中國粉末冶金之父黃培云

彭麗華

說來黃培云也是好出身，其父黃厚誠，曾任職于大清皇家海關總稅務司署。由于黃厚誠早年間在以中、英文雙語教學見長的福州英華書院就讀，掌握了英語與海關稅務相關知識，因此在1909年稅務學堂設立后，便被調任為稅務學堂的教務長，為中國海關培養了大量的稅務人才，眼界自然不同尋常。黃厚誠與其妻何毓芬共育有四子，于1917年8月23日在北京出生的黃培云排行第三。由于父親的職務調動，黃培云兄弟四人自小跟隨父母在煙臺、上海、三都澳、蘇州等地旅居，是以視野開闊、博學多聞。當時中國海關大部分事務都由英國等外國人控制，從政治的角度而言，這牽涉到關稅自主和治外法權的問題。不過，另一方面海關也在中國現代化演變過程中起到十分重要的引領作用，諸如近代郵政、鐵路、教育等都與海關外籍雇員有著密切關系，他們也給黃厚誠父子帶來了深刻的影響。就是在這樣的背景下，他們樹立志向，刻苦求學，希望掌握真本事，1934年，黃培云與其兄黃培熙一起考入清華大學化學系。

當時的清華大學化學系師資力量極強，給黃培云上課的老師主要有吳有訓、鄭桐蓀、張子高、高崇熙、薩本鐵、黃子卿等人，都是中國現代物理學、數學、化學的開山鼻祖或領軍人物，在當時就已享譽國際。正所謂名師出高徒，化學系當時人才輩出，黃培云的同學中，姚依林、曹本熹、羅鈺如、劉維勤、須浩風等后來都很有成就，為人類社會的進步做出了重要貢獻。

黃培云在清華就讀期間，正值日本全面侵華之時，尤其是1937年7月7日“盧溝橋事變”后，中國的抗日局勢已經十分嚴峻。面對“華北之大，已經安放不下一張平靜的書桌”及北平被日軍占領，北京大學、清華大學、南開大學三校籌備南下長沙組建臨時大學。當年11月1日，國立長沙臨時大學正式開學。隨著日軍侵略步伐的推進，國民黨軍隊在戰場上連連失利，武漢失守后，長沙臨時大學決定搬往昆明，此即國立西南聯合大學，因此，11月1日也被定為西南聯合大學校慶日。當時長沙臨時大學遷往昆明分作三路，一路是經廣州、香港、越南進入云南，此路為水路，實驗設備、書籍等重型物質，大部分教師及其家屬、女學生及體弱男學生多取此路;一路是乘汽車沿湘、桂路經廣西鎮南關、越南進入云南;一路就是由身體素質較好的教師與學生組織“湘滇黔旅行團”沿著湘黔公路步行至云南。黃培云兄弟參加步行團。1938年2月19日，步行團從長沙出發，經常德、沅陵、芷江、新晃縣進貴州，而后經玉屏、鎮遠、貴陽、安順、鎮寧、普安進云南，經霑益、曲靖于4月28日到達昆明，經行六十九日，全程一千六百七十公里。在這一路上，師生邊走邊做調查，借機直接而深刻了解了云、貴民間萬象。實踐出真知，再加上云集的名師指點迷津、危難之際勇擔當，在特殊歷史條件下誕生的西南聯合大學成為中國教育史上的一大傳奇，培養了兩位諾貝爾獎獲得者、五位國家最高科學技術獎獲得者、八位“兩彈一星”元勛、八位黨和國家領導人、一百七十四位兩院院士以及一百多位人文大師。黃培云，也是這些留名史冊中熠熠生輝的一個名字。

黃培云是西南聯合大學的第一屆畢業生。畢業之后，他先是在清華大學金屬研究所擔任助教，而后在1940年通過第五屆庚款留美考試，前往麻省理工學院跟隨美國冶金專業權威海沃德（C.R.Hayward）教授攻讀非鐵冶金專業，1945年憑借博士論文《銅在反射爐渣中的存在形態研究》獲得博士學位。由于當時太平洋珍珠港戰役爆發，航路斷絕，無法返航，在導師的建議下，黃培云參加了麻省理工學院工業合作部的研究工作，幫助海沃德教授研究古巴含鈷鎳土礦，掌握了高精尖的有色金屬礦冶知識、理論與技術。

在這期間，黃培云還收獲了美滿的愛情，與同樣醉心于化學研究的趙新那結為伉儷。趙新那是清華國學院“四大導師”之一、“中國現代語言學之父”趙元任及其妻楊步偉的第二個女兒，1923年出生于美國，兩歲時因為父親趙元任回清華國學院任教而回到中國，1938年隨父母再赴美國，后考入哈佛大學攻讀化學專業。黃培云與趙新那的相識，緣于美國趙家的特殊性。麻省劍橋Walker Street二十七號，不但是趙元任的家，也是留美中國學人的“接待站”與“活動中心”、中西文化交流的“聯絡點”與“大講堂”。美國流傳一句話，說趙家住在哪里，哪里就會形成一個中國人活動中心。這除了曠世奇才趙元任的吸引力之外，也得益于其妻楊步偉的賢明能干。楊步偉作為中國最早的“女校長”、“留洋博士”、“醫院院長”，在嫁給天才趙元任之后選擇犧牲個人的醫學事業，退居家庭，成為丈夫的賢內助。既然趙家是中國留美學人的活動中心，趙家的餐食開支必然高額，烹飪事務也必繁重，而這些俗務都是楊步偉設法解決的，正如她在《雜憶趙家》里所言，“不管是哪一國，嫁了一個教授，都是吃不飽餓不死的”。趙元任的收入雖然不少，但也常常入不敷出。當時留美學生大多公費出國，經費有限，不管是為精神世界計，還是為肚里乾坤計，都愿意涌向趙家。楊步偉想方設法降低食材開支，同時也在廚藝上下功夫。由于美國養殖業向工業化轉型，市場肉量供應充裕，美國人不習慣于食用烹飪程序更為復雜的動物內臟蹄爪，市場上這類貨物的價格就極為低廉。楊步偉經常大量采購這類食材，通過烹、煮、煎、炸等方式，滿足眾留學生果腹之需并解其思鄉之饞。與此同時，楊步偉也將源遠流長的中華傳統烹飪技術與文化介紹給異國他鄉。她寫了一本《中國食譜》，向美國人介紹中國的飲食和文化。該食譜在歐美國家暢銷數十年，即便今天，不經意間，還能在書店里邂逅。美國作家賽珍珠（Pearl S.Buck）稱，她想提名趙太太獲諾貝爾和平獎，因為世界要和平，“還有比圍坐一桌享用鮮美菜肴更好的方法嗎？”憑著精打細算，用好每一分錢，楊步偉、趙元任將趙家這個美國留學人士“活動中心”經營得有聲有色，成為中國近代學人的一個共同精神家園。1941年的某天，夕陽西下、夜幕降臨，如往常一樣，數十個清華留美學生匯聚于此。觥籌交錯之后，廚房里杯盤成堆，黃培云自告奮勇去廚房洗碗。趙家二小姐趙新那走到黃培云身旁，伸手幫忙。“你別把碗砸啦！”這是黃培云對趙新那說的第一句話。兩人從此相識、相知、相愛，于1945年7月世界二戰結束之前結婚，一直到2012年2月黃培云逝世（趙新那于2020年12月逝世），夫妻相守了大半個世紀。

二戰結束后，世界各國百廢待興，美國也不例外，像非鐵冶金這類專業人才極為稀缺，海沃德教授對黃培云也極為欣賞，因此希望他能夠留在美國，堅信他在美國的個人前途必定遠勝于回國發展。然而，黃培云在赴美之前，其師吳有訓就曾對他及該屆赴美的十七名學生多次談及，說本屆赴美學生是前所未有的一屆，他們都是各個學校里最優秀的學生，是經過層層選拔才挑選出來的，他們赴美所學的專業也都經過反復研究，都是國家非常需要的專業，希望他們學成之后能夠回來報效祖國。除了吳有訓老師的囑托與號召，黃培云自小耳濡目染的家風、報國情懷也對他回國效力產生了重要影響，師夷長技、振興中華，是他堅定永恒的信念。

新婚燕爾的黃培云、趙新那夫婦志趣相投，決定返航報效祖國。趙元任、楊步偉也有意歸國，因此讓女兒、女婿先行一步。回國之前，他們帶著海沃德教授的介紹信參觀了美國許多冶金、鋼鐵公司及礦場。回國后，他們先是任教于武漢大學，在這里，黃培云建立了中國首個金相學實驗室、冶金實驗室。新中國成立后，為適應經濟建設及高等教育培養經濟建設急需專門人才的需要，教育部參照蘇聯模式，對舊中國的教育體系、高等學校的院系設置進行了改造與調整，對大學進行跨省、跨區改組、撤銷或合并。1952年，在計劃經濟體制下，根據優先發展重工業的方針，教育部決定把武漢大學、湖南大學、中山大學、南昌大學、廣西大學、北京工業學院等六個大學/學院有關地質、采礦、冶金的學科調整合并，成立獨立的中南礦冶學院。考慮到湖南是有色金屬之鄉，不但種類多，而且儲量豐富，銻、鎢、鉍、鉛、鋅等儲量均居全國前列。新成立的礦冶學院最后落址在長沙左家垅，此地正是當年清華大學在國立長沙臨時大學的校址。

黃培云是中南礦冶學院創始人之一，他與陳新民、唐楠屏排除萬難，白手起家，滿腔熱情地投入中南礦業學院的建設中去。清華大學當年在左家垅共蓋了三棟房子，日軍轟炸長沙時，其中一棟房子被炮彈炸出了一個大洞，另外兩棟房子也在戰爭時期被破壞得不成樣子。籌建中南礦冶學院的時候，正是抗美援朝之時，全國的物質、人力均向朝鮮戰場傾斜，因此礦院籌備委員會只能自己想辦法。最開始的時候，連教室都沒有，老師及其家屬、學生都借住在附近一所中學的教室里。老師派高年級的學生打入木工行，跟木匠套近乎，學行話與技術，而后自己買木頭、學做木工，制作實驗器材支架、桌椅板凳、教具等。上課的時候學生自備小板凳，老師找個地方掛塊小黑板，就當作是課堂了，遇到下雨天，就只能趕緊下課。要建校舍，買不到磚瓦，便自己建窯、壓胚、燒制磚瓦。他們又四處尋找水源，雖然順利找到了一處泉眼，但水量并不足以滿足師生及附近居民所需，因此他們便自建自來水廠。就這樣，靠著礦冶人突出的專業、技術及超強的動手能力，中南礦冶學院很快就有模有樣了。

新中國建立之后，百廢待興。航空、航天、核能、軍工武器、電氣等各領域的技術突破，都需要用到一種特殊材料，這就是硬質合金，這種材料國際上都是通過粉末冶金技術獲取。

粉末冶金也叫金屬陶瓷，是一門古老而現代的材料制備技術，通過制取金屬粉末或用金屬粉末、非金屬粉末的混合物作為原料，經過成型與燒結，制取金屬材料、復合材料及各種類型制品的技術。粉末冶金在十九世紀末二十世紀初就已給人類社會帶來了重要變革，如用粉末冶金工藝制造的白熾燈內的鎢絲為人類驅逐了黑暗帶來了光明，通過粉末冶金獲得的硬質合金促使切削技術突飛猛進引起了機械加工的革命。最先研制硬質合金的是德國，在第二次世界大戰之中，德軍向英、美坦克開炮的彈頭是硬質合金制的，這導致曾在第一次世界大戰中所向披靡、被稱為鋼鐵巨獸的坦克在硬質合金彈頭的強力打擊下就如豆腐一般不堪一擊。由于粉末冶金技術的優點，它已成為當時世界先進各國解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。然而，在二十世紀五十年代的中國，關于粉末冶金的研究卻還是一片空白。中國的硬質合金技術首先是源自軍工業的需求。當時生產硬質合金在技術上得到了蘇聯的幫助。不過，若要不受制于人，還是得將核心技術掌握在自己人手里。因此，冶金部希望新成立的中南礦冶學院能夠研制該項技術，并承擔起培養粉末冶金技術人員的重任。

中南礦冶學院院長唐楠屏將冶金部的任務傳達下來時，絕大部分人連粉末冶金是什么都未曾了解，僅有黃培云在麻省理工學院曾學過一門粉末冶金的選修課，但由于黃培云主攻有色金屬冶煉，因此對這門選修課也不怎么重視。然而，這個研制硬質合金、培養粉末冶金人才的任務也只能交給他了。黃培云組織教師團隊現學現教，引進美、蘇等國教材，建設粉末冶金實驗室。剛開始時，蘇聯曾派專家前來授課，待到1960年中蘇關系破裂，蘇聯政府片面撕毀了援助合同，撤走專家，停止供應我國建設急需的重要設備。蘇聯專家撤離時，還帶走了所有的圖紙、樣品、數據等資料，這給當時的中國科學技術與國家建設造成了重大損失。在此困境下，與其他科學團隊一樣，黃培云的粉末冶金團隊不屈不撓、刻苦鉆研，漸漸彌補了蘇聯專家撤走后所造成的影響。當時為造原子彈，需要研制同位素多孔分離膜，以滿足濃縮鈾的需要，中南礦冶學院抽調人手專攻這一重要軍工新材料的研制。黃培云為團隊作了《多孔膜分離同位素的理論問題》報告，為參與人員啟蒙、指路。中國的新材料研究所就這樣從無到有、一步步地建立起來。在這個過程中，黃培云充當的是啟蒙者與領路人的角色。

之后數十年，他率領粉末冶金團隊，摸著石頭過河，一邊實踐一邊總結，攻克了一個又一個的理論難題，為新中國培養了大批粉末冶金的技術人才，其創立的粉末壓制理論和燒結理論，在國際上被稱為“黃氏粉末壓制理論”。他率領的科研團隊研制成功多種用于核、航天、航空、電子等領域的粉末冶金材料，提出了非規則溶液活度系數的計算模型、二元系參數計算三元系參數的方法及模型和多級快速凝固制取非晶、準晶和微晶金屬粉末理論。黃培云無疑是中國粉末冶金學科的奠基人。憑借突出的科學貢獻，他于1994年當選為中國工程院首批院士，在1998年被授予中國工程院第一批資深院士。中國科研人員突破蘇、美等世界強國的技術封鎖，在原子彈、氫彈、航天等領域實現了知識產權與核心技術的獨立自主，不斷接近和趕超世界先進水平，其他行業諸如橋梁建筑、航母、導彈等技術也迎頭趕上，而這些都與粉末冶金所研制出來的新材料是分不開的。

盡管當初黃培云夫婦在抗日戰爭結束前就選擇回國效力，但由于時代的原因，再加上出身與復雜的海外關系，在“文革”時期及其前后，他們都受到了政治運動的沖擊，被提防被猜忌自是難免，甚至連他們付出了全部心力與熱愛的工作也被停掉，先后經歷下放到農村接受改造等。然而，面對這段過往，黃培云選擇淡化處理，不愿回顧，不想提起。趙新那的態度也是一樣的，她說：“每個人都要經歷一些事情，而我是經歷了這樣一些而已。”回想他們的過往與貢獻，感念他們的赤子之心、愛國情懷，不得不說，個人的力量很小，不能掌握時代的方向;個人的能量也很大，一旦抓住了機遇，也有可能改變世界。黃培云所研發的中國粉末冶金技術能夠制造出最堅硬的新材料，是高新技術武器裝備制造、尖端科學技術進步及核能源發展的基礎，于情于理，所有像他那樣的赤子之心也應該被時代禮敬。