达人达己,科学无界:高桥荣一从日本到中国的科研之路

  

  广州地化所科普办公室“弘扬科学家精神 讲述科学家故事”专题系列之一

  ——外籍专家高桥荣一访谈录

 

 

  在yb体育网址(以下简称“广州地化所”)的园区里,经常能见到这样一位长者:他身材中等,圆脸上架着黑框眼镜,格子衬衣整齐地扎进牛仔裤里,背上是黑色双肩包,步伐稳健,透着一股儒雅严谨的学人气息。

  他是高桥荣一,一位国际著名的日本实验岩石学家,在岩浆成因、地幔柱、高压相图等领域做出了重要的学术贡献。4年前,他从东京工业大学(以下简称“东工大”)退休后,便马不停蹄奔赴中国,成为了广州地化所的一名全职研究员。在南粤热土继续从事他深爱的科研工作,用他自己的话来说,“这是我最幸福的退休生活”。

高桥荣一手握高温高压实验传压介质“氧化镁八面体”

 

少时梦想,用一生践行

  高桥荣一,1951年出生于日本滨松。他的科学热情可以追溯到少年时代。还在读初中时,一位恩师教导他:人的一生应该用来探索真理,而不是追逐名利。从此,追求科学的种子在他心中发芽。他对岩石和火山尤为着迷,高中时给素未谋面的东京大学著名岩石学教授久野久写了一封信,就其某项研究提出了七个问题。“他竟然给我回信了!”提起这桩往事,现已年近七旬的高桥荣一依然难掩兴奋,更别提当年是多么欣喜若狂。从那时起他刻苦攻读,立志考入东京大学学习地球科学。

  最终,少年的梦想成真了。高桥荣一在东京大学从本科一直念到博士,毕业后远赴美国华盛顿卡耐基研究所从事博士后研究工作。回到日本,他先后在冈山大学、东工大任教,见证了东工大地球与行星学院的创办。高桥荣一终身致力于地幔岩和火成岩的研究,通过结合室内高温高压实验和野外天然样品研究,力图解释岩浆成因,进而探究地球是如何形成、又是如何随时间演化的。

  在40余年的科研生涯中,高桥荣一最引以为傲的突破性成果主要是在上世纪80年代取得的。80年代初,他和导师久城育夫教授通过实验模拟地幔橄榄岩在地球深部30-90公里的熔融过程,首次限定了不同玄武岩浆起源的深度。随后几年,他将熔融实验的压强大幅提升至25 GPa(相当于深入地球720公里),探讨了45亿年前可能覆盖整个地球表面的岩浆洋的化学成分,从而拉开了从岩石学和地球化学这两个全新维度来研究地球岩浆洋起源的序幕。整个80年代,他与伊藤英司教授合作,运用自主研制的多面顶压砧确定了上地幔与下地幔之间界面(深度660公里)的性质。他还以夏威夷和哥伦比亚河溢流玄武岩等为研究对象开展高温高压实验,以探究地幔柱巨量岩浆的来源。其多项研究成果发表在NatureScienceJournal of Geophysical ResearchEarth and Planetary Science LettersAmerican Mineralogist等国际一流学术期刊,相关论文受到同行广泛引用,引领了多个领域的研究。

  凭借杰出的科学成就,高桥荣一屡获国际殊荣。他36岁获得克拉克奖(F.W. Clarke Award),该奖项由国际地球化学学会(Geochemical Society)颁发给在地球化学和天体化学领域某个研究专题贡献突出的年轻科学家,每年仅授予一人。65岁时,他当选美国地球物理联合会(American Geophysical Union,AGU)会士;该联合会成立于1919年,是全球最具影响力的地球科学学术组织之一,1962年起每年选举不超过会员总数千分之一的科学家为会士,以表彰他们的开创性学术贡献。

  对高桥荣一来说,科研是他的工作,更是他毕生最大的爱好,连钟爱的古典音乐和美术欣赏都得往后靠。他反复强调,做科研首先要有好奇心,即那种探索未知领域的纯粹渴望。将科研看作一门艺术,这样才能享受科研的乐趣,并更有可能收获硕果——他说这是众多大科学家取得成就的秘诀,也是他最想和年轻科研工作者分享的心得。他还表示,做科研最幸福的地方在于藉由工作结识世界各地的朋友,为此他特别引用了《论语》里的名句“有朋自远方来,不亦乐乎?”

年轻的高桥荣一(前排左三)在东工大创建了自己的实验室与团队

  因为热爱,便不以为苦。2009年他在日本三宅岛野外采样时从海边的悬崖失足坠落,由于身负沉重的岩石样品,他一只脚重重砸在坚硬的熔岩上,踝关节严重受伤,幸得船只及时营救才捡回一命。这次事故让他住了2个月医院,坐了3个月轮椅,拄了1年拐杖。但在住院期间,他仍要求学生每周来医院和他开讨论会,交流科研进展。说起科研探索中的种种艰险,他笑容依旧。事实上,他平常在谈笑之间也总有一股少年般的明朗热忱,那是他的乐天本色,也是他的赤子之心。

高桥老师(前排中央持橙色扩音器者)带本科生在夏威夷实习考察熔岩地貌

 

甘为人梯,从日本到中国

  2017年,65岁的高桥荣一从服务了近30年的东工大退休,随后在“中国科学院国际人才计划”(英文简称PIFI,是中国科学院“高低搭配、长短结合”的外籍人才资助体系,旨在快速提升中国科学院科研队伍的国际化水平,在全球范围内吸引和利用优秀科技人才。高桥荣一已连续获得该计划三期资助,确保其在华科研工作得以顺利开展)的资助下来到广州地化所工作。那么,是什么让他在本该“安享清福”的晚年来到一个全新的国度辛劳忙碌呢?他的回答很简单:“如果有机会继续自己的爱好,为什么不呢?”

  其实,高桥荣一和中国的缘分早在20多年前就开启了。当时他接收了自己的第一个中国博士后王五一,并在2000年应其邀请首次来华,访问了中国地质大学(北京)和南京大学。他的这位高足后来成为了美国宝石研究院(Gemological Institute of America,GIA)研发部门副总裁。他的第二位中国弟子是博士生任钟元,他在高桥门下时参与了日美合作的夏威夷海底火山作用研究项目,成果颇丰,2007年回国后在广州地化所任研究员至今。巧的是,高桥荣一招收的最后一名博士生也是中国人。这些优秀的中国年轻人给高桥荣一留下了深刻的印象。在退休前几年,他还接待了广州地化所多名学者、学生到其实验室工作,这批人员后来协助他把实验室迁到了中国。

  真正让高桥荣一决定来广州地化所的,是该所前所长徐义刚院士抛出的橄榄枝。他们都是地幔柱岩浆研究领域的专家,常在国际学术会议上碰面,渐渐成为了朋友。高桥荣一有感于广州地化所纯净的科研氛围、卓越的研究水平,欣然应诺到该所工作。

 

终于为自己的“心头宝”Sakura(樱花色多面顶压砧)在广州地化所安好了家(左四为徐义刚院士)

  高桥荣一专攻的高温高压实验模拟,作为当前地学研究的前沿,是研究深地过程的重要手段,而深地研究是理解地球宜居环境形成的关键。因此,高温高压实验研究对于正在进行深地领域国家重点实验室重组的广州地化所来说,其重要性不言而喻。鉴于国内相关研究仍处于国际跟跑阶段,高桥荣一这样一位国际顶级科学家的加盟,对于研究所的长远发展、对于国内相关研究的奋起直追,无疑影响深远。

  开展高温高压实验,专业仪器必不可少。高桥荣一耗时两年,几乎将他在日本的半个实验室都搬到了广州地化所。这些仪器全部是东工大基于合作协议无偿捐赠的,其中一台多面顶压砧重达20多吨,造价约700万元人民币。

  当被问及希望在中国取得什么成绩时,他说:“我现在年纪大了,不再渴求个人的成功。要是能为广州地化所或者中国别的什么地方做点贡献,我就很满足了。”他自言目前在研究所就是切实履行一名工程师的职责,为他人的科学研究服务。他带领工程师李立优化多面顶大压机的压力校准,准确的压力值对于高压实验至关重要;他同时和研究员熊小林、宋茂双、刘星成等合作,利用多面顶大压机开展多项研究;还和博士后佐藤侑人、教授级高工夏小平一道,尝试在国内建立第一套标准的矿物水含量分析测试系统,以期运用于岩浆成因和地球动力的研究,包括解释东亚大地幔楔的作用机制以及峨眉山和海南岛的火山成因。

定期和同事一起“保养”高压设备

为广州地化所年轻科研骨干传道解惑

  在当好工程师成就他人之余,高桥荣一也希望继续破解自己已经研究了一辈子的问题:夏威夷火山的岩浆成因。说到这里,不得不谈到他的双重角色:既是开发管理仪器的工程师,又是利用仪器开展研究的科研人员——像这样技术和研究“两手抓”的情况,在日本科学界相当常见,几乎是约定俗成。高桥荣一以其钟爱的古典音乐作比喻:一个作曲家如果钢琴弹得像贝多芬一样好,那他更有可能创作出伟大的奏鸣曲;同理,科研人员如果熟稔仪器的方方面面,就可以亲自对其进行开发改造以更好地服务于自己的科研工作。

  除了带来先进的设备和技术,高桥荣一还引荐了两名优秀的日本同行:土山明教授和上文提到的佐藤侑人博士后,他们目前均全职受聘于广州地化所。

 

科研以外,天阔情浓

  除了科研,高桥荣一也曾从事管理工作,而且成绩斐然。2002年,日本政府为促进国内高校良性竞争创立“21世纪卓越中心项目”。东工大首次申报该项目的地球科学类别时落选,再次申报时改任高桥荣一为项目负责人。在最后一年申请机会来临之际,高桥荣一主持的申请项目“地球:怎样建设一个宜居星球”击败全国不同学科类别的约300个竞争对手,以第一名的成绩入选。该项目结题时被评为优秀,也为该校后来成立地球生命研究所打下了良好基础。此外,高桥荣一还曾担任东工大图书馆馆长。在他任期内,国际学术期刊电子版的订阅费用飙升,日本很多高校都放弃购买。但高桥荣一深感学术期刊对研究型大学极为重要,于是对内联系校内各部门,对外访问美国多所高校商讨对策,最终保住了本校的学术期刊订阅服务。高桥荣一就是这样,既怀有崇高的科学理想,又积极入世、通达人情。他曾经的学生、现在的同事刘星成研究员给了他一个时髦的评语,就是“脚踏实地、仰望星空”。

  在很多同事眼里,高桥老师是个“百事可乐”的人,时常仰头大笑,眼睛眯成弯弯的月牙。提到他的爱好之一烹饪时,他开了个风趣的玩笑:“做饭有点像实验岩石学,也要选择‘初始物’,控制加热温度、香料和调味品。”他没有架子,凡事亲力亲为,而且特别认真。他在日本时曾主动请缨接待在樱花科技计划资助下前去交流的中国学生,10天的行程他全程带领;行前准备中,小至酒店预订、目的地踩点等事宜他全都亲自完成。有一回在用中文填写申请表时,他婉拒了中国同事几次提出的帮忙,坚持自己一笔一划誊写,改了一版又一版,直至全部填写正确为止。 

采访间谈笑风生

高桥老师2015年在东工大接待中国科大“樱花科技计划”来访学生

  他得知研究所要给他做采访后,提前准备了几十页PPT,内容是根据采访提纲精心挑选出来的照片,并添加了英文说明。在PPT的首页,他放上了自己与家人在日本伊豆半岛爬远笠山的合影,还郑重地配上“谨贺新年”几个日文字。每年的新年和夏天,是他和儿女孙辈约定相聚的日子。高桥荣一自言年轻时是个工作狂,曾经每周有三天在办公室过夜,持续了一年。但人近中年,一场人生变故使他幡然醒悟:不能只顾工作,还要多关注身边的家人、同事和学生。他指着一张他在东工大退休纪念仪式上的大合影对我们说:“这张照片里有我五对结了婚的学生和他们的孩子。”言语里满是温情。

精心保存的照片见证着中日科学家之间的友谊

 

  这是高桥荣一在中国的第四个年头。他对中国古代史很感兴趣,身边带着日文版《史记》,最近还计划去安阳殷墟旅行。他喜欢广州开放包容的氛围,对粤式美食也赞不绝口。

  他希望在这里继续干下去。他说,他想见证中国在全球大变革中的发展历程,他想继续协助中国年轻人勇攀科学高峰!

  (采访撰稿:吴曼青;编辑策划及后期:翟昕 刘星成;照片提供:高桥荣一 高伟)

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