葉渚沛：中國化工冶金的開拓者

劉偉　許志宏

摘要：葉渚沛是著名夜景金學家，曾在聯合國教科文組織工作。新中國成立后，他毅然辭職輾轉返回祖國，1958年創建了中國科學院化工冶金研究所，提出用化工原理強化冶金過程，為我國鋼鐵和有色金屬工業的發展做出了重要貢獻。本文以葉渚沛的學術成長經歷為主線，介紹了他在我國化工冶金等領域所取得的學術成就，輔以講述他為支援抗戰所做的有益工作。

關鍵詞：葉渚沛 冶金學家 化工冶金 學術貢獻 支援抗戰

葉渚沛是一位國際冶金界知名的科學家，他曾盡己所能支援國內抗戰，因不滿國民黨奉行的“片面抗戰”政策而選擇出國，在得知新中國成立后旋即回國，籌建了中國科學院化工冶金研究所。

一、早年生涯

1902年10月6日，葉渚沛生在菲律賓馬尼拉市一個華僑家庭，祖籍福建廈門。父親葉鎮錐是一位愛國華商，孫中山先生將其名改為葉獨醒，寓意“眾人皆醉，唯我獨醒”。葉鎮錐不僅鼎立資助孫中山先生領導的革命事業，而且在菲律賓華僑中第一個剪掉辮子，帶著兒子葉渚沛昂首挺胸漫步于鬧市。8歲時葉渚沛曾回家鄉探親。

葉渚沛1921年考入美國科羅拉多礦冶學院，1925年在芝加哥大學獲得碩士學位，之后在賓夕法尼亞州立大學取得了金屬物理化學博士學位。求學歷程看似一帆風順，但其中充滿了困難與艱辛。他在美國求學期間，葉家的經濟狀況日益惡化，父親已無力供給他留學費用。他不得不采取半工半讀的方式，繼續堅持學業，常常是兩片面包一杯水，緊緊腰帶過一天。盡管如此，他的學習成績始終名列前茅。教授們在這時伸出了援手，讓他在實驗室當了一名實驗助手，使其生活稍有改善。雖然生活條件艱苦，但他的求知欲愈來愈強，不僅學習礦冶專業，還向化學、地質等其它領域拼命探求。這股拼搏精神博得教授們的贊許，稱葉渚沛為“東亞醒獅”，因為他的表現使得教授們感到中國這頭沉睡的獅子即將覺醒。葉渚沛晚年回憶那段求學生活時說：“那時的確像一頭獅子，貪婪地吞食一切能夠接觸到的東西。一心想多學一些，學好一些，不管當時能否消化得了，貯存在腦子里，帶回祖國總會有用的。”[童義昌1988]

1928年葉渚沛博士畢業后，選擇在世界一流的研究機構和大企業中積累經驗。他曾受聘于美國聯合碳化物研究所和中央合金鋼公司任工程師，后又在美國機器鑄造公司任工程師，出任冶金部主任和顧問工程師等職。1931-1933年，他在美國與英國的學術刊物上發表過10佘篇有關鐵、鋼與合金的化學熱力學與物理化學特性等方面的學術論文，引起當時國際冶金界的注意。1933年，葉渚沛在德國的工廠與中心實驗室考察了數月，并與一些大學教授進行了學術交流。柏林工業大學的杜勒（R.Duper）教授對他的學識極為欣賞，希望他留在德國工作。葉渚沛謝絕了杜勒教授的盛情邀請，于1933年末回到中國。[許志宏等2012]

二、投身抗戰

回國不久，葉渚沛被國民政府任命為“國防設計委員會”（1935年更名為資源委員會）化學專門委員，他深得該委員會主任翁文灝先生的賞識，著手調查我國資源情況，并向翁先生提出在南京建立一個冶金研究室的建議，該室的任務是結合國內資源進行高級鐵合金、鉬金屬，氮肥以及其他抗戰所需物資的研究。然而，他的抱負還未來得及施展，便爆發了“盧溝橋事變”，全面抗日戰爭開始了。隨著日軍鐵蹄南下，國民黨軍隊節節敗退，義憤填膺的葉渚沛被迫隨國民政府內遷長沙、武漢、重慶。

葉渚沛在美國時曾深受馬克思主義的影響，他在自傳中寫到，“直到1924年我才發現馬克思，那時起才認真地學習了馬克思主義的著作。”在美國他結識了很多左翼進步人士，如埃德加·斯諾、路易·艾黎等支持中國抗戰的“中國人民的老朋友”。葉渚沛不僅為3S（史沫特萊、斯特朗、斯諾）協會捐款，通過斯諾把捐款送到延安，而且還解囊相助進步青年奔赴延安，甚至用自己的住所掩護被追捕的共產黨員。加拿大外科醫生諾爾曼·白求恩與葉渚沛之間有一段感人至深的故事。1938年3月的一個晚上，葉渚沛迎來兩位外國客人，一位是國際進步新聞工作者路易-艾黎，另一位是國際共產主義戰士諾爾曼·白求恩。白求恩千里迢迢來到中國，在前往延安的路上醫療器械因戰亂遺失了，到武漢時旅費給養也已耗盡，在朋友艾黎的帶領下找到了葉渚沛尋求幫助。得知兩位友人的來意后，葉渚沛毫不猶豫地拿出積蓄，向身處困境的白求恩伸出援手，想方設法置辦齊了醫療器械和行裝，還送其登上前往延安的旅程。這次分別后他們雖沒能再見，但白求恩“延安是中國的希望”這句話一直印刻在葉渚沛的腦海里。[許志宏等2012]

雖在國民政府身處要職，但葉渚沛對國民黨奉行的“不抵抗”政策失望透頂。與此相反，共產黨領導的八路軍、新四軍深入敵后抗擊日軍侵略，軍民一心奮起抵抗，在抗日根據地燃起的星星之火在全國形成燎原之勢。他的內心為之感到振奮，看到了民族復興的希望，不遺余力地支持共產黨領導的革命事業。1941年皖南事變發生，國民政府一面對實情進行新聞封鎖，另一面歪曲事實中傷共產黨。在這種危急情勢下，迫切需要通過外交渠道將真相公之于眾。

也許誰都不會想到，一位科學家會在國共兩黨的這次正面交鋒中發揮了舉足輕重的作用。當時，共產黨與各國駐華使館沒有直接聯系，于是周恩來派人與葉渚沛聯系，請他幫忙協調。葉渚沛當時任資源委員會冶金部主任，兼任重慶煉銅廠廠長和電化冶煉廠總經理等職。他慨然應允，為周恩來與英國使館代辦安排了一次秘密會晤。幾天之后，英國媒體播發了這次會晤的內容，全球為之嘩然。1944年，葉渚沛想辦法找到了一個出國考察工業的機會，才成功擺脫了國民政府的監視[張保成1980]。“我要使自己的科技知識趕上時代步伐，并且弄清楚與中國有關的世界各種政治力量的新動向。”這是他出國的另一個重要原因。

三、科技報國

1949年10月1日中華人民共和國成立的消息傳到美國，葉渚沛在慶祝會上激動地說：“我們這些長期漂泊海外的游子，從此有了自己的國家。振興中華的抱負可以實現了。”1950年初，他不顧上司的一再挽留，毅然辭去聯合國教科文組織的要職，繞道巴黎、日內瓦，直飛香港回到祖國。周恩來總理親切會見了這位久別重逢的老朋友，總理語重心長地說：“祖國剛解放，百廢待興，各方面都有困難，鋼鐵工業是國民經濟發展的基礎工業，國家需要大力發展，希望你在新中國充分發揮自己的聰明才智。”[吳石忠2012]不久，他被委任為重工業部顧問，后調任中國科學院學術秘書。

1953年1月25日，葉渚沛致信毛澤東主席，信中寫到“人民政府對我的生活關懷備至，給我舒適的居住地方和優厚的工資，但這些不是我生命中最需要的東西，我最需要的是一個研究工業方法的機會，從而對目前我國工業化有所貢獻”。1955年，中國科學院委托葉渚沛籌建化工冶金研究所。從國情出發，堅持真理、勇于創新是他工作的基本原則，他敢于對蘇聯專家的“權威意見”提出異議，提出將化學工程前沿技術用于冶金過程，珍惜國家不可再生的礦產資源，“要對子孫后代負責”。

在紀念葉渚沛誕辰100周年之際，郭慕孫曾撰寫《回憶葉渚沛》一文，文中寫到“葉先生始終認為，科學院該抓對于國家有重要意義、具有決策作用的工作。他認為，當時全國普遍采用的平爐煉鋼是不經濟的，該代之以氧氣轉爐；他認為，高爐必須采用高壓操作，強化生產；他認為包頭礦不該作為煉鐵的原料，而當以稀土為主，如果冶煉稀土在技術上跟不上，也當暫時封存。”經過幾十年的實踐檢驗，這些觀點都是葉渚沛根據中國國情提出的極具前瞻性和預見性的正確判斷。

1、開辟我國化工冶金研究新領域

葉渚沛對化學工程學用于冶金過程中的重要性有著深刻的認識與預見，他在《化工冶金研究所的方向任務》一文中指出：“化學工業與冶金工業本來沒有理由把它們對立起來分析，它們都包含著以下四個過程，即：動力的傳遞過程；熱能的傳遞過程；物質的傳遞過程以及化學和物理變化過程。我們研究的方向是用化學工程學的觀點和方法來改進冶煉過程及設備。”[許志宏2012]他的這一學術觀點可以概括為“三傳一反”，為改造傳統冶金過程和創造新的冶金工藝指明了方向，并為化工冶金研究所的創建和發展奠定了理論基礎。1958年9月26日，中國科學院第十一次院務常務會議正式批準成立化工冶金研究所，葉渚沛任所長，確定研究所的主要任務是應用化學工程原理和技術強化冶金過程，探索新的化工冶金過程，發展新型化工冶金設備。為此，研究所初期開展了四方面的研究課題，即：強化高爐煉鐵過程；氧氣轉爐煉鋼過程；濕法冶金；流態化焙燒。后來根據國家需要，增加了復雜礦的綜合利用的研究方向。葉渚沛對當時一些化學工程師用濕法處理復雜礦和貧礦的辦法很欣賞，認為化工與冶金的緊密結合必然是未來冶金工作的一個重要發展方向。

2、提出強化高爐冶煉過程的“三高”理論

葉渚沛心中始終牢記著總理的囑托，一心想幫助新中國改變鋼鐵工業落后的面貌，用國際先進技術改造我國傳統冶煉系統。他早在美國時就對高壓爐頂、高風溫、高鼓風濕度（簡稱“三高”）煉鐵，從流體力學、傳熱、傳質等基本原理角度進行了精辟論證。1950年回國伊始，他考慮到中國國情，一方面建議鞍鋼高爐采用“三高”理論，另一方面他向中央有關部門呼吁，建一座“三高”試驗爐。1954年他在前蘇聯《現代冶金問題》雜志上發表了“論強化高爐冶煉過程的基本問題”一文，同年由科學出版社出版。論文倡導將化工原理和技術應用于冶金過程，對高爐冶煉過程的“三傳一反”等問題作了系統而深入的分析，提出了富有創新性的強化高爐冶煉過程理論，即“三高”理論。1956年，經李富春、薄一波、聶榮臻三位副總理批準，撥出一筆特別款，由化工冶金研究所與石景山鋼鐵廠（現首鋼集團）合作建立一座17.5立方米的“三高”試驗爐。到1961年試驗條件趨于正常，進行了一系列的科學試驗。1965年在3個月連續有效時間內，獲得了初步試驗結果。爐頂壓力最高達到2.8千克/平方厘米，風溫最高達到1250攝氏度，鼓風濕度最高達到50-60克/立方米，創造了高爐利用系數達到6.4噸/立方米·日的紀錄。這些指標在當時處于世界先進水平，被同行贊為“一項突破性成果”。

3、倡導氧氣頂吹轉爐煉鋼技術

1952年氧氣頂吹轉爐煉鋼技術在奧地利問世不久，葉渚沛意識到，氧氣轉爐必將取代平爐成為主要的煉鋼方法。以他為代表的一部分冶金學家主張在國內發展氧氣轉爐煉鋼，而一些蘇聯專家認為優先發展大平爐技術應該是中國學習蘇聯先進技術的國策。1955年蘇聯科學院副院長巴爾金院士來華訪問時，了解到中國冶金界這場爭論后，贊成并積極支持葉渚沛等發展氧氣頂吹轉爐煉鋼的觀點，并鼓勵他撰稿闡明自己的學術觀點。

葉渚沛《論在中國采用氧氣轉爐煉鋼問題》一文從節能、節省投資、降低成本、提高鋼質量、提高生產率等角度出發，大力主張發展這一新技術。1956年在國家制訂《1956-1967年科學技術發展遠景規劃》期間，葉渚沛就氧氣轉爐煉鋼問題提出書面建議，就平爐與氧氣頂吹轉爐在技術與經濟上作了比較詳盡的比較，特別是節能上，氧氣轉爐可以在煉鋼過程中，從巨量耗能變為可輸出少量余熱，指出“采用氧氣轉爐煉鋼法是迅速發展冶金工業的必由之路。”雖然建議當時未被有關主管部門接納，但絲毫沒有動搖他的信念，他帶領一批科研人員在中關村建起了一座氧氣頂吹轉爐的中間實驗廠，成功地實現了對普通生鐵、高磷生鐵及攀枝花含釩生鐵的吹煉，同時基本上不會對空氣造成污染，他用有說服力的試驗數據證實了自己的主張。葉渚沛發展氧氣頂吹轉爐煉鋼的建議得到了當時主持國家科委工作的聶榮臻元帥的支持，國家科委撥出科研項目專款，1964年在石景山鋼鐵廠建成了國內第一座30噸工業化的氧氣轉爐煉鋼車間做生產性試驗。其后不久，國家科委將相關建議上報國家后，通過的決議要求，以后我國建立鋼鐵廠時不再建平爐，改為建氧氣頂吹轉爐。

4、致力于多金屬復雜礦的綜合利用

攀枝花釩鈦鐵礦是我國重要的鐵礦資源之一，其中釩鈦儲量世界罕見。1958-1966年，葉渚沛先后發表了《攀枝花含鈦鐵礦的緊急問題》、《我國攀枝花釩鈦磁鐵礦的綜合利用途徑》等報告，對攀枝花釩鈦鐵礦綜合利用的原則、技術路線和工藝流程提出了一系列建議，并在石景山鋼鐵廠17.5立方米小高爐進行了大量實驗，從而為攀枝花鋼鐵基地的建設和生產提供了重要的理論依據和技術資料。包頭白云鄂博礦含有鐵、稀土金屬達30-40種，是一座儲量豐富的共生礦。學術界在如何處理稀土問題上產生了重大分歧：葉渚沛認為包頭礦含有豐富的稀土金屬，這些都是我國社會主義建設的寶貴資源，應該在煉鐵的同時進行回收；蘇聯專家則主張先煉鐵，暫不回收稀土金屬。但那個特殊年代，葉渚沛的意見屢屢不被采納。

蘇聯專家撤走后，面對遺留下來的生產達不到設計能力、資源流失及污染嚴重等問題，他于1962年向有關部門呈送了《關于合理利用包頭稀有資源的建議》。建議國家加緊進行試驗研究；在合理綜合利用流程確定之前，包鋼的建設應予調整和減緩，以便保護資源；在選擇流程時，應當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雖不多，但其用途重要、經濟價值很高，應用的范圍在進一步研究后，還可大大擴大。因此，從資源的長遠利用考慮，并對我們的子孫后代負責，目前必須對這一資源進行很好的保護。”[雪紅2004]葉渚沛半世紀前就高瞻遠矚地提出稀土綜合利用的建議，非常令人欽佩。與此同時，大冶鐵礦、東川銅礦、墨江鎳礦都是不同類型的難選礦，葉渚沛帶領郭慕孫、陳家鏞等一批中青年科研人員，采用流態化焙燒和濕法冶金等前沿新技術，對這些難選礦進行了深入研究，在艱苦環境下進行了大量中間試驗，取得了一系列重要科研成果。之所以選擇到化工冶金所工作，陳家鏞在《懷念熱愛祖國的工程技術專家葉渚沛》一文中有所記述：“在參觀許多大學及研究所后，我決定參加葉先生籌辦的研究所的工作。最主要的原因是我認為葉先生是一個高度愛國，全身心投入研究工作，以發展我國科學技術為己任，勤勤懇懇、待人和善的科技專家。在他的領導下，我想可以為我國現代化貢獻更多力量。”

5、我國微粒學的開創學者之一

1962年，葉渚沛在國內率先提出關于微粒學研究。他認為，近代工業化中的一個大的公害是空氣與水流中的污染物，它直接影響億萬人的健康，并間接影響農作物的產量。為此，他在化工冶金研究所開展了“微粒粒度分析物理學和相應的科學儀器的研究”、“表面化學及微粒之物理特性研究”、“微粒粒度分布規律的統計理論研究”、“細磨及超細磨力的研究”等8項研究題目，并結合試驗高爐、氧氣轉爐，對其文氏洗滌管中的微粒行為作了研究，完成了“準激波管”中水汽對超細微粒的凝聚分離作用的系統研究。至今，顆粒學在環保和納米材料方面，已發展成為獨立的學科。在目前的過程工程研究所中已擔負起出版“微粒學學報”的重任。他們生產的多種規格的微粒，已經成為一種高技術不可替代的產品。

6、農業肥料方面的獨到見解

雖然是一位冶金學家，但葉渚沛在擔任聯合國教科文組織副組長時就開始關注農業問題了。1960年聽人談起農村自然災害的困難情況，葉渚沛覺得作為一名科學家，過去對人民的溫飽沒有關心，內心極為愧疚。他找出平素積累的農業方面的資料，要為解決我國幾億人口的吃飯問題盡綿薄之力。1962年，他寫成了數萬字的《關于解決我國農業問題的建議》，以農業統計計量學來研究我國這樣一個人口眾多的農業國的糧食增產規律，并預測了1963年至1982年我國人口增長趨勢，估算了糧食的需求量，從生態學的觀點框算了肥料的需要量，科學地計算氮、磷、鉀等肥料的最優產量比例。他強調發展有機肥料和堆肥的重要性，倡導發展鋼鐵一化肥聯合企業和采用冶金的方法生產化肥。1963年，時任中國科學院副院長的竺可楨曾為這篇建議作序，認為葉渚沛“在國內外留意搜集冶金工業對于糧食生產的效應，而且博覽群書，對于西洋所稱的權威學者從不隨聲附和，往往提出獨有的卓越見解，最后為實踐所肯定。”[竺可楨2012]

四、晚年生涯

葉渚沛專注科研工作，生活非常規律，他每天早晨4點起床，漱洗之后開始讀書或工作，7點吃完早點上班……晚飯后散步十分鐘，又是讀書或工作，直至23點就寢。不管星期天或假日，天天如此，年年如此。他的床頭枕下，案頭架上，到處是書。每次出差，行囊中大部分裝的還是書。有一次去青島療養，他帶了滿滿兩皮箱書。他差不多天天是在讀書、寫作中進行“療養”。醫生不得不向他提出善意的警告——“請不要把書齋搬到療養院來！”葉渚沛是中國科學院一級研究員，工資收入比較高，但是他的生活很簡樸。他不飲酒，不吸煙，粗茶淡飯，衣服書包都是補了再補。對子女也從不嬌慣，決不允許他們貪圖物質享受。他把大部分收入用來買書或接濟同事朋友。1969年國慶節，周恩來總理邀請他上天安門觀禮，妻子翻箱倒柜，才找出僅有的一套毛料中山裝和一雙皮鞋，那還是回國初期置辦的。[張保成1980]

文革期間，葉渚沛受到隔離審查，但他忍辱負重，一心掛念的仍是科研工作與撰寫論著。造反派為了要他交待自己的“罪行”，特批他從家里搬來一臺英文打字機。在被拘押的五年多的時間里，他寫出了《發展超高溫新化工冶金過程的前途》、《超高溫炭熱新技術》、《高溫冶煉磷酸鹽礦制磷過程的基礎理論研究》、《高溫石球熱風爐》及有關農業問題等20余萬字的論文。1971年他剛平反不久，就上書毛澤東主席，要求保留化工冶金研究所的科研性質，不能把它“打爛”，信中還建議加強超高溫碳熱新技術的研究，但卻沒有提到他本人的遭遇。葉渚沛曾語重心長地跟子女說：“我的命運就是與新中國連在一起的。在美國，我感到我的工作只是給美國社會增添財富，不是我所追求的人生……回國報效是我人生的必由之路。”

葉渚沛因患直腸癌醫治無效，于1971年11月24日逝世。彌留之際，他對親屬留下的唯一遺囑是“把蹲‘牛棚以來所寫的論文和建議書獻給國家，將來會有用的。”為他守靈的，除了妻子兒女外，還有著名的社會活動家路易·艾黎和馬海德等國際友人。[許志宏2012]葉渚沛用自己的實際行動踐行了科技報國的理念，他真正做到了為祖國和人民“鞠躬盡瘁，死而后已”。1978年7月10日，中國科學院在八寶山革命公墓為葉渚沛舉行了隆重的骨灰安放儀式。中國科學院院長方毅在悼文中鄭重寫下“人民科學家”五個大字。

著名物理學家嚴濟慈認為：“他的貢獻超出了一個冶金學家的范圍。他的很多創見不少都為后來的實踐所肯定，他的科學生涯始終充滿著進取精神。更可貴的是，即使在處境十分困難的情況下，他仍然堅持自己正確主張……所有這些，充分反映他熱愛科學，堅持真理，對祖國科學與建設事業高度負責的優秀品質。”[許志宏2012]

致謝 本文寫作得到了中科院過程工程所綜合檔案室王啟梅和沈燕清兩位老師的支持與幫助，特此致謝！