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(guān)總稅務(wù)司署。由于黃厚誠早年間在以中、英文雙語教學(xué)見長的福州英華書院就讀，掌握了英語與海關(guān)稅務(wù)相關(guān)知識，因此在1909年稅務(wù)學(xué)堂設(shè)立后，便被調(diào)任為稅務(wù)學(xué)堂的教務(wù)長，為中國海關(guān)培養(yǎng)了大量的稅務(wù)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(wù)調(diào)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(xué)多聞。當時中國海關(guān)大部分事務(wù)都由英國等外國人控制，從政治的角度而言，這牽涉到關(guān)稅自主和治外法權(quán)的問題。不過，另一方面海關(guān)也在中國現(xiàn)代化演變過程中起到十分重要的引領(lǐng)作用，諸如近代郵政、鐵路、教育等都與海關(guān)外籍雇員有著密切關(guān)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(xué)，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(xué)化學(xué)系。

當時的清華大學(xué)化學(xué)系師資力量極強，給黃培云上課的老師主要有吳有訓(xùn)、鄭桐蓀、張子高、高崇熙、薩本鐵、黃子卿等人，都是中國現(xiàn)代物理學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)的開山鼻祖或領(lǐng)軍人物，在當時就已享譽國際。正所謂名師出高徒，化學(xué)系當時人才輩出，黃培云的同學(xué)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(jīng)十分嚴峻。面對“華北之大，已經(jīng)安放不下一張平靜的書桌”及北平被日軍占領(lǐng)，北京大學(xué)、清華大學(xué)、南開大學(xué)三校籌備南下長沙組建臨時大學(xué)。當年11月1日，國立長沙臨時大學(xué)正式開學(xué)。隨著日軍侵略步伐的推進，國民黨軍隊在戰(zhàn)場上連連失利，武漢失守后，長沙臨時大學(xué)決定搬往昆明，此即國立西南聯(lián)合大學(xué)，因此，11月1日也被定為西南聯(lián)合大學(xué)校慶日。當時長沙臨時大學(xué)遷往昆明分作三路，一路是經(jīng)廣州、香港、越南進入云南，此路為水路，實驗設(shè)備、書籍等重型物質(zhì)，大部分教師及其家屬、女學(xué)生及體弱男學(xué)生多取此路;一路是乘汽車沿湘、桂路經(jīng)廣西鎮(zhèn)南關(guān)、越南進入云南;一路就是由身體素質(zhì)較好的教師與學(xué)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(fā)，經(jīng)常德、沅陵、芷江、新晃縣進貴州，而后經(jīng)玉屏、鎮(zhèn)遠、貴陽、安順、鎮(zhèn)寧、普安進云南，經(jīng)霑益、曲靖于4月28日到達昆明，經(jīng)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(diào)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?lián)敚谔厥鈿v史條件下誕生的西南聯(lián)合大學(xué)成為中國教育史上的一大傳奇，培養(yǎng)了兩位諾貝爾獎獲得者、五位國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者、八位“兩彈一星”元勛、八位黨和國家領(lǐng)導(dǎo)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(lián)合大學(xué)的第一屆畢業(yè)生。畢業(yè)之后，他先是在清華大學(xué)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(xué)院跟隨美國冶金專業(yè)權(quán)威海沃德（C.R.Hayward）教授攻讀非鐵冶金專業(yè)，1945年憑借博士論文《銅在反射爐渣中的存在形態(tài)研究》獲得博士學(xué)位。由于當時太平洋珍珠港戰(zhàn)役爆發(fā)，航路斷絕，無法返航，在導(dǎo)師的建議下，黃培云參加了麻省理工學(xué)院工業(yè)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(shù)。

在這期間，黃培云還收獲了美滿的愛情，與同樣醉心于化學(xué)研究的趙新那結(jié)為伉儷。趙新那是清華國學(xué)院“四大導(dǎo)師”之一、“中國現(xiàn)代語言學(xué)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(xué)院任教而回到中國，1938年隨父母再赴美國，后考入哈佛大學(xué)攻讀化學(xué)專業(yè)。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(xué)人的“接待站”與“活動中心”、中西文化交流的“聯(lián)絡(luò)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(yī)院院長”，在嫁給天才趙元任之后選擇犧牲個人的醫(yī)學(xué)事業(yè)，退居家庭，成為丈夫的賢內(nèi)助。既然趙家是中國留美學(xué)人的活動中心，趙家的餐食開支必然高額，烹飪事務(wù)也必繁重，而這些俗務(wù)都是楊步偉設(shè)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(xué)生大多公費出國，經(jīng)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(shè)法降低食材開支，同時也在廚藝上下功夫。由于美國養(yǎng)殖業(yè)向工業(yè)化轉(zhuǎn)型，市場肉量供應(yīng)充裕，美國人不習慣于食用烹飪程序更為復(fù)雜的動物內(nèi)臟蹄爪，市場上這類貨物的價格就極為低廉。楊步偉經(jīng)常大量采購這類食材，通過烹、煮、煎、炸等方式，滿足眾留學(xué)生果腹之需并解其思鄉(xiāng)之饞。與此同時，楊步偉也將源遠流長的中華傳統(tǒng)烹飪技術(shù)與文化介紹給異國他鄉(xiāng)。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(shù)十年，即便今天，不經(jīng)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(xué)人士“活動中心”經(jīng)營得有聲有色，成為中國近代學(xué)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(shù)十個清華留美學(xué)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(zhàn)結(jié)束之前結(jié)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(zhàn)結(jié)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(yè)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(fā)展。然而，黃培云在赴美之前，其師吳有訓(xùn)就曾對他及該屆赴美的十七名學(xué)生多次談及，說本屆赴美學(xué)生是前所未有的一屆，他們都是各個學(xué)校里最優(yōu)秀的學(xué)生，是經(jīng)過層層選拔才挑選出來的，他們赴美所學(xué)的專業(yè)也都經(jīng)過反復(fù)研究，都是國家非常需要的專業(yè)，希望他們學(xué)成之后能夠回來報效祖國。除了吳有訓(xùn)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(chǎn)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(xué)，在這里，黃培云建立了中國首個金相學(xué)實驗室、冶金實驗室。新中國成立后，為適應(yīng)經(jīng)濟建設(shè)及高等教育培養(yǎng)經(jīng)濟建設(shè)急需專門人才的需要，教育部參照蘇聯(lián)模式，對舊中國的教育體系、高等學(xué)校的院系設(shè)置進行了改造與調(diào)整，對大學(xué)進行跨省、跨區(qū)改組、撤銷或合并。1952年，在計劃經(jīng)濟體制下，根據(jù)優(yōu)先發(fā)展重工業(yè)的方針，教育部決定把武漢大學(xué)、湖南大學(xué)、中山大學(xué)、南昌大學(xué)、廣西大學(xué)、北京工業(yè)學(xué)院等六個大學(xué)/學(xué)院有關(guān)地質(zhì)、采礦、冶金的學(xué)科調(diào)整合并，成立獨立的中南礦冶學(xué)院。考慮到湖南是有色金屬之鄉(xiāng)，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(xué)院最后落址在長沙左家垅，此地正是當年清華大學(xué)在國立長沙臨時大學(xué)的校址。

黃培云是中南礦冶學(xué)院創(chuàng)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(yè)學(xué)院的建設(shè)中去。清華大學(xué)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(zhàn)爭時期被破壞得不成樣子。籌建中南礦冶學(xué)院的時候，正是抗美援朝之時，全國的物質(zhì)、人力均向朝鮮戰(zhàn)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(xué)生都借住在附近一所中學(xué)的教室里。老師派高年級的學(xué)生打入木工行，跟木匠套近乎，學(xué)行話與技術(shù)，而后自己買木頭、學(xué)做木工，制作實驗器材支架、桌椅板凳、教具等。上課的時候?qū)W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(yè)、技術(shù)及超強的動手能力，中南礦冶學(xué)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(lǐng)域的技術(shù)突破，都需要用到一種特殊材料，這就是硬質(zhì)合金，這種材料國際上都是通過粉末冶金技術(shù)獲取。

粉末冶金也叫金屬陶瓷，是一門古老而現(xiàn)代的材料制備技術(shù)，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(jīng)過成型與燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料及各種類型制品的技術(shù)。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(nèi)的鎢絲為人類驅(qū)逐了黑暗帶來了光明，通過粉末冶金獲得的硬質(zhì)合金促使切削技術(shù)突飛猛進引起了機械加工的革命。最先研制硬質(zhì)合金的是德國，在第二次世界大戰(zhàn)之中，德軍向英、美坦克開炮的彈頭是硬質(zhì)合金制的，這導(dǎo)致曾在第一次世界大戰(zhàn)中所向披靡、被稱為鋼鐵巨獸的坦克在硬質(zhì)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(shù)的優(yōu)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(fā)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(guān)于粉末冶金的研究卻還是一片空白。中國的硬質(zhì)合金技術(shù)首先是源自軍工業(yè)的需求。當時生產(chǎn)硬質(zhì)合金在技術(shù)上得到了蘇聯(lián)的幫助。不過，若要不受制于人，還是得將核心技術(shù)掌握在自己人手里。因此，冶金部希望新成立的中南礦冶學(xué)院能夠研制該項技術(shù)，并承擔起培養(yǎng)粉末冶金技術(shù)人員的重任。

中南礦冶學(xué)院院長唐楠屏將冶金部的任務(wù)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(xué)院曾學(xué)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(zhì)合金、培養(yǎng)粉末冶金人才的任務(wù)也只能交給他了。黃培云組織教師團隊現(xiàn)學(xué)現(xiàn)教，引進美、蘇等國教材，建設(shè)粉末冶金實驗室。剛開始時，蘇聯(lián)曾派專家前來授課，待到1960年中蘇關(guān)系破裂，蘇聯(lián)政府片面撕毀了援助合同，撤走專家，停止供應(yīng)我國建設(shè)急需的重要設(shè)備。蘇聯(lián)專家撤離時，還帶走了所有的圖紙、樣品、數(shù)據(jù)等資料，這給當時的中國科學(xué)技術(shù)與國家建設(shè)造成了重大損失。在此困境下，與其他科學(xué)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(lián)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(xué)院抽調(diào)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?shù)氖菃⒚烧吲c領(lǐng)路人的角色。

之后數(shù)十年，他率領(lǐng)粉末冶金團隊，摸著石頭過河，一邊實踐一邊總結(jié)，攻克了一個又一個的理論難題，為新中國培養(yǎng)了大批粉末冶金的技術(shù)人才，其創(chuàng)立的粉末壓制理論和燒結(jié)理論，在國際上被稱為“黃氏粉末壓制理論”。他率領(lǐng)的科研團隊研制成功多種用于核、航天、航空、電子等領(lǐng)域的粉末冶金材料，提出了非規(guī)則溶液活度系數(shù)的計算模型、二元系參數(shù)計算三元系參數(shù)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(xué)科的奠基人。憑借突出的科學(xué)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(shù)封鎖，在原子彈、氫彈、航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了知識產(chǎn)權(quán)與核心技術(shù)的獨立自主，不斷接近和趕超世界先進水平，其他行業(yè)諸如橋梁建筑、航母、導(dǎo)彈等技術(shù)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(zhàn)爭結(jié)束前就選擇回國效力，但由于時代的原因，再加上出身與復(fù)雜的海外關(guān)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(jīng)歷下放到農(nóng)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(tài)度也是一樣的，她說：“每個人都要經(jīng)歷一些事情，而我是經(jīng)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(fā)的中國粉末冶金技術(shù)能夠制造出最堅硬的新材料，是高新技術(shù)武器裝備制造、尖端科學(xué)技術(shù)進步及核能源發(fā)展的基礎(chǔ)，于情于理，所有像他那樣的赤子之心也應(yīng)該被時代禮敬。