在逆境中尋找機遇 在科研中成就人生

隨著生命科學的發展，人們希望在單分子水平上了解生物分子之間的相互作用以及生命的過程。傳統的檢測方法只能得到系綜的平均結果，單個分子的信息隱含于總體平均值內。一個細胞里有成千上萬個納米機器人（生物分子）在協調一致地工作，有的負責吸收能量，有的負責排泄廢物，有的負責細胞間的通訊聯絡等。而對其復雜的工作機理，人類目前所知的相當有限。要搞清它們的工作機理，必須能“看到”單個分子。然而，目前對于單分子探測大部分集中在材料和化學研究中，對于細胞上單分子的研究比較少。暨南大學生命科學技術學院博士生導師蔡繼業教授就是其中之一。

從大學生到焊接工

上世紀60年代，能考上大學的農村學生可謂百里挑一，考上北京大學則更是鳳毛麟角。1962年，上海市崇明縣廟鎮農家孩子蔡繼業成了當地鄉親和父母的驕傲，考上了北京大學物理系，實現了鯉魚躍龍門的夢想。年僅18歲的他懷揣著父母東拼西湊的40元路費踏上北上列車，68小時的顛簸之后，正式開始了異地求學的生活。

北大，各地驕子聚集的地方，基礎相對薄弱的蔡繼業起初的確感覺到了學習的吃力，來自南方的他甚至連聽普通話都是半懂半猜。但是，即使面臨貧困的生活、學業的壓力，蔡繼業仍然沒有放棄，而是更加發奮圖強，終于在二年級下學期趕上了同伴們。在北京大學的6年學習，讓蔡繼業從一個懵懂少年成長為一個學有所成的青年才俊。然而，正當他躊躇滿志之時，生活的軌跡被突如其來的政治風波打亂了。在“文化大革命”那個特殊的年代，同時畢業的150多位北大物理系學子，幾乎都加入了下鄉、下廠、赴邊疆的行列，蔡繼業也在其中。

1968年，蔡繼業先到軍墾農場接受再教育，之后被分配到黑龍江省第四建筑安裝工程公司。在這個被大家戲稱為“黑老四”的地方，蔡繼業種過菜，燒過磚，當過鋼筋工和混凝土工。對于從小就干農活的蔡繼業來說，這些體力活當然難不倒他，但是壯志未酬之憾卻讓他一直在思索著如何去突破困境。

突破，突破，這個念頭一直在蔡繼業的腦海中轉悠，也一直在支撐著他不斷學習和進步。逐漸地，他的技術優勢在工作中得到了顯現，他當上了電工。1972年，四公司接到了一項大任務，當時要建設大慶到秦皇島的輸油管，在大慶的首站，要建大量儲油罐，包括當時國內最大的2個兩萬立方米的浮頂罐。公司缺少200個電焊氣焊工，也沒有焊接技術員。公司的領導找到了蔡繼業，要他擔任電焊技術員，負責培訓200個電焊氣焊工。蔡繼業說：“我不是哈工大焊接專業畢業的，我是北大物理系畢業的，搞焊接不符合我的專業，難以完成這個任務”。在領導的反復要求之下，他以國家需要為己任，冒險擔當了這項任務，在半年內邊學習焊接技術邊培訓焊工，擔當起建設任務。白天黑夜的努力工作，經常是同時開動50臺電焊機徹夜焊接，照亮了一大片夜空，場面十分壯觀。蔡繼業在現場工地擔任工長，同時自己也親自焊接，出色地完成了任務。兩年后升為車間主任，并開始了研發。在缺乏財力、物力的情況下，蔡繼業設計制作了十噸龍門吊車，帶領170多名工人和技術人員完成了大慶化肥廠60×120米落地拱工程。這是當時亞洲最大的落地拱鋼結構工程。

從焊接工到激光技術最前沿

在“黑老四”10年，蔡繼業由24歲變成了34歲，雖然在這樣的地方消耗了生命中最為寶貴的十年，但是，這十年卻沒有磨滅掉他堅強向上的意志。在當時藐視知識的環境下，白天干完活晚上他還學習英文，他的工友們一邊打撲克，一邊不解地問他：“學英文有什么用，還能派你去做翻譯？”工友的議論并沒動搖蔡繼業的求知信念，依舊刻苦學習。然而，正是這個舉動為他后來抓住機遇干出成就打下了堅實的基礎。

機會總是青睞有準備的人。1978年，文革結束兩年后，因鄧小平同志的改革開放政策，蔡繼業有機會調進了中國科學院安徽光機所，開始做科研工作。1982年，他就迎來了人生的第一個“天時”。當時，安光所有一個公費留學美國的名額，須經過EPT考試挑選出國人選。盡管剛到安光所不久，未能獲得培訓的機會，但在出國考試中，他比經過英國教師培訓4個月的40多名候選人考得還好，一舉獲得了赴美國哥倫比亞大學化學系公費留學兩年的機會。

哥倫比亞輻射實驗室（ColumbiaRadiationLaboratory），一個先后出過7位諾貝爾獎獲得者的地方，一個發明激光的地方，蔡繼業在這里開始追逐新的夢想，而他的事業也從這里開始起步。在哥倫比亞大學的兩年，蔡繼業師從實驗室主任喬治·弗林，用二極管激光探測法研究CO2分子內振動能量轉移。蔡繼業與同事一起努力，用快速H原子碰撞CO2分子，取得了巨大成功，在世界上首次得到了三原子分子的振動、轉動分辨的動力學光譜。

1992年，蔡繼業作為高級訪問學者來到美國斯坦福大學化學系，參與了曾被美國著名報紙《基督教科學箴言報》稱為物化領域“有史以來最復雜的實驗”——碰撞參量對化學反應影響的實驗。這個實驗是用交叉分子束加上兩個激光器來選擇激發和探測不同平動速度和不同碰撞參量碰撞后，Ba和HI的態-態反應。在曾任美國科學委員會主席的實驗室負責人理查德·澤爾教授的帶領下，蔡繼業與實驗組專家們一起努力工作到1994年。蔡繼業回憶說，“每進行一項實驗都要連續工作36個小時，還要保持清醒的頭腦做正確的測量，這對人的神經是一個不小的挑戰。”蔡繼業和實驗組就是在這樣的挑戰中取得了成功，出色地完成了這個物化領域“有史以來最復雜的實驗”。

從激光技術到納米領域

在美國留學期間，蔡繼業感受最深的就是美國一流大學的“原創精神”和“爭創世界第一”的科研精神。他把這種精神也帶回了中國。蔡繼業將激光技術結合納米技術，用近場光學顯微鏡和原子力顯微鏡做細胞超微結構和細胞表面原位單個分子探測，克服了共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡分辨率低的缺點。用量子點標記解決了熒光漂白和壽命短的問題，首次實現了用量子點標記的細胞表面特異性分子的原位單分子探測。

1998年留學回國的蔡繼業被暨南大學作為“引進人才”調入。為科研需要，暨南大學專門進口了原子力顯微鏡和近場光學顯微鏡，是華南地區第一套這種先進設備。剛到暨南大學化學系時，系里科研很薄弱，當時有40多名教師（其中包括10多名有博士學位的年輕教師），但沒有一個國家自然科學基金項目，廣東省自然科學基金項目也只有半個（省里支持一半經費，學校支持一半經費），科研論文很少，1998年到1999年兩年，化學系發表的SCI論文只有2篇，占全校6.9%。當時蔡繼業是系里唯一的博士生導師，他開始組織學術報告，并邀請了院士、國內外專家來作學術報告，組織老師申請科研項目，提高了大家的科研水平。6年后，在他副院長（分管化學系）任期結束時，暨南大學化學系每年都申請到多個國家自然科學基金項目，2005年到2006年，暨南大學化學系發表的SCI論文有100多篇，占全校一半多。他本人主持了國家自然科學基金項目多個，“973”重大項目子課題2個，在與海外學者的合作研究中取得了優異成績，并獲得了全校當時唯一的國家自然科學基金委海外與港澳學者合作基金重點項目。他帶領的課題組發表了100多篇SCI收錄論文，完成了6個發明專利。化學系原來十幾個有博士學位的年輕老師，大多成為了教授和副教授，為暨南大學作出了較大的貢獻。

迄今，蔡繼業與同事已在國際、國內的刊物和學術會議上發表了200多篇論文，6項專利和一本專著（《激光與化學動力學》），并應邀在斯坦福大學、哥倫比亞大學、UWO大學、香港大學、北京大學、復旦大學、中國科技大學等10多所國內外大學作學術報告。在SCI上已查到他的6篇論文被哥倫比亞大學、西北大學、康奈爾大學、阿崗國家實驗室等幾十個研究單位在《Science》、《J.Chem.Phys》、《J.Phys.Chem》等國際核心刊物上引用了86次，成為激光化學前沿的重要成果或理論計算的依據。論文被引用總數超過500次。

近年來，蔡繼業一直在運用AFM和NSOM直接進行細胞表面單個分子的探測，單個細胞超微結構的研究，研究了標記的免疫分子的結構與自組裝，T細胞對抗體的識別，干細胞的定向分化，量子點標記的細胞等。目前，他正在主持1項973重大項目的課題，1項國家自然科學基金委海外與港澳學者合作研究基金課題。暨南大學已經為他配備了價值25萬美元的近場光學顯微鏡和原子力顯微鏡，提供了300平方米的實驗室，包括3名教授，4名副教授，1名在站博士后和10多名博士碩士生。他將帶領團隊在科研的道路上不斷沖擊新的高地。

從科研到育人

蔡繼業來自一個貧窮的農民家庭，父母都是文盲，因此他深知文化知識的重要性，蔡繼業和他的子女，一家兩代5人都是北大學子，與北大頗有緣分。兩個兒子大學畢業后，都在美國名牌大學獲得博士學位。他的一套教育后代的方法，也用在教育研究生上。他所招收的研究生一大半來自農村和小城市，這些學生學習條件比較差，理論基礎薄弱，經濟上比較困難。還有些是碩士階段沒有發表論文差點未通過答辯的學生，或干不下去面臨退學的學生。這些學生投奔到他門下尋求幫助，他接受了這些學生。他說：“作為研究生導師，主要任務就是把這些窮困學生培養成為專家、高技術人才、企業家，成為國家有用的創新人才。”“研究生就是要創新，去發明創造。”

在他的精心培育下，研究生中有多名獲得中國科學院大珩獎、劉永令獎、中國科學技術大學優秀研究生獎、南粵優秀研究生獎等。培養的10多名研究生活躍在美國、加拿大、歐共體和日本的科研第一線，多半學成回國，成為高技術人才，有8人成為教授，博士生導師，還有的成為公務員，活躍在祖國各地。有2個在其他導師門下攻讀碩士學位期間沒有發表論文的學生，在成為蔡繼業的博士生后，一個發表了5篇SCI論文（獲評中國科學院大珩獎）；另一個發表了2篇SCI論文。他們作出了具有創新性的成果，都將創造出很好的前程。

在本科教學中，他認為中國的小學、中學課本是全世界最難的課本，而大學的教科書，除了一些重點大學外（如北大、清華等），好多大學本科的教科書太淺，跟世界水平有相當大的差距。蔡繼業負責的物理化學必修課，采用的是美國麻省理工學院的教材，做作業及考試內容都用英文，要學生掌握中文英文兩套專業名詞術語。開始時，有些領導和老師擔心物理化學本來是化學專業中難度最大的課程，再采用英文教材，學生能否接受得了。經過10多年的教學實踐，該課程已成為暨大精品課程，學生對他講課的評分10多年來平均超過90分。學生不僅學了專業知識，也提高了專業英語水平，對英文專業文獻的閱讀水平大幅度提高，本科生也發表了多篇關于物理化學雙語教學的學術論文。此外，蔡繼業負責指導的本科生畢業論文有多篇被評為校級優秀論文，也指導了本科生挑戰杯項目和創新項目，發表了多篇論文，申報了發明專利。

人總是從平坦中獲得的教益少，從磨難中獲得教益多。在多種角色的轉換中，蔡繼業的才華橫溢與目光遠大得到了同行的敬重，也成就了他的科研人生。

專家簡介：

蔡繼業，現任暨南大學教授、澳門科技大學特聘教授，“科學中國人2012年度人物”。主要研究方向包括：納米科學技術及其應用。例如應用原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡和共聚焦顯微鏡等高分辨儀器，進行單分子探測，單個分子之間的相互作用力研究，單個細胞的超微結構研究，量子點標記的細胞表面單分子探測，免疫分子的結構與自組裝，用特異性分子或原子團修飾的原子力顯微鏡針尖的“針尖化學”研究等。

1968年畢業于北京大學物理系；1983～1985年到美國哥倫比亞大學化學系進修；1987年在G.W.Flynn教授和劉頌豪教授的聯合指導下，在中國科學院安徽光機所獲得博士學位；1992～1994年為美國斯坦福大學化學系高級訪問學者。1979～1997年在中國科學院安光所進行激光化學的研究工作，期間在美國哥倫比亞大學輻射實驗室發展高分辨、高速、高靈敏度的二極管激光探測法上卓有成績，并用這種方法在世界上首次得到了三原子分子的振動、轉動分辨的結果。在美國斯坦福大學化學系ZareLab參加被稱為“物化領域有史以來最復雜的實驗”——碰撞參量對化學反應影響的研究工作。同時，他與同事已在國際、國內的刊物和學術會議上發表了100多篇SCI論文，6項專利和2本專著，并應邀在國內外10余所大學如美國紐約大學，香港大學，加拿大UWO大學，北京大學，復旦大學，中國科學技術大學等作學術報告。