黄培云:一颗报国心 一世“粉末”情(上)

人物简介:黄培云(1917—2012),金属材料及粉末冶金专家,中国粉末冶金学科奠基人,中南矿冶学院创始人之一,中国工程院院士。1917年8月23日生于北京,原籍福建省福州市。1938年毕业于清华大学化学系,1945年获美国麻省理工学院科学博士学位。

创立了著名的粉末压制理论和烧结理论,研制成功多种用于核、航天、航空、电子等领域的粉末冶金材料;提出了非规则溶液活度系数的计算模型、二元系参数计算三元系参数的方法及模型,以及多级快速凝固制取非晶、准晶和微晶金属粉末理论;创办了中国第一个粉末冶金专业,创建了中国第一个粉末冶金研究所,为国家培养了大量科技人才。

发表学术论文80余篇、专著2本,著有《粉末冶金原理》等。获原国家教委科技进步奖一等奖和国家自然科学奖,“乙种分离膜制造技术”获1986年国家技术发明奖一等奖。曾任湖南省科协主席、中南矿冶学院(中南工业大学前身)副院长。1994年5月当选为中国工程院首批院士,1998年起为中国工程院资深院士。

在中国粉末冶金领域,黄培云留下诸多“第一”——创办了中国第一个粉末冶金专业;创建了中国第一个粉末冶金研究所;成立了中国第一座粉末冶金国家重点实验室……

2022年是黄培云离开我们的第十个年头,让我们一起走进他的故事,重温他波澜壮阔又低调朴实的一生。

他不忘初心、忠于国家,凭借科学救国的一腔热血,在国困民穷的时代毅然回国;他开拓创新、学术引领,创立了著名的粉末压制理论和烧结理论,研制成功多种用于核、航天、航空、电子等领域的粉末冶金材料,为中华崛起贡献力量;他淡泊名利、甘为人梯,秉持崇高的人生理想和伟大的奉献精神,在物质匮乏的岁月甘之如饴,为人才培养倾注心血;他皓首穷经、严谨治学,是良好学术风气的维护者,更是优良学术道德的传承人……

他就是中国粉末冶金学科奠基人、中南矿冶学院创始人之一、中国工程院首批院士——黄培云。

不忘初心 忠于国家

黄培云的求学之路并非一帆风顺。

从小学、初中到高中,黄家经历了几次搬迁,黄培云的学业也随之辗转——小学读于北京、初中读于山东、高中读于苏州。不过,颠沛流离的生活并没给他带来丝毫影响,反而让他在目睹了列强逞凶、民不聊生的场景后,树立起艰苦奋斗、报效祖国的信念。

1934年,黄培云以优异成绩考入清华大学化学系。三年后,“七七事变”的枪炮声打破了校园的宁静,为报效祖国好好读书从此成了他的梦想。

1937年9月,国民政府教育部正式下令,北大、清华、南开联合组成国立长沙临时大学。同年10月,黄培云跟随来自三校的师生到达长沙。本以为师生们可以迎来平静的学习生活,不料随着武汉失守,长沙的局势也愈发紧张。

1938年2月,国民政府教育部决定将学校从长沙搬到昆明。由于交通不发达,师生们步行前往。黄培云担任“湘滇黔旅行团”第五小分队队长,和大家一起于2月19日从长沙出发,沿湘黔公路,历经69天、全程1670公里艰苦跋涉,终于在4月29日抵达云南昆明。

“它不但锻炼了我的身心,更重要的是深入穷乡僻壤,使我了解到不少民间实际情况和大众生活的疾苦。”黄培云回忆这段步行的经历曾如此表示。

长沙临时大学迁到昆明后正式定名为国立西南联合大学。那段为求学跋山涉水、随校同行的峥嵘岁月,不仅磨炼了西南联大学子的身心意志,更激发出全体师生强烈的爱国情怀。

路途中,他们目睹了最真实的民间疾苦,萌生了想要弃文从武、保家卫国的愿望。在同行老师的开导下,黄培云和同学们深刻认识到:国家强大就不会挨打,战争终将过去,而战后中华民族要想完成重建、实现复兴,需要更多的知识分子。

在为救国而读书的信念支撑下,黄培云勤勉治学,于1938年夏天顺利毕业,并留在清华大学金属研究所担任助教。

1940年,黄培云通过第五届清华庚款留美考试,于次年秋季赴美国麻省理工学院研究生院学习非铁冶金,攻读博士学位。

身处异乡,黄培云始终不忘初心,刻苦钻研、积累学识,以期早日学成回归、至诚报国。1945年,黄培云获科学博士学位。

不料因二战缘故,黄培云不得不滞留美国,继续在大学从事博士后科研工作,心急如焚的他在回忆时写道:“公费留学。公费,每分都是汗水和鲜血……”

待到回国时机成熟,在学界已成就斐然的黄培云受到了美国的导师、朋友们的一再挽留:“这里有世界第一流的研究条件,在这里,你可以取得更大的成绩!”“在中国,没有研究条件,英雄无用武之地……”“很遗憾,你为什么一定要回国?”每每听到这些为他着想的话语,黄培云总是语气坚定地回复:“我要回国!”

科学没有国界,但祖国更需要学成归来的莘莘学子。怀着科学报国的执念,黄培云告别师友,于1946年12月2日携夫人赵新那登上了从洛杉矶开往上海的轮船。

回国后,黄培云执教于武汉大学工学院,任教授兼矿冶系主任。

开拓创新 学术引领

回顾人生历程,黄培云曾经欣慰地总结,自己一共完成了两件大事:一是参与创建中南矿冶学院,二是创立中国粉末冶金学科。

1951年11月,全国工学院院长会议在北京召开,会议决定对湖南大学、武汉大学、广西大学、南昌大学、中山大学、北京工业学院等6所高校有关地质、采矿、冶金的学科进行调整合并,成立独立的中南矿冶学院。该学院定位为以培养有色金属工业需要的人才为主,并要求1952年开始招生。时任武汉大学矿冶系主任的黄培云参与了学院的筹建。

整个筹建过程千头万绪、困难重重,每项工作都得从零开始,肩负重任的黄培云事必躬亲。当时条件十分艰苦,人力不足、物料缺乏、基础设施差、教学设备短缺等问题尤其突出。

面对这些困难,师生们的对策是自力更生。

“建校时最困难的是没有人,我们就在长沙即将毕业的学生中找几个能干的。”黄培云首先邀请了当时在武大学冶金的佘思明来负责木工。从认识木头到采买马达和锯片,从安装锯木头的机器到创建木工厂,佘思明和大家边学边干,动手制作了一大批板凳。在修整校舍的过程中,他们又自己建窑、压坯、烧砖,愣是解决了建房过程中所需的大量砖瓦。

学校所在的左家垅一带自然条件差。为解决用水问题,师生们动手设计、安装设备,办起了小型自来水厂;左家垅一带只有一条羊肠小道,为保证大批物资运往新校区,师生们就用锄头一点一点把路铲平,保证了筹建工作如期完成。

开学在即,如何选出合适的教材成为迫在眉睫的难题。无论是具体内容还是涉及范畴,这6所学校所用教材均存在较大差别。经过强中选优,他们最终确定以湖南大学、武汉大学、北京工业学院的教材为主,当时没有复印机和扫描仪,他们就用蜡纸和油印机……

就这样,在参与筹建中南矿冶学院的过程中,黄培云和全体师生在极其困难的条件下披荆斩棘。1952年11月,中南矿冶学院如期开学。开学典礼上,陈新民被任命为中南矿冶学院首任院长,黄培云和顾凌申任副院长。

学校的落成并未让黄培云有片刻放松,因为还有更艰巨的任务在等着他——创建粉末冶金专业。

粉末冶金是一门制取金属、非金属和化合物粉末及其材料的高新科学技术,它能满足航空、航天、核能、兵器、电子、电气等高新技术领域各种特殊环境中使用的特殊材料的要求。一些发达国家早在20世纪初就开始了该领域的研究,而在20世纪50年代的中国还是一个空白。

面对国家下达的人才培养任务,黄培云由有色金属冶金研究开始转向研究粉末冶金与粉末材料,亲自撰写教材、开设课程、制订教学计划。

“我开始一心一意进行粉末冶金教学与科研工作,我的后半生都用于这一事业了。回想起来,我们那时候什么都没有,真是从零开始。学生、讲课教师、教材、实验室都没有。我们首先在冶金系里成立了粉末冶金教研室,我兼任教研室主任,成员有冶金系主任何福煦、助教曹明德。”黄培云曾回忆说,“这个学科,我参与了奠基、培养人才,更直接见证了它的发展。”

在这片从零起步的空白领域,黄培云开疆拓土,不仅创办了中国第一个粉末冶金专业,还创建了中国第一个粉末冶金研究所。

在教学上,他严密组织教学过程、严格要求学生,为国家培养了大量专业人才;在科研中,他从不照搬别人的思路,而是致力于提出新想法,而后潜心研究、反复计算。

20世纪60年代初,他提出了粉末冶金烧结过程综合作用理论。该理论一经提出,就得到了国内外学者的广泛承认和验证,成为国际上著名的烧结理论之一。

1964年,黄培云在考虑实际存在的粉末体的非线性弹性的特征与压型时应变大幅度变化之后,根据理论推导和实验验证,提出了一种新的压型理论和双对数压制方程式的数学模型。

1980年,他对双对数压制理论又作了补充和完善。与当今国际上提出的许多压制理论和方程式相比较,黄培云的压型理论是目前最精确的粉末压制定量模型和具有深刻物理含义的理论模型。

历时20年的潜心钻研,黄培云的理论成为国际上著名的粉末压制理论的重要学派之一。其理论成果被国际粉末冶金界公认为“黄氏理论”。(作者系中国科协创新战略研究院副研究员 组稿负责人张佳静)

原标题:黄培云:一颗报国心 一世“粉末”情(上)