人物专访原创文章回顾系列之百五十四:中科院院士叶大年

人物专访原创文章回顾系列之百五十四:中科院院士叶大年

中科院院士叶大年:拓界的科学探索者

叶大年是我国著名的矿物学家、中科院院士,他在科研领域不断突破边界,从矿物学到城市地理学,实现了跨学科的“拓界”研究,为我国科学事业和社会发展做出了重要贡献。

开创“城市对称分布规律”研究

2008年,69岁的叶大年从全国政协常委、民盟中央常委等职务退下后,全身心投入自己开创的“城市对称分布规律”专项研究,专著《城市的对称分布和中国城镇化趋势预测》随即脱稿付梓。该研究始于10多年前,他结合结晶学概念和方法,探究城市化问题,拓展了传统的对称概念,形成包括平移对称、曲轴对称、斜对称、色对称、反对称在内的广义对称概念。

他通过分析数百幅不同比例尺的中国和世界地图,总结出数条对称原理,如区域经济地理以标准对称或色对称为理想状态,有利于政治安定和经济发展;自然条件不对称的区域只能发展为色对称等经济地理格局。

叶大年将结晶学里的对称、等效点系、格子状构造等概念引入城市地理学,发现城市在地图上的对称分布特征,如城市沿交通线近乎等距离分布、在一定范围内呈格子状分布、以一个城市为中心的周围城镇呈靶形分布等。他还特别关注铁路干线上城市的分布状况,通过分析预测城市发展,如预言赣州将成为京九线上的大城市,怀化将成为五省通衢的中心城市等,这些预测均得到验证。

矿物学领域的卓越成就

叶大年在矿物学领域造诣深厚,研究生期间师从我国岩石组构学第一人何作霖教授,主攻“结构光性矿物学”,发表了7篇相关论文,揭示出氧离子最紧密堆积构造与矿物折射率之间的定量关系,为矿物学理论体系建立做出重要贡献。

他建立了光性异向指数和离子团极化率椭球半径的概念,简化了矿物折射率异向性的理论计算,提高了精确度。1987年,他出版了世界上第一部结构光性矿物学领域的专著《结构光性矿物学》,获得美国矿物学会前主席布罗斯教授的高度评价。

叶大年还致力于X-射线粉末衍射法的推广和应用,1975年发表用衍射仪鉴定单斜辉石的图表,解决了矿物学家多年未解决的难题。1987年,他与金成伟合著出版了《X射线粉末法及其在岩石学中的应用》,成为岩石学家重要的工具书。

地质矿产研究与应用贡献

1975年,叶大年参加中科院“富铁矿会战”,担任许昌队变质岩分队长,用变质相系的观点编绘河南变质相与变质带图,为找矿指明方向。他在大别山发现3T型多硅白云母和C类榴辉岩,为秦岭—大别山是华北板块和扬子板块的缝合带提供了直接的岩石学证据。

1976年唐山大地震后,叶大年研究地震地质,发现华北新生代有海下玄武岩喷发,该结论对地震地质和油田地质有很高价值。他还组织“铸石研究组”,解决了一系列有关铸石学、陶瓷学和水泥的理论和技术问题,使中国铸石学研究赶上前苏联水平,获1978年全国科学大会奖。

科研理念与治学精神

叶大年注重研究成果的普及应用,上世纪70年代末,他受中国硅酸盐学会委托授课,汇编了《硅酸盐工学工程师常用相图》,被学员赞为“诸葛亮的锦囊”。上世纪80年代初,他建议沸石矿源应在铁路货站5公里以内找矿,并在河北围场县发现沸石矿,制定了开采方案,使围场成为世界上开采量最大的沸石矿,10万人受益。

他不迷信权威,具有批判精神,通过实验证明了玄武岩岩浆在过冷却条件下结晶和高压下结晶有相同或相似的结果。他治学严谨,指导研究生认真,第一个研究生成为文革后中科院地质所首个提前一年毕业的硕士,第二个研究生的成果获“侯德封奖”。

叶大年涉猎广泛,乐于与人沟通,认为能开阔思路,有助于产生新学术思想。他研究领域几经转换,却广有建树,源于他做科研“摔倒了,也要抓一把泥巴”“撤退也不能丢盔卸甲”的信条,转向应用研究后,更加注重实实在在的经济效益和社会效益的产生。