The IUCr Gjönnes电子晶体学奖章被授予Sven Hovmöller（左；瑞典斯德哥尔摩大学名誉教授）和Ute Kolb（德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学高分辨率电子显微镜中心主任）感谢他们在电子晶体学领域的开创性工作，特别是开发三维电子衍射技术.

20世纪90年代，Sven Hovmöller和他的团队将高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）图像和带轴电子衍射图案结合起来，用于解决原子结构问题。2007年，Ute Kolb和她的团队开发了自动电子衍射层析成像（ADT）方法，该方法可以收集适合结构分析的三维电子衍射数据。因此，许多有机和无机晶体的原子结构得到了解决。2008年，Sven Hovmöller及其团队提出了另一种收集3D电子衍射数据的方法——旋转电子衍射（RED）方法，该方法也成功用于复杂结构的结构求解，包括蛋白质。如今，这些方法被全球晶体学家广泛用于解决新材料的结构问题。

除了在高级国际期刊上发表的杰出科学成果外(例如，自然和科学类)多年来，这两位科学家一直非常活跃，是电子晶体学国际学校的组织者。因此，它们在形成一代电子晶体学家中起着至关重要的作用。

Hovmöller教授和Kolb教授将于2021年8月在捷克共和国布拉格举行的第25届IUCr大会上获奖，他们将在大会上分享主题演讲。

IUCr很高兴能够就他们的生活和工作与接受者进行访谈。对Sven Hovmöller的访谈转载如下；请走在这里与尤特·科尔布的合作。

面试

斯文，我们祝贺你获得这一殊荣。

谢谢您！除了一次海报奖，这是我第一次获得科学奖，所以我很高兴。 

你能告诉我们一些你的童年和早期教育吗？

我出生在瑞典，但我是丹麦公民，因为我的父母刚从丹麦搬到这里。我的父亲是一名气象学家，因此他曾多次在国外担任长达一年的职位。当我12岁的时候，他在世界气象组织工作（想想世卫组织，除了气象学），全家在瑞士日内瓦度过了整整一年。这是1959年，在包租旅游变得普遍之前，我很高兴能住在这个美丽而充满异国情调的国家！也许最棒的是我去了日内瓦的Ecolint（国际学校），参加了一个由来自世界各地的学生组成的班级：意大利、埃及、澳大利亚、美国、瑞典、泰国、印度尼西亚。这让我决定我应该在不同的国家工作。

是什么或是谁激励你从事科学事业？

当我14岁的时候，我开始在学校学习化学，我立即决定成为一名化学家。我坚持着这个梦想，这是我从未后悔过的，尽管我后来了解到还有许多其他科学领域也非常迷人。仅举几个例子：天文学与系外行星、比较语言学与DNA测序相结合，以此来理解所有人类是如何相互联系的，以及我们是如何一直迁移的。

起初，我想成为一名生物化学家。由于一些原因，我不得不三次换科目、换系甚至换大学，六次换导师，最终在1980年参加了结晶学博士考试。我的两位主管找到了新工作，两位获得了诺贝尔奖（亚伦·克鲁格（Aaron Klug）的化学奖和本特·萨缪尔森（Bengt Samuelsson）的医学奖，都是1982年），还有一位（萨缪尔森）解雇了我。

在多次更换主管后，我决定最终去一个能将化学、计算和统计学（数字处理）兴趣结合起来的领域学习。我四处打听，有一天有人推荐结晶学。我从未听说过这样的话题，但我尝试过，我喜欢它。

当我还是一个孩子的时候，我父亲总是要求全家人在收听电台的天气预报时闭嘴，而这往往与晚餐时间重合！他在8岁时决定成为一名气象学家。我一直认为他对生活的主要兴趣是天气。但当他90多岁时，他向我坦白说他对天气一点也不感兴趣！他只是对所有的数字感兴趣！小时候，他第一次在当地报纸上看到汇率；这么多数字，每天都有新数字！到那时，他本可以成为一名银行家，全家都会变得富有。但幸运的是，他很快发现当地的天气预报包含了更多的数字，所以他决定成为一名气象学家。现在我72岁了，已经退休了，我可以坦诚地说，我对化学从来都不是很感兴趣，但是数字！我喜欢它们，而且我仍然喜欢浏览有数千行和数十列的表格，比如结晶学中的表格。知道这些数字中隐藏着未知的科学规则和原理，你就知道自己能否破译这些数字！

是什么吸引你去研究电子晶体学？

我的第一个博士项目是生物化学，试图了解线粒体ATP酶的机制。当时，即1969年，这个领域几乎一无所知。目前还没有确定有多少多肽形成ATP酶复合物，甚至还没有确定这些多肽的分子量甚至序列。1973年，当我开始结构化学（结晶学）博士研究时，我想确定ATP酶的晶体结构。我的导师告诉我，这对于一个博士项目来说太难了，所以他让我通过测定一些与滴滴涕有关的有机小分子的单晶结构来学习结晶学的基础知识。1973年，有几百种水溶性蛋白质的晶体结构，但没有一种膜蛋白被解决。甚至还不清楚什么是膜。随后，剑桥大学的奈杰尔·昂文和理查德·亨德森对细菌视紫红质的结构进行了电子显微镜研究！像许多其他人一样，我认为可能永远不可能制作膜蛋白的3D晶体。许多人尝试过，但还没有人成功。所以我写信给他们的老板Aaron Klug，要求被接受为细菌视紫红质的后期或前期工作。肯定的回答是，他们目前不需要更多的晶体学家参与该项目，但欢迎我研究TMV（烟草花叶病毒）的结构及其与RNA的特异性结合。我已经熟悉Klug在病毒、tRNA的EM研究方面的工作等。所以我当然非常高兴能和亚伦·克鲁格一起工作。我和理查德·亨德森（Richard Henderson）和其他八个人共用一间办公室，所以我也了解了很多关于膜蛋白研究的知识。

1980年我完成了预科课程和博士学位后，我在斯德哥尔摩大学自己的实验室里按照剑桥大学制定的原则开展了电子晶体学研究。后来我发展了CRISP公司以及其他基于剑桥系统的电子晶体学程序，但更加方便快捷。我认为，如果这种方法能够在化学和物理的新领域得到推广，那么有必要使其易于学习和使用。

与X射线结晶学相比，电子结晶学的优点和局限性是什么？

其主要优点是，电子与物质的强烈相互作用使得研究比X射线晶体学所需晶体小一百万倍的晶体成为可能。最近，我们发现，利用现代计算机控制的电子显微镜和快速低噪声电子探测器，也可以在几秒钟内收集完整的三维电子衍射数据即比最强大的同步加速器快得多。另一个优点是，与X射线不同，电子可以聚焦成图像。在结晶学术语中：我们不仅可以通过实验观察振幅（如衍射），还可以观察晶体结构因子相位。

电子晶体学在冠状病毒研究和其他全球问题中发挥着特殊作用吗？

我认为地球上大多数人每天都会在电视新闻上看到相同的背景图片：冠状病毒颗粒。这实际上是一个电子晶体学图像，或者说是从病毒粒子的几个EM图像进行三维重建的结果。如今，通过电子获得病毒等巨大生物物体的3D结构要比通过X射线快得多。在过去的十年中，电子晶体学的分辨率已超过2–3º，这使得可以获得如此详细的密度图，从而可以追踪多肽链。显然，如果你想制定疫苗制造策略，或者想从原子细节上了解病毒的机制，那么拥有所研究对象的3D图片是一个很大的优势。

您和Ute是IUCr电子晶体学委员会（前身是IUCr电子衍射委员会）的成员。你认为委员会最重要的职能是什么？

• 通过安排电子晶体学学校教育下一代电子晶体学家
• 在结晶学会议上推广电子结晶学课程
• 鼓励在快速发展的电子晶体学家群体中开展国际合作
• 安排博士生和科学家互访实验室
• 以X射线结晶学为榜样，确保各个实验室开发的方法易于使用，并可供整个社区使用。

你通过国际学校培养了一代电子晶体学家，受到了赞扬，其中许多学校都得到了国际晶体学联合会的支持。随着2020年网络会议的必要过渡，你如何看待面对面的学校的未来？

没有什么能比得上个人面对面的交流。有时，即使是与你所在领域的知名人士进行一次简短的对话，也会改变年轻学生的生活历程。

这个问题也触及了电子晶体学的一个黑暗章节。我想借此机会特别向年轻科学家们讲述这一点。这一切都始于半个世纪前。

在20世纪60年代，Aaron Klug开发了晶体样品EM图像的光学衍射。如果你用激光照射周期性物体，你会看到衍射斑点的图案。你可以在家里试试这个：用激光笔把激光照射到任何一块纺织品上。你看到的实际上是图像的傅里叶变换。当时，还没有足够强大的计算机来计算傅里叶变换。甚至10年后的1979年，在剑桥大学的大型计算机上，256 x 256傅立叶变换的计算也是一项通宵的工作。1971年Klug已经写道这些方法与X射线晶体学家测量周期性或有序度并最终观察简单物质中原子排列的方法非常类似。然而，不同之处在于这里没有相位问题，因为相位信息包含在电子显微照片中[菲尔翻译。罗伊。Soc.伦敦。B类 261, 173–179 (1971). 三、 图像分析技术在电子显微镜中的应用。光学衍射和滤波以及电子显微照片的三维重建]。显然，亚伦·克鲁格（Aaron Klug）在半个世纪前就已经理解了X射线衍射和EM图像之间的根本区别，他在1982年获得诺贝尔化学奖的部分原因就是因为这一点。然而，从事EM研究的物理科学界的大部分人都没有意识到这一点。几十年来，我试图向所有人传播克鲁格的见解，以及Unwin和Henderson在膜蛋白晶体方面的杰出EM工作，但收效甚微。

研究无机化合物（如矿物、半导体）EM图像的科学界等。总是声称“相位信息在图像中丢失”。一、 引用Aaron Klug的话说，“相位信息存在于图像中”。任何晶体学家都会理解这一点上分歧的严重性。1993年IUCr在清华大学开设电子晶体学暑期班时，我没有被邀请。我曾努力飞往亚利桑那州，向该学院名誉主席约翰·考利介绍傅里叶技术的图像处理。考利被认为是电子衍射物理学之父。当我说“然后我们计算EM图像的傅里叶变换，现在我们可以在每个衍射点直接读出相位”时，他阻止了我。“等一下，让我想想。”过了一会儿，“是的，你说得对，请继续。”。显然，考利对这次演示印象深刻，他说：“你知道，明年夏天将有一所IUCr电子晶体学暑期学校。我认为你应该去那里讲课。你有兴趣吗？”。老实说，我去亚利桑那州的整个行程都是为了有机会听到这些话。考利写信给其他十几位受邀的演讲者，问我是否可以加入名单，但大多数人投了反对票。但我可以来给一个计算机实验室。当我来到学校时，那里没有电脑，没有电脑空间，程序也没有为我的计算机实验室分配时间。幸运的是，我当时的博士生邹晓东也在学校。她立即为我们租了自行车，我们骑车去了最近的商店，租了几台电脑和巨大的显示器。然后我们可以站在走廊上，在咖啡休息时间管理我们的实验室。

欧洲晶体学协会和其他组织最近提出的在会议期间提供儿童保育设施的倡议有多重要？

这是一个很好的倡议。我的第一次国际会议是在1973年，当时的社交节目仍被称为“女士节目”。2000年在蒙彼利埃举行的国际沸石会议上，我的妻子邹晓东在科学事业上已经超过了我，所以我陪她去参加了会议，照顾我们的新生儿莱纳斯，这样，邹晓东可以继续给莱纳斯喂奶，我也可以参加“女士计划”（当时在每个会议上都称之为社交节目）。

你还追求什么其他兴趣？

自从六年前退休以来，我主要从事政治和社会事务。我成立了一个“化学俱乐部”，主要为5-12岁的天才儿童服务。我们在大学里为这些孩子们授课，在两个小时的讲座中，我们会得到数百个问题。大多数讲座是关于化学的，但也有一些是关于物理、数学或生物的。一天晚上，我用三种亚洲语言演讲：汉语、日语和韩语。然而，他们只需要在这两个小时内学会读韩语。

另一方面，我主持了一个小型组织，帮助瑞典的罗马尼亚乞丐找到庇护所，学会写名字，然后会说和读瑞典语，找到工作等欧洲罗姆人是地球上最贫穷和最受歧视的人之一。即使在今天，数以百万计的人一天都没有上学，而且几乎没有超过八年的时间。

在你的哪些专业成就中，你感到最自豪？

我感到自豪和满意的是，与其他人一起，我们成功地将电子晶体学从一个小领域发展成为一种主流方法。在过去的十年中，我们已经从一个非常耗时（数年）且要求严格的2D投影领域，发展到对非常复杂的结构（包括蛋白质）进行超快速（分钟）3D结构测定。在分子筛、金属-有机骨架和药物等领域，100年来一直未知的重要结构现在已经被电子晶体学解决了。通常，它们形成的晶体对于单晶X射线晶体学来说太小，对于X射线粉末衍射来说太复杂。有些是多相的和/或充满缺陷的。对于电子来说，即使是最小的粉末颗粒也是单晶。

Sven Hovmöller和他的儿子Linus Hovmóller Zou解决了PD准晶近似的晶体结构。

令我最高兴和自豪的是，2010年，我们当时9岁的儿子莱纳斯（Linus）解决了一组非常复杂的准晶近似，称为伪十边形（PD1，PD2等）。它们由成分为⁓Al的合金合成而成₇₀镍_x个有限公司_30-x个。我和三位合作者花了半年的时间全职尝试解决这些结构，但没有成功。大约八年来的每个夏天，我都会越来越拼命地试图解决这些问题，但没有。我们有数百张HRTEM图像和电子衍射图案，但这些结构一直无法解决。然后在2010年，我再试了一次，结果被卡住了。那是在暑假期间，莱纳斯在家里。我问他“莱纳斯，你能过来帮你爸爸一下吗？”。莱纳斯在模式识别方面很聪明，他的头脑并不像我那样完全糊涂，因为他看到和记住了数百张这样的图像。所以他可能会反对我的建议，经过整整8个小时的工作，我们已经解决了前两个PD结构！我们继续第二天的工作，最终解决了其中四个非常复杂的结构。鉴于莱纳斯对最终解决这些结构的关键贡献，我们决定将他作为合著者之一。我告诉编辑，作者之一Linus Hovmöller Zou只有9岁。花了一年时间才出版，编辑告诉我，并写道“我们在新闻稿中提到一位作者只有9岁。”然后是RING！电话着火了，BBC打来电话《泰晤士报》以及许多瑞典和国际报纸。他们接受了莱纳斯的英语采访。我们在电视上。你仍然可以在谷歌上看到BBC的报道。事实证明，莱纳斯是有史以来合著科学论文的最年轻的男孩。只有一个美国女孩小了几个月。

非常感谢您抽出时间，再次表示祝贺。

谢谢您！