大学时,我读的“激光”专业,对激光专利权之争的了解是我在德国进修时,看到的一篇文章(张镇西, 兰格耶耳谈激光器的发明和关于专利权的诉讼《国外激光》1982 No.2 pp.38—39)。20世纪60年代,梅曼博士率先使用红宝石实现了脉冲激光的输出并撰写相应的论文,投稿被专业主流杂志拒稿,后在另一期刊上刊登。戈登博士几乎同时申请了实现激光的发明专利,由于梅曼的文章发表在前,导致戈登的专利申请被拒。最终导致激光器这一伟大的发明并未获得专利保护。从另一个角度来说,正因为没有专利壁垒,激光器得以在各行各业广泛应用,包括我也可全身心投入到与激光相关的物理研究浪潮之中。
1977年至1979年,我在德国斯图加特大学等离子体研究所参与了等离子体诊断技术的研究。等离子体是一种高温状态下的物质形态,通常需要强激光进行泵浦激发。在激光器发展初期,由于激光晶体的制造工艺受限,为了提高激光的输出功率,创新性将YAG晶体串联实现激光的级联放大,从而实现了对等离子体物态特性的研究。接触激光这个新兴领域后,我就尝试寻找将激光拓展应用至其他行业。由于当时国内在激光方面的科研条件不成熟,于是我第二次来到了德国,前往慕尼黑附近的光辐射与环境保护研究所的激光中心,该中心专注于利用激光测量生物组织中的吸收、散射以及进行激光医学疗法的研究。这一段研究经历也奠定了我将激光应用至生物医学领域的基础。
1986年,我任教于西安交通大学生物医学工程研究所,同时也攻读博士学位,当时西安交大在激光领域的研究并未起步,所以在导师蒋大宗教授的推荐下前往大连理工大学林鈞岫教授门下培养。在读博期间,我尝试将光测量引入生物组织的研究当中,提出通过对生物组织切片实现其光学特性的表征。该方向得到林鈞岫教授的肯定与支持。通过与大连医科大学第一附属医院合作,我获得了很多第一手的生物组织样本及肿瘤。经过近5年的研究与探索,最终以“生物组织光传播特性的研究”为主题完成了我的博士学位论文,也成为我国第一位涉足生物医学光学领域的博士,之后在这一领域持续耕耘,取得了一定成就。
1991年,我进入了中国科学技术大学的物理学博士后站,继续从事激光对生物组织的测量工作,如肿瘤组织的高反射率的研究。在此期间,我投入大量的精力,在国内开拓性的将激光拓展到生物医学的研究应用中,并且在《中国激光》、《光学学报》等期刊上发表了多篇中英文文章,提升了我国在相关领域的国际影响力。发表大量科研成果的同时,我与《中国激光》编辑部联系密切,在1999年受徐至展院士邀请,荣幸成为了《中国激光》的编委。
此外,在《激光生物学报》主编胡能书先生的推荐和支持下,我成为了《激光生物学报》的副主编。胡老师当时构想的是在《激光生物学报》期刊的基础上,逐渐成长创办成为杂志社。在机缘巧合下,我与杨蕾总经理谈到了此想法。杨总受到启发,成立了中国激光杂志社,使期刊工作能够独立出来,逐步成长为一个能够自我造血、独立发展的企业。可以说,我与中国激光杂志社的结缘是从它诞生时就开始的。
生物学研究领域的发展经历了从最初依靠电学接触性测量,到逐步采用光学的非接触性测量,随着技术发展,越来越多的生物学家开始采用光学方法进行研究,并且该领域的从业者数量逐渐增多。2002年5月,作为国内最早进入这个领域的研究人员参加了国家自然科学基金委员会信息科学部在福州师范大学召开的生物医学光子学前沿及“十五”期间发展战略研讨会。会议主旨组织国内有影响的开拓性研究团队,深入研讨,凝聚共识,深挖科学问题,找准切入点,使得我国“生物医学光子学”领域基础研究步入发展快车道,并设立单独的申请代码,即国家自然科学基金设立的F0511代码(生物、医学光学与光子学)。“十一五”期间进一步加强研讨论证,继往开来,持续不断推进,开展全方位支持。如今F0511代码下不仅吸引了越来越多的青年科研工作者投入生物光学研究,更是以这个领域为基础走出了数位院士、杰青及优青等。
随着光学技术在生物医学中广泛应用,越来越多投身相关领域的科研人员发表了大量的研究成果。尽管国内目前已经有三本相关期刊供科研人员成果交流,但它们主要关注临床应用和病例治疗方向,而我想从基础科学-物理的角度出发,创办一本新的、专注于生物医学光子学研究方向的期刊。大概四年前与杨总沟通了这个想法,提出每年先出一个季刊或半年刊,用于满足逐年增加的研究生对科研产出的需求。后来进一步了解到,虽然创办新的中文杂志比较困难,但可以通过专刊的形式集中发表这一领域的文章,最终杂志社决定采纳我的建议,组建期刊和编委团队,每年出版四期《中国激光》“生物医学光子学”专题子刊。在共同努力下,该子刊已经成功开办近三年,文章的数量和质量都在稳步提升,业界的反响也非常好。
期刊和会议是推动学科发展的“两架马车”,不仅需要办好刊物还要办好会议。在先前一年一度的全国激光技术与光电子学术会议(LTO)上,我注意到生物光学方向参会人员较多,科研队伍年轻化、有活力,并且常常还有生物医学工程方向的研究人员过来探讨交流,因此建议中国激光杂志社,通过搭建学术会议平台,将国内相关领域的同行聚集起来,共同推进生物、医学光学领域的发展。一开始先在LTO会上设立了生物、医学光子学分会场,经过几次实践,编辑们也反馈这个会场非常火爆,于是我和中国激光杂志社一起在2022年提出创办生物医学光子学交叉融合学术论坛(BPC)。该会议的举办获得了行业内的广泛关注,以2024年会议举办情况为例,一方面吸引了近400位科研人员前来参会,另一方面还吸引了诸如中科微光、上市公司海目星等23家公司前来参展,极大地增强了这一领域内的人才和资本碰撞,推动了生物医学光子学技术的发展。此外,在2024年的BPC上,还邀请了我们课题组的合作者——美国光学学会会士、SPIE会士、德国吕贝克大学生物医学光学研究所所长Alfred Vogel教授前来做大会报告,推动中国生物医学光学研究成果走向世界,发挥更大的国际影响力。
经过多年的努力,生物医学光学领域在中国快速成长,如今在前沿研究和医疗器械等方向,与发达国家的差距已经越来越小,我们的付出和耕耘正在一步步的开花结果。
我是《中国激光》的副主编,也是“生物医学光子学”专题刊的负责人,在专题刊的发刊词中,我曾引用过这样一句话:“进窄门,走远路,见微光”。回望自己在生物医学光学领域付出的青春和汗水,正是对这句话的生动诠释:坚定内心的理想,勇于直面前进路上的艰难险阻,哪怕短时间看不到成效,也要长期坚持下去,孜孜不倦,最终必能看到胜利的曙光。
在早期职业生涯中,为了促进中外合作交流,让大家熟悉光学在生物医学中的应用和研究前沿,发表了很多译著,指导了许多德国留学生。在当时的评价机制中,这些都不计入“工作量”,但我还是勤勤恳恳做事,不在乎个人得失。我也曾主持了多项国家级研究课题,从未报奖或是申请人才帽子,我希望能够支持年轻人的发展,让他们获得更多的资源。
致力于创办“生物医学光子学”专题刊也承受过一定的压力,因为现今很多高校对于在中文期刊上发表的文章不认可为“有效的”研究成果,大家还是倾向于在国际期刊上发表英文论文。但我还是坚持要办这样一个中文刊物,并且尽力吸引国内研究团队在这里发表高质量的稿件,因为只有构建好这样一个平台,才能吸引更多的青年生力军投入到生物医学光学行业中来,推动这一领域的蓬勃发展。
在办会过程中,与中国激光的编辑们也一拍即合,坚持一以贯之,不仅尽最大可能地关注主办方和参会人员在交通、食宿方面的需求,更会尊重每一位参会及作报告的老师和学生。每一次会议,我都会坚持从头听到尾,提升大家的参会热情,更能给青年学子一些指导与帮助,提升他们的报告质量和演讲信心。正是在这些细节方面付出了大量的时间和精力,现在我们的会议吸引更多的参会者与关注,对生物医学光学的研究热情也在逐步提升。
毛主席曾在《沁园春·长沙》中写道:“到中流击水,浪遏飞舟”。我对这句诗中“遏”这个字有自己的体会,在创办期刊、开办会议、推广生物医学光子学过程中,曾遇到很多困难,就像江河中的大风大浪一样会“阻遏”你的前进,但正因有这样的“大风大浪”,才能推动你的舟划得更快、更远。在物理体系中也有类似的例子,俄歇电子原本会吸收多余的激发能量,阻止电流的流动,但在特定条件下它又能促使新的电子激发,加快电子的运动。在职业生涯中,有很多事情看似就像“俄歇电子”一样,消耗了一些自己的精力,但从长时间来看实际上是助自己一臂之力。师者如光,微以致远。我期待有更多的年轻人勇于接好接力棒,继续推动期刊的发展,推动生物医学光子学在中国大地上茁壮成长!
张镇西,西安交通大学教授、博士生导师,现任《中国激光》副主编、第一届中国光学工程学会激光技术及应用专家委员会信息光学工作组组长、达特茅斯大学-西安交通大学生物医学光学国际联合实验室主任、海峡两岸纳米生医光电研讨会大陆方发起人。主要研究方向为生物医学光子学影像与光谱分析技术、光生物物理学与生物光量子调控技术。主持中德合作科研项目。主持完成国家自然科学基金面上、重点、仪器、重大国际及地区合作研究、国际(地区)合作与交流项目、PPP项目及德中科学基金项目等。编著(译)作11 本,主编《生物医学光子学新技术及应用》、《生物医光子学:诊断、治疗与检测》,共同主编《生物医学光子学》,《Biomedical Photonic Technologies》(Wiley-VHC出版),译注七部,其中《纳米光子学》获2010年度(第十届)、《医学纳米技术与纳米医学》获2013年度(第十三届)国家引进版科技类优秀图书奖。获部级科技进步三等奖二项、国家科技进步二等奖、陕西省科学技术奖一等、二等奖、陕西省精品课程一项、陕西省教学成果一等奖一项。享受政府特殊津贴,获陕西省师德先进个人、宝钢优秀教师奖、王宽诚育才成果奖等荣誉称号。