由于一位资深学者的倡议，近年来我一直心存一念，想搞一本世界重大科学发现图片集，为此也作了一些资料收集工作。拟想中的这本图集应包括半个世纪以来人类在外层空间探案，以及对从分子、原子直至夸克的微观世界探索过程中的一系列里程碑式重大发现的珍贵照片和相应的文字说明，通过晨读这些魅力无穷的科学照片，旨在激励更多的中小学生崇尚科学，日后也走上为科学献身的道路。在这本图集里，纳米科技的内容，特别是在纳米水平下对水形态的成功观测无疑占有重要的几页，创造该项业绩的是一位年轻的学者、上海首届科技启明星胡钧。

知道胡钧其名是在96年7月初的启明星表彰会上，但只是上周在地处嘉定的中科院上海原子核所与胡钧作了一番长谈后，我才比较深入地了解了他的工作、他的想法、他的追求。

胡钧是1981年由郑州考入中国科技大学近代物理专业的，当时这个学校这个专业吸引了全国最优秀的一批年轻学生，大家都认为近代物理很有戏，然而到在胡钩上2~3年级时，专业的前景不那么光明了。事实上这一领域国际上已经很成熟了，国内的速度慢了几拍。5年大学毕业读研究生又面临一次方向选择，当时小胡心里也挺犹豫。如果要选择一个新方向，那就意味着以前学的东西要重新来；但如不改变方向，天地越来越窄。很可能最终一无所获。

就在这时（86年），上海原子核所的李民乾教授来中科大招研究生，尽管李先生也是搞核物理出身，但他那时方向已经转了，他在给学生作报告时，方向已经转向其他领域。小胡对李老师的报告很感兴趣，就去找李老师谈。李先生谈起他正准备组建新的研究小组做扫描隧道显微镜，以在生物学和其他领域中展开研究。听着、聊着，小胡觉得改变方向的机会来了，于是双方一拍即合，小胡跟着李民乾先生来到上海原子核所读研究生。对胡钧来说，尽管现在的专业还是核物理，但方向完全变了，换一个方向意味着从头做。这一领域当时国际上也刚刚起步，国内有中科院化学所的白春礼教授在做。小胡告诉我，开始的两年真是十分艰难，有时真想不干了。一方面研究组刚建立，一切从头开始。第一年胡钧拼命读一些相关的国内外参考书、第二年想动手做，但整个一-年几乎没有什么进展。对一个研究生来说做不出东西今后的论文怎么写？只能咬咬牙坚持下去。不少仪器设备的订购都要一家一家地跑厂家， 很多事都不尽如人意。坚持着千，工作慢慢有了进展，终于有一天凌晨2点钟做出结果了，当时（89年）做出的是原子的图像，很快的就扩大战果，在生物大分子方面做出了鱼精子DNA的高分辨率分子图像，后来又得到平行双螺旋DNA的图像。

回顾这一段经历，胡钧说，虽然由于那时大家都没有经验，也没有太多的设施，走了不少弯路，但这段经历挺锻炼人的。这种硬骨头啃过了，再做其他的活就不怕了，也敢去做了。

胡钧89年研究生毕业后留在原子梭所继续做这方面的工作。当时用扫描隧道显微镜做生物大分子，李民乾所领导的研究组在国际上也是比较前沿的，但接下去要做更深入更具体的工作，即要真正解决一些生物学中存在的问题就很难了。如何用扫描隧道显微镜建立起来的这套方法来解决生物学本身存在的问题，这是一个世界性难题，至今进展缓慢。

作为国内最早涉及这一领域的研究集体的一员，胡钧的分析令我信服 :这一工作当然有意义，如89年 初美国的劳伦斯·伯克利实验室用这套方法首次直接看到DNA双链，引起了国际社会的普遍欢呼。因为以前对DNA结构的描述都只是用X光衍射的方法，而现在是能直接通过仪器看到。这一工作被选为当年100项科技成就的第一项。我们原子核所在美国之后几个月也做出了相同的工作，基本是平行的*能用这套方法看到以前看不到的分子图像固然不失为科学发现史上的重要事件，但科学家及社会更关注的是如何用这套方法帮助解决生物学中的一些实际问题，仅仅停留在看到的水平上，则充其量只具科普意义， 遗憾的是至少在那时世界范围内都未找到该怎么干的方案。于是大家开始考虑转一下方向， 李民乾他们组就转向原子力显微镜方面，而著名的劳伦斯·伯克利实验室则主要在纳米科技领域看看这套方法能否有所作为。

就在大家纷纷寻找新的突破口的时候，胡钧于93年受科学院委派，到著名的劳伦斯·伯克利国家实验室做访问学者，为期2年。如果说当年胡钧随李民乾老师从亊扫描隧道显微镜的研究工作是初定了自己的研究方向的话，那么2年的家在伯克利实验室的经历使他能在一个更高的层次上关注国际同行的工作方向、兴趣。

胡钧至今难忘到美国前他在北京遇见的一位年长的中国科学家对他说的一番话， 这位老科学家在与小胡接触了一段时间，比较多地了解了胡钧的工作及人品后对他说，作为一个年轻人，你应该以国际标准要求自己。所谓国际标准，不仅仅是追求国内领先，也不是简单追求国际第一，必须是真正结合国际科学界的兴趣和关注的焦点，这是有一些公认的标准的， 国际第一可以有许多，有一些别人是不去做的，要真正是国际上大家都感兴趣的东西，你做第一就有说服力。

胡钧告诉我，这位年长科学家关于要以国际标准要求自己的话给他印象极深，当时国内很盛行国内领先、国际第一的说法，而细细想起来，国际第一并不代表国际一流。 这位长者鼓励小胡到国际一流的研究机构去看一下，可以有这方面的经历、体验，日后有可能做出一流的工作。

谈起伯克利实验室，外界有科学圣地一说，胡钧认为此言不谬、这里共造就了9位诺贝尔奖得主，世界各地搞科研的都盼能有机会去那里熏陶一下，所以世界许多一流的科学家和年轻人都云集在那里， 周围都是一流的人，气氛当然很好，但同时胡钧也感到压力不小，因为中国来的，你能不能做好，这里面有压力。同时胡钧不是以学生的身份而是以访问学者的身份，以学生的身份你跟着导师干，没有什么压力。由于周围中国朋友的帮助，胡钧很快就适应了在伯克利的生活，并参加了纳米摩擦学的项目研究工作，主要研究在纳米水平下摩擦粘滞、吸附等各种现象。这是一个大领域，沿着这个方向做，至于能做出什么结果大家谁也不清楚。

到了伯克利实验室不久，胡钧和一个中国留学生聊起国际标准，说只有在Science、Nature这样的一流杂志上发文章才能名副其实。向Science等杂志冲击成了当时胡钧的梦想。时隔不久，命运之神叩响了胡钧的大门，95年5月的一期Science等杂志刊出胡钧为第一作者的一篇论文，题为“观察纳米水平下分子层厚度水的蒸发与凝聚对完成于94年下半年的这项工作胡钧是这样介绍的：当时他关注于摩擦现象研究，在研究过程中有些分叉，当时采用的原子力显微镜是用一个很尖的针尖去探測样品表面，针尖固定在一个很软的小弹簧片上，碰到表面高高低低时，针尖就要起伏，弹簧也随之起伏，上下摆动。可以通过一些方法测量摆动的幅度。其中之一是采用光学方法，光打在上面，反射上去。弹簧一摆动，光斑就反射在上面跟着摆动，光电管随之能测出摆动的距离、能精确地知道哪里动、动多少，即使动一个原子的距离也能反映出来。当时胡钧他们就想用这一方法测量摩擦力，测量扭动的摩擦力。他们给针尖镀上金属让其导电，想由此观察一些新现象， 但出乎他们意料的是，在加上电压后针尖与绝缘的样品间产生了强烈的吸力，这个现象很奇怪，因为以前认为这当中即使有吸力也是微乎其微的，但现在为什么吸力这么大。想了几天后，胡钧得出了结论，并据此提出了一种新型的显微镜原理——扫描介电力显微镜。其突出的特性是可以观测纳米尺度下的液体行为、强调这一点很重要，因为显微镜发展到现在，如光学显微镜、电子显微镜以及后来出现的扫描隧道显微镜、原子力显微镜等，分辨率越来越高，可以得到原子的图像，但它们对于液体的观测却难有作为。因而在胡钧他们的扫描介电力显微镜提出来前科学家对物质的基本三态之一的液体的观察一直处于宏观水平。94年胡钧他们用这种显微镜看到了云母表面分子层厚度的水，看到了水的纳米形态，并看到了类似于晶体的水的结构，这种结构与冰的结构相似。当时这个工作做出后，由于大家对水很感兴趣，加上又看见了水的纳米形态，因而胡钧为第一作者的那篇文章就在（95年5月）上发表了。2个月后，美国的《今日物理》杂志以“发现了室温下的冰”为题对此作了专题报道。

进一步的工作做下去后，胡钧他们又看见了水的纳米水珠，而且可以对它进行操纵，这在以前都是不可想象的。94年这项工作成功后，当年伯克利实验室在总结时将其列为该年度的重要进展之一。95年春季的美国凝聚态物理年会上这是大会专题报告的内容。胡钧的合作者（第四作者）也因为这一工作获得了美国能源部的“杰出科技成就奖”。

胡钧回国已有一年多了，一回到所里他就想者尽快把这一工作做下去。到目前为止这套方法已基本建立，可以动手做了。国际上现在能做这一工作的也只有胡钧现在的原子核所扫描隧道显微镜实验室和劳伦斯·伯克利实验室。说到这里，胡钧又提到了启明星计划的支持，他回国后又得到启明星后计划的跟踪资助，对这种雪中送炭般的支持，胡钧很是铭感。胡钧说促使他如期回国的重要因素之一是他想试一试能不能在国内做出与在国外同样水平的工作，因为现在有这样一个说法，在国内做的工作如能发表在Science上更有意义，对国内科学家也更有影响。胡钧把这一点视为对自己的挑战，他已在悄悄地在做应战的准备了。

谈及自己现在这一工作的应用前景时，胡钧提到这样两种可能性 :一是在做集成电路时，通常刻蚀完成后器件表面会留下不少液体残留物，如酸、盐水等，这些残留物对器件性能的影响很大，要不断冲洗，由于表面有许多凹坑，因此水的残留物是很难去除的，用一般的仪器也测不出。因此，不知道到底要冲洗多少次才合适，这是当今集成电路制造中的一大难题。而现在如用我们的技术就有可能解决这一难题。

其二是若想在飞机传感器等重要器件上彻底解决吸附的液体对器件的腐蚀问题，就必须在微观尺度上了解腐蚀是怎样发生的，只有这样才可能采取彻底的防范措施，这又是我们的方法可以起作用的领域。

胡钧告诉我，现在每年国际上的文献以水为词头的居第一，第二为硅，第三是DNA。但在纳米水平上研究水还几乎是空白，从纳米水平观察水的形态应该可以发现很多新东西、新现象，有很多事情可做。

劳伦斯 · 伯克利实验室的一位资深科学家曾对胡钧说起做第一流的实验科学应有三个境界：第一是创造一套新的实验方法和手段I第二是要发现新的自然现象I第三是要提出新的科学概念。胡钧说由于他的运气较好，目前他已达到这三个境界中的前两个。但从本质上讲，胡钧认为自己从小对科学的兴趣起了主要的作用。他对一些科学上的问题总爱去想、去探究一番。在念初中时他就十分喜爱科普书籍，如《十万个为什么》、美国科普作家阿西摩夫的《从0到无穷大》等书籍以及《科学画报》等科普杂志对他日后选择科研为自己的终生事业起了重要的作用。胡钧把自己对科学的兴趣，对很多人司空见惯的自然现象喜欢寻根究底的秉性视为是他今天及以后一生想从事科学事业的最主要的源动力。相比之下，发一篇文章在Science或Nature上，只能算是具体目标，源动力只有一个，就是对科学的兴趣。

在告别即将过去的20世纪的时候，人们注意到这样一种现象，二次大战来，科学对世界面貌的改变起的作用越来越大，而此前政治家们一直是人类进程的主宰力量，因成功研究抗艾滋病药而成为美国《时代》周刊今年最后一期封面人物的美籍华裔科学家何大一让我们看到了这一点，今天从事纳米尺度下水的形态研究的胡钧的故亊也能证明这一点。

胡钧及其发现的室温下的冰的美丽景观将成为本文开头所说的那本珍贵科学发现图集的重要一页，而他及其同事所从事的研究工作已经并正在成为中国人对世界人类文明进步贡献中的一部分。

（江世亮采写于96年岁末）