计量学

仪器信息网讯 2012年10月27-29日，由中国化学会、中国光谱学会、中国地质学会主办，青岛科技大学、临沂大学承办的“第十一届全国分析化学年会”在青岛国际会展中心召开。在27日的大会特邀报告会上，湖南大学俞汝勤院士做了题为“化学计量学——分析化学应对‘数据海啸’挑战的强力手段”的报告。 湖南大学俞汝勤院士 　　“分析化学”——“考质求数之学” 　　“分析化学”较早的中文名称即是“考质求数之学”。 　　徐寿(1818-1884)在译述《化学考质》(定性分析)与《化学求数》(定量分析)时写到，“考质求数之学，乃格物之大端，而为化学之极致也”。 　　“化学求数”在化学发展历史上起着至关重要的作用。 　　对于任何化学物质，以最简单的化学元素为例，历史上化学家首先关心、要“求”的“数”当推其原子量。周期表的构建是化学数据累集到一定程度对其进行分析挖掘的成果。 　　我国分析化学奠基人梁树权先生用化学法测定的铁原子量(55.850)为国家原子量委员会长年沿用，是中国分析化学家的一项重要贡献。 　　化学计量学——解决“数据海啸”问题的重要手段 　　20世纪中后期分析化学的进步，尤其是现代仪器分析的发展及其大量取代化学分析，分析化学面临“数据爆炸”，这是信息时代来临的标志，它对分析化学产生了深刻的影响。随着计算机的普及使用，化学与分析化学信息化的产物——化学计量学兴起并快速发展，是化学与分析化学家面临“数据爆炸”解决问题的重要手段。 　　原子量的测定和元素周期律的发现就是一个突出的例子。化学家早期“求”的“数”基本上是标量，或称零阶张量。这就存在一个问题：我们实际上被局限在低维空间内考察客观世界。在一维空间，当我们试图区分不同样本时，例如牛奶与羊奶，仅测量一种变量(组分，例如蛋白质)往往无法达到目的，即一维空间存在一定的局限性。而从一维空间转向二维空间、二维空间再转向三维空间时，在三维空间，每个点代表了三个变量(组分，例如蛋白质与另外两种化学组分)，当我们试图区分牛奶与羊奶时，情况又有所改善，因为这时我们利用的是测量三种组分来达到目的。 　　分析化学家对从低维空间向高维空间过渡会产生什么变化，经历了一个认识过程。一维空间转向二维乃至三维空间将提高我们辨别对象的能力。从三维空间再转向更高维空间情况如何?我们的肉眼适应的是二维(最多三维)空间，我们希望测量多组分来辨别对象，又希望在低维(最好是二维)空间进行观察。 　　为解决此问题，在化学数据处理中引入了“因子分析”的方法，“因子分析”是化学计量学早期发展的一个亮点，代表了化学计量学经典思路。“因子分析”以双线性数据阵的主成份分解(双线性分解)为基础的基于潜变量的建模方法，奠定了多元校正与化学模式识别的基础。而伴随高阶数据处理出现的三线性分解等新型算法及其二阶优势的发现，进而为解决更复杂的现代分析课题提供了新的手段。 　　分析化学为生命科学服务并与之融合 　　Euroanalysis多次提出与生命相关的motto，如“The impact of analytical chemistry on the Quality of life”等。为生命科学服务并与之融合是分析化学发展的一个重要趋势。 　　生命科学的特征之一是其研究对象包括人类自身是极其复杂的体系，这种对象的研究带来十分庞大的数据量，用“数据爆炸”似乎还不能加以表达，化学计量学家用了“数据海啸”这样的名词来形容。 　　蛋白质组研究中，常采用“鸟枪法”，即先将蛋白质化合物降解为肽段的混合物，利用质谱进行分析，绘出肽段在蛋白质上的位置谱图，以确定混合物中的蛋白质成分。 　　化学计量学的思路是将从混合物获得的混合信号以数学方法分离，只要找出与混合物中各单一组份对应的信号，就等同于所寻求的质谱分析前彻底的物理化学分离，而数学分离比彻底的物理化学分离容易实现，成本低，是真正意义的“绿色”分离方法。这可能显著简化“鸟枪法”蛋白质组研究。 　　分析化学要借力学科交叉、杂交、融合 　　发展分析化学，特别是加强分析化学基础研究，要借力学科交叉、杂交、融合。运用数学表述是构建学科基础理论的基本手段，这方面要多向物理学、物理化学等学科学习。 　　另外，我们还要思考的一个问题就是“跟风成为时尚，模仿成为职业”。我们在做科研的时候创新的程度有多大?我们在基础研究中友没有跟风这类问题? 　　“未及前贤更勿疑，递相祖述复先谁?别裁伪体亲风雅，转益多师是汝师”(杜甫)。 　　“递相祖述”是指模仿因袭成风，恰恰”是“未及前贤”的原因。“别裁伪体”，强调创造；“转益多师”讲的是继承。“转益多师是汝师”，即无所不师而无定师。要兼取众长，要有所继承、借鉴。要善于从不同的角度向别的学科包括人文社会学科，西方与东方一切先进的东西学习，在吸取的同时进行自己的创造。

仪器信息网讯 2015年6月23日，湖南长沙举办亚洲首次国际化学计量学大会&mdash &mdash &ldquo 第十五届国际化学计量学大会&rdquo (CAC2015)，国际、国内近300名专家、学者出席本次大会。在大会上，国际化学计量学科学委员会常任委员会主席Lutgarde Buydens 教授隆重颁发本届&ldquo 化学计量学终身成就奖&rdquo (Chemometrics Lifetime Achievement Award)，湖南大学俞汝勤先生是唯一获奖者。Lutgarde Buydens 教授就俞汝勤先生的杰出贡献作详细介绍。 　　常任委员会主席Lutgarde Buydens为俞汝勤院士颁发&ldquo 化学计量学终身成就奖&rdquo 奖章和证书 　　俞汝勤院士是中国化学计量学的主要奠基人和发展者。1959 年毕业于俄罗斯圣彼得堡大学化学系，上世纪60年代初来到湖南大学, 在70年代后期开始化学计量学方向研究。作为中国化学计量学的开创者之一，他和他的研究小组在上世纪80-90 年代就研究开发了新的化学计量学方法，包括系列稳健方法、系列多元校正方法以及基于形态学及混沌概念方法等 并出版了两本有关化学计量学专著：《现代分析化学的信息理论基础》(1987年)和《化学计量学导论》(1991年)，作为国内早期的化学计量学书籍，在中国系统地介绍了化学计量学。1992年俞汝勤院士受国家教育部委托在湖南大学主办了高校青年教师化学计量学讲习班，主要培养化学计量学人才。他指导的逾80 位研究生中有四分之一从事化学计量学研究，一些优秀的学生已成为中国有关化学计量学方向学科带头人。由于他在化学传感器方面做出了很大的贡献，同时对化学计量学在中国的发展做出了杰出贡献，俞汝勤教授在 1991 年当选为中国科学院学部委员(院士)。 　　2001 年，俞汝勤院士领导共同创建了我国高校分析化学领域第一家国家重点实验室：化学生物传感与计量学国家重点实验室。由于在复杂分析系统化学计量学多元分辨、高维校正等方面的重大贡献，他领衔的小组荣获2003 年度国家自然科学奖二等奖("复杂体系成分分析及波谱结构解析的化学计量学研究")，这是到目前为止在中国获得的化学计量学方向最高奖项。 　　1997 年，俞汝勤院士领导，在湖南张家界举办了中国第一届化学计量学国际会议，开创了中国化学计量学与国际同行广泛交流的新局面。其实，早在20世纪80年代之初，他就开始了许多国际学术交流，合作机构包括：瑞士联邦工业大学(苏黎士，1985)、美国华盛顿州立大学(鲍尔曼，1989)和爱达荷州立大学 (1989)、俄罗斯科学院地球化学与分析化学研究所(莫斯科，1991)等。1991年，他应邀在挪威卑尔根召开的第二届斯堪的那维亚化学计量学研讨会上作大会邀请报告&ldquo 化学计量学在中国&rdquo 。在 1993-94 年期间，为新加坡国立大学及国家标准机构主讲2期化学计量学讲习班。俞教授在新加坡组织了国际化学计量学研讨会。1997 年，在日本福冈召开的亚洲分析科学大会(Asianalysis)上，做"分析化学: 化学计量学最新发展趋势"大会邀请报告。 　　俞汝勤院士在国际化学计量学领域学术研究发展中做出了特别贡献，在促进中国与世界以及国际上化学计量学领域的学术交流中做出了杰出贡献，国际化学计量学大会特授予其&ldquo 化学计量学终身成就奖&rdquo !仪器信息网专题采访俞汝勤先生，畅谈分析化学与化学计量学、化学计量学在中国、化学计量学与中国分析仪器产业升级等话题（详见：化学的哥白尼革命&mdash &mdash 访中国科学院院士俞汝勤）。 第十五届国际化学计量学会议报道，请点击！ 　　俞汝勤院士简介 　　1959年毕业于圣彼得堡大学化学系 　　1959-1962年在中国科学院化学研究所工作 　　1962年至今在湖南大学任教 　　以化学生物传感器与化学计量学为研究方向。1981年任教授，1983年任博士生指导教师。1991年当选中科院学部委员(院士)。1993-99年任湖南大学校长。现任《化学传感器》主编。曾任《高等学校化学学报》副主编及英国皇家化学会期刊&ldquo Analyst&rdquo 地区顾问编委。现任国际化学计量学学会期刊《Journal of Chemometrics》编辑及国际分析化学期刊《Analytica Chimica Acta》顾问编委。荣获国家自然科学二等、三等奖，湖南省科技进步一等奖、光召科技奖与科学技术杰出贡献奖等。 　　&ldquo Chemometrics Lifetime Achievement Award&rdquo (化学计量学终身成就奖)简介 　　第十二届国际化学计量学大会(CAC XII 2010)开始设立&ldquo Chemometrics Lifetime Achievement Award&rdquo ，该奖项由国际化学计量学大会科学委员会组织评选、颁发 ，以表彰为国际化学计量学做出特别贡献者。

2016年6月6日，西班牙巴塞罗那举办“XVI Chemomerics in Analytical Chemistry”“第十六届国际化学计量学大会”(CAC2016)，超过300名专家学者参加本次大会。在大会上，国际化学计量学科学委员会常任委员会主席Lutgarde Buydens 教授隆重颁发了本届“化学计量学终身成就奖”(Chemometrics Lifetime Achievement Award)，中南大学梁逸曾教授是本届唯一获此殊荣的化学计量学家，是继湖南长沙举办的CAC2015会议颁发给俞汝勤先生的又一中国人。另外，Lutgarde Buydens 教授就梁逸曾教授的杰出贡献作详细介绍。梁逸曾教授“化学计量学终身成就奖”证书“化学计量学终身成就奖”奖章　　常任委员会主席Lutgarde Buydens为梁逸曾教授颁发“化学计量学终身成就奖”奖章和证书，中南大学许青松教授代其领奖　　梁逸曾教授。师承俞汝勤院士，88年于湖南大学获理学博士学位 90-92年于挪威Bergen大学进行博士后研究, 94年获该校哲学博士学位(Dr. Philos.)。97年评为国家有突出贡献的中青年专家，国家教委和国家人事部优秀留学回国人员。98年评为湖南省优秀留学回国人员和跨世纪学术带头人，享受国务院政府特殊津贴。近二十年来发表科学论文被美国科学引文索引(SCI)收录400多篇，SCI h-指数为45，SCI引用超过10000多篇次，单篇SCI引用最高次数为626次，入选中国高被引学者榜单。现为国际化学计量学学会(CAC)常任委员会委员，中国化学会分析化学专业委员会委员，中国化学会计算机化学专业委员会副主任委员，中国仪器仪表学会近红外分会近红外光谱分会，中国化学会教育委员会委员，并受聘为国际刊物《Chemometrics and Intelligent laboratory Systems》副主编、《Journalof Separation Science》、《Near Infrared Analysis》及国内刊物《分析化学》、《计算机与应用化学》、《分析测试学报》杂志编委。出版著作(包括译著和外文著作)5本以及教材4本，包括《Support Vector Machines and Their Application in Chemistry and Biotechnology》，《Chemometrics from Basic to Wavelet Transform》，《白灰黑复杂多组份分析体系及其化学计量学算法》，《分析化学计量学》，《化学计量学》，《化学计量学基础》双语教材，《医科大学化学》，《分析化学手册(第10分册)》，《复杂体系仪器分析——白灰黑分析体系及其多变量解析方法》等 　　梁逸曾教授曾首次在国际上提出有关白灰黑分析体系的分类概念，受到国内外同行高度认可与好评，中药指纹图谱技术的研究成功应用到中药质量控制中，近年又提出广义灰色分析体系以及基于集群分析的思想开发化学建模新算法来解决存在的分析化学问题。他长期从事分析化学，化学计量学和中药现代化的研究，主持和参与国家、部、省级科研课题20多项，获奖6项，其中一项获湖南省科技进步一等奖(2002年)(排名第二) 一项获国家教委科技进步(甲类)一等奖(1995年)(排名第一) 一项获机械工业部科技进步(甲类)二等奖(1994年)(排名第一)。国家自然科学二等奖(排名第二，2004年)，湖南省自然科学二等奖(排名第一，2009年)。培养了众多化学计量学相关人才，包括45位博士研究生和超过100位硕士研究生，一些优秀的学生已成为中国有关化学计量学方向学科带头人和青年骨干 近年参与欧盟项目Erasmus Mundus，共同培养了来自5个国家的8名来华交流留学生。　　梁逸曾教授多次举办化学计量学会议，1997 年，在湖南张家界举办了中国第一届化学计量学国际会议，谱写了中国化学计量学与国际同行广泛交流的新篇章 2004年，与同济大学共同主办亚洲首次化学计量学与生物信息学国际会议 2015年在湖南长沙成功举办了第十五届国际化学计量学大会，这是该系列会议首次在亚洲举办的大型会议，来自21个国家近300名专家学者参会，国外学者近80名，这次会议受到国内外学者的一致好评与认可，也充分提高了中国化学计量学在国际上的地位和对促进中国与世界的学术交流起到了积极的作用。同时，梁逸曾教授多次受邀参加各类大型国际会议做大会报告，在业界具有很强的国际影响力。　　“Chemometrics Lifetime Achievement Award”(化学计量学终身成就奖)简介　　“化学计量学终身成就奖”是从第十二届国际化学计量学大会(CAC 2010，匈牙利布达佩斯)开始设立。该奖项由国际化学计量学科学委员会组织评选、颁发，以表彰为国际化学计量学做出杰出贡献者，具有非常高的国际影响力。目前获得该奖项的化学计量学家有CAC-2012: Vandeginste博士和Forina教授，CAC-2014：Hopke教授和Zupan教授，CAC-2015：俞汝勤院士。　　(中南大学 云永欢博士 供稿)