善者无为
——记著名材料学家师昌绪

2018-01-03 09:31王薪童
科学中国人 2017年27期
关键词:碳纤维材料

文 王薪童

善者无为
——记著名材料学家师昌绪

文 王薪童

2014年11月10日,材料学家师昌绪走了。送别大师,很多人都还记得他略带天真的笑容和一本他随身携带、写满勤奋的小本子。本子上记满了他每日需做的工作,一个本子刚好记满一年。有人问他行程时,他从不依赖助手,自己翻翻本子便可知晓。

日记本上有一多半的事跟师昌绪所学专业无关。1986~1991年,师昌绪任国家自然科学基金委员会副主任;1991年至他去世时,任国家自然科学基金委员会特邀顾问。近30年自然科学基金会的工作经历,让师昌绪关心的事涉及各个学科,更触及国家发展的命脉。只要是对国家发展有利的事,他能管的都要管一管。

于是,晚年的师昌绪常被人称为“爱管闲事”的战略科学家。

“碳纤维搞不好,我死不瞑目”

“师先生,这个事您可别管!”2000年,年近80的师昌绪找到国家自然科学基金委员会工程与材料科学部原常务副主任李克健,说想和他一起抓一下碳纤维。李克健听后直摇头:“这事太复杂!谁抓谁麻烦!”

李克健这番话不是危言耸听,事实上,在碳纤维方面他很有发言权。在一篇名为《中国碳纤维研究的过去与现在》的文章中,李克健回忆了他所参与过的中国碳纤维研究发展的艰辛历程。碳纤维在航天航空等国防工业中有重要用途,以至于西方国家视其为军用物资,对中国“禁运”,更不转让生产技术。我国从1975年开始攻关碳纤维研究,大会战搞了不少,但结果是“碳纤维技术没有根本性突破,碳纤维产业没有建立”,碳纤维成了我国新材料研发中为数不多的失败案例。

在碳纤维材料研发沉寂10年后,李克健再次从师昌绪口中听到了这个久未提及的词。他有些着急,力劝师昌绪不要管这个闲事。“师先生长期从事金属材料研究,碳纤维是他所不熟悉的领域,而且是一项技术难度很大的系统工程。”但师昌绪很坚持,他说:“我们的国防太需要碳纤维了,不能总是靠进口。如果碳纤维搞不上去,拖了国防的后腿,我死不瞑目。”

于是,被师昌绪一番话感染的李克健再次走进碳纤维,成了师昌绪的助手。新材料领域迅速设立软课题“聚丙烯腈基碳纤维发展对策研究”,以师昌绪为组长的软课题组也相应成立。对于碳纤维研究重启之事,李克健曾写道:“师先生的呼吁得到了总装备部、国防科工委、国家计委、中国科学院、国家自然科学基金委员会相关司局以至各部委高层领导的支持,由此可见师先生在科技界影响之大,威望之高。”

2000年8月,为了“说清碳纤维上不去的原因”,师昌绪召集了原国防科工委、科技部、总装备部、基金委等相关单位58人参加的座谈会。这次会议道明了过去能说的、不能说的失败原因,并形成会议纪要。很快,又召开了第二次座谈会,主题是经费。这次会议的讨论结果是,由师昌绪牵头上书中央领导,陈说碳纤维发展利害,落实经费。

2001年1月,由师昌绪起草的《关于加速开发高性能碳纤维的请示报告》上报时任国家主席江泽民,报告被批转到国家计委和科技部等部门,对今后经费的落实有着决定性影响。

准备工作皆妥后,师昌绪开始了经年累月的调查研究。有关碳纤维发展的大小会议上,无不见其身影。这些调研形成的大小意见最终被纳入碳纤维“十五”计划目标的调整中。

2002年2月,科技部高新司召开“863”计划新材料领域“十五”计划安排通气会,师昌绪在会上针对碳纤维专项再次提出:一是目标要明确;二是组织形式要创新,要推行联合,不能有门户之见,不能形成“瓜分体制”,支持建设高水平的分析测试平台,支持建立公平、公正、高透明的取样评价体系。

为了确定碳纤维研究目标,师昌绪决定再召开一次通气会,把国防部门负责人请来,共同把关。两次“通气会”最终修改审定了“十五”战略目标,并按意见对战略目标做了若干重要修改。李克健说:“回想起来,师先生主持的‘通气会’,可以说是在关键时间讨论了关键问题,提出了关键意见,对‘十五’研究方向产生了重要影响。”

在如此支持力度下,我国碳纤维技术开始取得进展,产业化起步后,师昌绪又立即把国产碳纤维应用提上日程,努力支持开展相关应用研究,并为此争取专项经费。

贡献师昌绪是中国高温合金开拓者之一,研发了中国第一种铁基高温合金,领导开发了中国第一代空心气冷铸造镍基高温合金涡轮叶片。在从事航空用、民用高温合金研究开发的同时,他在新型高合金钢方面也同样进行了大量研究开发工作。师昌绪对国家科技政策的制订及科技机构的设置和发展做出了突出贡献。他倡导并参与主持了中国工程院的建立;多次主持全国材料领域的发展规划。师昌绪在国际材料科学领域享有很高声誉,多次担任国际材料领域学术会议主席或顾问。1987年,日本东京大学成立100周年,举行“材料与社会”讨论会,共邀请10余名国际知名学者,他是被邀的唯一中国学者,并在大会上做了学术报告;1992年,由中国金属学会,美国矿物、金属及材料学会,日本金属学会及韩国金属学会共同发起的“第一届环太平洋先进材料与技术国际会议”,以及同年由国际薄板成型研究会举办的“第17届国际会议”上,他均被选为大会主席。师昌绪发表学术论文300多篇,培养硕士及博士研究生近100名。荣誉1978年 全国科学大会奖1982年 国家自然科学奖三等奖1987年 国家自然科学奖三等奖1988年 国家科技进步奖一等奖、二等奖2004年 光华工程科技成就奖2010年 国家最高科学技术奖2011年 国际永久编号第28468号小行星被命名为“师昌绪星”2014年 感动中国年度人物

1988年9月代表国家自然科学基金委员会与加拿大国家科学与工程基金会主席梅博士签双边协议

今日再看中国碳纤维发展,虽然还有诸多问题有待攻克,但已不再受制于人。近年,国内更是掀起一股碳纤维投资热,“国有、民营一起上,都要争夺碳纤维市场的蛋糕”。李克健说:“虽然这一投资带有盲目性,我并不赞成,但可以预料,未来的10年将是中国碳纤维产业腾飞的时期。”他说,师昌绪是促进中国碳纤维事业发展的灵魂。

碳纤维不是师昌绪管的第一件“闲事”,也不是最后一件。他“管闲事”不唯难易,不唯大小,只看是否对国家有益。

2000年,科技部要建立“国家科技图书文献中心”,聘师昌绪为理事长。当时北京各部门图书馆各自为政,独立运行,重复采购,利用率不高,且有些产业部门取消后,资金匮乏。他与副理事长、信息专家胡启恒院士和中心主任袁海波研究员共同努力,使中心的“虚拟办公室”成为一个“和谐的工作集体”,促进了我国“数字图书馆”的建设,并使之辐射全国,成为一个典型的“共建共享”科技平台。在文献共享上的贡献,师昌绪可谓先驱,功不可没。

建腐蚀监测站在基金会曾是一个“鸡肋”话题。20世纪50~60年代,多个部委在全国各地陆续建立了26个材料环境腐蚀试验与监测网站,检测材料在大气、海洋、土壤等环境中的腐蚀数据,为今后的大工程建设提供选材和防腐设计的决策依据。至80年代中期,我国开始推进科技体制和拨款制度改革,期间出现盲区,许多腐蚀监测站成为被遗忘的角落,陷入人走站亡的困境。

1986年,国家自然科学基金委员会成立,出任副主任的师昌绪力排众议,说服有关部委领导,把腐蚀监测站的数据检测分析建设列为基金委的重大项目,常年给予支持。直至三峡大坝和核电站等工程上马,人们才认识到腐蚀监测站提供的数据资料的重要性。

20世纪90年代,生物医用材料在国际上方兴未艾。我国起步晚,跟国外的差距大,搞生物医用材料的学者和企业地位不高,研究没有引起应有的重视。师昌绪认为,生物医用材料将是事关13亿国人健康的大产业,应该加快发展。经他多方奔走,中国生物材料委员会在1996年宣告成立,但该委员会的人员涉及十几个学会,关系比较复杂,一时找不到合适的负责人人选,75岁的师昌绪只好勉为其难,亲自出征委员会主任,一干就是十年。

诸如此类的“闲事”不胜枚举,但结果是一致的:师昌绪最后把事都做成了。由于他在诸事上的准确预见,师昌绪成了许多人口中的“战略科学家”。他笑评:“我最大的特点,就是好管闲事。”

“懦弱者”的蜕变

1920年,师昌绪生于河北省保定市徐水县大营村。师姓是村里的大姓,全村700多户3000多人,四分之一姓师。师昌绪生于村中望族,师家祖上曾出过进士,其父是清末秀才。兄弟12人中,师昌绪排行老七。“当时我是最没出息的一个,邋遢、听话、没脾气。”连母亲都常常称呼自己懦弱的儿子为“傻子”。

虽在孩童中不出众,但师昌绪“能读书”是出了名的。十弟师昌泉回忆:“他从小就喜欢读书,也非常用功,经常独自躲到家里一个僻静的小院子读书,一待就是一天,吃饭的时候得有人去喊好几遍才回来。兄弟们玩耍的事他一概不参与,是个标准的‘书呆子’。”

宁静的日子在师昌绪17岁那年提早结束。1937年卢沟桥事变3个月后,师家决定举家向南逃亡,可能被抓壮丁的师昌绪是第一批逃亡者。“逃亡前夜的生离死别中,我是哭声最大的一个。”

一路艰辛自不必说,“看见一只乌鸦飞过都以为是日本飞机”的情况多如牛毛。正是在数次危亡时刻,原本有些懦弱的师昌绪渐渐萌发救国初心。逃到河南后,师昌绪放弃了原本的师范专业,转而投身制造飞机大炮所必需的重工业,因为“要想强就得有好钢”。

1945年,师昌绪从西北工学院矿冶系毕业。此后几年,为尽快实现“炼好钢”的理想,他先后来到四川綦江电化冶炼厂、鞍山钢铁公司。解放战争中,他又先后辗转沈阳、北京。1948年,师昌绪决定:“先出国深造,等国家安定了再回来。”同年8月,师昌绪动身前往美国。

美国几年间,师昌绪先后在美国密苏里矿冶学院取得硕士学位、在欧特丹大学冶金系取得博士学位。硕士期间,他利用锌在真空中蒸气压大的原理,从炼铅过程中所得的锌熔渣分离银,其纯度达95%以上,这成为从铅矿中提取银的有效方法之一。博士研究课题铟锑砷三元合金相图则为后来化合物半导体研究提供了参考。

在麻省理工学院从事博士后研究期间,师昌绪在美国的科研工作因开展“硅在超高强度钢中作用的研究”而达到高峰。他以“4300系统”为基础,变化钢中硅及碳的含量,系统研究了硅对回火、残留奥氏体及二次硬化的影响等。他的研究结果后来发展出300M超高强度钢,成为20世纪60年代至今世界上最常用的飞机起落架用钢,解决了飞机起落架常因材料断裂韧性或冲击值不够而发生严重事故的问题。

在美国的科研做得风生水起,师昌绪却并不满意。他想回国已经很久。早在攻读博士学位期间,国内的北洋大学(现天津大学)便想聘请他回国任教。当时正值抗美援朝战争时期,美国对所有在美攻读理工科的中国学生下了禁令。师昌绪不得已才继续留美从事博士后研究。此后,师昌绪一边做研究一边通过一切渠道争取回国。他利用在麻省理工学院工作的便利,每晚到附近的哈佛大学亚洲图书馆搜集有关中国的消息。每周末他辗转纽约和费城,和志同道合的中国留学生交流信息。

1953年,师昌绪牵头,和其他留学生以组织夏令营为名,把中国留学生聚在一起,共商争取回国的对策。他们决定,公开美国当局扣留中国留学生一事,并和国内取得联系,得到国内的支持。确定了这两点,师昌绪他们就在波士顿的住所开始了行动。

1989年参加全国劳动模范与先进工作者会议期间游园留影

在波士顿玛布瑞街457号,师昌绪和两个同学用买来的滚筒油印机,秘密印刷了2000封写给美国当局和联合国的信。从1953年夏天到第二年春天,他们不停散发公开信争取美国民众同情和支持,并通过印度大使馆将信转交给中国政府。舆论轰动一时,师昌绪的照片和公开信登上了《基督教箴言报》的头版。

回国一事历尽坎坷,在日内瓦国际会议上中国政府向美国提出停止无理扣留中国学生,美国政府提出留学生交换战俘的无理要求……直到华沙举行的两国大使级会谈,美国才同意做出让步,分期放回中国留学生。

1955年,师昌绪道别恩师——著名金属学家柯恩,启程回国。临行前,柯恩不解地询问他回国的原因,是嫌工资少还是地位低?师昌绪说:“我是中国人,在你们美国像我这样的人多得很,在中国,我这样的人却很少,很需要。”同年6月,35岁的师昌绪乘坐克利夫兰号客轮从旧金山起航。

回国后,在3个可选择的单位中,师昌绪服从分配,去了地处沈阳、条件最差的中科院金属研究所。他说:“放我到哪儿我到哪儿。”经人介绍,师昌绪在北京与现在的夫人郭蕴宜相识,婚后二人一起就职于金属研究所 。

此时国内正值百废待兴,金属所内部对于发展存在两种声音:以基础研究为主还是以服务国家发展为主?对此,师昌绪倾向于后者。他认为,国家亟待发展之际,一切科研活动的第一要务是满足国家需求,而后才是开展基础前沿研究。也因此,他对来到金属所后的第一项工作十分用心——下鞍钢。

当时,科学家下工厂多半是走马观花、画龙点睛,师昌绪却认认真真在鞍钢驻扎下来。从精矿烧结、平炉冶炼到钢中杂物鉴定——这是他在鞍钢期间从事的研究工作。下到技术工人,上到总工程师,每个人都认得师昌绪。包括鞍钢在内,师昌绪几乎跑遍了国内高温合金生产的工厂。也因此,黎明航空发动机厂总工程师程华明给师昌绪取了一个“材料医生”的雅号。

回到金属所后,师昌绪的工作还是研究材料,这次他研究的是航空工业发展中必不可少的高温合金。然而,中国缺镍无铬的现状与资本主义国家资源封锁的背景,让师昌绪不得不转换常规思路。他提出了铁基高温合金战略方针。铁基高温合金的优点是用廉价的铁代替了稀缺的镍,但同时也有因此产生的耐热性能差的缺点。师昌绪一改铁基高温合金中钛高铝低的常规作法,相应提高铝的含量,研制出我国第一种铁基高温合金808,代替了当时的镍基高温合金GH33,作为航空发动机的涡轮盘材料。

1964年,师昌绪接受了更大的挑战,为我国新型战斗机的发动机研制空心涡轮叶片。接受任务的当天夜里,航空材料研究所副总工程师荣科推开了师昌绪的家门,问他能不能牵头搞空心叶片。“我没见过空心叶片,也不知道怎么做。”这是师昌绪的第一反应。以往,涡轮叶片都是锻造而成,航空材料界对铸造叶片一直心存疑惑,做铸造空心叶片风险更大。国际上,只有美国能做。思考后,师昌绪改变了想法。“美国人做出来了,我们怎么做不出来?”第二天,他和李薰(中科院金属所首任所长)找到荣科,接下了这项任务。

师昌绪挂帅,从金属所的相关研究室挑选了“一百单八将”组成专项组,用“研究—设计—生产”三结合形式,要在100mm长的叶片上均匀做出粗细不等、最小直径只有0.8mm的9个小孔。一年多后,在攻克了型芯定位、造型、浇注、脱芯、断芯无损检测等众多难题后,师昌绪带领专项组成功研制出中国第一代铸造九小孔空心叶片,我国的涡轮叶片发展由此一步迈上两个台阶:由锻造合金改为真空精铸,由实心叶片改为空心叶片。中国成为世界上第二个能研制这种叶片的国家。

空心叶片研制成功后,航空部决定把空心叶片的生产转移到贵州一处工厂,师昌绪又带队南下,在生产一线解决技术难题。当时条件异常艰苦:48小时的闷罐火车,路上有时还没有水喝;一日三餐吃的是发霉的大米和红薯干,星期天才能在厂里总工的张罗下吃上一顿白面馒头。这样的日子过了几个月,生产中的技术问题终于都被克服。至今,空心叶片的产量已达数十万片,且使用过程中没出现过质量问题。

2010年12月9日在厦门鼓浪屿

无为而善

妻子郭蕴宜评价师昌绪说:“圣经上有一句话‘生命是给予不是索取’,这一点可以说他是做到了。”师昌绪一生与人为善,乐于尽己所能帮助他人,不图回报。但他也曾因为帮人而引火烧身。曾经,一位老友的女儿去了金属所工作,刚好分在师昌绪所在研究室,老友拜托师昌绪帮忙照顾,师昌绪热心帮了这个忙。逢年过节,他常常把女孩请到自己家,对其诸多照顾。不成想,“文化大革命”爆发后,女孩成了出来揭发自己“罪行”的积极分子。为了争取早日入党,女孩受到蛊惑,贴出了一张对师昌绪影响极大的大字报,直接改变了同事们对“师昌绪是一个好人”的看法。

对于“自幼只关心国家兴亡而不关心政治”的师昌绪而言,10年浩劫是他人生中的一场噩梦。他成了金属所的“四家村”之一,整日被游街、刑讯逼供,身上被打得皮开肉绽脱不下裤子,晚上回到家,妻子郭蕴宜只能哭着为他清理伤口,次日再眼睁睁看着丈夫继续遭受折磨。再后来,师昌绪已不被允许回家,被关押在群众专政指挥部,以前的老领导和几个同事在关押中相继自杀,对国家前途失去信心的师昌绪心生绝望,精神几近崩溃,时常自言自语“不如死了的好”。所幸同室关押的人发现了他的异常状态,他才免于一死。

又过数日,师昌绪被准许回家,看到三居室的家里,妻儿只能挤在8平方米的北屋,顿生沧桑之感。后来,师昌绪又接连被下放到牛棚和劳改队,在劳改队,他被允许在教学连主持教务。虽然是为只有中专水平的学生授课,但能够重新得到工作,师昌绪还是倍感珍惜。每天凌晨两三点,他便早早起床,不到10个月,他亲自编写了一部几十万字的讲义。为此,他的老花镜增加了200度,他还患上了轻微冠心病。

1972年,邓小平全面主持国家工作,师昌绪多年所受的屈辱终于得以昭雪。这一年,他在金属所的大会上作了半小时发言,掌声经久不息。此后,师昌绪恢复高温合金研究室主任工作,他仍像从前一样拼命。但“文化大革命”期间积压的疾病已让他的体力大不如前,也是从这一年起,他开始学习打太极拳。

对于这噩梦般的十年,妻子郭蕴宜曾在一篇文中写道:“他当年满怀热情,出生入死争取回国,现在被打成特务……他怎么想的我不知道,我可有早知今日何必当初的想法。”“文化大革命”结束后,郭蕴宜已耗尽心力,无心再投入工作,退休后便不再过问工作。让郭蕴宜甚为佩服的是,师昌绪是遭受委屈最多的人,但被“解放”出来后,“他好管闲事依然如故”。完全恢复工作后的师昌绪原本答应妻子一同去各地旅游,但很快又为新材料的研发和制定发展规划东奔西走,不见了人影。

对于“文化大革命”期间曾出来“揭发”甚至打压自己的人,师昌绪也从不怨恨,甚至帮助在“文化大革命”中打压自己的人在升职提薪时说好话。许多人不解,师昌绪自己却不以为然,认为那不过是年轻人在扭曲的社会中做的一些糊涂事。师昌绪始终恪守尽己所能帮助他人的信条。1990年,一个素不相识的年轻人叩开了师昌绪的家门,请求他推荐自己去日本读书,并递给师昌绪一张成绩单。师昌绪怕成绩单是伪造的,几番询问学校情况,确认属实后,如实地写了一封推荐信给青年。

师昌绪诸如此类的事迹不胜枚举,晚年步入科技管理工作之后尤甚。他自认为是举手之劳的小事,成为许多人铭记一生的恩惠。“千人计划”专家韩楠林幼年曾在金属所长大,对师昌绪非常敬仰。长大后,他改换专业以投师昌绪门下。此后,在科研深造过程中,他曾先后两次请师昌绪为其撰写推荐信,每一次都很快收到信件。他学成回国,创办与碳纤维相关的科技企业,希望师昌绪能够同意在自己的公司设立一个院士工作站,第二天便收到了师昌绪寄来的申报材料。师昌绪曾说:“我有一个理念:只要对别人有好处的事,都尽力而为。”

步入晚年后,热心肠的师昌绪依然奔走全国各地,出现在各种大大小小的报告会中。他曾在自传中这样写道:“80岁仍照常上班的原因就是爱管闲事。”因此,师昌绪的名字曾出现在中关村改造方案中、各种与材料相关或无关的学会筹建中,他甚至还参与过纳米复合肥用于治沙和农作物增产一事。利用自己的影响力为科技界提供帮助,这是师昌绪晚年的重要工作。

2014年11月7日,国家半导体照明工程研发及产业联盟将感恩十年杰出贡献奖授予了师昌绪,此时他已卧病在榻,无法亲自去领奖。

“我没有材料科学的专业背景,也没有半导体科学的造诣,但诚惶诚恐,担任国家半导体照明工程研发及产业联盟秘书长,并全票当选国际半导体照明联盟主席,这一切成绩的取得都是与先生的鼓励和支持分不开的!”回首联盟发展与自己成长的十年,国家半导体照明工程研发及产业联盟秘书长吴玲难以忘记师昌绪对自己的种种帮助。

2014年11月9日,师昌绪去世前一天,吴玲“有幸把这凝聚着我们无限感激的奖项带给了先生”。此时,她却只能回忆一个月前,师昌绪意识还清醒时,握着她的手说过的一番话:“我很清楚自己的身体情况,我此生无憾,但我放心不下你呀!纵使联盟为产业的发展做了大量的工作,但是依然没有社会地位……”

“为人之道在于海纳百川,真诚相待;处事之道在于认真负责,持之以恒。”师昌绪亲笔题写赠予吴玲的一幅字,被吴玲视若箴言。11月16日,吴玲在家中含泪写下:“我为失去一位伟大的科学家、一份崇高的爱国情怀、一个高尚的灵魂而哭泣。”

11月18日,上千人早起赶赴北京八宝山殡仪馆东礼堂,送他们心中的大师最后一程。“研材料,鼎工程,昌绪丹心熔铸强国梦;拓基金,谋宏略,师老风范激扬民族魂”——礼堂正门前悬挂的一副挽联静静俯视着穿越厅堂的人群,为善者师昌绪的一生做出最后的注脚。

[1] 师昌绪.师昌绪自传:在人生道路上 [M]. 北京:科学出版社,2011.

[2] 李克健.中国碳纤维研究的过去与现在[EB/OL].(2010-07-29)[2015-03-25]. http://www.Chinavalue.net/biz/article/2010-7-29/192123.html.

[3]卢伟丽.家人称师昌绪幼年成绩不优秀但读书特别用功[E B/O L].(2011-01-19)[2015-03-26]. http://yanzhao. yzdsb. com. cn/system/2011/01/19/010899209. shtml.

[4]吴玲.沉痛悼念师昌绪先生千古[E B/OL].(2014-11-10)[2015-03-25]. http://www.china-led.org/article/20141110/11247.shtml.

[5]范桂兰,孙崇儒.为了祖国科技事业的腾飞——记国家最高科技奖获得者师昌绪院士[J].中国科学基金,2011,25(2):65-70.

专家简介:师昌绪,1918年11月出生于河北省徐水县。曾任中国科学院金属研究所名誉所长,中国科学院金属腐蚀与防护研究所所长,中国科学院技术科学部主任,中国工程院副院长,国家自然科学基金委员会副主任,全国人大代表。2014年11月10日,师昌绪因病在北京逝世,享年96岁。

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