沙国河:尖端技术是一点一点研究出来的(讲述·弘扬科学家精神)
记者 胡静怡
人物名片
沙国河：1934年出生，中国科学院大连化学物理研究所研究员，1997年当选为中国科学院院士，主要从事化学激光、激光化学和分子反应动力学研究。他参与了中国第一个化学激波管和中国第一个化学激光器的设计和开发。第一次实验观察了分子碰撞能量传输中的量子干扰效应。荣获国家自然科学奖二等奖、国家科普先进工作者、国家最美丽的科技工作者等荣誉。
来到中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化学研究所），沿山步行约10分钟，一座三层楼的小楼跃入眼帘——这是分子反应动力学国家重点实验室，也是沙国河平时工作的地方。沙国河从事科研60多年，在化学激光、激光化学、分子反应动力学等领域一次又一次地攀登科学高峰。近年来，他专注于青少年科普，播下更多的科学种子。
小的技术改进可能会带来重大突破
一切都是为了国家的需要是沙国河一生对科研的追求。从激波管化学动力学到微波吸收材料……沙国河研究领域的每一次转变都跟随着科研需求的变化；每次面对新领域，他都选择面对困难。当时，许多研究方向的信息非常缺乏，工作条件也特别困难。沙国河回忆起过去，多年疲惫的工作让他的身体难以忍受。
20世纪80年代初，张存浩院士在大连化学研究所开创了激光化学研究方向。激光化学主要研究物质分子在激光作用下呈现精细结构、性质、化学反应、能量传递规律及其运动变化的微观过程。当时，沙国河所在小组的主题是研究分子激发态的光谱和碰撞能量传递。他们以一氧化碳为模型分子，选择国际共振增强多光子电离光谱作为探测技术。在实验中，他们发现该技术容易受到杂质干扰，光谱选择不高，影响了数据的准确性。为了减少杂质干扰，他们首先尝试提高真空度，但制造一套超高真空设备需要大量资金。因此，他们认为干扰杂质主要是一些大分子，可以用液氮冷冻。试试，效果出乎意料，不仅光谱信噪比大大提高，实验操作也更容易。
小的技术改进可能会带来巨大的突破。这个小改进也是我们后来一系列实验的基础。沙国河说:尖端技术是一点一点研究出来的。
不因成就而满足，不因困难而罢休
如果你不知道如何学习，你总是会学习的。如果你从事科学研究，你就不能害怕困难！沙国河经常这样教学生。基础和创新的研究通常需要制作自己的实验设备。对于一个实验，早期准备可能需要一到两个月甚至更长时间。一旦进入正式实验阶段，可能需要连续72小时以上，这对实验者来说是一个巨大的挑战。
我于2000年进入研究室。当时，沙先生已经66岁了，有时还带着学生们通宵工作。大连化工研究所高级工程师和沙国河学生平静地记得当时的情景。
大连化学研究所研究员、沙国河学生田文明回忆说：在沙先生的建议下，我的研究方向转向了生物系统中单重态氧的动力学研究。这也是沙先生的一个新领域。为了指导我的论文，沙先生读了很多文献和材料，然后来和我讨论这个话题。
沙国河对科学研究一直精益求精，一丝不苟，他说：只有获得准确可靠的实验数据，才能得到科学的判断。
在一次实验中，沙国河发现有一个特殊的光谱信号，根据公认的理论公式无法解释，这让沙国河感到困惑。这是一个实验错误吗？经过多次反复验证，证明实验没有错误。问题是公式吗？
无数个晚上，沙国河反复比较实验数据、计算、推导，终于找到了原因：公式推导采用经典力学近似，根据量子力学，传能过程应具有波动特性，实验中的异常是分子碰撞传能中的量子干扰效应。2000年，该发现被评为中国十大科技进步新闻之一。
回顾这一发现过程，沙国河说：除了选择正确的研究方向、先进的实验技术、实验与理论的紧密结合外，最重要的是要有毅力。如果你不因为成就而满足，不因为困难而放弃，你可能会有重要的新发现。
和孩子在一起，忘记辛苦和时间
在沙国河不到10平方米的办公室里，两张旧工作台背靠背作台。一个用于计算和备课，桌子上的旧笔记本整齐地画着电路设计图纸；一个用于制作各种科普实验装置，最常用的电烙铁和松香架。两排站在墙上的铁柜里装满了科普书籍和教具。
自2004年以来，沙国河一直参与科普活动。在接下来的20年里，他设计并建造了几十种科普实验设备，并将1000多门科普课程带入中小学教室。2009年7月，沙国河在大连市沙河口区中小学生科技中心设立了青年院士科普工作站，每周二、周四为中小学生授课。到目前为止，已经有超级2.5一万多人参加。
沙国河说：从小引导孩子学习科学，热爱科学，将来会出现更多优秀的科技人才。
有些人认为自然科学很无聊，这实际上可能是教学方法的问题。为了制作适合儿童的实验设备，他画了自己的草图，跑到五金店，买材料，然后一个接一个地组装小部件。他经常整天忙于办公室。研究所的同事偶尔会看到沙国河出现在海滨公园，认为老人在散步。事实上，他正在测试刚刚制作的飞机模型。
沙老师做科普的时候，他的认真不亚于科研！有一次，为了给孩子们做理想的实验装置，他把被子和锅搬到办公室，直接在办公室吃住。大连化工研究所高级实验师、沙国河助理崔荣荣说。
当木块遇到二氧化碳激光时，它们是如何立即起火的？为什么几个强壮的男孩不能打开马德堡半球？电池如何变成铜线圈中的小火车？……有趣的实验让孩子们大喊大叫。沙国河经常被孩子们包围，问各种科学问题，成为儿童之王。在做实验时，沙国河试图让孩子们自己操作和体验。和孩子们在一起，我忘记了努力工作，忘记了时间。沙国河说。
做这些实验不是为了让孩子们学让孩子们学到多么深刻的知识，而是为了激发他们对科学的兴趣。他小时候的梦想是成为一名发明家。小学五六年级时，他自己做收音机、电机等。他相信，在孩子们心中播下更多的科学种子会长出参天大树。
■记者手记
专注于科研而不停歇
沙国河一生专注于科学研究。如果他的兴趣让他不觉得难，那就是责任让他不愿意停下来。
这一责任来自于他为科学进步做出贡献的信念。即使研究方向不断变化，他坚持的科研精神也没有改变，在科研的沃土中一次又一次地挖出真金。
这一责任来自于他对科研工作的诚实和谦虚。在失败远远超过成功和未知的研究领域，他取得了很高的成就，但他的心仍然像以前一样清晰。
这一责任也来自于他对优秀科研人才涌现的期待。80多岁时，他坚持站在科普讲台上，让孩子们感受到科技的魅力，学习科学，热爱科学。
一生做科研是沙国河的梦想；承担科学家的使命和责任是他几十年来对自己的要求。
