中国粉末冶金之父黄培云

彭丽华

说来黄培云也是好出身，其父黄厚诚，曾任职于大清皇家海关总税务司署。由于黄厚诚早年间在以中、英文双语教学见长的福州英华书院就读，掌握了英语与海关税务相关知识，因此在1909年税务学堂设立后，便被调任为税务学堂的教务长，为中国海关培养了大量的税务人才，眼界自然不同寻常。黄厚诚与其妻何毓芬共育有四子，于1917年8月23日在北京出生的黄培云排行第三。由于父亲的职务调动，黄培云兄弟四人自小跟随父母在烟台、上海、三都澳、苏州等地旅居，是以视野开阔、博学多闻。当时中国海关大部分事务都由英国等外国人控制，从政治的角度而言，这牵涉到关税自主和治外法权的问题。不过，另一方面海关也在中国现代化演变过程中起到十分重要的引领作用，诸如近代邮政、铁路、教育等都与海关外籍雇员有着密切关系，他们也给黄厚诚父子带来了深刻的影响。就是在这样的背景下，他们树立志向，刻苦求学，希望掌握真本事，1934年，黄培云与其兄黄培熙一起考入清华大学化学系。

当时的清华大学化学系师资力量极强，给黄培云上课的老师主要有吴有训、郑桐荪、张子高、高崇熙、萨本铁、黄子卿等人，都是中国现代物理学、数学、化学的开山鼻祖或领军人物，在当时就已享誉国际。正所谓名师出高徒，化学系当时人才辈出，黄培云的同学中，姚依林、曹本熹、罗钰如、刘维勤、须浩风等后来都很有成就，为人类社会的进步做出了重要贡献。

黄培云在清华就读期间，正值日本全面侵华之时，尤其是1937年7月7日“卢沟桥事变”后，中国的抗日局势已经十分严峻。面对“华北之大，已经安放不下一张平静的书桌”及北平被日军占领，北京大学、清华大学、南开大学三校筹备南下长沙组建临时大学。当年11月1日，国立长沙临时大学正式开学。随着日军侵略步伐的推进，国民党军队在战场上连连失利，武汉失守后，长沙临时大学决定搬往昆明，此即国立西南联合大学，因此，11月1日也被定为西南联合大学校庆日。当时长沙临时大学迁往昆明分作三路，一路是经广州、香港、越南进入云南，此路为水路，实验设备、书籍等重型物质，大部分教师及其家属、女学生及体弱男学生多取此路;一路是乘汽车沿湘、桂路经广西镇南关、越南进入云南;一路就是由身体素质较好的教师与学生组织“湘滇黔旅行团”沿着湘黔公路步行至云南。黄培云兄弟参加步行团。1938年2月19日，步行团从长沙出发，经常德、沅陵、芷江、新晃县进贵州，而后经玉屏、镇远、贵阳、安顺、镇宁、普安进云南，经霑益、曲靖于4月28日到达昆明，经行六十九日，全程一千六百七十公里。在这一路上，师生边走边做调查，借机直接而深刻了解了云、贵民间万象。实践出真知，再加上云集的名师指点迷津、危难之际勇担当，在特殊历史条件下诞生的西南联合大学成为中国教育史上的一大传奇，培养了两位诺贝尔奖获得者、五位国家最高科学技术奖获得者、八位“两弹一星”元勋、八位党和国家领导人、一百七十四位两院院士以及一百多位人文大师。黄培云，也是这些留名史册中熠熠生辉的一个名字。

黄培云是西南联合大学的第一届毕业生。毕业之后，他先是在清华大学金属研究所担任助教，而后在1940年通过第五届庚款留美考试，前往麻省理工学院跟随美国冶金专业权威海沃德（C.R.Hayward）教授攻读非铁冶金专业，1945年凭借博士论文《铜在反射炉渣中的存在形态研究》获得博士学位。由于当时太平洋珍珠港战役爆发，航路断绝，无法返航，在导师的建议下，黄培云参加了麻省理工学院工业合作部的研究工作，帮助海沃德教授研究古巴含钴镍土矿，掌握了高精尖的有色金属矿冶知识、理论与技术。

在这期间，黄培云还收获了美满的爱情，与同样醉心于化学研究的赵新那结为伉俪。赵新那是清华国学院“四大导师”之一、“中国现代语言学之父”赵元任及其妻杨步伟的第二个女儿，1923年出生于美国，两岁时因為父亲赵元任回清华国学院任教而回到中国，1938年随父母再赴美国，后考入哈佛大学攻读化学专业。黄培云与赵新那的相识，缘于美国赵家的特殊性。麻省剑桥Walker Street二十七号，不但是赵元任的家，也是留美中国学人的“接待站”与“活动中心”、中西文化交流的“联络点”与“大讲堂”。美国流传一句话，说赵家住在哪里，哪里就会形成一个中国人活动中心。这除了旷世奇才赵元任的吸引力之外，也得益于其妻杨步伟的贤明能干。杨步伟作为中国最早的“女校长”、“留洋博士”、“医院院长”，在嫁给天才赵元任之后选择牺牲个人的医学事业，退居家庭，成为丈夫的贤内助。既然赵家是中国留美学人的活动中心，赵家的餐食开支必然高额，烹饪事务也必繁重，而这些俗务都是杨步伟设法解决的，正如她在《杂忆赵家》里所言，“不管是哪一国，嫁了一个教授，都是吃不饱饿不死的”。赵元任的收入虽然不少，但也常常入不敷出。当时留美学生大多公费出国，经费有限，不管是为精神世界计，还是为肚里乾坤计，都愿意涌向赵家。杨步伟想方设法降低食材开支，同时也在厨艺上下功夫。由于美国养殖业向工业化转型，市场肉量供应充裕，美国人不习惯于食用烹饪程序更为复杂的动物内脏蹄爪，市场上这类货物的价格就极为低廉。杨步伟经常大量采购这类食材，通过烹、煮、煎、炸等方式，满足众留学生果腹之需并解其思乡之馋。与此同时，杨步伟也将源远流长的中华传统烹饪技术与文化介绍给异国他乡。她写了一本《中国食谱》，向美国人介绍中国的饮食和文化。该食谱在欧美国家畅销数十年，即便今天，不经意间，还能在书店里邂逅。美国作家赛珍珠（Pearl S.Buck）称，她想提名赵太太获诺贝尔和平奖，因为世界要和平，“还有比围坐一桌享用鲜美菜肴更好的方法吗？”凭着精打细算，用好每一分钱，杨步伟、赵元任将赵家这个美国留学人士“活动中心”经营得有声有色，成为中国近代学人的一个共同精神家园。1941年的某天，夕阳西下、夜幕降临，如往常一样，数十个清华留美学生汇聚于此。觥筹交错之后，厨房里杯盘成堆，黄培云自告奋勇去厨房洗碗。赵家二小姐赵新那走到黄培云身旁，伸手帮忙。“你别把碗砸啦！”这是黄培云对赵新那说的第一句话。两人从此相识、相知、相爱，于1945年7月世界二战结束之前结婚，一直到2012年2月黄培云逝世（赵新那于2020年12月逝世），夫妻相守了大半个世纪。

二战结束后，世界各国百废待兴，美国也不例外，像非铁冶金这类专业人才极为稀缺，海沃德教授对黄培云也极为欣赏，因此希望他能够留在美国，坚信他在美国的个人前途必定远胜于回国发展。然而，黄培云在赴美之前，其师吴有训就曾对他及该届赴美的十七名学生多次谈及，说本届赴美学生是前所未有的一届，他们都是各个学校里最优秀的学生，是经过层层选拔才挑选出来的，他们赴美所学的专业也都经过反复研究，都是国家非常需要的专业，希望他们学成之后能够回来报效祖国。除了吴有训老师的嘱托与号召，黄培云自小耳濡目染的家风、报国情怀也对他回国效力产生了重要影响，师夷长技、振兴中华，是他坚定永恒的信念。

新婚燕尔的黄培云、赵新那夫妇志趣相投，决定返航报效祖国。赵元任、杨步伟也有意归国，因此让女儿、女婿先行一步。回国之前，他们带着海沃德教授的介绍信参观了美国许多冶金、钢铁公司及矿场。回国后，他们先是任教于武汉大学，在这里，黄培云建立了中国首个金相学实验室、冶金实验室。新中国成立后，为适应经济建设及高等教育培养经济建设急需专门人才的需要，教育部参照苏联模式，对旧中国的教育体系、高等学校的院系设置进行了改造与调整，对大学进行跨省、跨区改组、撤销或合并。1952年，在计划经济体制下，根据优先发展重工业的方针，教育部决定把武汉大学、湖南大学、中山大学、南昌大学、广西大学、北京工业学院等六个大学/学院有关地质、采矿、冶金的学科调整合并，成立独立的中南矿冶学院。考虑到湖南是有色金属之乡，不但种类多，而且储量丰富，锑、钨、铋、铅、锌等储量均居全国前列。新成立的矿冶学院最后落址在长沙左家垅，此地正是当年清华大学在国立长沙临时大学的校址。

黄培云是中南矿冶学院创始人之一，他与陈新民、唐楠屏排除万难，白手起家，满腔热情地投入中南矿业学院的建设中去。清華大学当年在左家垅共盖了三栋房子，日军轰炸长沙时，其中一栋房子被炮弹炸出了一个大洞，另外两栋房子也在战争时期被破坏得不成样子。筹建中南矿冶学院的时候，正是抗美援朝之时，全国的物质、人力均向朝鲜战场倾斜，因此矿院筹备委员会只能自己想办法。最开始的时候，连教室都没有，老师及其家属、学生都借住在附近一所中学的教室里。老师派高年级的学生打入木工行，跟木匠套近乎，学行话与技术，而后自己买木头、学做木工，制作实验器材支架、桌椅板凳、教具等。上课的时候学生自备小板凳，老师找个地方挂块小黑板，就当作是课堂了，遇到下雨天，就只能赶紧下课。要建校舍，买不到砖瓦，便自己建窑、压胚、烧制砖瓦。他们又四处寻找水源，虽然顺利找到了一处泉眼，但水量并不足以满足师生及附近居民所需，因此他们便自建自来水厂。就这样，靠着矿冶人突出的专业、技术及超强的动手能力，中南矿冶学院很快就有模有样了。

新中国建立之后，百废待兴。航空、航天、核能、军工武器、电气等各领域的技术突破，都需要用到一种特殊材料，这就是硬质合金，这种材料国际上都是通过粉末冶金技术获取。

粉末冶金也叫金属陶瓷，是一门古老而现代的材料制备技术，通过制取金属粉末或用金属粉末、非金属粉末的混合物作为原料，经过成型与烧结，制取金属材料、复合材料及各种类型制品的技术。粉末冶金在十九世纪末二十世纪初就已给人类社会带来了重要变革，如用粉末冶金工艺制造的白炽灯内的钨丝为人类驱逐了黑暗带来了光明，通过粉末冶金获得的硬质合金促使切削技术突飞猛进引起了机械加工的革命。最先研制硬质合金的是德国，在第二次世界大战之中，德军向英、美坦克开炮的弹头是硬质合金制的，这导致曾在第一次世界大战中所向披靡、被称为钢铁巨兽的坦克在硬质合金弹头的强力打击下就如豆腐一般不堪一击。由于粉末冶金技术的优点，它已成为当时世界先进各国解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。然而，在二十世纪五十年代的中国，关于粉末冶金的研究却还是一片空白。中国的硬质合金技术首先是源自军工业的需求。当时生产硬质合金在技术上得到了苏联的帮助。不过，若要不受制于人，还是得将核心技术掌握在自己人手里。因此，冶金部希望新成立的中南矿冶学院能够研制该项技术，并承担起培养粉末冶金技术人员的重任。

中南矿冶学院院长唐楠屏将冶金部的任务传达下来时，绝大部分人连粉末冶金是什么都未曾了解，仅有黄培云在麻省理工学院曾学过一门粉末冶金的选修课，但由于黄培云主攻有色金属冶炼，因此对这门选修课也不怎么重视。然而，这个研制硬质合金、培养粉末冶金人才的任务也只能交给他了。黄培云组织教师团队现学现教，引进美、苏等国教材，建设粉末冶金实验室。刚开始时，苏联曾派专家前来授课，待到1960年中苏关系破裂，苏联政府片面撕毁了援助合同，撤走专家，停止供应我国建设急需的重要设备。苏联专家撤离时，还带走了所有的图纸、样品、数据等资料，这给当时的中国科学技术与国家建设造成了重大损失。在此困境下，与其他科学团队一样，黄培云的粉末冶金团队不屈不挠、刻苦钻研，渐渐弥补了苏联专家撤走后所造成的影响。当时为造原子弹，需要研制同位素多孔分离膜，以满足浓缩铀的需要，中南矿冶学院抽调人手专攻这一重要军工新材料的研制。黄培云为团队作了《多孔膜分离同位素的理论问题》报告，为参与人员启蒙、指路。中国的新材料研究所就这样从无到有、一步步地建立起来。在这个过程中，黄培云充当的是启蒙者与领路人的角色。

之后数十年，他率领粉末冶金团队，摸着石头过河，一边实践一边总结，攻克了一个又一个的理论难题，为新中国培养了大批粉末冶金的技术人才，其创立的粉末压制理论和烧结理论，在国际上被称为“黄氏粉末压制理论”。他率领的科研团队研制成功多种用于核、航天、航空、电子等领域的粉末冶金材料，提出了非规则溶液活度系数的计算模型、二元系参数计算三元系参数的方法及模型和多级快速凝固制取非晶、准晶和微晶金属粉末理论。黄培云无疑是中国粉末冶金学科的奠基人。凭借突出的科学贡献，他于1994年当选为中国工程院首批院士，在1998年被授予中国工程院第一批资深院士。中国科研人员突破苏、美等世界强国的技术封锁，在原子弹、氢弹、航天等领域实现了知识产权与核心技术的独立自主，不断接近和赶超世界先进水平，其他行业诸如桥梁建筑、航母、导弹等技术也迎头赶上，而这些都与粉末冶金所研制出来的新材料是分不开的。

尽管当初黄培云夫妇在抗日战争结束前就选择回国效力，但由于时代的原因，再加上出身与复杂的海外关系，在“文革”时期及其前后，他们都受到了政治运动的冲击，被提防被猜忌自是难免，甚至连他们付出了全部心力与热爱的工作也被停掉，先后经历下放到农村接受改造等。然而，面对这段过往，黄培云选择淡化处理，不愿回顾，不想提起。赵新那的态度也是一样的，她说：“每个人都要经历一些事情，而我是经历了这样一些而已。”回想他们的过往与贡献，感念他们的赤子之心、爱国情怀，不得不说，个人的力量很小，不能掌握时代的方向;个人的能量也很大，一旦抓住了机遇，也有可能改变世界。黄培云所研发的中国粉末冶金技术能够制造出最坚硬的新材料，是高新技术武器装备制造、尖端科学技术进步及核能源发展的基础，于情于理，所有像他那样的赤子之心也应该被时代礼敬。