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北大的才女——高小霞(平凡的人生 非凡的探求)
2020-03-29

高小霞,分析化学家……长期致力于分析化学的教学和研究。对极谱催化波的研究有较深造诣。开创了几十种微量元素的高灵敏分析方法,特别是微量稀土元素和铂族元素的极谱分析及其机理的研究。

——《科学的道路》


高先生一生致力于电分析化学研究,特别对极谱催化波领域的研究业绩卓著。极谱催化波是捷克学者Brdicka于1934年发现和提出的,但是一直发展缓慢,特别是缺乏分析应用。高先生自60年代起对极谱催化波的理论和应用进行了系统深入的研究,接着又将催化波进一步发展开创了具有高灵敏度的络合物吸附波新研究领域。稀土元素由于不易氧化还原,其电分析化学的研究可以说还是一个空白,几乎成为电分析化学的一个禁区,高先生将络合物吸附波用于分析测定稀土元素,发现并提出了20多种稀土络合物吸附波分析方法,取得了极其丰硕的成果。这些研究不仅处于国际领域地位而且具有中国特色,她也因此获得国家自然科学奖。高先生在科学研究中持之以恒和勇于开拓创新的精神,又为我们树立了榜样。

——周性尧


高小霞,(1919—1998),浙江萧山人,分析化学家。北京大学教授,中国科学院院士。1944年毕业于上海交通大学化学系,1951年获美国纽约大学理学硕士学位。1951年5月回国任教于北京大学。她曾任中国化学会常务理事,《分析化学》、《中国稀土学报》、《高等学校化学学报》等刊物编委,《分析化学丛书》主编,国务院学位委员会学科评议组成员,全国人大代表,全国政协委员,北京市政协委员,北京市科学技术顾问等职。科研成果曾获国家自然科学奖、北京市科技进步奖、国家教委科技进步奖等,主要著作有《电分析化学导论》、《极谱催化波》、《铂族元素的极谱催化波》、《稀土农用和电化学分析》等。


院士伉俪

中国科学院院士、中国工程院院士,是国家在科学技术方面建立的最高学术称号,具有崇高的荣誉和学术上的权威性,是中华民族现今科学技术队伍的水平和声誉的代表,是中国科技人员中的卓然超群者,约占整个科技队伍的万分之一。而在这凤毛麟角的院士中,竟有十几对院士夫妇,双双在科学技术领域比翼高飞,闪现出耀眼的光辉。相濡以沫半个多世纪的北京大学教授徐光宪、高小霞伉俪便是这为人羡慕的两位。

徐光宪、高小霞同是浙江人,他们的故乡绍兴与萧山本相隔不远,后又同在上海交通大学读化学系,真是天缘机巧,他们的住处又相隔不远。因为高小霞的文学才华和英语水平高,她讲的沙翁(shakespear)剧本和荻更斯(Dickens)的故事传神有趣,并能熟练地用英语背出其中的大段对白名句,徐光宪静心屏气地听而且听了还想听,常常告别时已是很晚,以致于有一次徐光宪要回家时,高小霞送他到门口发现放在门口的自行车不翼而飞了,不知被那位梁上君子顺手牵了羊。徐光宪只好步行回家。

二十世纪四十年代末,他们先后赴美留学分别攻读量子化学和分析化学。1951年徐光宪取得博士学位,适逢祖国抗美援朝战争爆发,他们决心回国效力,不能再在一个与祖国交战的国度里呆下去,为此徐光宪放弃了优越的工作条件和优厚的待遇,高小霞放弃了即将到手的博士学位,义无反顾地回到刚刚成立不久,百废待兴,亦然贫穷的自己的祖国,那是1951年的5月中。在好友唐敖庆教授的介绍下来到著名的北京大学,并一直在这里教书、科研,几十年从未离开。

几十年来,徐光宪先生在量子化学、化学键理论、络合物化学、萃取化学、稀土串级萃取及其工业应用等方面取得丰硕而卓越的成就,曾获国家自然科学奖、何梁何利奖、省部级奖多项,并获国家最高科学技术奖提名。在此同时,高小霞教授一直从事分析化学的教学与科研,她在仪器分析、电化学分析、极谱分析等方面成就卓著。她创建的络合吸附波研究法,具有简便、灵敏、快速、省钱等特点,适合我国国情,具有中国特色,推动了国内同行对极谱催化波的研究,其中她开创的稀土元素极谱分析法的灵敏度比国外同类工作提高三四个数量级,受到国际上的重视。美国稀土学权威K.A.Gschneidner和 L.Eyring教授特邀高小霞教授撰写“稀土的极谱催化波分析”专章, 收入他们主编的大型工具书稀土化学与物理手册《Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths》第8卷,该手册已为国际稀土学界视为经典。她的《极谱催化波》、《稀土农用与电分析化学》等成果受到同行的高度评价,她的研究成果曾获国家自然科学奖、国家教委科技进步奖、北京市科技进步奖等多项。

高小霞教授心灵手巧,又曾在中央研究院化学研究所作过吴征铠、梁树权教授的助手,受到了严格的实验训练,因此动手能力很强。早在1953年前后,高小霞教授曾用K式电位计自行组装极谱仪,不仅节省开支,而且灵敏度提高500倍。在几十年的教学科研中,高小霞教授经常根据实验需要自己组装仪器设备。她这一优势曾给徐光宪先生转换科研方向有力的帮助。徐先生回忆说:“记得刘若庄教授(中科院院士)曾说佩服我能快速转变研究方向,但他不知道我得益于高小霞的启发和帮助。”原来徐先生主修量子化学,1952年院系调整后,徐先生的任务有所变化,不仅指导量子化学的研究生,还要指导本科生的毕业论文,为了开展相应的实验研究,徐先生从高小霞处学到用K式电位计组装的极谱仪(灵敏度提高500倍)和用K式电位计加氢电极组装的pH计(灵敏度可达0.001pH单位)等。用这些仪器研究溶液络合物,又用四甲基铵盐维持恒定离子强度,这样发现了通常认为没有络合作用的碱金属和碱土金属也有络合作用,在徐先生指导下吴瑾光同志测定了多种碱金属羧酸和氨基酸络合物的稳定常数,开创了溶液碱金属配位化学的方向,对三十年后研究钾和钠离子在生物膜中的通道有深远的影响。徐先生甚至认为“如果没有高小霞的帮助,我要从理论研究转向实验研究,恐怕很不容易。只靠量子化学的一些基础,很可能在北大站不住脚。”徐先生谈起夫妇二人相互帮助、相互启发,经常晚上一起在化学南楼做双指示电极实验,到半夜才双双骑车穿过宁静而美丽的燕园回到中关园宿舍的美好日子,幸福之感溢于言表。

在几十年的教学中,高小霞、徐光宪教授带出数十名博士生、硕士生,本科生更不计数。在这些学生中常有高先生的博士生,原来硕士指导教师是徐先生;也有高先生的硕士生又投到徐先生门下读博士的,因此他们有许多共同的学生。这些学生中有中国科学院院士、大学校长、学院院长、中国人民解放军的将军,更多的是在教学科研第一线的骨干中坚教授。由于他们教学科研成就斐然,双双在1980年成为中国科学院院士,成为人们羡慕的真正凤毛麟角的院士伉俪。


人生之“三四三”

在科学的道路上曲折前进是艰辛的,为了探索某些机理、奥密,有的科学家穷毕生精力孜孜以求。高小霞教授取得的成就是辉煌的,但她深知实验室的人为条件离自然界的真实情况还有很大距离,自然存在远比实验复杂得多,为了揭示现象背后的本质,“尚有待更多的工作”。因此,她把吃饭、睡觉等必要的时间以外的光阴都花在教学和研究上。

女儿们从小看到的是,放学回家父母各自趴在桌子上,各干各的,很少与她们聊聊天,很少管她们的事,更不用说沟通思想,增加了解。所以女儿们说她是个好妈妈,“就是这一点不够好。”女儿们虽然从小没有能享受与父母一起玩游戏的快乐,但却从父母那里学到了如何学习和工作。如今她们已长大成人各有自己的事业,继承了父母的工作起来顾不到家和孩子的忘我精神,有时要在实验室连续工作两个星期不能回家,比起母亲高小霞有过之无不及。看到这种情况,高小霞倒担心起女儿的身体了,可是从来不考虑自己的身体。在用层析柱进行叶绿a、b的分离时,从15:00直到23:45的观测记录(《稀土农用与电分析化学》p207)说明他们工作到深夜是常有的事。而在分析根系伤流液的成分实验中,则需作120小时的观测记录。(同上p32-33)科学家的工作艰辛于此可见一斑。化工专家,中科院院士侯祥麟说的好:“一个科学家,不能只靠8小时工作”(《院士风采》P78)。参加第一颗原子弹研制工作的奥托弗里施(Otto Frischers)在《科学家伟人趣事—我的一点回忆》中说在制造原子弹的日子里“我每天工作长达17个小时,每天干到拂晓才睡觉,不到中午又起来接着干。”可见中外科学家都差不多。

周性尧教授是高小霞教授1957年的研究生,四十多年过去了,他还清楚地记得那年除夕下午,在化学系资料室查资料,最后只剩下他们师生二人,直到管理人员打铃闭馆,她才不得不整理书包离开。其实周性尧本打算看一会书就早点去街上走走的,但看到高先生那样宁愿与家人少呆一会儿而多查资料的勤奋,自己感动不已。直到晚年说起高先生身教重于言教的事例,仍历历在目,犹如昨天。

高小霞教授这种勤奋学习工作的状态不仅在年轻时如此,一直到晚年依然如此,甚至在晚年伤病之后,即是坐在轮椅上让徐先生或她的学生们推着仍到实验室指导研究。她工作认真,矻矻终日。她的专著《极谱催化波》58万多字,图表近四百幅,其最后定稿是她亲笔手写誊清,并且字迹端正清秀,学生、同事看后无不肃然起敬,感动不已,异口同声称赞高先生。但她由此落下了手指痛的毛病,毕竟此时她已年过古稀。钱三强院士的话可以真实说明高小霞教授的情况:“古往今来,凡成就事业对人类有所作为的,无不是脚踏实地艰苦攀登的结果。” (《院士风采》P104)

高小霞院士在讲演

高小霞教授全身心地投入教学和研究,对自己的生活则简单朴素为要。平日的穿着让学生看着寒酸;被中央电视台“东方时空”节目采访时,穿的毛衣是朋友借给她的;喜欢吃桃子的她有时碰上了买几个,却常常忙得忘记吃,当看到好好的桃子烂掉了又十分惋惜。最后住院时正值炎热的夏天,她身穿的还是不吸汗的已很少有人穿的“的确良”衬衣,护士看了很不理解这样一位名教授、院士为何如此不会生活,不会享受。答案在她对女儿的一段谈话中:“如今我们都70多岁了,还在工作,不会享受生活……什么是享受生活?我从来没想过,当我和你们的爸爸付出很大的艰辛,做的工作得到了社会的承认后,那种高兴的心情是一般人理解不了的。享受的快乐已经融进在我们的工作之中,我们已很满足了。”(《妇女杂志·未名湖畔夜话》)

高小霞教授在她77岁时,用自己一生的经验寄语青年:“在科学的不平坦道路上,人的智慧,指数、理、化基础占三分;机遇也占三分,指当前科技兴国的盛世机遇;而自己的勤奋努力,不畏困难的献身精神却占四分,因此,寄希望于我们年轻同学和青年科技工作者,刻苦学习,抓住机遇,不断攀登,作出学术上有国际领先水平,应用中起重要作用的优秀成果来,为建设科学繁荣的伟大社会主义祖国而努力奋进!”(《稀土农用与电分析化学·寄语青年读者》)可是老伴徐光宪院士说:“小霞的勤奋超过四分,她很不容易。”

高小霞教授自奉甚俭,近于吝啬,但对自己的邻居、同事从来都是尽心尽力给以帮助和关爱,常常慷慨解囊,给予接济,对学生更是视同子女、倍加关爱。一位家庭困难的同学因病住院,高小霞得知后立即叫人送去2000元。过年过节,一些回不了家的学生常被高、徐两位先生邀请到家里共度节日。有时学生家属来京探亲,也被邀请去做客。为帮助贫困地区儿童能上学读书,她为希望工程先后捐款数千元……谈起高小霞教授的为人为学,同事们、学生们无不敬佩与动容。

我国气象学家赵义炳院士说:“衡量一个科学家的成就,有三个标准:一、科学工作的创新性;二、对科学前沿的敏感性;三、带出一代新的科学家。”(《院士风采》p165)高小霞教授是完全符合这三个标准的有成就的科学家,女中才俊。除前面提到的科研成果外,她主持的国家自然科学基金重大项目《电化学分析和分子光谱分析的基础研究》、《极谱催化波的机理研究及应用》等多项成果具有创新性,处于国际先进水平;她有对科学前沿的敏感性,能看准分析化学的发展方向,主持“生命科学中的电化学分析和分子光谱分析研究”,提出了电分析化学在生物超分子功能研究中的一些工作设想和分析化学今后的发展方向,实际上已站到生命分析化学的前沿;她的学生中有中国科学院院士、中国人民解放军的少将,而更多的是教学科研骨干教授、博士生导师……


梦想成真

高小霞教授出生在浙江萧山农村,十一岁才随收入微薄的父亲到上海读书。十里洋场的上海滩,正如诗圣杜甫的名句所写:“朱门酒肉臭,路有冻死骨”,高小霞看到这一边灯红酒绿,纸醉金迷,而另一边却是食不果腹、衣不蔽体,甚至雪地饿殍,她幼年的心常常被不平和同情痛苦地折磨着。那年一位小堂姐因家中无米做饭被卖去江北作童养媳,自己陪着婶妈大哭一阵,母亲含泪说:“你若不乖也把你卖了”的情景也常常会出现在高小霞的记忆里。因此,她自小暗下决心,将来一定要学点本领,独立自强,才好不被欺侮。所以在上海她长年穿着一件士林兰布衣服,中午买块烤白薯充饥,顽强地奔走在学校和家之间。晚上给家庭富裕人家子女补习功课时,才能在学生家里好好吃上一顿晚餐。据徐光宪先生说,她前半生的求学之路大部分时间都在半工半读中艰难度过,包括在美国攻读研究生也是如此,“她很不容易”。

高、徐二位筹借留学费用先后赴美读书,艰苦奋斗,学业有成,徐光宪以优异成绩取得博士学位后,导师要留他在哥仑比亚大学当讲师或推荐他去芝加哥大学做Mulliken教授的博士后,待遇优厚,高小霞就可以辞去分析员的工作,结束半工半读生活,全力准备博士论文。但当时中国已开始抗美援朝,中美成了交战国,在美国机要部门的中国学者已被注意,并且美国国会即将立法阻止中国留学生回国,钱学森回国已受阻,他们决心放弃一切,不能再呆在与祖国作战的国度里。当“高小霞做出回国决定后,向导师康乃尔医学院V.De Vigneand教授辞职时,De Vigneand提出工资加倍的条件来挽留她。因为De Vigneand教授发现这位中国女生做微量元素分析和同位素分析不仅又快又准,而且经其抽检核查从来没有发现出过差错。然而高薪和优越的生活条件、科研条件,还有即将到手的博士学位都不能动摇她回国效力的决心。因为她们那一辈人亲身经历过落后困苦的滋味,深深懂得祖国富强的重要,在他们心中“祖国再穷也是自己的”(钱三强语),而“我是一个中国人,当然要回中国去”(汤佩松语),“我的事业在自己的祖国”(唐敖庆语),是海外赤子的共同心声。于是高小霞、徐光宪夫妇在1951年5月回到了刚刚解放不久,百废待兴的新中国,应北京大学之聘,双双执教于北大化学系。

当时的北京大学化学系,条件十分困难,分析化学教研室只有分光光度计和pH计等少量仪器。教研室安排主攻分析化学的高小霞准备开设仪器分析课,面对这样简陋的设备,她采购来捷克生产的照相式极谱仪,但使用中她发现这种照相式极谱仪测定极谱半波电位的灵敏度太低,只有0.01V。为了提高灵敏度高小霞根据自己在纽约大学做过的极谱分析实验,向物理化学实验室借来K式电位计和微安培电流计试着组装极谱分析仪,结果自己组装的这台仪器在测定极谱半波电位时灵敏度达到了0.02mV,比采购的照相式极谱仪提高了500倍。后来又用K式电位计加氢电极自行组装了高灵敏度(达0.001pH单位)的pH计等多台设备,逐渐开展起电分析化学的教学与研究,还边干边学建立了北大的光谱实验室,编写了《仪器分析》教材,在高小霞的努力下,北大分析化学专业成为国内高校最早开设仪器分析课程的专业之一。

科学家的工作不外乎探求客观世界、物质实在是什么和为什么会如此,然后研究如何用来为人类造福,趋利避害。高小霞在美师从纽约大学分析化学专家Benedetti Pickler教授,加深了一个理念:分析化学研究不仅仅是知道是什么Know how?解决分析任务,而是要知道为什么Know Why?探索分析方法的机理。机理清楚了才能说明白客观事物何以会是这样,而不是那样,才能有根本性的发现,才能做出原创性的工作。在1950年至1958年期间,高小霞、徐光宪等先生关于电流滴定法、双指示电极滴定法测定微量元素的工作中对双指示电极滴定法推导出各种参量对理论滴定曲线的影响,发现插入一个外加电阻,可以大大提高滴定极稀溶液的终点的灵敏度,并用实验加以验证。这些工作总结《双指示电极滴定法I、电流滴定曲线的理论分析》和《双指示电极滴定法II、双指示电极电流滴定理论曲线的验证》分别发表在中国化学会会刊《化学学报》1958年24(1):1-12上。该项研究解决了当时电分析化学家Delahay, Kies, Duyckaerts, Gauguin, Charlot,Bradbury等人未能解决的难题,处于世界领先地位。但是当年这类科研成果只允许在国内学术刊物上发表,不允许寄发国外,如果当年能允许把论文送给JACS或Anal Chem去发表,那么该领域的国际讲坛上定会出现高小霞先生的身影,该成果也定会被广泛引用而影响深远。现在想来殊为可惜。

沿着这个思路,高小霞继续深入研究,她发现了稀土元素的络合催化波。

稀土金属元素化学性质活泼,大多以氧化物形态存在,据资料载,已探明在地壳中稀土的总量比常见的金属铅、锡、锌还多。而储量的80%在中国的土地中,因此中国是名符其实的稀土大国,不仅储量居世界之首,而且产量也跃居世界第一位(高粱等《稀土农用的研究与实践》)。由于稀土元素具有独特的物理、化学性质,因此得到了日益广泛的应用。早期主要应用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷等工业,随着电子工业的迅速发展,稀土元素在军事、电子电视等行业也有广泛应用。轻稀土金属的燃点很低,可用于军事工业生产引火装置;在紫外线照射下能产生红光的含有氧化铕(EuO)的荧光粉,便是生产彩屏的重要材料。

高小霞(前排中)和她的科研组

虽然中国科学家钱崇澍先生早在1917年就进行了稀土元素在植物栽培中有关的生理作用研究,但一直进展缓慢,而稀土元素应用于农业生产的研究,则迟至1972年才由北京有色金属研究总院和北京农业科学院等单位开展起来。因为中国是农业大国,人口众多,吃饭问题历来是中国的头等大事,所以稀土农用的研究一旦显示有增产并提高作物品质的效果,便迅速得到推广和投入更多的研究力量。1979年一个多学科、跨行业的全国稀土农用协作网组成了,1984年又成立了全国稀土农用中心,在国务院稀土领导小组办公室的指导协调下,中国稀土农用研究和推广应用取得了丰硕的成果,施用稀土农田达数千万亩,增值以亿元计。施用稀土作物能增加产量和改善品质的事实已被普遍认可,但这样生产的食品是否安全?稀土元素是怎么影响作物生长的?探索清楚其作用于生物的生理过程的机理,就成了科学家的重要任务。高小霞教授是较早投入这方面研究的科学家之一。她所领导的科研小组的研究成果《稀土元素的电分析化学研究》系列、《稀土元素对农业增产作用的研究》等系列论文发表在《北京大学学报》(自然科学版)、《分析化学》、《中国稀土学报》、《化学学报》等刊物上,被相关学科专家所引用,并赞赏“我国学者(指高小霞们——笔者)提出的催化波和络合极谱法可测定ppm级以下的稀土”的高灵敏度,还指出高小霞她们提出使用的这种方法被用于生物体中微量稀土的测定,“为使用简单仪器测定微量稀土提供了新的途径”。(郭伯生等《农业中的稀土》p280)。

高小霞院士的工作细致、可靠,其发表的二百多篇论文和《极谱催化波》、《电分析化学导论》、《铂族元素的极谱催化波》、《稀土农用和电分析化学》等专著得到相关专家的好评并被广泛参考引用。而对因这些辉煌的成就而引来的大量媒体的采访,高小霞院士常常告诉记者“我们年轻的时候,由于中国屡遭帝国主义列强的侵略,许多有识之士提倡科学救国,怀着这个愿望,徐和我在上海交大毕业后,先后到美国去留学。1949年,中华人民共和国成立,我们在美国的留学生集会,热烈庆祝新中国的诞生。1951年,徐获博士学位,我也获硕士学位。当时,美国的生活条件比国内要优越许多倍,我们找一个待遇好一点的工作是不成问题的。然而,凭着一腔爱国热情,我们还是毅然收拾行装回国了。科学是没有国界的,但科学家有祖国,我们要用学到的知识为祖国服务。” (《妇女杂志·未名湖畔夜话》)

她小时候常依在慈祥的疼爱她的祖母身边听来的岳飞传和三国故事,使她朦胧地产生“等我长大时,一定要爱国,要勇敢,要当英雄。”(《中国科学院院士自述》p266)等她长大学得了科学知识,“科学要为人类造福”(《院士风彩·高小霞手迹》P206)便成了她的目标。不难看出这科学救国、强国之梦是她在科学的道路上艰苦攀登的主要动力。


科学与诗

科学家与诗人在一般人看来是很不同的两类人。科学家面对客观世界,面对自然存在经一次次的观察、测量、实验、计算作出准确的数量描述或绘出直观的测绘曲线,以揭示事物现象背后的本质。而诗人、艺术家则大都具有丰富奇妙的想象力,富于幻想,语出惊人,“白发三千丈”是诗人的语言,绝不会出自科学家之口。然而科学与艺术,科学家与诗人又有某些基本上质的相同或相通。他们都热爱美和真,追求真、美和普遍性。这一点,艺术家、诗人自不必多说,关于科学家,法国数学家庞加莱(Poincare,Henri 1854~1912)曾指出:“科学家研究自然,是因为他爱自然,他之所以爱自然,是因为自然是美好的。”不过这种美不是感官感受到的表面的华丽美,而是自然界“各部分之间有和谐秩序的深刻的美,”是由人们用心灵去感受的内在美。英国哲学家罗素则认为数学“能够达到严格的只有最伟大的艺术才能显示的那完美的境地”,它能给人以精神上的喜悦,一种精神上的亢奋,这些至善至美的东西,“能够在诗里找到,也能在数学里找到”(孙小礼《文理交融》)。诺贝尔物理奖获得者李政道教授认为“科学和艺术的关系是同智慧和情感的二元性密切相联的……没有情感的因素和促进,我们的智慧能够开创新的道路吗?而没有智慧的情感能够达到完美的意境吗?所以科学和艺术是不可分的,两者都在寻求真理的普遍性。普遍性一定植根于自然,而对自然的探索则是人类创造性的最崇高的表现。事实上如一枚硬币的两面,科学和艺术源于人类活动最高尚的部分,都追求着深刻性、普遍性、永恒性。”氢弹之父泰勒(Edward Teller)的钢琴演奏技巧令人佩服;大名鼎鼎的爱因斯坦(Albert Einstein)参加音乐会演奏一手美妙的小提琴“文学才华实际上胜过化学”(徐光宪《往事如烟:记高小霞半工半读、半教半研的一生》)的高小霞在科学道路上拔涉,始于她上月宫漫游的幻想,而决心在艰苦的科学道路上攀登也与一段富有幻想和诗意的科学描述相关。她说:“Sir William Crookes说过:‘这些元素(稀土)使我们的研究为难,使我们的思索受到挫折。它们时时萦绕在我们的睡梦中,并且在我们面前伸展开,像一个不可知的海洋,带着嘲弄和神秘莫测地低声诉说着奇妙的启示和可能性’,这几句散文诗般的话语,一直激动着我们去从事稀土化学的研究。”(高小霞:《稀土农用与电分析化学·前言》)她能被这诗一般的语言所激励是有她自身的条件的,正如两个物体能够产生共鸣,它们必有相同或相近的固有频率。

高小霞的父亲高云塍是一位书法家,古文基础非常好,曾任中华书局编辑。中华书局用他写的楷书制成活字,供汉文楷书印刷厂使用。1938年,《云塍小楷》、《云塍大楷》、《云塍行楷》等先后在上海出版。中华书局印行的《高书小楷》,《小楷格言》被高小霞珍藏至今。其中所录杜工部的《后出塞》、岳武穆的《满江红》、文天祥的《正气歌》等及名贤格言中充满为国为民的浩然正气、壮志豪情和“国之本在家,家之本在身”的精到见解,无不对她产生深切的影响。高小霞自小在父亲教导下熟读《唐诗三百首》、《论语》、《孟子》等中国优秀典籍,而且记忆力好,背得比哥哥姐姐们还快。其中“子曰:贤哉,回也!一箪食,一瓢饮,在陋巷,人不堪其忧,回也不改其乐。贤哉,回也!”(《论语·雍也》)高小霞印象最深,使她在简朴、平凡的生活中,追寻她科教强国之梦乐而忘忧。行施着她“科学要为人类造福”的心愿。而那些意境幽远,语言隽永,耐人寻味,千年传唱的唐诗宋词更伴随着她一生。在她73岁高龄时曾用工整清秀的小楷连录苏东坡的《卜算子·别意》、黄庭坚的《清平乐·晴春》两首惜春词,显然高小霞很是欣赏词中表达的春天的可爱和对春去的惋惜,以及幻想知道春的去处,唤回与春同住永不失去等对美好事物的执着追求。但是宝贵的光阴是一去不复返的,因而应加倍珍惜。一幅“老牛自知夕阳晚,不用扬鞭自奋蹄”的自勉与冲刺场面如在眼前。她一生发表了五部专著、论文二百多篇,其中约80%是六十岁以后发表的(专著四部、论文约一百七十篇),这其中的近九十篇(约50%)是她年逾古稀之后的成果,这一时期还出版了专著《极谱催化波》、《稀土农用和电分析化学》等。

稀土元素有着与一般金属不同的奇特的表现,正是这种奇妙的令科学家为难的性能使研究者们苦苦思索,放手不下。我国自1972年开始稀土农用的研究以来,取得了丰硕的成果,不过大都是关于稀土种类、用量与农作物产量、品质等相关的应用研究。但是稀土在农业中应用,其作用机理怎样?却不清楚。如果不搞清楚稀土元素的生物效应的本质,那么这种应用便是盲目的,缺乏科学根据的。科学家天生是好奇的,他们不可能面对那“带着嘲弄的神密莫测地低声诉说奇妙的启示和可能性”无动于衷,科学家对探索“机理”有着极大的兴趣,因为那里有原创性的本质的发现空间。为了揭示稀土农用的机理问题,高小霞进行了多年坚持不懈的研究工作,因为许多生物体的现象,在性质和原理上是属于电化学范畴的,所以运用电化学和电分析化学手段研究生命科学问题,应该是有效的。高小霞教授是主攻分析化学、微量分析的专家,她熟悉仪器分析、电化学分析、极谱分析等分析化学的方法和原理,因此她能发展和突出电分析化学的特点和优点,联系生物化学、电化学、植物生理学、波谱学等交叉学科的原理和技术进行卓有成效的研究工作。她开创的极谱催化波法、稀土络合吸附波伏安法、酶活性的计时电流法等一系列分析速度快、选择性好、灵敏度高、操作简便、设备价廉的适合我国国情的微量元素分析方法,处于国际领先地位,引发了国内对极谱催化波研究的兴趣,极谱催化波法得到广泛应用,产生了良好效果,尤其是她研究并发现的稀土元素络合催化波法,能比过去的通用极谱方法提高灵敏度达四五个数量级,从而有效地打破了极谱法不能用于稀土元素的常规看法,成功地发展了极谱分析,开拓了稀土分析的新领域。并在长期的研究过程中,不断发展新方法,设计新装置。例如,在研究卟啉类化合物在光照下的电化学行为,以便了解叶绿素在光合作用中的电子传递过程的实验中,应用光–极谱方法,而不是光谱–电化学方法,因为它需要直接以光照射在汞滴电极上,同时测量电极过程的i-E曲线,以观测光电流iph与反应物浓度C之间的关系,因此除用到电化学系统仪器以外,还需要一套光照系统。这套光照系统便是她们自己设计装配的,将能产生从紫外到可见连续强光谱的辐射光源安置在抛物面反射镜的焦点上产生平行光,再用两块凸透镜聚光以增强光能并准确地照射在汞滴上发出强亮光,顺利完成了光照射对形成Zn-TPPS的影响的实验。另外,她们设计装置的两种长光程光谱电池LPTLC-Au和LPSEC-Hg比之以往使用的夹心型电池大大提高了测量光度的灵敏度,并扩大了负电位窗口,使负电位扫描范围大大增加。

根据研究的需要,自己装置仪器设备是常有的事,这样的科学家必须既动脑又动手,而且要具备相关学科的知识,如上述光照系统涉及的光学知识等。1980年,英国曼彻斯特大学理工学院(UMIST)建立了“仪器装置与分析科学系”(Department of Instrumentation and Analytical Science),它标志着一个涉及仪器装置、生物工程、控制工程和分析化学等领域的崭新分析化学时代的来临。高小霞教授实际站在了这新时代的前列,她们在研究稀土与叶绿素的光-电效应时,不仅自己研究制备了对称型仿生双层类脂膜和不对称型仿生双层类脂膜,并首先提出了利用长链脂肪修饰C60的方法,来改善双层类脂膜(BLM)的稳定性,而且实验所用仪器装置完全是她们自己装配的,其中所采用的光纤光电化学池结构简单、使用方便、抗干扰能力强等,均属于该领域的前沿工作。但自然界的复杂奥妙是不容易揭开的,即使只对稀土与叶绿素的作用机理研究,也还没有得到直接的结果,目前还是借助研究金属叶绿素的电化学行为的间接途径。因此高小霞教授认为虽然对稀土与叶绿素之间的微妙关系有了一些认识,“但真正能说明清楚,尚有待更多的工作。”(《稀土农用与电分析化学》p265)


(本文由郭建荣撰写)


高小霞院士

高小霞顾问在防化兵学院

徐光宪院士在高小霞纪念会上发言

1946年4月18日徐光宪与高小霞在上海结婚

全家福

徐光宪、高小霞伉俪

高小霞题词