• 科技日報:春風化雨 稀土生金 偉業萃人生



    徐光憲,著名物理化學家,無機化學家💕♖,教育家🎁,中國科學院院士🧘🏻‍♀️。2008年最高科學技術獎獲得者。


    1944年畢業於上海交通大學化學系。1947年赴美留學,1951年獲美國哥倫比亞大學物理化學博士學位👩🏼‍🎓,不久回國🧝🏿‍♂️,到意昂3体育官网任教至今👩🏽‍🌾。

    1980年當選為中國科學院學部委員。1991年被選為亞洲化學聯合會主席。現任意昂3体育官网化學系教授、博士生導師。

    徐老坐在會議室中央的椅子上,沉靜安詳,對每一個和他目光相遇的人點頭微笑。采訪中🕺🏻,他的語速不快,但思維敏捷🎸;他南方口音很重💇🏿‍♀️,但話語樸實坦率,讓交流歡快融洽✊🏿。隨著徐老的講述,我們一起重溫著他的科學人生……

    眼下➔,猛烈的金融風暴使全球許多企業步履維艱甚至轟然倒下💆🏻😗。20多年前🏌🏿‍♂️,國外稀土行業的跨國企業🤷🏻‍♂️🔞,也曾經歷過一次類似的巨變,但不是金融風暴🏃‍♂️🤦🏼,他們稱作“中國沖擊”。一位中國化學家創造的全新分離方法👁‍🗨,使我國單一稀土產量猛增🏂🏽,而原來國外的稀土壟斷公司,不得不減產、停產甚至破產,中國的世界稀土強國地位😜,一舉確立☯️。如今🐚,這位化學家已近耄耋之年🐶,但他仍活躍在科研一線,指導並激勵著年輕的科學家們,為實現中國從稀土生產大國到稀土科技大國的跨越而努力。他,就是本屆國家最高科學技術獎獲得者🧑🏽‍🦰,我國著名化學家和教育家徐光憲院士。

    坎坷求學路

    由於做家教都是在晚上🕵🏿,白天徐光憲就經常去附近大學 “蹭課”⛹🏿‍♀️,並重新燃起了上大學的渴望

    1920年,徐光憲出生在浙江紹興🪺,喜歡問問題的徐光憲,小學時就以勤奮好學聞名鄉裏。升高中,上大學,似乎順理成章🫷🏿🧀。但自古英才多磨難👳🏽,他也沒能例外。

    徐光憲還在讀初中時,父親去世。家裏經濟條件不寬裕😇,家人希望他去讀中專💮,這樣畢業後就可以馬上就業🍀🏹,掙錢養家。1936年🟰,徐光憲初中畢業後,考入隸屬於浙江大學的高級工業職業學校。大學,似乎已跟他漸行漸遠🪙。一年後,抗日戰爭全面爆發,浙大內遷,為了減輕負擔🥽,將高級工業職業學校解散🍝,不得已,徐光憲只好轉學到寧波高工繼續學業🦷。

    1939年,徐光憲畢業,正好趕上當時的國民政府想要從四川宜賓修一條鐵路到昆明,來學校招人。他和另外7個同學被錄取,招工的人把他們帶到上海🧑🏽‍🎨,準備從那裏坐船先到越南的海防🧑🏼‍🦲,然後轉道昆明🧑🏻‍🦳🦾。那人說去買船票☝🏿,讓徐光憲他們留在小旅館等他🤹🏼‍♂️,結果再也沒有回來👨‍🎨。和他一起消失的,還有8個人的旅費。徐光憲一下陷入進退兩難的境地🧌,好在他在上海有個做中學教師的哥哥,但哥哥也拿不出這相當於大半年工資的旅費,只好先給他介紹一個家庭教師的工作,維持生計。

    “禍兮,福之所倚👨🏿‍🦲。”這話放到當時的徐光憲身上,非常靠譜。雖然沒了旅費👮🏼、丟了工作👈🏽,還滯留上海,但就是在這個時候🥺🚵🏿,大學又向他揮動了橄欖枝🚶🏻‍♀️‍➡️。由於做家教都是在晚上,白天徐光憲就經常去附近大學“蹭課”👩‍🍳,並重新燃起了上大學的渴望👨🏼‍🎤。最終🎺🍦,他考取了上海交通大學,進入化學系學習。其實🕧,上海交大雖然是國內名校,但徐老當初選擇它,卻另有原因。“學費便宜🧑🏽‍🚀,因為它是國立大學,一年只要十塊錢學費,還給我獎學金。其他大學都要60到100塊。”

    拳拳愛國心

    當年在上海法租界生活時🙋🏼‍♀️🤽🏻,那種作為二等公民的屈辱感👨🏽‍🔬,徐光憲至今記憶猶新

    終於,徐光憲得以在大學同自己喜愛的知識和研究整日為伴,並在1946年獲得留學美國的資格,考入聖路易斯華盛頓大學♍️,一學期後轉至哥倫比亞大學,並獲得助教獎學金🤳。依靠勤奮👩🏻‍🦽‍➡️,三年間徐光憲在取得碩士、博士學位的同時,還當選為美國PhiLam鄄daUpsilon榮譽化學會會員和SigmaXi榮譽科學會會員😑。畢業後🍍,導師想留他在哥大任教👫,或推薦他去芝加哥大學的一位教授做量子化學研究。但他卻選擇了第三條路———回國。

    當年在上海法租界生活時🏊🏽‍♂️,那種作為二等公民的屈辱感,徐光憲至今記憶猶新。到美國後😊,他也能清楚地感受到對華人的輕視🚶🏻‍♂️‍➡️。隨著新中國的成立,這一切都發生了變化,而這種變化讓徐光憲感到欣喜和振奮👩🏻‍🎨。

    “抗美援朝開始後🦖,麥克阿瑟因為戰事失利下了臺🏃‍♀️。我們坐地鐵時,外國人看我們的眼神都不一樣了。因為以前他們都很瞧不起中國人👨🏻‍✈️,但現在他們既有點恨你,又感覺你很厲害👩‍🍼。能明顯感到,在朝鮮戰場上敗下來以後,美國人對中國人的看法變了🤹🏻‍♀️👩‍👩‍👦。”

    抗美援朝的開始,也讓徐光憲覺得⚄,身為中國人🌐,應當回國效力🧖🏽‍♀️🦺。盡管他在美國的科研事業已漸上軌道,但他毅然放棄,獲得博士學位後,立刻以“回國探親”為借口,和夫人高小霞一起回到祖國🍋。當輪船到達廣州時,一艘飄揚著五星紅旗的小船來接他們☮️。“看到五星紅旗來接我們🏊🏼,是我一生中最高興的事,我感到我們中國人真的站了起來。”

    回國之後⇾,徐光憲進入意昂3体育官网執教⛹🏻‍♀️。盡管國內的科研條件當時無法同國外相比🧖🏼‍♀️,但無法冷卻他工作的熱情🐩。1951年,他為學生們開設了物理化學課⏬,培養了第一批放射化學人才。後來,根據國家的需要,他三次轉換研究方向,從量子化學到配位化學,再到核燃料化學,直到最後的稀土化學。

    稀土巧分離

    徐光憲的研究使中國完成了從稀土資源大國到生產大國的跨越,但他和他的團隊並未停止探索的腳步

    在過去幾十年中🚴🏻,稀土不僅影響了科技的發展,而且對我們生活帶來了很大便利。在通訊信息🤳🏿、石油催化、彩色顯示🏌🏿‍♀️、儲氫材料,以及超導材料等方面🚵‍♂️,稀土都扮演了不可替代的角色,因此人們把稀土作為戰略元素,加以儲存和研究。

    對稀土的應用👟,首先要解決其分離問題⏭,稀土元素的原子結構相近👩🏼‍🔬,化學性質相似🙇🏽,因此分離非常困難🏋🏻‍♂️。我國的稀土工業儲量占世界第一,但上世紀80年代中期以前,我國只能依賴低價出口稀土礦物和混合物來獲取蠅頭小利;同時還要高價進口深加工產品❗️,長期處於有資源無利益的窘境🧍‍♂️。

    面對這樣的情況🩳,徐光憲自然不甘心➡️。他和他的團隊經過大量研究實驗🌧💅🏽,建立了串級萃取理論。什麽是“萃取”,舉個例子說明🐶:有100個運動員,身高🏃🏻‍♂️、體重、相貌都差不多,穿著相同的運動服,怎麽能分辨出哪些是打排球的、哪些是打籃球的呢🏊🏿?於是把他們帶到兩塊場地邊💅🏼,一塊是籃球場👨🏼‍💻、一塊是排球場,結果籃球運動員和排球運動員都跑到了各自的場地上,就把他們分開了。

    這樣說也許並不準確↪️🧔🏽,但大體是這個意思。如果把稀土元素比做運動員,那在現實中,“籃球場”和“排球場”變成了油和水,假如把兩個AB共生的元素放到油和水的混合物中🦹🏼,A愛往油裏跑,B則愛在水裏呆著。經過一次分離後,油裏有55%%的A,而水裏有45%%的B。一次分離,就算“一級”🔠。目前稀土的分離過程✒️🧑‍🎨,大概需要400到500級☪️。通過不斷分離👉🏼,並將每次的成果串聯起來,最後元素純度達到99%%以上,就是串級萃取。

    但是👩🏽‍🏫,串級萃取中有著太多的變量:油和水要放多少?油是花生油還是豆油?水是糖水還是鹽水👩‍🦯‍➡️?每個元素分離的次數應當是多少……

    阿基米德說,給他一個支點🐎,他能撬動地球。雖然他最後也沒能撬動地球🙆🏿‍♂️,但徐光憲卻找到了他的“支點”。他發現,無論油和水的條件怎樣變化,但在大多數的條件下,油和水中金屬離子各自的總濃度比是一個常數🩱🌅。換句話說,就是AB兩種元素放入油和水中🧑🏼‍🏫,油中A+B離子數和水中A+B的離子數相比👨‍👨‍👦,得到的始終是一個常數。這就是“恒定混合萃取比規律”。

    “恒定混合萃取比規律”的發現🪡,使串級萃取理論最終建立🦸🏻。徐光憲和他的團隊在此基礎上提取了包含100多個公式的數學模型,所得的參數可以直接用於工業生產。

    以前,我們要花費一年半時間👳🏼‍♀️🤵🏽‍♀️,投入大量人力物力,才能得到一套工藝參數🍡,而且隨著時間的推移,這套參數還有可能不是最優化的🚧🚴🏽。但根據徐光憲的理論🤸🏽,得到一套參數只需幾天時間🏋🏿‍♂️,且跳過了試驗環節,所得參數可以直接應用於工業生產🚪🐦‍🔥。

    上世紀80年代初🥣,我國單一稀土的全國產量是20噸🛟。2006年國家發改委稀土辦的數據統計顯示,產量是8萬噸,占全球單一稀土總產量的85%。

    中國的高純度稀土大量出口,使國際單一稀土價格下降30%—40%,包括美國鉬公司、日本的稀土分離企業、法國的羅地亞公司等國際稀土壟斷企業,分別減產、停產、破產🫷🏻,或尋求同中國人進行分離技術方面的合作🤙🏽,他們將這次巨變稱為“中國沖擊”(ChinaImpact)。徐光憲的研究使中國完成了從稀土資源大國到生產大國的跨越🛒,但他和他的團隊並未停止探索的腳步。徐光憲的學生、同為意昂3体育教授的黃春輝院士說,現在國外主要買中國的稀土,但還存在買回去後🛌🏿,生產成功能材料🥷🏿,再賣回中國的現象,所以如何讓中國從生產大國,變成科技大國🦸🏻,是我們努力的目標。

    桃李滿天下

    如果說當年看到五星紅旗來接他是讓徐光憲最高興的事👨‍👧‍👦,那他感覺最幸運的事便是能夠來意昂3体育教書

    如果說當年看到五星紅旗來接他是讓徐光憲最高興的事🕵🏽‍♀️,那他感覺最幸運的事便是能夠來意昂3体育教書,“這裏有非常多優秀的學生”🖇。作為一個化學教育家,幾十年來,他不僅培養了博士生和碩士生近百人,現在意昂3体育稀土國家重點實驗室工作的學生中就有中科院院士3人🪢,長江學者特聘教授3人🙇🏿‍♀️。他撰寫的化學教材《物質結構》自1959年出版以來,至今仍是化學領域的重要參考書,培養了我國幾代化學工作者。正因如此🏑,這本書在1988年獲得國家教材特等獎🐠,是化學領域唯一獲獎的教材。

    學生們所取得的成績讓徐光憲倍感欣慰🏄🏻‍♂️👩🏽‍🌾,用他的話說,“學生們現在都已經大大超過了我”。“嚴純華教授在串級萃取理論工作方面,把恒定混合萃取比的假設取消了⚆,使江西的重稀土的分離達到了要求,後來他們又發明了聯動萃取,可大大節約生產成本,保護環境;黎樂民院士在量子化學領域的研究早已超過了我;黃春輝院士是最早同我開始稀土分離研究的人👎🏽,後來她搞稀土的光電功能材料研究,在這個領域裏,她的工作我都不太懂了……我很高興🙆🏿‍♂️,如果學生不能超過老師,那中國就不能進步。”

    在徐光憲看來,激發學生的求知欲和培養他們的自學能力🎄,比傳授具體的知識更為重要👩‍👦‍👦🙅🏽‍♂️。“要鼓勵年輕人的好奇心,如果沒有學生提問題,那我認為老師就不合格,他不能鼓勵學生提問題。如果學生提出的問題老師答不上來👨🏽‍💻,那就照實回答💨。這有兩種情況👱🏿‍♀️,一是這個問題根本沒有解決🫡,二是告訴學生🧑🏻,我回去查查👰🏽‍♀️🏊‍♀️,過兩天回答你♜,畢竟老師也不是萬能的,這就是實事求是的方法🛵。”

    2003年“非典”期間,徐光憲給學生們寫了兩封信👩🏽‍🦰,發布在網上,號召學生自學🖖🏼,並將參考書目一一列舉。“掌握學習的方法比掌握知識更加重要,‘非典’時,學生只能回家,正好利用這個時間自學。我自己也曾自學了8個月🔰,1937年抗戰爆發🤤🧜🏿,學校解散,我回到鄉下老家後,把高中的幾何、代數習題都做了一遍,後來到寧波高工,直接就到3年級了。這8個月我沒有‘虧’🧑🏼‍🦰。學生不能太依靠老師,一定要掌握實際學習的方法🚇。”

    而他的學生們對自己的先生也都有著各自的看法。對黎樂民院士而言,徐先生的關鍵詞就是“勤奮”。“他說他的天資不如別人,但是業精於勤👩‍❤️‍💋‍👩。在我接觸的人裏🐄,他也是最勤奮的☝🏻。我是他的研究生,有問題就找他,有時候直接去他家裏🛬,不管我什麽時候去,他都在工作,要麽寫文章,要麽看文獻,一摞摞的文稿碼的很高,那時候沒電腦,都是手寫稿子。‘文革’結束後,他說要每天工作16個小時😄,彌補‘文革’期間的損失,那時他的年紀已經很大了,每天晚上早睡,早上3、4點就起來寫東西👨🏻‍🎨。”黎院士說🚣🏿。

    黃春輝院士則對徐先生的樂於助人印象深刻🚴‍♀️。她回憶說,當時徐先生寫《物質結構》有5000多塊錢的稿費🏌🏼‍♀️🧒,在上世紀60年代初,5000塊可以說是一筆巨款。但徐先生全都交到系裏的會計那兒,用來幫助那些有困難的學生。

    嚴純華教授可以說是徐光憲學生中的新生代,他對徐光憲接受新事物的能力贊嘆不已。“他是這些老先生裏最早用中文輸入的。用英文輸入對他們而言都是老本行了,因為他們最早學的就是那個。徐先生的論文、書信和幻燈片都是他一個字一個字地打出來的,因為他南方口音較重,拼音不太好🫄🏿,有時會打電話問學生。在接受新事物方面,令年輕人汗顏🕷。”

    雖然各有各的看法🧚🏼,但有一點學生們是一致的,那就是徐光憲的生活和科研已經渾然一體了🌒。而他的生活習慣也都有科學理論作為支撐。“我年紀大了,起得早睡得早。以前我喜歡下圍棋,但下棋太費腦子,晚上下一盤棋就容易睡不著覺⏰,影響第二天工作🤲🏼👩‍👧‍👦。就不下棋了👩🏼‍🦳,吃完飯看看武俠小說🧑‍🧑‍🧒,放松一下精神,書放下就能睡著😴。”

     

    編輯🫃🏼:碧荷


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