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李正名院士:潜心三农情更浓

科普小知识2022-10-17 09:06:50
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在国家自然科学奖、技术发明奖和技术进步奖的历史上,李正名的名字被抛在了后面。作为有机化学和农药化学家,李正名院士将基础研究与国家需要、科学研究与技术创新、开发研究与产业化紧密结合,坚持不懈地创造和开发中国自主知识产权的农药产品。

“我想回到我的祖国。”

李正名1931年1月出生于上海的一个知识分子家庭。祖父李伟格是中国近代学校的首席西文教师,后被南洋公学提拔为汉冶萍公司总经理。他解决了当时炼钢技术的关键技术,被誉为中国现代科学技术教育和冶金科学技术的奠基人和开拓者之一。李富治叔叔在德国波恩大学获得了物理学博士学位。他是中国第一个出国学习物理的留学生,也是第一个获得博士学位的人。李叔叔在德国柏林大学获得博士学位后回到中国行医。李正名的父亲李忠道获得了密歇根大学的法学博士学位,他的母亲是伊利诺伊大学的文学硕士。回国后,他们分别在苏州大学和复旦大学任教。孩提时代,李正名就接触到了他的祖先的事迹,他们回到中国为国家服务,为他多年后的人生选择树立了榜样。

李正名分别在上海和苏州完成了他的小学和中学学业。1948年,他被美国私立大学联合奖学金录取,并在美国爱斯基摩大学学习。他选择了他一直感兴趣的化学专业。由于从小培养的独立生活能力和良好的英语基础,李正名很快适应了国外的学习和生活。他努力学习,在所有科目上都取得了优异的成绩。特别是,他在有机化学课程中表现突出。该校化学系系主任斯隆教授对此非常满意,并把实验课程的一些管理工作交给了李正名。这对一个学生来说是极大的荣誉。每次实验课,学生在实验过程中遇到问题时,都会直接向李正名请教。李正名总是忙碌而快乐。

1951年,在抗美援朝战争中,麦卡锡主义在美国盛行,掀起了反华反新中国的浪潮。李正名被一些右派学生拒绝,因为他对此表示不满,这严重影响了他的正常学习和生活。在一次谈话中,李正名对他周围的一些激进的反华言论感到厌烦,并与他们进行了认真的争论,导致了双方的激烈冲突。他开始考虑是否停止学习,早点回家。斯隆教授告诉他,他会推荐他去南卡罗来纳州大学攻读研究生,毕业后享受全额奖学金。一些亲戚和朋友也建议他在完成博士学位后回家。然而,李正名已经决定要走了。

当时,美国国会通过了一项法案,该法案基本上允许中国学生申请难民身份,*负责生活费用。李正名坚决反对这项决议。他认为自己是中国人,应该有中国的抱负。许多年后,回想起过去,他激动地说:“我们这一代人大多珍惜通过科学救国的理想。为了在美国学习先进的科学技术,我想在完成学业后为祖国服务。我的父母也一直在教育我在获得学位后回国做出贡献。我有很多老一辈科学家的朋友,他们都出生在那个时代,有着相同的理想,都很有才华,最终选择了回到祖国。如果没有朝鲜战争,没有歧视和排斥,我可能会继续在那里学习,但我最终会回到我的祖国。”

1951年,美国移民局发布命令,禁止中国学生出国。李正名返回中国的签证遇到了棘手的问题。为此,他四处走动并做出了巨大努力。直到爱斯基摩大学校长格里尔博士给南卡罗来纳州参*写了一封信,信的主要部分才同意美国移民局对李正名的禁令。这封信对李正名回归中国起了很大的作用。1952年底,他终于获准回家。第二年,完成了获得化学学士学位的学分,并获得了学校的里德化学奖。作为首批归国留学生之一,李正名回到了新中国的怀抱。

新的学科,新的任务

1953年8月,李正名向教育部报告。当他要求工作时,他要求继续学习有机化学。后来,他被告知去南开大学。南开大学前校长杨石先先生热情接待了这位年轻人,并安排他担任研究助理。不久之后,国内开始在高校试行研究生教育制度,李正名成为当时老阳唯一的研究生。李正名想尽一切办法克服文献和实验设备的不足,并参与了植物生长调节剂的研究。1956年,他获得南开大学001级研究生文凭。

当时,中国的科技事业还处于完全废弃的状态,科研人员的个人研究方向和专业选择与组织安排和国家需要密切相关。随着元素有机化学研究所成立后,南开大学化学系根据国家任务和学科发展规划调整研究方向,李正名的研究方向逐渐从原来的元素有机化学转向农药研究方向。

中国是一个农业大国,旧中国的农业生产不使用农药,因此农药研究和生产技术完全空白。新中国成立后,农民开始逐渐使用农药,但那时农药主要是进口的,价格昂贵。杨石先长期以来一直在研究和探索农药化学。解放后,他曾指出:我们必须掌握有机磷的研究,这是农药发展的方向。1956年,参与制定了新中国第一个长期科学技术发展规划,并遵照周总理的指示开展农药化学研究。他领导南开大学的研究人员开发有机磷农药,包括他的研究助理李正名。

李正名有坚实的基础,勤奋学习,并愿意努力工作,很快就会出现。1958年,杨石先任命李正名负责组织和协调几名年轻研究人员完成天津农药厂新建有机磷农药项目的合成过程。这是我国第一种有机磷农药“对硫磷”,由于相关资料不多,研究过程非常困难。为了赶上任务,他们中的一些人在李正名的实验室里呆了40多个昼夜。他们专注于捕捉关键的技术难点,并将其提供给生产单位采用。

1962年,南开大学元素有机化学研究所成立,这是高等院校中第一个专门的化学研究机构。该研究所成立时,有七个研究实验室。李正名在第二个研究实验室,即有机磷研究实验室,对有机磷农药和有机磷化学反应进行了研究。这是中国有机磷农药研究的初级阶段。当测试方法落后时,他们将鸟笼挂在实验室作为警告和监控,如果鸟出现异常可以立即采取措施。一些中毒症状是由于对有机磷化学物质的毒性认识不足和忽视防御措施造成的。通过实践,他们逐渐掌握了有机磷合成化学的基本规律,能够熟练地开展研究工作。李正名参加了由杨石先牵头的中苏科技合作项目“磷32,磷47新杀虫剂”,并获得1978年国家科学会议奖。

成为普通人负担得起的杀虫剂

随着十年“*”的结束,中国迎来了科学和教育的春天。时任南开大学校长的杨石先先生抓住了这个机会,想尽一切办法让南开大学的许多教师出国留学。根据老阳的建议,1980年李正名去美国联邦*下属的农业研究中心深造,成为新中国第一个被允许派往美国*研究单位做访问学者的人。

在这两年中,李正名致力于研究先进的农药技术,主要是开展昆虫信息素的研究。当时,该中心的美国昆虫学家S. W. T .巴特拉去澳大利亚收集世界上仅存的25种原始黄蜂——白纹胡蜂。接受任务后,李正名克服重重困难,从小蜜蜂的小腭腺中分离出11种超微量信息素,并首次鉴定出它们的结构。此外,他还将亚洲玉米螟性信息素的合成方法从原始文献中的五步反应缩短为两步硼氢化物反应,并成功完成了任务。

回国后,李正名致力于中国昆虫信息素的研究。这不仅是无公害病虫害防治的一个新的研究方向,也是针对世界农药研究前沿的一次实践探索。先后承担国家自然科学基金项目“昆虫信息素和假信息素的人工合成及其结构与生理活动关系的研究”和国家“七五”科技攻关项目“春尺蠖和春尺蠖性信息素的分离、鉴定和化学合成”。此外,有机铜、有机锂、有机硼和有机砷等新型有机金属试剂被用于棉蚜警戒信息素、玉米螟性信息素等的立体有机合成。夜紫丁香中鉴定出27种超微量物质,其中4种首次证实具有明显的驱蚊活性,并申请了中国发明专利。此外,为了进一步拓展天然生物活性调节物质的研究,从砻糠中鉴定了芳樟醇、茵陈脑等32种化合物的超微成分,为该领域超微生物活性分子的探索和研究做出了贡献。

昆虫信息素具有生物和化学防治、活性高、特异性强、无污染等优点,但价格昂贵,操作复杂。李正名很清楚当时落后的植物保护方法和国内农民艰难的生活条件。面对研究前景与实际应用的不匹配,他选择了结合国情开展研究方向。他坚持认为,科学研究方向的规划应强调研究成果对国民经济的潜在应用价值,注重结合实际需求情况,注重结合我国实际情况,使高质量、低价格的绿色农药为老百姓所负担得起。

当时,化学除草具有效果好、成本低、大大降低劳动强度的优点。它已经在发达国家大规模使用。到1980年,世界除草剂已占杀虫剂总销售额的41%。我国除草剂仍处于低利用率阶段,基本依赖进口。观察到这一点后,李正名将目光转向了民生这个新领域——绿色高效除草剂的研发,并为此奋斗了近30年。

从模仿到创造

多年来,国际公认“农药创制”风险高、投资大、周期长。世界上新农药的发明被美国、日本、德国和瑞士等少数发达国家垄断。长期以来,我国农药创制的基础十分薄弱,缺乏自己的主要产品。20世纪80年代初,中国从国外引进了一种新的杀菌剂来解决小麦白粉病。由于西方技术的垄断,依靠高价进口无法保证国内农业生产的迫切需要。1983年,原国家化学工业部组织了全国联合研究。李正名是这个项目的国家联合研究小组的负责人之一。经过四年多的努力,三唑酮新工艺的开发终于取得了成功。许多国内企业利用这一新技术进行生产,满足了国内农业植物保护的迫切需要。

继国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)之后,李正名被邀请参观一家外国跨国公司。会议期间,公司总裁对中国模仿他们最新产品的做法表示不满,*的一些部门不能创造自己的杀虫剂,不能专门模仿别人的劳动成果。这些刺耳的话让李正名终生难忘,他决心有一天创造自己的新农药产品。

李正名把目光转向磺酰脲类除草剂。杜邦公司在这方面取得了突出的成绩。为此,发明人莱维特博士于1991年被美国化学学会授予发明奖,并于1993年被美国总统授予国家技术创新奖。在系统地研究了磺酰脲类的相关文献后,李正名意识到其创新工作必须超越大量国外专利的保护范围。从1990年开始,他采用了不同于莱维特博士的设计策略,在大量实验数据和定量计算结果的基础上,敏锐地发现了莱维特博士研究方法中被忽视的一些漏洞,总结出磺酰脲类构效关系的新三条规律,完善和发展了国际公认的磺酰脲类构效关系理论。他和他的研究生们设计合成了近1000个新的磺酰脲类分子,从中筛选出了两种具有自主知识产权的除草剂单嘧磺隆和单嘧磺隆,并组织技术改造后实现了产业化。作为国家“十五”科技攻关项目验收评价:“具有自主知识产权的单嘧磺隆产业化的成功,标志着我国磺酰脲类除草剂进入了理论指导下的创新阶段。”

荣耀的背后是不懈的努力。大量的田间药效试验、毒性试验和环境评价试验在整个创造过程中周期长、风险高。一个合作企业知道创新产品必须经过一个很长的审查过程,时间跨度很长,而且存在一定的风险,因此单方面撤销了合同,从而将研究工作推向了绝望的边缘。这个项目的一些参与者看到他们的未来不确定,一个接一个地离开了,同时离开了李正名和另一个技术员。还有一个临时工离职后模仿单嘧磺隆的包装来伪造事实,降低价格,抢占市场。直到假药的使用出现问题,一些用户前来协商,李正名才知道这项发明是伪造的。发展中遇到的困难并没有停止他们的创造步伐。

经过8年的努力,已有28种新药提交到毒理学环境和生态学的各种实验数据中。2007年,单嘧磺隆通过了国家农业部新农药正式注册审批。这是中国第一个正式注册新农药的除草剂品种,填补了该领域的长期技术空白。2013年,单嘧磺隆通过了国家农业部11年严格的国家新农药正式注册审批。回顾他自己的农药创造过程,李正名说:“农药创造过程耗时太长。我认为这也取决于我的坚定信念。”

每一项重大责任都必须承担。

在现代科学系统化的过程中,科学活动是高度组织化的。科学家不仅是科学活动的参与者,也是领导者和组织者。李正名曾经只想专注于科学工作或教育工作,认为行政工作会耗费太多精力。然而,当他在1982年参观完美国农业研究中心后被召回时,考验摆在他面前。

面对是否接任组织安排的元素有机化学研究所所长一职,杨石先严厉批评了李正名的担忧。杨现年80多岁,在“*”后被**重新任命为南开大学校长,他仍然专注于学校发展的方方面面。李正名被老阳的做法深深打动,并总是告诫自己要以老阳为榜样。他深深意识到自己的重大责任,欣然接受了这个职位。做行政工作很难。当时,我们不得不处理人事、住房分配、晋升等问题。由于许多具体问题涉及到各方的利益,因此很难处理,甚至不得不忍受许多冤屈。其他人的休息时间,如晚上、周末和假期,对李正名来说是一个宝贵的科学研究机会。

1984年,在老阳的支持下,李正名和其他同志一起申请建设元素有机化学国家重点实验室。建设项目获批后,李正名被任命为第一任主任兼学术委员会主任。起初,在资金有限的情况下,李正名想尽一切办法积极开展各种工作。他以多种方式申请协调,并在学校的北村获得了几个房间。来实验室学习和工作的外国学校的科学研究人员得到了更稳定的住处,每个人都配有一辆自行车,这大大方便了他们的学习和生活。在标准化体系和良好合作氛围的保证下,国家重点实验室促进了高水平的学术交流,聚集和培养了一批高水平的科技人才。在第一届全国“国家重点实验室”总结表彰大会上,南开大学元素有机化学国家重点实验室被评为全国八大优秀国家重点实验室之一,李正名被评为先进个人,荣获金牛奖。

1995年,李正名当选为中国工程院院士,成为南开大学第一位院士。此时,他正忙于筹建南开大学国家农药工程研究中心,该中心是中国农药基础研究和自主知识产权农药新品种研发的重要基地之一。2004年,农药国家工程中心通过了国家验收。在验收评价中,指出“项目建设任务已经圆满完成,形成了较强的技术创新能力,取得了成果转化的良好经验。在高等院校建立国家工程中心提供了一种机制和制度模式。”

农药自主创新是一项复杂的系统工程。李正名将基础研究与国家需求紧密结合,科学研究与技术创新紧密结合,开发研究与产业化紧密结合,坚持不懈地在中国创造和开发具有自主知识产权的农药产品。在国家自然科学奖、技术发明奖和科学技术进步奖的历史上,李正名的名字被遗忘了,这在科学技术上是罕见的。2014年3月,天津市科学技术奖励大会隆重召开,李正名荣获2013年天津市科学技术重大成果奖。他将50万元奖金全部捐给南开大学的“杨石先奖学金”,鼓励更多的化学专业学生脱颖而出,实现导师杨石先先生的终身目标。

李正名的科学生活表达了中国知识分子成为科技强国梦想的传承。它还记录了中国科学家不断提高的自主创新能力和坚持不懈的创新实践。科学是无穷无尽的,李正名的科学事业还在继续。(作者是李彦宏,军事运输研究所副教授)

扩展阅读

李正名·雷丁院士

回顾一个人晚年的生活,总结一些经验可能对他的余生有益:

1)在我年轻的留学生涯中,国际形势的突然变化打断了我的学业,让我不得不回国。人们对此有不同的看法:有些人认为没有完成我的学位就回去太情绪化了。他们在治疗方面遭受损失,不经济,被别人嘲笑和嘲弄。虽然我没有按计划完成博士学位,但我的专业知识可以与回国后祖国的科教建设紧密结合。我在我的岗位上取得了一定的成绩。看到科学和教育的成就以及人才的成长,我觉得我的生命非常宝贵。如果那时有可能留在美国,并在完成学位后找到一份高薪工作,那将是另一条人生道路。然而,一个人不仅要满足自己的物质利益,还要追求精神利益。为了建设一个现代化的祖国,与同志们团结奋斗,分享挫折的烦恼和成功的喜悦,获得家人的理解和支持,把青春的汗水洒在祖国的身上,是一个人最大的幸福。由于当时的历史环境,我对回家的选择并不后悔。

2)老阳(杨石先)对青年教育产生了潜移默化的影响。他提出的“繁荣经济,发展学科”的指导思想在今天似乎也具有强大的生命力。他一再指出,只有“高尚的思想才能产生伟大的力量”对我有深刻的影响。为了建设一个现代化的祖国,我们必须在思想上严格要求自己。只有培养崇高的理想,我们才能有强烈的奉献精神和不断进取的精神。我认为把科研工作与国家需要和科技前沿方向结合起来是我们的努力。虽然我做得还不够好,但我坚信,积极承担民族任务,坚持开拓创新,是我们的历史使命。

3)我的祖父李伟格来自一个贫穷的家庭,在清朝末年去英国工作和学习。后来,他在英国、美国和日本的大使馆工作。回国后,他与改良派梁启超一起创办了《泰晤士报》和《泰晤士报》(湖南大学的前身)。后来,应晚清大臣盛宣怀、张之洞的请求,他们参与创办了南洋公学(交通大学的前身)和韩业平钢铁公司。在后者的工作中,他们克服了重重困难,解决了关键技术问题,生产出了中国历史上第一批优质钢,被称为中国钢铁技术的先驱(见朱光亚主编、鲁达主编:《中国科学技术专家传——冶金工程技术卷》,第1-8页)。我从小就钦佩我祖父的事迹。他在一定程度上代表了当时知识分子的进步意识。他看到了一个现实,那就是当时的中国贫穷落后,被外国列强任意欺凌,被羞辱了一百年。从童年起,他就下定决心,中国人必须有雄心壮志,为国家的复兴和繁荣做出贡献。他曾写下“拯救中原免于腐败之祸,创造数十亿美元的繁荣”的豪言壮语。当我在生活中遇到困难时,我经常想,我们的条件比100年前的半封建半殖民地旧中国好得多。为什么我们要被这些困难压倒?事实上,历史上许多先进知识分子的崇高理想和美好愿望,只有在新中国才能真正实现。我们怎能不珍惜今天中华民族崛起的大好机会?

(摘自李正名院士2010年80岁生日时撰写的《自我报告》,已收入《李正名院士80岁生日庆祝文集》)

李正名

著名有机化学和农药化学家,中国工程院院士。他于1953年毕业于爱斯基摩大学,1956年毕业于南开大学。主要从事元素有机化学、天然生物控制物质、有机杂环化学和有机立体化学、农药化学基础理论、新农药创制和开发研究。两种具有自主知识产权的超高效除草剂单嘧磺隆和单嘧磺隆被发明并广泛使用。曾获国家科学技术会议奖、国家自然科学奖、国家科学技术进步奖、国家技术发明奖、中国农药工业杰出成就奖等多项奖励。