分析测试中心 马礼敦
那是在１９９５年的早春，在春节过后不久的上海市政协会上，我校前校长谢希德教授和时任校长杨福家教授联名提出了与中国科学院共同在上海建设同步辐射装置 （上海光源 ）的提案。这一提案被上海市政府采纳了，这使在全国十五大科学工程论证会上碰到困难的关于我国建设第三代同步辐射装置的项目出现了转机，并最终于２００４年１月经中央批准立项，２００４年底正式动工兴建，极大地鼓舞了全国广大科学界和工程界的科学技术人员。
同步辐射装置是一种供多学科开展高水平科学研究和技术探索的大科学装置。所谓大是因为它占地大 （一个礼堂或足球场的大小），同时安装的各种类型的实验设备数和同时进行实验的人数大（数十到数百 ），投资大 （几个亿或几十个亿 ），它的作用更大。这是因为同步辐射源具有一些非凡的特性。同步辐射源是一个综合光源，它同时发出从远红外光至硬 X射线的各种各样的光 ；它所发光的强度特别高，可以是常规光源的万倍至百亿倍 ；它所发的光类似激光，是近平行的 ；它是偏振光，特别适用于磁性材料研究 ；而且它不是连续的，像机关枪那样发出一个个的光弹 （脉冲 ），每个光脉冲的持续时间很短，在百万分之一秒到百亿分之一秒，适用于研究生命过程。正是这些特性使它可达到的水平比类似实验室设备可达到的水平高许多许多，它还可做许多实验室设备无法做的工作，因而利用同步辐射源开展的工作在很多方面代表了当前科学和技术可达到的顶尖水平。
考虑到上海光源的建成将为复旦大学提高研究水平提供极好的条件，将帮助和加速复旦大学向世界一流水平的努力，杨福家校长指示科技处组织一个同步辐射专家小组，探讨上海光源的建设对我校的可能影响和我们的应对策略。科技处从１０个系所抽调了１０余人组成了专家小组。我被任命为专家小组组长，副组长是计算机系的何永保和物理系的丁训民。初期成员尚有张志鸿 （生物物理 ），毛裕民（遗传所 ），郑培菊、陈健和金承志 （分析测试中心 ），包宗明 （电子工程），沈元华 （光学 ），方渡飞、顾元壮和姚惠英 （核物理 ），江杰和李宗葛（计算机 ），陈良尧 （物理系 ），周培林 （科技处 ）。成员后来有一些变动，方渡飞、陈健、毛裕民等先后离开，但又发展了胡家璁 （高分子 ）和裘元勋 （核物理 ）等。小组成员对同步辐射有不同的熟悉程度，但都有很高的兴趣，而且在本专业都是很有造诣的。专家小组不是一个实体机构，好像是一个网络，由１０个系的１０余人联合完成一共同任务。因为不属于任何系，是不计工作量的，是凭责任感来完成任务的。
专家小组首先研究了上海光源对我校的可能影响和我们的应对策略。一致认为同步辐射的巨大作用不仅会将我校已有学科和研究项目的水平提高到一个最好实验室设备无法达到的新水平，而且必定会增加我校探索未知的手段，促进我校建立一些新学科、新项目，将我校的科研水平提高到一个新的高度，加速我校向世界一流大学迈进的速度。我们的态度应是积极参与，充分利用。我们的具体工作是两大方面：积极参与上海光源的工作，大力开展普及同步辐射知识的宣传教育。
上海光源是由中科院上海应用物理研究所 （前原子核所 ）负责建设的，为了达到充分利用的目的，我们必须积极参与上海光源的工作，充分了解他们的情况，反映我们的要求，尽量使我们的要求能列入上海光源的内容。为此，我们积极参加上海光源的各项活动，如报告会、交流会、评审会等 ；我们响应上海光源的要求，提出了１３个线站的概念设计，１０份预研建议等，是提出线站概念设计和预研建议数量最多的单位，属国内第一。在１９９８年上海光源召开的 “上海光源概念设计研讨会暨用户筹备会 ”上，我校有１３人应邀参加，有１０人提出了报告，多于上海光源本身提出的报告数 （８份），也是国内第一。我们提出的许多建议被包含在以后上海光源正式提出的概念设计中。要知道理科教师是不擅长搞设备设计、搞概算的，因此做这些工作是不易的，大家搜索了大量文献资料，努力钻研，边学习边设计。
关于普及同步辐射知识的宣传教育工作做得就更多了。同步辐射装置是一种大科学装置，我国虽有两台，但用户还不多，影响不很大，就是在复旦大学这样的全国重点大学内了解同步辐射的人也极少。为了今后能使用好上海光源，做出高水平的工作，就必须大力开展有关同步辐射知识的普及教育。由于小组中多数成员仅对同步辐射应用的某一方面有一定的了解，欠全面也欠深入。要教育人首先得自己学习。我们首先是自己读书，轮流做报告，相互学习 ；以后把我们的报告面向全校，２周一次，有兴趣者均可参加。在１９９６年我们还组织了一场校庆专场报告。１９９６年７月２日文汇报的 “科技文摘 ”栏刊登了一期由６篇短文、４幅照片构成的介绍同步辐射知识的专栏。此期专栏所有的文章照片是由我们专家小组组织提供的，其中一篇是由我们敬爱的前校长谢希德教授撰写的。这是国内第一个关于同步辐射的专栏。我们还请国内外的专家来校做报告，曾从日本的同步辐射装置 ———光子工厂请了数位专家来我校做系统的讲座。为了提高水平，一些成员出国参加有关同步辐射的国际会议，还派青年教师出国进修。通过多种形式的活动，使同步辐射的有关知识在全校得到普及，引起了不少师生对同步辐射的关心。
为了做好今后利用上海光源做出高水平的研究工作，为了避免临渴掘井、避免到时候没有合适的研究课题，我们组织了几项预研。我们跨系组织了结构生物学研究小组。结构生物学是当前生命科学研究的前沿领域，在人类基因组测序工作完成以后，测定各种基因的结构、基因功能及结构与功能的关系成为研究的重点。有无同步辐射生物结构实验站成为能否参加国际结构基因组合作的基本条件之一。上海光源将建设生物结构实验站。我校过去没有测定生物大分子结构的研究，迅速开展结构生物学的研究，为今后充分利用上海光源生物结构实验站，迅速达到国际研究的前沿水平是十分必要的。我就代表专家小组出面将有一定要求的生物物理 （张志鸿 ），遗传所 （毛裕民 ）及懂得用 X射线衍射测晶体结构的分析测试中心 （陈民勤 ）组织成结构生物学小组，开展生物大分子晶体结构测定的研究工作。此项工作得到了科技处的大力支持，拨给１０万元作为启动经费。同时，专门邀请了中科院生物物理研究所的梁东材院士来我校作了为期一周的结构生物学专题学术报告。该小组的工作进展顺利、迅速，很快培养出了耐热邻苯二酚双加氢酶蛋白的合用晶体，在日本 “光子工厂 ”同步辐射装置测定了结构，这是我国大陆地区第一个用 MAD法解出的蛋白质晶体结构。通过合作研究及出国进修，在生命科学学院培养出了数名能从事生物大分子晶体结构测定的青年教师和研究生，他们的工作至今一直在发展与深入 ；利用同步辐射开展冠状动脉造影及其他医学成像方法的研究和在肿瘤诊断与治疗应用中的研究是当时比较前沿的课题，在我国尚无人进行。上海光源确定在第一期工程中要建立相关实验站。杨福家校长要求我们进行调查研究，提出建站方案。为此于１９９７年初抽调了核物理专业的裘元勋、电子医疗器械的方祖祥两位教授联合原子核研究所的一位研究员组团出国考察了美国 Brookhaven和日本 KEK两个装置的两种不同类型医学成像方面的研究情况 ；裘元勋还利用访问哥廷根大学的机会，于当年秋天自费考察了德国汉堡 DESY同步辐射装置心血管造影医学实验站工作状况。我们在此基础上提出了一个比较切合实际的同步辐射医学应用研究方案与概念设计，这些都是从无到有的工作。
为了长期真正在我校普及同步辐射知识，增加同步辐射的应用，让学生、特别是研究生懂得同步辐射的应用是绝对必要的。为此组织开设了跨一级学科的研究生选修课 “同步辐射应用概论 ”。由于同步辐射装置是一种跨学科的大科学装置，其应用遍及许多不同的专业、学科，有高精尖的科学研究，也有技术应用，专家小组的成员尚无一人能掌握所有学科，独立承担此课程的开设，只能采用合作开设的方法，每人讲授其擅长之部分。此课第一次开出于１９９６年下半年，以后每年一次。此课受到同学的欢迎，每届选课人可在５０人左右。
此课是国内第一课，就是校内有同步辐射装置的中国科技大学也没有开出过此门课。我校开出此课后，对其他学校有一定影响，一些大学陆续开出了类似性质的课，我校的课起了先导作用。在此课的教学中遇到一个困难，即没有教材，甚至参考资料也几乎没有。国内当时只有一本科普材料，作为教材是远远不够的。国外也少见有此类教材，专著也不多，且极少被国内图书馆收藏。鉴于以上情况，专家小组成员做出了一个决定 ———我们自己来编撰一本教材。这是一个非常大胆的决定，要知道我国的两个同步辐射装置的专家们都没有做过此种尝试。我们小组的成员对同步辐射应用的熟悉程度是参差不齐的，但是在各自的领域都是专家，故既有不利的一面，也有有利的一面，而有利的一面是主要的。因此大家鼓足勇气，下决心边学习边编撰，一定要克服困难把教材编好。很幸运，上海市学位委员会把本书的编撰列入 “研究生教材建设项目 ”，获得了支持。１９９７年，我们开始编写讲义，给学生使用，听取学生的意见，进行修改补充，这样反复了两次，于２００１年由复旦大学出版社正式出版。我们又创造了一个国内第一，因为这是国内第一本系统论述同步辐射应用的专业著作。由于当时我国的同步辐射应用领域是不大的，因此当时只印了８００册，想不到１０个月的时间内即销售一空。中国科技大学以此作为相关课程的教材 ；北京同步辐射装置不仅以此作为有关短训班的教材，还在各实验站上配备此书作为实验人员的参考书。此书的出版获得了同步辐射界的好评，认为我们为同步辐射在我国的发展作出了贡献。由于此书有较好的反映，２００２年被授予 “上海市优秀图书二等奖 ”，２００３年又获得 “全国优秀科技图书三等奖 ”，同年被教育部遴选为 “推荐全国研究生教学用书 ”，要求再版。同步辐射技术发展很快，既要再版就需做一定的修改增补。此时，原参与编撰的１５位作者已有约１１位退休，多位已逾古稀之年，在家颐养天年了。但因考虑到此书还是全国唯一的有关同步辐射的系统的教科书、专业书，大家觉得有责任来做好这件事，所有人都乐意参与修订工作。２００５年是我校建校１００周年，大家决心将此书的修订本 （第二版 ）作为我们向校庆的献礼。经过一年多的努力，增加了近２０万字的第二版顺利于２００５年５月百年校庆前出书，向我们敬爱的母校作了汇报。
１９９９年，学校领导换届。新领导王生洪校长和秦绍德书记对同步辐射的工作也非常关心，经王迅院士的努力，学校于２０００年正式成立 “同步辐射研究中心 ”，挂靠于校科研处的、跨系科的专家小组经５年辛勤工作终于发展为正式的机构。学校聘请中科院高能所的冼鼎昌院士兼主任，引进中国科学技术大学国家同步辐射实验室的主任张新夷教授任副主任主持工作。２０００年本人满６５岁，正式退休了，但被返聘协助工作。我们这一研究中心是国内第一个无同步辐射装置的单位设立的同步辐射研究机构。这一 “研究中心 ”是一实体，但并不是将全校有关同步辐射的各研究项目都集中到中心由中心统一领导，而是联系这些项目，帮助、促进各系科开展同步辐射的应用研究。中心也集中搞些活动，如召开学习会议，出面与国内外同步辐射装置订立合作协议等。中心好像是一台服务器，各系科的研究项目为终端机。当时正好是复旦大学三年行动计划 （９８５工程 ）的规划时期，同步辐射作为交叉学科项目被列入规划，获得了１００万元的经费。中心利用这笔经费支持各系科去国内外同步辐射装置开展研究 ；主持召开了多次同步辐射研究前沿的研讨会，如 “同步辐射在生物大分子中应用的前沿研讨会 ”，同“步辐射实验技术及其在复杂材料中应用的国际研讨会 ”等。“同步辐射研究中心 ”在９８５工程的三年中为同步辐射研究工作在我校的发展做了许多工作。遗憾的是９８５工程二期的支持方针有变，“同步辐射中心 ”未能获得进一步的支持。
由于原 “同步辐射专家小组 ”的绝大多数成员都已退休，故从２００２年开始，同步辐射课由张新夷教授接手，独立开出。张新夷教授进行了一系列的教学改革，如用英语讲授，考试采用学生写论文并做课堂报告的方式，还让学生对课堂报告做评议，增加课堂上的师生互动等，取得较好的效果。以后，对本科生也开出了同步辐射课，是跨学科、跨年级的综合教育课，效果也很不错。今年，由于张新夷教授另有任务，无暇顾及此课，就又由本人担当了，研究生也选修了此课。此课成了不仅跨系科、跨年级，而且跨学位的高度综合的课程，确实是个难题。为此，我必须下工夫备课。要讲一些理论基础，以使不同系科的低年级本科生具备听下去的必要的基础，又要讲一些同步辐射发展的前沿研究，让大家知道同步辐射的巨大研究能力，使研究生，即使是博士生也感到有收获。我花很多的时间做幻灯片 （PPT），引用彩色图表，配以看得懂的文字解释 （不仅仅是讲授提纲），便于学生参照学习。而且在课前就把 PPT送到服务器上，学生可下载预习。为了配合课堂教学，还组织学生参观了在建的上海光源及校内的一些有关实验设施。看了占地３００亩的巨大的 “上海光源”，同学们很受鼓舞。学期已经结束了，不论是本科生还是研究生对我的课基本上还是满意的。本学期研究生院正好开展教学成果奖的评审，很荣幸，“同步辐射课与教材 ”被授予了一等奖，承认了我们这些多数已在古稀之年左右的退休老人为复旦作出的贡献，使我们多少增加了成就感。
专家小组的成员大多已退休了。“上海光源 ”的建设在按计划进行，两年后就将建成供用户使用。我相信我们这１０年为推动同步辐射应用研究在中国的发展所做的科学普及和教学、科研等基础性的铺路工作届时将会开花结果，复旦大学将成为上海光源出色的用户，上海光源将成为复旦大学迈向世界一流的阶梯。
