郝柏林

郝柏林（1934年6月26日－2018年3月7日），男，河北正定人，中国理论物理学家，中国共产党党员，中国科学院院士，中国统计物理、计算物理、非线性科学和生物信息学的力行推动者，复旦大学理论生命科学研究中心主任、物理学系教授、博士生导师。1959年毕业于乌克兰哈尔科夫大学，1961至1963年在莫斯科大学和苏联科学院物理问题研究所做研究生，师从列夫·朗道，在通过九门“朗道势垒”考试后，随阿列克谢·阿布里科索夫做研究。

郝柏林的学术贡献覆盖多个领域：在固体能谱方面，参与了中国第一次用电子计算机求解固体能带的工作；在统计物理方面，求解三维晶格随机行走问题得到迄今最好的伊辛模型近似解，与周光召、苏肇冰、于渌合作建立统一处理平衡和非平衡系统的闭路格林函数方法，其长篇综述获经典引文奖；在计算物理方面，编写了中国第一部面向科技工作者的FORTRAN教科书（三版），仿制NOVA小型机形成国产DJS130系列；在非线性科学方面，建立了实用符号动力学的方法体系；在理论生命科学方面，提出构建原核生物亲缘树的组分矢量方法（CVTree），参与中国籼稻基因组测序计划（2002年《科学》论文的百位作者之一）。

## 生平

郝柏林祖籍河北正定，1934年6月26日出生于北平（今北京）的一个知识分子家庭。其父郝景盛是上世纪20年代北京大学生物系学生，后赴德国获森林学和植物学双博士学位，曾任北平研究院位于昆明的植物研究所所长、东北大学教授，新中国成立后任林业部总工程师和科技委员会主任。母亲赵为楣毕业于北平师范大学国文系，曾在四川大学等校任德语教师及中央外贸部德语翻译。1935年初母亲携襁褓中的郝柏林到德国与父亲团聚，1939年初经越南海防回到云南。1940年郝柏林在重庆沙坪坝中央大学附属小学就读，1946年随全家返回北平，考入北平市立男四中。1947年初转学至沈阳国立东北中山中学，1948年夏回到北平，考入河北省立中学初二。

1949年北平解放后，郝柏林积极参加各种政治活动和学生工作，8个学期中做了7个学期的学生会工作，1950年冬报名参加中国人民志愿军未被批准。1952年刚满18岁即加入中国共产党。1953年中学毕业后被选入北京俄语专修学校二部（留苏预备部），在9个月的俄语学习和3个月的忠诚老实运动之后，被分配到苏联哈尔科夫工程经济学院学习煤矿的经济与管理。他努力学好专业课程的同时自学高等数学，1956年经驻苏使馆批准转入哈尔科夫国立大学物理数学系。校方要求补考数理课程并补做实验，他仍用三年修完五年制课程，获"优异"毕业证书，1959年夏回国，分配到中科院物理研究所任研究实习员。

1961年秋被派往苏联，一心想成为朗道院士的研究生。在朗道手上通过考试第一关后不久，朗道因车祸失去工作能力。郝柏林用不到10个月通过九门"朗道势垒"考试后，开始随阿列克谢·阿布里科索夫做研究。因中苏关系恶化，1963年夏回国休假后即回到物理研究所。此后承担了核工业部委托的任务，首次在中国用电子计算机完成固体能带计算。1965年参加了周恩来总理批准的"技术物理实验中心"（"325"工程）三线建设任务。1977年8月初参加邓小平复出后召开的33人科教座谈会，会后决心"归队"继续做理论物理研究。

1978年从助理研究员破格晋升为研究员。1980年当选为中国科学院数理学部委员（院士），1984至1987年任中科院理论物理研究所副所长，1990至1994年任所长。1995年当选为第三世界科学院院士。2005年离开中科院，赴复旦大学任教授，兼任美国圣菲研究所外聘教授。2018年3月7日16时39分，因病在北京公安医院逝世，享年84岁。

## 物理与生命科学研究

### 固体能谱与统计物理

1960年，郝柏林卷入国家科委和国防科委组织的绝密级“高分子半导体大会战”，用Hückel近似与周期场结合的方法，为17种不同侧链的共轭双键高分子计算了电子能谱，引入“连通度”概念并证明其与布里渊区极值的关系。1963年秋，受核武器研制单位委托，在物理所组织小组对氢化锂晶体进行电子能带计算，这是中国第一次用电子计算机求解固体能带。小组在国产104机（DJS1）上创下一次调试通过的记录。

文化大革命期间，郝柏林利用晚上的时间在自家潜心钻研三维伊辛模型的严格解。他提出并严格求解了一个三维晶格上具有四元数转移概率的无规行走问题，得到了有封闭表达式的近似解。中国统计物理学前辈王竹溪在其主持的讨论班上指出，这是三维模型迄今得到的最好结果。该工作由哈肯（H. Haken）编入其主编的《自然界中的有序和混沌》一书，美国物理学会也在《中国物理》上译载了原始论文。

1972年他注意到重正化群在连续相变领域的进展，在家卧床三个多月期间与于渌讨论，将主要临界指数计算到参量ε的三阶（ε=4-d），并直接计算了比热指数。这是用重正化群直接计算比热指数的唯一论文。1975年诺贝尔奖获得者约翰·巴丁和约翰·施里弗等参加的美国固体物理访华代表团，在其报告中称这是在华看到的唯一基础理论工作。

1977年秋，周光召建议与郝柏林、于渌和苏肇冰共同研究统一处理平衡和非平衡系统的闭路格林函数方法，形成长达8年以上的合作。1985年联名在《Physics Reports》上发表了长篇综述，在此后多年里成为该领域的标准引文，获得美国科学情报研究所2001年颁发的1981至1998年经典引文奖。

### 计算物理理论与实践

郝柏林从1962年起即使用电子计算机从事物理研究，文革期间依靠数值计算坚持理论阵地。1969年周恩来下达天线小型化的"1019"任务后，他在被当作"劳动力"的情况下自告奋勇组织理论计算组，最终完成了套磁介质振子的理论计算方案。1976年唐山地震后，他主动到国家地震局进行地震频度震级关系b值的时空扫描，发表了论文和小册子。他还参与计算中国东北电网短路电流和功率分布，解决了本溪钢厂轧机冲击负荷计算等问题。

1972年他经手引进小型计算机NOVA，与同事们将操作系统反汇编恢复框图和源代码，印刷成册免费提供给国内计算机界。他同时与计算机界合作仿制NOVA系列，形成国产DJS130系列，共生产1100多台。他还撰写了国内第一部专门针对科技工作者的FORTRAN教科书，先后出过三版。他与夫人张淑誉在国内首先引进和推广代数推导语言REDUCE、人工智能语言LISP以及科学排版语言LaTeX。

### 非线性科学与混沌

1970年代末，郝柏林主动转入非线性科学研究。1981年计算出分岔点附近的"慢化"指数Δ=1，成为进入该领域后的第一个贡献。他与郑伟谋合作建立实用符号动力学，提出从符号字简捷确定超稳定周期参数的"字提升法"，被国外教科书列为习题。他们还用符号动力学说明了具有离散对称系统中出现对称破缺的选择定则。在1984至1994年间，他与学生合作完整解决了一维多峰映射周期轨道数目问题，所用方法涉及组合学、群论和数论。1986年在第16届国际统计物理大会邀请报告中提出用符号动力学刻画常微分方程系统中周期轨道的纲领，后通过庞加莱截面的二维映射为强迫布鲁塞尔振子等一批有实际意义的系统建立了符号动力学。

### 理论生命科学

1997年完成《实用符号动力学与混沌》书稿后，郝柏林全力转向生命科学。他提出组分矢量构树方法（CVTree），基于基因组全部蛋白质产物中的短肽串集合构建原核生物亲缘关系，使细菌的亲缘树同分类关系高度一致。2001至2004年间，他参与中国籼稻基因组测序计划，负责组织编写专门针对水稻的找基因程序BGF，经测试为当时可用于水稻基因组的最好程序。他是2002年4月5日发表于美国《科学》周刊的中国籼稻基因组草图论文的百位作者之一。他还与谢惠民一起从排列组合学和形式语言学两种角度，严格解决了K-串计数和蛋白序列重构唯一性等理论问题。

1999年他在《院士建议》中提出设立国家生物医学信息中心，受到国务院领导重视，但终因体制问题长期搁浅。1997至1998年他在台湾访问期间与台湾同事共同组织海峡两岸生物学启发的理论科学研究会，其后发展为隔年在两岸轮流举行的系列会议。2001年起他协助中科院北京基因组研究所与浙江大学合作建立生物信息学博士点，连续三年讲授大课，与张淑誉合写的《生物信息学手册》出过两版，对国内生物信息学教育起了促进作用。

## 科学普及

郝柏林长期坚持科普写作，作品主要瞄准非同一小领域的科学工作者、大学教师和研究生，常经多年准备方才落笔成文，主要发表在《科学》杂志（上海科技出版社）。《漫谈物理学和计算机》获1990年中国物理学会第一届优秀科普书刊编著奖。《实用符号动力学》获1995年国家新闻出版署第七届全国优秀科技图书奖二等奖。《漫谈物理学和计算机》获1996年全国第三届科普优秀图书一等奖。《混沌与分形——郝柏林科普文集》获"科学时报读书杯"奖。

## 获奖情况

- “套磁介质天线的研究”获1978年中国科学院重大成果奖。
- “三维晶格统计模型的封闭近似解”获1987 年中国科学院科技进步奖二等奖。
- “实用符号动力学”获1992年中国科学院自然科学奖一等奖和1993年国家自然科学奖二等奖、1997年获国防科工委科技进步奖二等奖。
- “统一描述平衡和非平衡系统的格林函数理论研究”获1999年中国科学院自然科学奖一等奖和2000年国家自然科学奖二等奖。
- 2000年获美国科学信息研究所（Institute for SeientifieInformation，ISI）颁发的1981－1998年经典引文奖。
- 2001年获何梁何利基金科学技术进步奖物理学奖。
- 2007年因《物理改变世界》丛书获国家科学技术进步奖二等奖。

## 主要著作

- 郝柏林, 郑伟谋. 实用符号动力学与混沌. WSPC, Singapore, 1998.
- 郝柏林, 张淑誉. 生物信息学手册. 上海科技出版社, 第2版, 2002.
- Hao Bailin and Zhang Shuyu, Digital Civilization -- Physics and Computers, Science Press, Beijing, 2005.
- 于渌, 郝柏林, 陈晓松. 相变和临界现象. 科学出版社, 北京, 2005.
- 郝柏林. 从抛物线谈起：混沌动力学引论. 上海科技教育出版社, 1993.
- 郝柏林. 漫谈物理学和计算机. 上海科技教育出版社.
- 郝柏林. 混沌与分形——郝柏林科普文集. 上海科技教育出版社.
- Ji Qi, Bin Wang, and Bailin Hao, Whole genome prokaryote phylogeny without sequence alignment: a K-string composition approach, J. Mol. Evol., 2004, 58: 1-11.
- Jun Yu, ..., Bailin Hao, et al., A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. indica), Science, 296 (5 April 2002), 79–92.

## 外部链接

- 复旦大学物理系人员名录
- 中国科学院
- 圣菲研究所个人介绍
- 欢迎访问郝柏林的个人网页！
- HaoBlog（郝柏林在科学网的个人博客）

## 基本资料

- 出生日期：1934年6月26日
- 出生地：北平
- 逝世日期：2018年3月7日
- 逝世地：中国北京北京公安医院
- 研究领域：理论物理学
- 机构：复旦大学、中国科学院理论物理研究所
- 母校：哈尔科夫大学