礦物分餾系數(shù)。
　　十年磨一劍，厚積薄發(fā)。鄭永飛研究團(tuán)隊(duì)所有計(jì)算的分餾系數(shù)不僅與當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定和自然觀察相吻合，而且不斷地被后續(xù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定和自然觀察所證實(shí)，因此顯著增進(jìn)了人們對(duì)固體礦物之間氧同位素配分行為的定量科學(xué)認(rèn)識(shí)。
　　鄭永飛所主持的“礦物氧同位素分餾系數(shù)的理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)定”項(xiàng)目脫穎而出，順利入選國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。
　　20世紀(jì)末，對(duì)大陸板塊深俯沖及其有關(guān)地質(zhì)學(xué)問題的研究，已成為國際上地球科學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)。鄭永飛敏銳地洞察到未來學(xué)科的發(fā)展方向，及時(shí)追蹤國際前沿，將穩(wěn)定同位素示蹤方法成功拓展到化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域。他通過中國大別——蘇魯造山帶超高壓變質(zhì)榴輝巖的研究發(fā)現(xiàn)，不僅存在區(qū)域上的氧同位素不均一性，而且局部具有氧同位素負(fù)異常。這表明，載有榴輝巖的板塊俯沖到100多公里深的地幔內(nèi)部時(shí)，超高壓巖石形成后在地幔中的滯留時(shí)間很短，像“油炸冰淇淋”一樣。
　　大洋板塊密度比地幔大，能夠俯沖；而大陸板塊密度比地幔小，就像木板浮在水面一樣，要想使木板浸到水里，就必須得用力按下去。是什么力量使大陸板塊克服浮力而俯沖進(jìn)入地幔深度？如果大陸板塊的確深俯沖了的話，為什么榴輝巖沒有與地幔達(dá)到氧同位素平衡？還是大陸板塊壓根兒就沒有深俯沖進(jìn)入地幔深度？“當(dāng)時(shí)，這些問題在國際上沒有很好解決。但是我的深入調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大陸板塊深俯沖是個(gè)事實(shí)，而榴輝巖氧同位素負(fù)異常的保存要求特殊的物理化學(xué)條件，這就是熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)之間的競(jìng)爭(zhēng)。”鄭永飛用通俗易懂的語言解釋了自己當(dāng)時(shí)在理論研究上的新發(fā)現(xiàn)和如何破解氧同位素異常之謎的。
　　“這個(gè)‘油炸冰淇淋’模型只是理論推斷，當(dāng)時(shí)屬于科學(xué)假說。要使科學(xué)假說上升成為科學(xué)理論，必須經(jīng)過科學(xué)驗(yàn)證和時(shí)間檢驗(yàn)。”鄭永飛說，自己不去做實(shí)驗(yàn)，做研究肯定深化不了，只能是從假說到假說，既成不了科學(xué)模型，更上升不了科學(xué)理論，別人也不會(huì)信服。
　　從此，鄭永飛開始了長(zhǎng)達(dá)10年的艱苦理論探索與技術(shù)攻堅(jiān)。他把每天的大部分時(shí)間都傾注在自己的科研工作上。每天早晨7點(diǎn)多上班，晚上差不多7點(diǎn)才下班，一周工作7天，為此鄭永飛被地球和空間科學(xué)學(xué)院的老師們戲稱為“三七”教授。除了出差在外，他幾乎每天都“泡”在實(shí)驗(yàn)室里，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、閱讀文獻(xiàn)，成天像陀螺一樣高速旋轉(zhuǎn)。有時(shí)為了靈光一閃的想法，常連續(xù)十幾個(gè)小時(shí)泡在實(shí)驗(yàn)室里尋求佐證。　 “重要的實(shí)驗(yàn)必須自己去參加，重要數(shù)據(jù)的處理必須自己參與分析，而且全過程都應(yīng)該是一絲不茍，這樣得來的數(shù)據(jù)才直觀，才有感性認(rèn)識(shí)，對(duì)解決的科學(xué)問題才有把握。”鄭永飛如是說。
　　功夫不負(fù)有心人。經(jīng)過10年潛心研究和實(shí)驗(yàn)，鄭永飛根據(jù)同位素年代學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)，定量驗(yàn)證了具有氧同位素負(fù)異常榴輝巖在地幔深部居留短暫的假說，成功地證明了大陸板塊的俯沖/折返過程為“快進(jìn)/快出”過程，就像“油炸冰淇淋”一樣，冷的大陸地殼在熱的地幔深度只能“短暫居留”，否則就會(huì)“融掉”。鄭永飛領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)就這個(gè)命題先后在國際刊物上發(fā)表58篇學(xué)術(shù)論文，SCI檢索他引計(jì)1269次，有關(guān)成果得到了國內(nèi)外同行的一致認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)。
　　
　　把舞臺(tái)交給學(xué)生 把心放在國際前沿
　　
　　1993年秋從德國來到中國科大工作起，鄭永飛一直堅(jiān)持在教書育人第一線，先后為本科生和研究生講授《同位素地球化學(xué)》、《地球化學(xué)進(jìn)展》、《化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)》和《礦床地球化學(xué)》等多門課程。由他主編、科學(xué)出版社出版的兩本書《穩(wěn)定同位素地球化學(xué)》和《化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)》，均被教育部地球科學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦為全國研究生教學(xué)參考教材。
　　“學(xué)為人師，行為世范。”鄭永飛深諳，教育活動(dòng)永遠(yuǎn)是互動(dòng)的，對(duì)學(xué)生影響最大的莫過于教師的言傳身教。“教師知識(shí)量的多少和備課的好壞，是能否上好每一堂課的關(guān)鍵。”每次上課前，鄭永飛都像準(zhǔn)備學(xué)術(shù)報(bào)告或工作匯報(bào)一樣認(rèn)真，列好講授提綱，理清本堂課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在講解經(jīng)典定律或方法時(shí)，他千方百計(jì)埋設(shè)許多“接口”，將自己或他人的最新研究成果作為實(shí)例穿插其中，讓學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài)。講課時(shí)，他深入淺出、循循善誘，常常以日常生活中的現(xiàn)象作為“比方”來解釋特殊科學(xué)規(guī)律，深得同學(xué)們的喜愛。除了承擔(dān)著高年級(jí)本科生和研究生的專業(yè)課外，鄭永飛還指導(dǎo)著十幾名博士、碩士研究生。“導(dǎo)師是研究生從事科研活動(dòng)的第一榜樣，這是我指導(dǎo)研究生做人、做學(xué)問的基本出發(fā)點(diǎn)。”從指導(dǎo)研究閱讀專業(yè)文獻(xiàn)，到帶領(lǐng)研究生進(jìn)行野外地質(zhì)考察，設(shè)計(jì)室內(nèi)地球化學(xué)分析項(xiàng)目，直至研究生對(duì)自己獲得第一手資料的總結(jié)和解釋，鄭永飛都是全過程參與，有意識(shí)引導(dǎo)和鼓勵(lì)他們建立起自己判斷問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，訓(xùn)練他們具有從事科學(xué)研究的“基本功”。
　　他指導(dǎo)學(xué)生很投入，從選題到閱讀文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析、論文寫作，每個(gè)環(huán)節(jié)都與學(xué)生一起討論，論文認(rèn)真修改。對(duì)每個(gè)學(xué)生的投稿論文，鄭永生總是反復(fù)推敲，不放過任何一個(gè)不妥之處，哪怕文章的字體、行距、圖標(biāo)中的各種標(biāo)識(shí)或一個(gè)小小的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等細(xì)節(jié)，他都不會(huì)輕易放過，為此，一篇論文往往經(jīng)他前后做幾十遍的修改。學(xué)生發(fā)表的文章，如果他沒有發(fā)揮很重要的作用，決不署名。一篇論文引用的文獻(xiàn)往往有幾十篇，他幾乎每篇都要仔細(xì)看。鄭永生的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度深深地影響著他的弟子。
　　2009年12月4日下午，中國科學(xué)院院士增選結(jié)果正式對(duì)外公布，50歲的鄭永飛順利當(dāng)選，這是對(duì)他科研成果的肯定。對(duì)此，鄭永飛表現(xiàn)得謙虛而淡然，他如往常一樣在實(shí)驗(yàn)室里繼續(xù)他手頭的科研工作，他說：“我只是一位普通的科學(xué)工作者，一位普通的大學(xué)教師，我只有加倍努力才能無悔祖國給我的那么多榮譽(yù)