中国科学院院士叶恒强

叶恒强，材料科学家。原籍广东番禺，1940年7月8日生于香港。1964年毕业于北京钢铁学院物理化学系。1967年中国科学院金属研究所研究生毕业。中国科学院金属研究所研究员。1991年当选为中国科学院院士（学部委员）。

1964年2月毕业于北京钢铁学院物理化学系物理专业

1967年中国科学院金属研究所研究生毕业（期间，在郭可信先生指导下从事晶体缺陷的电子衍射衬度象的研究）研究生毕业后，一直在该所工作

1981-1982年，曾分别在美国阿利桑那州立大学固态科学中心和比利时安特卫普大学高压电镜中心进行访问研究

1985年1986年，再度去美国阿利桑那州立大学从事合作研究

1988年，受日本学术振兴会资助，去东北大学访问研究

1991年当选为中国科学院技术科学部院士

现任中国科学院院院士、中国科学院金属研究所研究员（1986-）、北京大学物理学院教授（2002-）。

从事材料学的电子显微学研究。曾四次获国家自然科学奖，其中“晶体精细结构的电子衍射与电子显微镜研究”，他作为第二作者，1981年获三等奖；“五次对称和镍钛钒准晶的发现”，他作为第二作者，1987年获一等奖；他与别人合作研究的“微衍射及其图象分析”,1989 年获四等奖;另一项关于材料界面结构研究的项目，1999年获四等奖。[1]

他对电子衍射几何分析及层状晶体的结构分析进行了系统的探索；将点阵平面几何分析用解析法直接求解；用重位点阵分析找出两相间相重倒易平面的规律及判别式；在Ni3M型合金中发现两种新的相畴结构和4 种长周期结构。他是我国最早从事固体原子像研究者之一。用点阵像确定了SiC中6种多型体的结构。他利用高分辨像观察，在有序合金的精细结构、晶体非公度结构、低维物质的微观结构分析等方面，接连有独创性的发现。以上部分成果中，“低维材料的微观结构表征和分析研究”，1993年获冶金工业部科技进步二等奖；“氧化物超导体显微结构特征及其对性能影响的研究”, 1994年获中科院自然科学二等奖。

他用固体原子像技术对固体材料结构与缺陷进行了深入的研究，在高温合金长时间时效析出的拓扑密堆相中发现了四种新相及大量新的平移畴、旋转畴结构，并总结了这类相晶体结构构造规则。该成果获1986年中科院科技进步一等奖。他进而运用高分辨电镜对高温合金、铝合金及金属间化合物中相结构及缺陷进行深入研究，在合金超显微组织研究有新的发现。

他和合作者与国外同时独立地发现晶体块体中存在传统晶体学不允许的五次对称性。在此基础上，在郭可信指导下，发现并研究了二十面体对称、八次对称等准晶相，为我国在准晶相实验研究居于国际前列做出了贡献。

书房内外的世界

尽管在沈阳生活了近半个世纪，但毕竟是乡音难改。与叶恒强交谈，你不难分辨出他的普通话里隐约夹杂着粤港口音。

祖籍广东番禺，1940年出生在香港。自来到这个世界起，叶恒强的生命旅程似乎已经注定要与汹涌奔腾的“大时代”纠葛在一起。

叶恒强出生前，其父母携子女家眷从广东举家迁往香港，投奔亲属以躲避抗日战火。家里人原本以为，当时作为英国殖民地的香港不会卷入战事。没有想到，叶恒强出生一年后，香港沦陷。在异地他乡的生活日渐艰难，叶家决定重返故里，回到广州。

如今想起广东的老家，叶恒强最难忘的还是阁楼二层那间不到20平方米的书房，高高大大的书架围转一圈，上面摆满了父亲的藏书。叶恒强的父亲毕业于复旦大学文学系，后在一所中学任教，家中藏书虽以文史类为主，但其实非常之“杂”：商务印书馆排印的《丛书集成》占据不少空间，还有当年风行一时的《语丝》和《生活》周刊、光怪陆离的武侠小说《蜀山剑侠传》，当然也少不了《水浒传》《红楼梦》等名著。

到了读书的年纪，这个书房便成了叶恒强的精神乐土，“整天没事就泡在里面”。他最喜欢看的是《隋唐演义》这样的历史小说，还有杂志上的那些图片。

念中学时，叶恒强学起文科来可谓驾轻就熟，反倒是理科需要更下功夫。周围的同学大都有着明确的志向，文科好的开始当“小记者”写文章，理科好的已经开始自学微积分。

“文理两方面都有比自己强很多的同学在努力。”叶恒强争强好胜，每一门课程都丝毫不敢马虎。

在浓厚的文学家风中长大，在外人看来，“学文科”似乎是摆在叶恒强面前再自然不过的选择。然而，在他人生中的第一个重要岔路口，“大时代”再度为他的人生之路留下刻痕。

1955年开始“肃反”，1956年发出“向科学进军”的号召，1957年“反右”如火如荼，1958年“大跃进”拉开序幕……一系列政治运动如洪流般席卷而来，加之看到满腹经纶的父亲未能得志，叶恒强对文科之路有些望而却步。

叶恒强高中毕业那年，恰逢国家号召“大炼钢铁”。深知钢铁是国家富强之急需，但他内心里却并不满足于“仅仅是去炼钢炼铁”，还希望能够学到更多的科学知识。叶恒强最终为自己找到了一个“两全其美”的解决方案——报考北京钢铁学院（现北京科技大学）的金属物理专业。

“这个专业既是物理，又跟钢铁相关。”谈及当初的选择，叶恒强笑言自己只是“小孩子想法”。

最好的年华

1958年，叶恒强如愿考入北京钢铁学院金属物理专业，告别家人北上求学。作为新中国成立后筹建的第一个金属物理专业，被誉为“四大名旦”的著名金属物理学家柯俊、张兴黔、肖纪美、方正知均任教于此，叶恒强有幸聆听大师教诲。

大学毕业前，来自中科院金属研究所的物理冶金和晶体学家郭可信，带来的一场关于透射电子显微镜的学术报告让叶恒强印象深刻：“电镜在当时还是很稀罕的东西。”

1964年大学毕业，叶恒强考入中科院金属研究所攻读研究生。入学时，因最初选择的导师受命率团前往“三线”参与铀提炼工作，他被分配给了此前曾有一面之缘的郭可信，由此结缘电子显微学。

自温暖的南方迁徙至冰天雪地的东北，年轻的叶恒强对异乡的环境和气候并没有感到不适，每月定向供应的15斤细粮足以填饱肚子，“冷根本不是个事儿”。

然而在那个特殊的年代，跟绝大多数的中国知识分子一样，叶恒强同样无法侧身书斋，安心学术，各种社会和政治运动才是不得不面对的“主业”。入学第二年，叶恒强随导师郭可信前往沈阳市法库县开展“四清运动”，回头想来，“接触到一个真实的社会”恐怕是这个年轻学子深入穷乡僻壤最大的收获。1966年5月，师徒二人返回位于沈阳的金属所，不久之后，“文革”爆发。

“文革”期间，金属所划归国防科工委，叶恒强1967年研究生毕业后的去向与科研全然无关。作为知识青年，他与国防科工委所属应届毕业生一起，开始“上山下乡接受工农兵再教育”，被派往地处辽东半岛腹地的海城县种起了水稻。这一去，又是两年半。

事实上，从1958年上大学，一直到1976年“文革”结束，近20年的时间里，叶恒强的学术之路在“大时代”的背景中蜿蜒曲折，布满荆棘。

“现在想来，我们这代年轻人最宝贵的年华都晃悠过去了。”叶恒强的语气中并无悔恨，这句轻描淡写的话语，旁人听来却是唏嘘。

幸运的是，在读研期间有限的学习时间里，叶恒强还是掌握了对晶体材料的组织结构缺陷进行电子束衍射分析的理论和方法，“虽然都不是很完整，也没有发表论文，但毕竟算是入道了”。

郭可信的“大弟子”

要说那段被荒废的时光中叶恒强最大的人生收获，那一定是他与郭可信缔结下的深厚师生情谊。尽管并非郭可信的入门弟子，但叶恒强却是当之无愧的“大弟子”。自研究生入学算起，他始终未离开过金属所，且一直在郭可信的指导下学习、工作，两人成为至交。

在外人眼里，郭可信看起来总是那么严厉，甚至有些不近人情，然而在叶恒强的心中，恩师始终对学生怀有满满的爱意。

1978年，中国迎来“科学的春天”，改革开放让中国科学家有机会再次走出国门交流学习。郭可信觉得自己的学生应该练好英语口语，便拿出著名的《林肯在葛底斯堡的演讲》让大家背诵。

“我说普通话都有口音，更不要说英文了。”叶恒强一边打趣，一边回忆说，尽管两人已成同事，但郭可信仍要求叶恒强每天早上提前一小时到达他家练习口语，并亲自指导。

1980年6月，叶恒强前往美国亚利桑那州立大学做访问学者，首次走出国门接触高分辨电子显微术的发展前沿。此时，他已年届四十。

到了美国，对方教授自然需要了解一下这个远道而来的中国学者的学术基础。令叶恒强感到尴尬的是，尽管自己以科研人员的身份工作了十余年，但能够拿出手的成果，也仅有最近两年发表在国内期刊上的两篇中文文章。

对方甚为不解，问道：“那你们都去干什么了呢？”叶恒强有些无言以对，因为不知该如何说清楚中国科学家在过去十余年的坎坷命运和遭遇。

事实上，在“文革”末期科研工作逐渐得以恢复时，叶恒强很快就完成了一项重要工作。在对高温合金材料的故障分析中，他发现了冲击韧性随硅含量出现马鞍形变化的规律，为冶金产品的质量改进作出了贡献。

在这项能够转化为工业应用的基础研究中，其实包含了叶恒强科研工作的目标逻辑——经由电子显微镜进入材料的微观世界，在细微至原子的尺度上，架设起材料组织结构与材料性能之间相互关联的“桥梁”。

没有遗憾的过往

上世纪70年代起，国际学界掀起利用高分辨率电子显微术进行合金相研究的热潮。然而我国的相关研究，在很长时间内缺乏先进设备和技术手段。

1980年，郭可信向中科院领导立下“军令状”，申请引进当时最为先进的JEM200CX高分辨率电子显微镜，保证拿到设备后“三年内必出成果”。1980年秋，郭可信的申请得到批准。

正是这台电子显微学研究的“利器”，为叶恒强的科研生涯带来了他至今最为满意的成果。

1984年，叶恒强与合作者在高温合金的晶体块体中，发现了传统晶体学所不允许的五次对称性。就在他们着手进行深入研究时，以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼在《物理评论快报》上发表了与该研究相似的成果和结论，并将出现该独特现象的化合物命名为“准晶”。

谢赫特曼的论文发表于1984年年底，而早在1982年，他其实就已经观察到“准晶”现象。由此，谢赫特曼独享了2011年的诺贝尔化学奖。

直到这项研究获颁“诺奖”，叶恒强及其合作者在郭可信指导下对“准晶”的研究历程才重新浮出水面。1984年，郭可信的学生张泽与郭可信、叶恒强依据拓扑密堆相中二十面体取向有序的思路，在镍钛合金中也观测到了二十面体“准晶”相。

“我们的发现是独立的，并且与国外的研究属于不同的思路和体系。”叶恒强说，“准晶”动摇了晶体周期性的规律，拓展了对物质基本结构的认识。

此后，叶恒强又与合作者发现并研究了八次对称、立方对称等“准晶”相，我国的“准晶”实验研究由此跃居国际前列。这一系列研究，获得1987年国家自然科学奖一等奖。

说起“准晶”，有人为中国科学家“错失诺奖”扼腕叹息。而在叶恒强看来，让中国的“准晶”研究在短时间内追赶甚至超越国际先进水平，已是很大的成就，“没有什么遗憾，因为科学就是这样”。

上世纪90年代起，叶恒强的工作重心逐渐转向科研管理，除了先后担任中科院金属所副所长、所长，还兼任中国电子显微镜学会理事长、“973”计划顾问专家组成员等职。

“出差比较频繁，人就跟‘开关’似的来回拨，每周都在不同的地方。”叶恒强坦陈，他很难在自己的科研工作和管理工作间做到很好的平衡。

即便如此，叶恒强始终保持着对科研的专注和热情，发表论文400余篇，并与人合作出版了《电子衍射图》《高分辨电子显微学》《高空间分辨分析电子显微学》等6部著作。

如今，少了很多兼职的叶恒强能够更加从容地回归到他所钟爱的电子显微世界。

借助先进的像差校正电子显微镜，科学家们对材料组织结构的观察已经能够深入“亚埃米尺度”。“走进亚埃世界”，叶恒强期待与年轻的科学家们一起，揭示出更多物质的奥秘。