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第2章 化学家的故事(2)

侯德榜将毕生精力都用在科技工作和科学研究上,他常用“勤能补拙”勉励青年人,他有极强的民族自尊心和自信心,他的名言是“难道黄头发绿眼睛的人能搞出来,我们黑头发黑眼睛的人就办不到吗?” 侯德榜成为了民族的骄傲。

成功总是属于坚韧不拔的人。在落后的旧中国,侯德榜用他的辛勤和智慧创造了联合制碱法,为中华民族争得了荣誉,为旧中国、新中国造福,为我们青少年树立了一个学习的榜样,我们会永远怀念这样的民族骄子。

中国味精的制造者——吴蕴初

味精(主要成分是谷氨酸钠),是我们日常生活不可缺少的调味品。这种能够起到使汤、菜味道鲜美的调味品,最初是由一个德国人从植物蛋白中发现的。19世纪末,日本营养专家池田研制这种调味品获得成功,取名“味素”,并大量应用于生产。20世纪20年代初,日本生产的调味品“味素”大量涌入中国。上海等各大城市布满了“味素”的巨幅广告。日本人的宣传和行为极大地刺伤了具有强烈民族自尊心和责任感的吴蕴初先生,他发誓:“我一定要研制出自己的调味品,将‘味素’从中国赶出去”。

吴蕴初凭借早年毕业于上海兵工学堂化学专科的基础,不分昼夜寒暑地进行着他的研制工作,经过无数次的失败,一年以后,他硬是靠着酒精灯,试剂瓶等一些简单的不能再简单的化学仪器,在非常简陋和艰苦的条件下,终于研制出了我国自己的调味品,并参照糖精而取名为味精。

接着,吴蕴初与人合作使我国第一个味精生产厂——上海天厨味精厂正式建成投产。产品投放市场后,在国内抵制日货的影响下,广大市民争相购买国产味精,生产效益渐好。随后吴蕴初又不断增加资本扩大再生产;改进工艺,提高产品质量,使天厨味精多次在国内外获奖,大大提高了产品的信誉,因此,天厨味精不仅畅销国内,还远销南洋各地,以致产品数量供不应求。20世纪20年代后期,上海天厨味精厂已具有相当的规模和影响。同时工厂还能兼营淀粉、糊精、葡萄糖、饴糖等产品。

接着由于天厨的扩大再生产需要大量的盐酸,当时国内尚无力生产,完全靠日本等帝国主义国家进口,而日本人为了报“味素”之仇,对供应中国的盐酸实行了严格控制。况且,盐酸属于危险品,用耐酸陶器盛装,笨重易碎,运费也十分昂贵,为了解决这些问题,迫切需要建立自己的盐酸厂。中国人自己办厂,势必要影响帝国主义国家的在华利益,他们对吴蕴初极端进行了经济和技术等的封锁和阻挠。吴蕴初起誓:“小辫子不能捏在别人手里”。

吴蕴初再次克服重重困难,于20世纪20年代末建成了我国第一个电解食盐水生产盐酸的天原电化厂,日产盐酸2吨,使天厨味精真正做到了“完全国货”。盐酸的自行生产,填补了我国电解食盐工业的空白,对我国的氯碱工业作出了重大贡献。它不仅为国家争了光,长了中国人的志气,它还证明了:“外国人能做到的,中国人也一定能够做到”。

随着天原电化厂的产品产量不断增加,装运盐酸所需的耐酸陶器已远不能满足需求,且在此之前所用的耐酸陶器都是日本货,这更激起了吴蕴初生产自己的耐酸陶器的决心。他凭借早年制造硅砖的经验,建起了我国第一个耐酸陶器厂——天盛陶器厂,又一次填补了我国化学陶器的空白。

上海淞沪抗战爆发后,吴蕴初收购了大批的核桃壳,烧制活性炭,制造防毒面具,为支援抗战,准备无偿送给当时驻扎在上海的十九路军,后因十九路军撤离上海而未能如愿。接着,吴蕴初又以天厨味精厂的名义,花12万元购买战斗机一架支援抗战,成为当时家喻户晓的“献机爱国”的抗日模范。

20世纪30年代中期,吴蕴初又办起了我国第一个氮气(合成氨)厂——天利氮气厂,结合天原电化厂生产的氢气合成氨,并在此基础上,利用氨氧化法生产硝酸。

全国解放后,吴蕴初急忙从美国返回祖国。周恩来总理高兴地对他说:“味精大王回来了,欢迎欢迎!”,并希望他为新中国化学工业继续做出自己的努力。

正当吴蕴初踌躇满志地投入新中国的化工事业之时,不料,回国仅3年的吴蕴初因糖尿病复发,危及心脏,不幸逝世,享62岁。临终前,他立下遗嘱,将“蕴初基金会”的全部财产交给国家,并叮嘱儿子说:“你们今后要照国家指引的道路走下去”。

吴蕴初的事业由研制和生产味精而步入民族化学工业的道路。在这条道路上,他进行了艰苦的跋涉和努力,作出了卓越的贡献。由吴蕴初创办的上海“天字号”化工企业集团成为支撑当时我国的民族化学工业的一大支柱。吴蕴初通过自己的努力,为国争了光,为中华民族争了一口气。

吴蕴初的每一步成功无不是在内忧外患、极端艰苦、困难重重的条件下而起步的,这需要勇气和魄力,需要奋斗和进取,需要有大无畏的精神,更需要探索和科学的精神。这些精神都是青少年应该具备的。

“毛估化学家”——卢嘉锡

“假如设计一座桥梁,小数点错一位可就要出大问题、犯大错误,今天我扣你3/4的分数,就是扣你把小数点放错了地方。”在一次随机的考测之后,区嘉炜教授这样开导他最喜欢的学生卢嘉锡。

如何才能避免把小数点放错地方呢?在理解了教师重扣的一片苦心之后,卢嘉锡思索着。

从此以后,不论是考试还是做习题,他总要千方百计地根据题意提出简单而又合理的物理模型,从而估算一个答案的大致范围,如果计算的结果超出这个范围,就仔细检查一下计算的方法和过程。这种做法,使他有效地克服了因偶然疏忽引起的差错。这就是卢嘉锡成功的秘诀——“毛估”,即粗略地、大概地进行估算。

善于总结学习方法的卢嘉锡后来走上了献身科学的道路。他发现,从事科学研究同样需要进行“毛估”,或者说进行科学的猜想。不过那是一种更高层次的思维活动,因为探索未知世界比起学习和掌握现成的知识要艰巨复杂得多。在形成科学上的毛估思想方面,他首先得益于留心揣摩他的导师、后来两度荣获诺贝尔奖(化学奖与和平奖)的鲍林教授的思维方法。

20世纪30年代末的一个秋天,在留英时导师萨格登教授的指点和推荐下,卢嘉锡赴美国加州理工学院,来到当时很有名气的结构化学家鲍林教授的身边。毫无疑问,探索物质和微观结构奥秘,正是这位不满24岁就获得伦敦大学博士学位的中国青年学者最感兴趣的问题。

结构化学是一门在分子、原子层面上研究物质的微观结构及其与宏观性之间相互关系的新兴学科,不过当时的研究手段还处在初级阶段,通常,科学家们需要花费很大的力气才能弄清楚某一物质的分子结构。卢嘉锡注意到,鲍林教授具有一种独特的化学直观能力:只要给出某种物质的化学式,他往往就能通过毛估大体上想象出这种物质的分子结构模型。鲍林所表现出来的非凡才能令他的学生钦佩,但卢嘉锡没有使自己仅仅停留在崇拜者的位置上。

鲍林教授靠的是一种“毛估”,我为什么就不能呢?在反复揣摩之后,卢嘉锡领悟到:科学上的“毛估”需要有非凡的想象力,而这种想象力只能产生于那些拥有扎实的基础理论知识和丰富的科研实践经验、训练有素而善于把握事物本质和内在规律的头脑。于是,他更加勤奋刻苦,孜孜以求。

20世纪70年代,国际学术界对固氮酶“活性中心”结构问题的研究还处在朦胧状态,当时的科学积累距离解开固氮酶晶体结构之谜还有相当一段路程。然而正是在这个时候,卢嘉锡在组织开展一系列实验研究的基础上,就提出了固氮酶活性中心的“原子簇”模型,也就是人们所说的“福州模型”。它的样子像网兜,因而又称之为“网兜模型”(后来又发展出“孪合双网兜”模型)。四年以后,国外才陆续提出“原子簇”的模型。

直到20世纪90年代,实际的固氮酶基本结构才由美国人测定出来,先前各国学者所提出的种种设想都与这种实际测定的结构不尽相符。猜想与事实之间总是有些距离的,然而作为世界上最早提出的结构方面基本模型之一——卢嘉锡提出的模型,在“网兜”状结构方面基本上近似地反映了固氮酶活性中心所具有的重要本质,他的“毛估”本领不能不让人由衷叹服!

长期的科研实践,使卢嘉锡特别重视毛估方法的运用,他常常告诫他的学生和科研人员:“毛估比不估好!”他希望有幸献身科学的人们,在立题研究之初就能定性地提出比较合理的基本“结构模型”(通常表现为某种科学设想或假说),这对于正确地把握研究方向、避免走弯路是很有意义的。但他同时提醒大家:运用“毛估”需要有个科学的前提,那就是全面地把握事物的本质,否则,“未得其中三昧”,那毛估就可能变成“瞎估”。“三昧”,古语指事物的要诀所在。卢嘉锡的这句话指出了成功的诀窍。

无论哪一种科学方法,如果只会从形式上运用它,充其量不过成为一名熟练的工匠;只有那些善于从本质上把握的人才会成为真正的大师。

为国争光的魏可镁

有人评说,日本的筑波城,不亚于美国的“硅谷”。我国著名的化学家魏可镁来到这里的一家研究所进行访问研究。魏可镁进研究所先是安排参观,参观各种设备,了解整个环境。他有一种眼花缭乱的感觉,仿佛置身在科幻世界。这种感觉使他兴奋,但兴奋之后是更加冷静,因为他是中国访问学者,他的一举手,一投足,都反映了中国学者的水平。

在科技领域里,日本人的眼里只有美国人,他们瞧不起中国人。魏可镁在研究所里面开始工作时,就敏感地注意到这股味道。他一开始做实验,那位课长就像跟踪盯梢似的,经常时不时地出现在他的背后,生怕他弄坏了设备似的。有一两次,在学术讨论中,他就实验的做法发表了一些意见,但那位课长不屑地挥挥手,意思是:照他的做,不用多嘴!大概,这位课长只当魏可镁是以“访问学者”的名义公费出国旅游的。殊不知,站在他面前的这位衣着朴素,外表一点也不显山露水的中国学者,科研上已卓有成就,在中国被评为“有突出贡献的中青年专家。” 魏可镁的成就,在访问学者的表册上都明明白白地写着。大概日本人不相信这是真的,甚至看都不看。直到一次试验之后,他们才对魏可镁刮目相看。那是非贵重金属合成含氧化合物的制造方法的研究实验,魏可镁觉得研究方案不够严密,他坦诚地提出不要用贵金属,只要用钴和碱金属,并分析了理由。这是一项还没有被人突破的高精尖的研究课题,大概是日本人不相信魏可镁在这个领域里能涉猎得这么深,或者是多少伤害了他们的自尊心,于是他们很不高兴地说:“不,您就按我们的方案做吧!”

魏可镁只得按原方案进行实验,但实验一次又一次地失败了。主持这个实验的课长,脸上的表情由不高兴转而有些尴尬。有一天,见他情绪不坏,魏可镁很委婉地说:“先生,实验可否调整一下试试?”

课长只好绷着老脸下阶梯:“好吧,那你就试试吧!”

此后,从研究方案、催化剂制备、配方确定,以及测试和表征,日本人都让魏可镁独立自主地处理。实验一次又一次进行,醇的选择性一次比一次明显上升,最后达到48%。课长祝贺他说:“魏先生,成功了!可以取得专利了!”这个研究成果后来取得了日本专利。

在申报专利的过程中,也闹了个插曲。日本人不仅把魏可镁的名字列在后面,而且还写成是他们化学技术研究所的魏可镁。名字的先后次序可以不计较,但这种写法不能不计较啊!魏可镁找他们说理,那位课长解释说:“你的成绩是在我们所里搞出来的,是我们提供的条件,所以只能这样写。”

魏可镁理直气壮地说:“我是中国人。你这样一写,别人就把我当成日本人了。我要求明确写清楚,我是中华人民共和国福州大学的魏可镁。”课长没有话说,只得挂电话请示领导,请示专利局,终于不得不同意魏可镁的要求。 虽然出现了争执,但从此以后他们对魏可镁的态度明显改变,又是送毛毯,又是送大衣,管行政的人员特地到宿舍来察看是否有取暖器。有一次魏可镁感冒了,他们特地另外送来十几万日元,以备看病缴费。那位课长请他到家里做客,生怕他不去,说过后还再让一位叫松崎的同事来邀请,第二天,两个人一起开车接他。第二年元旦那一天,部长和课长又都分别请他吃饭。

魏可镁的访问时间是一年,到结束前的一个月,课长特地征求他的意见:是否能留下来继续工作一段时间?如果愿意,他就马上去办理延长手续。他让魏可镁考虑一下。

魏可镁不是没有考虑,更不是不会考虑。如果留下继续工作一年、二年……这里实验条件好,待遇也优厚,小车很快就会有,小别墅也很快就会有。但他想念妻子和女儿,而更重要的是,他有许多新催化剂的构想,他急着回去立项,建立新的研究课题。那些新构想的催化剂,都是中国的土地上极为需要的。魏可镁决定按期回国,日本人感到很惋惜。临回国前,那位课长,还有一位主任研究官,亲自开车陪他,到离筑波城六百多公里的京都参观游览三天。登机的那一天,研究室里的三位先生亲自送到机场,依依惜别。魏可镁就这样回到了国内,为中国的化学事业作出了杰出的贡献。

化学家魏可镁用自己的行动为中华民族争得了荣誉,用无可辩驳的事实证明了炎黄子孙的杰出和优秀,我们会永远怀念这样的民族骄子。他也是青少年学习的楷模。

“化学中的莫扎特”李远哲

迄今为止,在荣获诺贝尔科学奖的五位华人中,有四位都是获得物理学奖,另有一位例外,那就是在1986年获得化学奖的李远哲。

李远哲生于19世纪30年代中期的台湾新竹,他的父亲是一名画家。李远哲于台湾大学毕业后到新竹清华大学读研究生,获得硕士学位。26岁时,赴美国柏克利加州大学并于三年后获博士学位。后到哈佛大学化学系随赫施巴赫从事分子反应动力学的研究。43岁他当选美国国家科学院院士。

童年时代的李远哲非常爱玩,棒球、网球、乒乓球都打得很好。“我可以把球打到对方球台上的任一指定点,”李远哲后来兴致勃勃地回忆说:“误差不会超过一英寸。”

李远哲读初中时,在学习上已开始“独树一帜”。一次考试,几何老师出了五道题,李远哲全用与老师所讲的不同的方法去做,结果老师给他的卷子判了零分。李远哲不服气,据理力争:“老师,我的方法虽然同您教的不一样,但是没有错。”老师决定让李远哲给全班同学讲一讲再看。第二天,李远哲在黑板上讲了他的解法,得到全班同学的赞赏,最后老师给了他100分。

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