中国人的晶体学研究

现代形形色色高、精、尖的材料和物质几乎都离不开晶态。晶体学是专门研究晶体的组成、结构与性能三者之间的内在联系以及有关原理、实验技术与应用的一门科学。晶体学既有坚实的理论基础，也有广泛的实际应用领域，涉及物理学、化学、生物、材料科学、医学、药物学、生物化学、硅酸盐化学、地球化学、地质学、矿物学、金属学等多门学科。所以晶体学也属于交叉学科、领域渗透的一门近代新兴自然科学。可以说没有晶体学就不可能有今天的分子生物学，它是高新技术的基础与支柱。基于这些因素，欧美日发达国家均投入巨大人力与财力，在晶体学方面有着深厚的基础与较高的科研水平。

旧中国的晶体学落后，人才稀缺。20世纪50年代初，新中国迎来了第一波留学生归国热潮。祖国在呼唤！回国成为那时候年轻留学生们心中的第一选择。华罗庚那封《致全体留美学生的公开信》用饱含深情的笔触，表达了当时很多学有所成的科学家回国报效的决心。1950至1951年间，有大批留学生回到祖国。这个群体以留美的理工科学生为主，他们年轻、富有激情与创造力。新中国的晶体学开拓者、后来被誉为“中国晶体学之父”的吴乾章等在回国后立即全身心地投入晶体学研究事业当中，培养和扶持了国内一大批优秀的晶体学科技人才。以吴乾章为代表的第一代晶体学前辈为晶体学、凝聚态物理在中国的发展打下了坚实的基础。

新中国成立之初，我国另一位著名物理冶金学家、晶体学家郭可信虽身在异国他乡却时刻关心新中国的社会主义建设。几乎与吴乾章等人同时，郭可信也下定了回国的决心。1956年，响应党的“向科学进军”的号召，他毅然回国。回到中国科学院金属研究所工作的郭可信，先后担任研究员、副所长。20世纪60年代初，郭可信及其研究团队率先开始了透射电镜显微结构研究。20世纪70年代，郭可信一方面在电子衍射图的几何分析方面做了大量研究工作；另一方面在电子衍射图自动标定的计算机程序设计，特别是其电子衍射标定未知结构的分析研究工作达到了国际先进水平。(https://www.daowen.com)

郭可信在国内率先引入高分辨电子显微镜，开始从原子尺度直接观察晶体结构的研究。1980年4月，他出任中国科学院沈阳分院副院长，1980年当选中国科学院院士。1984年，金属研究所研究人员在郭可信领导下，在具有二十面结构单元的合金相微畴中，首先发现五次对称现象，并给出了正确解释。在钛镍钒急冷合金中发现五次对称的二十面体准晶。钛镍准晶是我国独立发现的一种新准晶相，也是继国外铝锰合金中发现准晶后发现的第二个准晶相，被国际同行列为五次对称和准晶研究领域的重大发现。

随后，中国研究人员找出了准晶与相同成分晶体间的结构关系规律。在此基础上提出准晶生成的晶体学基础，并进一步在近十种急冷合金中合成了二十面体准晶；发现了六种由二十面体结构单元构成的新晶体及大量微畴结构，为准晶研究扩大了晶体学基础。这是对传统的固体和晶体学理论的突破，也是对准晶的研究领域做出的突出贡献，并使我国的准晶实验研究居于世界前列。1987年，该成果获国家自然科学一等奖。五次对称性和准晶的发现对传统晶体学产生了强烈的冲击，为物质微观结构的研究增添了新的内容，为新材料的发展开拓了新的领域。

郭可信及其团队为我国的晶体学研究事业做出了突出贡献，在合金钢碳化物、金属间化合物结构与缺陷、准晶研究和电子显微学等方面也取得了卓越的成就。