叶渚沛：中国化工冶金的开拓者

刘伟　许志宏

摘要：叶渚沛是著名夜景金学家，曾在联合国教科文组织工作。新中国成立后，他毅然辞职辗转返回祖国，1958年创建了中国科学院化工冶金研究所，提出用化工原理强化冶金过程，为我国钢铁和有色金属工业的发展做出了重要贡献。本文以叶渚沛的学术成长经历为主线，介绍了他在我国化工冶金等领域所取得的学术成就，辅以讲述他为支援抗战所做的有益工作。

关键词：叶渚沛 冶金学家 化工冶金 学术贡献 支援抗战

叶渚沛是一位国际冶金界知名的科学家，他曾尽己所能支援国内抗战，因不满国民党奉行的“片面抗战”政策而选择出国，在得知新中国成立后旋即回国，筹建了中国科学院化工冶金研究所。

一、早年生涯

1902年10月6日，叶渚沛生在菲律宾马尼拉市一个华侨家庭，祖籍福建厦门。父亲叶镇锥是一位爱国华商，孙中山先生将其名改为叶独醒，寓意“众人皆醉，唯我独醒”。叶镇锥不仅鼎立资助孙中山先生领导的革命事业，而且在菲律宾华侨中第一个剪掉辫子，带着儿子叶渚沛昂首挺胸漫步于闹市。8岁时叶渚沛曾回家乡探亲。

叶渚沛1921年考入美国科罗拉多矿冶学院，1925年在芝加哥大学获得硕士学位，之后在宾夕法尼亚州立大学取得了金属物理化学博士学位。求学历程看似一帆风顺，但其中充满了困难与艰辛。他在美国求学期间，叶家的经济状况日益恶化，父亲已无力供给他留学费用。他不得不采取半工半读的方式，继续坚持学业，常常是两片面包一杯水，紧紧腰带过一天。尽管如此，他的学习成绩始终名列前茅。教授们在这时伸出了援手，让他在实验室当了一名实验助手，使其生活稍有改善。虽然生活条件艰苦，但他的求知欲愈来愈强，不仅学习矿冶专业，还向化学、地质等其它领域拼命探求。这股拼搏精神博得教授们的赞许，称叶渚沛为“东亚醒狮”，因为他的表现使得教授们感到中国这头沉睡的狮子即将觉醒。叶渚沛晚年回忆那段求学生活时说：“那时的确像一头狮子，贪婪地吞食一切能够接触到的东西。一心想多学一些，学好一些，不管当时能否消化得了，贮存在脑子里，带回祖国总会有用的。”[童义昌1988]

1928年叶渚沛博士毕业后，选择在世界一流的研究机构和大企业中积累经验。他曾受聘于美国联合碳化物研究所和中央合金钢公司任工程师，后又在美国机器铸造公司任工程师，出任冶金部主任和顾问工程师等职。1931-1933年，他在美国与英国的学术刊物上发表过10佘篇有关铁、钢与合金的化学热力学与物理化学特性等方面的学术论文，引起当时国际冶金界的注意。1933年，叶渚沛在德国的工厂与中心实验室考察了数月，并与一些大学教授进行了学术交流。柏林工业大学的杜勒（R.Duper）教授对他的学识极为欣赏，希望他留在德国工作。叶渚沛谢绝了杜勒教授的盛情邀请，于1933年末回到中国。[许志宏等2012]

二、投身抗战

回国不久，叶渚沛被国民政府任命为“国防设计委员会”（1935年更名为资源委员会）化学专门委员，他深得该委员会主任翁文灏先生的赏识，着手调查我国资源情况，并向翁先生提出在南京建立一个冶金研究室的建议，该室的任务是结合国内资源进行高级铁合金、钼金属，氮肥以及其他抗战所需物资的研究。然而，他的抱负还未来得及施展，便爆发了“卢沟桥事变”，全面抗日战争开始了。随着日军铁蹄南下，国民党军队节节败退，义愤填膺的叶渚沛被迫随国民政府内迁长沙、武汉、重庆。

叶渚沛在美国时曾深受马克思主义的影响，他在自传中写到，“直到1924年我才发现马克思，那时起才认真地学习了马克思主义的著作。”在美国他结识了很多左翼进步人士，如埃德加·斯诺、路易·艾黎等支持中国抗战的“中国人民的老朋友”。叶渚沛不仅为3S（史沫特莱、斯特朗、斯诺）协会捐款，通过斯诺把捐款送到延安，而且还解囊相助进步青年奔赴延安，甚至用自己的住所掩护被追捕的共产党员。加拿大外科医生诺尔曼·白求恩与叶渚沛之间有一段感人至深的故事。1938年3月的一个晚上，叶渚沛迎来两位外国客人，一位是国际进步新闻工作者路易-艾黎，另一位是国际共产主义战士诺尔曼·白求恩。白求恩千里迢迢来到中国，在前往延安的路上医疗器械因战乱遗失了，到武汉时旅费给养也已耗尽，在朋友艾黎的带领下找到了叶渚沛寻求帮助。得知两位友人的来意后，叶渚沛毫不犹豫地拿出积蓄，向身处困境的白求恩伸出援手，想方设法置办齐了医疗器械和行装，还送其登上前往延安的旅程。这次分别后他们虽没能再见，但白求恩“延安是中国的希望”这句话一直印刻在叶渚沛的脑海里。[许志宏等2012]

虽在国民政府身处要职，但叶渚沛对国民党奉行的“不抵抗”政策失望透顶。与此相反，共产党领导的八路军、新四军深入敌后抗击日军侵略，军民一心奋起抵抗，在抗日根据地燃起的星星之火在全国形成燎原之势。他的内心为之感到振奋，看到了民族复兴的希望，不遗余力地支持共产党领导的革命事业。1941年皖南事变发生，国民政府一面对实情进行新闻封锁，另一面歪曲事实中伤共产党。在这种危急情势下，迫切需要通过外交渠道将真相公之于众。

也许谁都不会想到，一位科学家会在国共两党的这次正面交锋中发挥了举足轻重的作用。当时，共产党与各国驻华使馆没有直接联系，于是周恩来派人与叶渚沛联系，请他帮忙协调。叶渚沛当时任资源委员会冶金部主任，兼任重庆炼铜厂厂长和电化冶炼厂总经理等职。他慨然应允，为周恩来与英国使馆代办安排了一次秘密会晤。几天之后，英国媒体播发了这次会晤的内容，全球为之哗然。1944年，叶渚沛想办法找到了一个出国考察工业的机会，才成功摆脱了国民政府的监视[张保成1980]。“我要使自己的科技知识赶上时代步伐，并且弄清楚与中国有关的世界各种政治力量的新动向。”这是他出国的另一个重要原因。

三、科技报国

1949年10月1日中华人民共和国成立的消息传到美国，叶渚沛在庆祝会上激动地说：“我们这些长期漂泊海外的游子，从此有了自己的国家。振兴中华的抱负可以实现了。”1950年初，他不顾上司的一再挽留，毅然辞去联合国教科文组织的要职，绕道巴黎、日内瓦，直飞香港回到祖国。周恩来总理亲切会见了这位久别重逢的老朋友，总理语重心长地说：“祖国刚解放，百废待兴，各方面都有困难，钢铁工业是国民经济发展的基础工业，国家需要大力发展，希望你在新中国充分发挥自己的聪明才智。”[吴石忠2012]不久，他被委任为重工业部顾问，后调任中国科学院学术秘书。

1953年1月25日，叶渚沛致信毛泽东主席，信中写到“人民政府对我的生活关怀备至，给我舒适的居住地方和优厚的工资，但这些不是我生命中最需要的东西，我最需要的是一个研究工业方法的机会，从而对目前我国工业化有所贡献”。1955年，中国科学院委托叶渚沛筹建化工冶金研究所。从国情出发，坚持真理、勇于创新是他工作的基本原则，他敢于对苏联专家的“权威意见”提出异议，提出将化学工程前沿技术用于冶金过程，珍惜国家不可再生的矿产资源，“要对子孙后代负责”。

在纪念叶渚沛诞辰100周年之际，郭慕孙曾撰写《回忆叶渚沛》一文，文中写到“叶先生始终认为，科学院该抓对于国家有重要意义、具有决策作用的工作。他认为，当时全国普遍采用的平炉炼钢是不经济的，该代之以氧气转炉；他认为，高炉必须采用高压操作，强化生产；他认为包头矿不该作为炼铁的原料，而当以稀土为主，如果冶炼稀土在技术上跟不上，也当暂时封存。”经过几十年的实践检验，这些观点都是叶渚沛根据中国国情提出的极具前瞻性和预见性的正确判断。

1、开辟我国化工冶金研究新领域

叶渚沛对化学工程学用于冶金过程中的重要性有着深刻的认识与预见，他在《化工冶金研究所的方向任务》一文中指出：“化学工业与冶金工业本来没有理由把它们对立起来分析，它们都包含着以下四个过程，即：动力的传递过程；热能的传递过程；物质的传递过程以及化学和物理变化过程。我们研究的方向是用化学工程学的观点和方法来改进冶炼过程及设备。”[许志宏2012]他的这一学术观点可以概括为“三传一反”，为改造传统冶金过程和创造新的冶金工艺指明了方向，并为化工冶金研究所的创建和发展奠定了理论基础。1958年9月26日，中国科学院第十一次院务常务会议正式批准成立化工冶金研究所，叶渚沛任所长，确定研究所的主要任务是应用化学工程原理和技术强化冶金过程，探索新的化工冶金过程，发展新型化工冶金设备。为此，研究所初期开展了四方面的研究课题，即：强化高炉炼铁过程；氧气转炉炼钢过程；湿法冶金；流态化焙烧。后来根据国家需要，增加了复杂矿的综合利用的研究方向。叶渚沛对当时一些化学工程师用湿法处理复杂矿和贫矿的办法很欣赏，认为化工与冶金的紧密结合必然是未来冶金工作的一个重要发展方向。

2、提出强化高炉冶炼过程的“三高”理论

叶渚沛心中始终牢记着总理的嘱托，一心想帮助新中国改变钢铁工业落后的面貌，用国际先进技术改造我国传统冶炼系统。他早在美国时就对高压炉顶、高风温、高鼓风湿度（简称“三高”）炼铁，从流体力学、传热、传质等基本原理角度进行了精辟论证。1950年回国伊始，他考虑到中国国情，一方面建议鞍钢高炉采用“三高”理论，另一方面他向中央有关部门呼吁，建一座“三高”试验炉。1954年他在前苏联《现代冶金问题》杂志上发表了“论强化高炉冶炼过程的基本问题”一文，同年由科学出版社出版。论文倡导将化工原理和技术应用于冶金过程，对高炉冶炼过程的“三传一反”等问题作了系统而深入的分析，提出了富有创新性的强化高炉冶炼过程理论，即“三高”理论。1956年，经李富春、薄一波、聂荣臻三位副总理批准，拨出一笔特别款，由化工冶金研究所与石景山钢铁厂（现首钢集团）合作建立一座17.5立方米的“三高”试验炉。到1961年试验条件趋于正常，进行了一系列的科学试验。1965年在3个月连续有效时间内，获得了初步试验结果。炉顶压力最高达到2.8千克/平方厘米，风温最高达到1250摄氏度，鼓风湿度最高达到50-60克/立方米，创造了高炉利用系数达到6.4吨/立方米·日的纪录。这些指标在当时处于世界先进水平，被同行赞为“一项突破性成果”。

3、倡导氧气顶吹转炉炼钢技术

1952年氧气顶吹转炉炼钢技术在奥地利问世不久，叶渚沛意识到，氧气转炉必将取代平炉成为主要的炼钢方法。以他为代表的一部分冶金学家主张在国内发展氧气转炉炼钢，而一些苏联专家认为优先发展大平炉技术应该是中国学习苏联先进技术的国策。1955年苏联科学院副院长巴尔金院士来华访问时，了解到中国冶金界这场争论后，赞成并积极支持叶渚沛等发展氧气顶吹转炉炼钢的观点，并鼓励他撰稿阐明自己的学术观点。

叶渚沛《论在中国采用氧气转炉炼钢问题》一文从节能、节省投资、降低成本、提高钢质量、提高生产率等角度出发，大力主张发展这一新技术。1956年在国家制订《1956-1967年科学技术发展远景规划》期间，叶渚沛就氧气转炉炼钢问题提出书面建议，就平炉与氧气顶吹转炉在技术与经济上作了比较详尽的比较，特别是节能上，氧气转炉可以在炼钢过程中，从巨量耗能变为可输出少量余热，指出“采用氧气转炉炼钢法是迅速发展冶金工业的必由之路。”虽然建议当时未被有关主管部门接纳，但丝毫没有动摇他的信念，他带领一批科研人员在中关村建起了一座氧气顶吹转炉的中间实验厂，成功地实现了对普通生铁、高磷生铁及攀枝花含钒生铁的吹炼，同时基本上不会对空气造成污染，他用有说服力的试验数据证实了自己的主张。叶渚沛发展氧气顶吹转炉炼钢的建议得到了当时主持国家科委工作的聂荣臻元帅的支持，国家科委拨出科研项目专款，1964年在石景山钢铁厂建成了国内第一座30吨工业化的氧气转炉炼钢车间做生产性试验。其后不久，国家科委将相关建议上报国家后，通过的决议要求，以后我国建立钢铁厂时不再建平炉，改为建氧气顶吹转炉。

4、致力于多金属复杂矿的综合利用

攀枝花钒钛铁矿是我国重要的铁矿资源之一，其中钒钛储量世界罕见。1958-1966年，叶渚沛先后发表了《攀枝花含钛铁矿的紧急问题》、《我国攀枝花钒钛磁铁矿的综合利用途径》等报告，对攀枝花钒钛铁矿综合利用的原则、技术路线和工艺流程提出了一系列建议，并在石景山钢铁厂17.5立方米小高炉进行了大量实验，从而为攀枝花钢铁基地的建设和生产提供了重要的理论依据和技术资料。包头白云鄂博矿含有铁、稀土金属达30-40种，是一座储量丰富的共生矿。学术界在如何处理稀土问题上产生了重大分歧：叶渚沛认为包头矿含有丰富的稀土金属，这些都是我国社会主义建设的宝贵资源，应该在炼铁的同时进行回收；苏联专家则主张先炼铁，暂不回收稀土金属。但那个特殊年代，叶渚沛的意见屡屡不被采纳。

苏联专家撤走后，面对遗留下来的生产达不到设计能力、资源流失及污染严重等问题，他于1962年向有关部门呈送了《关于合理利用包头稀有资源的建议》。建议国家加紧进行试验研究；在合理综合利用流程确定之前，包钢的建设应予调整和减缓，以便保护资源；在选择流程时，应当注意防止放射性元素的污染。他提出，“稀土稀有的需求量目前虽不多，但其用途重要、经济价值很高，应用的范围在进一步研究后，还可大大扩大。因此，从资源的长远利用考虑，并对我们的子孙后代负责，目前必须对这一资源进行很好的保护。”[雪红2004]叶渚沛半世纪前就高瞻远瞩地提出稀土综合利用的建议，非常令人钦佩。与此同时，大冶铁矿、东川铜矿、墨江镍矿都是不同类型的难选矿，叶渚沛带领郭慕孙、陈家镛等一批中青年科研人员，采用流态化焙烧和湿法冶金等前沿新技术，对这些难选矿进行了深入研究，在艰苦环境下进行了大量中间试验，取得了一系列重要科研成果。之所以选择到化工冶金所工作，陈家镛在《怀念热爱祖国的工程技术专家叶渚沛》一文中有所记述：“在参观许多大学及研究所后，我决定参加叶先生筹办的研究所的工作。最主要的原因是我认为叶先生是一个高度爱国，全身心投入研究工作，以发展我国科学技术为己任，勤勤恳恳、待人和善的科技专家。在他的领导下，我想可以为我国现代化贡献更多力量。”

5、我国微粒学的开创学者之一

1962年，叶渚沛在国内率先提出关于微粒学研究。他认为，近代工业化中的一个大的公害是空气与水流中的污染物，它直接影响亿万人的健康，并间接影响农作物的产量。为此，他在化工冶金研究所开展了“微粒粒度分析物理学和相应的科学仪器的研究”、“表面化学及微粒之物理特性研究”、“微粒粒度分布规律的统计理论研究”、“细磨及超细磨力的研究”等8项研究题目，并结合试验高炉、氧气转炉，对其文氏洗涤管中的微粒行为作了研究，完成了“准激波管”中水汽对超细微粒的凝聚分离作用的系统研究。至今，颗粒学在环保和纳米材料方面，已发展成为独立的学科。在目前的过程工程研究所中已担负起出版“微粒学学报”的重任。他们生产的多种规格的微粒，已经成为一种高技术不可替代的产品。

6、农业肥料方面的独到见解

虽然是一位冶金学家，但叶渚沛在担任联合国教科文组织副组长时就开始关注农业问题了。1960年听人谈起农村自然灾害的困难情况，叶渚沛觉得作为一名科学家，过去对人民的温饱没有关心，内心极为愧疚。他找出平素积累的农业方面的资料，要为解决我国几亿人口的吃饭问题尽绵薄之力。1962年，他写成了数万字的《关于解决我国农业问题的建议》，以农业统计计量学来研究我国这样一个人口众多的农业国的粮食增产规律，并预测了1963年至1982年我国人口增长趋势，估算了粮食的需求量，从生态学的观点框算了肥料的需要量，科学地计算氮、磷、钾等肥料的最优产量比例。他强调发展有机肥料和堆肥的重要性，倡导发展钢铁一化肥联合企业和采用冶金的方法生产化肥。1963年，时任中国科学院副院长的竺可桢曾为这篇建议作序，认为叶渚沛“在国内外留意搜集冶金工业对于粮食生产的效应，而且博览群书，对于西洋所称的权威学者从不随声附和，往往提出独有的卓越见解，最后为实践所肯定。”[竺可桢2012]

四、晚年生涯

叶渚沛专注科研工作，生活非常规律，他每天早晨4点起床，漱洗之后开始读书或工作，7点吃完早点上班……晚饭后散步十分钟，又是读书或工作，直至23点就寝。不管星期天或假日，天天如此，年年如此。他的床头枕下，案头架上，到处是书。每次出差，行囊中大部分装的还是书。有一次去青岛疗养，他带了满满两皮箱书。他差不多天天是在读书、写作中进行“疗养”。医生不得不向他提出善意的警告——“请不要把书斋搬到疗养院来！”叶渚沛是中国科学院一级研究员，工资收入比较高，但是他的生活很简朴。他不饮酒，不吸烟，粗茶淡饭，衣服书包都是补了再补。对子女也从不娇惯，决不允许他们贪图物质享受。他把大部分收入用来买书或接济同事朋友。1969年国庆节，周恩来总理邀请他上天安门观礼，妻子翻箱倒柜，才找出仅有的一套毛料中山装和一双皮鞋，那还是回国初期置办的。[张保成1980]

文革期间，叶渚沛受到隔离审查，但他忍辱负重，一心挂念的仍是科研工作与撰写论著。造反派为了要他交待自己的“罪行”，特批他从家里搬来一台英文打字机。在被拘押的五年多的时间里，他写出了《发展超高温新化工冶金过程的前途》、《超高温炭热新技术》、《高温冶炼磷酸盐矿制磷过程的基础理论研究》、《高温石球热风炉》及有关农业问题等20余万字的论文。1971年他刚平反不久，就上书毛泽东主席，要求保留化工冶金研究所的科研性质，不能把它“打烂”，信中还建议加强超高温碳热新技术的研究，但却没有提到他本人的遭遇。叶渚沛曾语重心长地跟子女说：“我的命运就是与新中国连在一起的。在美国，我感到我的工作只是给美国社会增添财富，不是我所追求的人生……回国报效是我人生的必由之路。”

叶渚沛因患直肠癌医治无效，于1971年11月24日逝世。弥留之际，他对亲属留下的唯一遗嘱是“把蹲‘牛棚以来所写的论文和建议书献给国家，将来会有用的。”为他守灵的，除了妻子儿女外，还有著名的社会活动家路易·艾黎和马海德等国际友人。[许志宏2012]叶渚沛用自己的实际行动践行了科技报国的理念，他真正做到了为祖国和人民“鞠躬尽瘁，死而后已”。1978年7月10日，中国科学院在八宝山革命公墓为叶渚沛举行了隆重的骨灰安放仪式。中国科学院院长方毅在悼文中郑重写下“人民科学家”五个大字。

著名物理学家严济慈认为：“他的贡献超出了一个冶金学家的范围。他的很多创见不少都为后来的实践所肯定，他的科学生涯始终充满着进取精神。更可贵的是，即使在处境十分困难的情况下，他仍然坚持自己正确主张……所有这些，充分反映他热爱科学，坚持真理，对祖国科学与建设事业高度负责的优秀品质。”[许志宏2012]

致谢 本文写作得到了中科院过程工程所综合档案室王启梅和沈燕清两位老师的支持与帮助，特此致谢！