葛昌纯：让核技术走入自由

王国 刘创

2023年12月，微博上突然刷爆了一段视频：葛昌纯院士穿着厚重的棉衣，骑着一辆橘红色的三轮自行车，在漫天大雪中去往北京科技大学材料科学与工程学院主楼的路上……

这一幕，很难不让观者动容。葛昌纯如今已是九十岁高龄，他是我国核工业功勋奖章和核工业功勋人物荣誉获得者。就在2023年，他被中国科学技术协会提名入选国家最高科学技术奖。

当兵没成，就一门心思搞建设

数百年前，葛家祖上算得上浙江东阳的大户人家，为了逃避战乱不得不辗转落脚平湖乍浦镇。靠山吃山，在镇外经营数代之后，葛家已经广积余财，在镇上建起高宅深院，再次成为一个富户。但葛家人深受儒家思想熏染，救贫济困，仗义疏财，同时还不忘传武授业，耕读传家。

葛家一连数代人都生活在战火和流离之中，与生俱来带着一种漂泊感，并由此养成了隐忍坚毅的性格。山河破碎，先辈人以武护乡，不仅得一方敬重，还连续几代中了武举人。到祖父葛金烺时他却一扫孔武之风，将家中藏书翻过几遍之后，轻轻松松考取了晚清进士。同治年间，葛金烺在家乡创建传朴堂，其后传朴堂成为浙江三大藏书阁之一。葛金烺从官场到江湖都吃得开，遂在浙江、福建、上海等地以经营木业生意扩大财势、光耀门庭。虽然葛家在乍浦的第一次经营在太平天国起义时被毁于乱战，但是护家卫国之心，却深植于葛家人的骨子里。

葛昌纯的父亲葛嗣浵是葛金烺第三子，与有“中国现代出版第一人”之称的张元济同为光绪十八年（1892年）进士。八国联军进北京城后，葛嗣浵心灰意冷，弃官归田。

葛嗣浵返乡后在自家祠堂内创办了稚川义塾。科举制度废除后，义塾更名为“稚川高等小学堂”，所需资金全由葛家承担，后又将学堂改为稚川学校，为平湖史上第一所现代意义的中学，日后的火线报社社长潘非、上海市医学会副会长金问淇、中国科学院学部委员（院士）邹元爔、知名书法家俞元龙等都是稚川学校的高才生。

1937年11月，葛家大宅迎来最大的一次动荡：日本宪兵把大炮对准这个占了八亩二分地，有着八进院落的藏书办学之家。藏书尽焚，葛家名下的钱庄、布店、丝茶庄纷纷倒闭，稚川学校也被焚毁，被迫停止教学。葛昌纯每每回忆起当年的往事，总是恨恨地拍桌子：“日本鬼子搞得我国破家亡，所以我是最恨日本鬼子的！”

家里已经揭不开锅了，姐姐葛昌琯被送到浙江丽水的亲戚家寄养，母亲赵曼影拖着葛昌纯和比他大九岁的哥哥葛昌权跟着逃难的人群辗转流落到了上海。

虽然转学成了家常便饭，但葛昌纯仍一直保持着优异的成绩。他多次跳级，初中毕业后鼓起勇气报考号称最难考的省立上海中学（简称省上中），但是葛昌纯的考试成绩并不十分理想，勉强搭在录取线上。口试时的老师是当时极有名气的朱凤豪，当他得知葛昌纯毕业于南洋模范中学时，便问他毕业成绩考了第几名，葛昌纯回答说丙班第一名。朱凤豪便毫不犹豫录取了他。

其实这也并非朱凤豪一时兴起，而是由于两个原因：一、敢报考省上中的都是学生中的顶尖人物；二、南洋模范中学是跟省上中齐名的初中。与葛昌纯一同毕业于南洋模范中学的同学中，后来走出了三个院士：葛昌纯、倪维斗与何毓琦。在省上中，葛昌纯强大的学习能力再一次得到验证：1949年，十五岁的葛昌纯刚刚上了两年高中便参加高考，并被北方交通大学唐山工学院化工系录取。他是整个学校年龄最小的学生。

在大学，葛昌纯一如既往地拼命苦学，三年时间学完了四年的课程。志愿军跨过鸭绿江时，党中央一声令下，整班整班的毕业学生连夜开赴朝鲜，学校师生纷纷递交请战书要求赴朝作战，他也不甘人后，不仅积极报名参军，还把哥哥留给他的照相机捐给了前线。

但是他的请战书被驳回了：国内建设更需要人才，特别是像他这样有着良好教育背景和任劳任怨品行的高尖端人才。当兵没成，那就一门心思搞建设。毕业后的葛昌纯被分配到钢铁工业综合试验所（今钢铁研究总院）冶金室工作，没几年他便成为核心技术人员。

让核技术走入自由王国

葛昌纯自以为会在冶金实验室“玩一辈子铁”，没想到一纸红头文件下来，他的命运突然转了个大弯。

当时国内正在紧锣密鼓地大力研发核技术。核原料铀-235在天然矿石中的含量只有百分之零点七，要想成功完成核试验就要想尽一切办法提高铀的纯度，而提高铀纯度唯一可行的途径就是通过工业化的气体扩散法，这种方法所需的设备核心元件是复合分离膜。

分离膜分为甲乙两种，其生产技术被列为国家级重大技术机密，且被英、美、苏三国垄断。虽然我国一直在苏联的技术支持下开展核技术的研究工作，但是核研究的技术资料可以提供，分离膜只能成品进口，特别是1960年赫鲁晓夫突然撕毁中苏协议，核试验中断，分离膜苏联也对我国实施禁运。

没有分离膜，就没有完成核起爆效能的高纯度铀，整个中国的核研究就无从谈起。就是在这样的形势下，1960年6月，国家指示，由中科院冶金研究所负责研制甲种分离膜，葛昌纯所在的冶金工业部钢铁研究总院负责研制乙种复合分离膜。时任院长陆达亲自领导，由粉末冶金室主任蒋伯范、副主任赵施格及赵维橙，专题负责人葛昌纯及副负责人王恩珂组成核心攻关组，力争在最短的时间内完成这项艰巨而重大的任务。

二十六岁的葛昌纯有决心也有毅力，但当他从图书馆里翻出那些本就为数不多的外文资料时，傻眼了：怎么是德文、法文、日文啊？而且，没有译文。

这个很多老师口中“见过的最聪明的学生”，当时已经能相对流畅地用英语和俄语交流，阅读相关资料完全没有问题，但是德文、法文这些当时的“小语种”连有多少个字母他都说不清。相关的技术资料本就是外国人的绝密文件，能在国内找到的屈指可数，上面还全是不认识的“小蝌蚪”。没办法，葛昌纯只好把那些外文书从图书馆借走的同时，也借了一些外文字典。

时间太紧，工作繁重，他只能抽出零星的时间攻克外语关。他找来硬纸卡，裁成麻将牌大小，把那些外文单词抄写下来放在贴身的口袋里，排队等公交车、吃饭、喝水的时间都抽出来瞄一眼，然后在心里默念。自幼练成的强大的学习能力又一次起了关键作用：他在短时间内就掌握了阅读多国文献的能力。

后来他带了学生，其中也有很多外国人，只要不是太偏僻的国家的，他基本上都能跟学生用他国语言交谈。粗略统计，他可以对话的外语有五六种之多，借助一些工具能比较流畅地阅读的外文近十种。

一年半过去了，实验室的灯几乎从来没有灭过，因为一直都有人在工作。葛昌纯所在的专题组做了无数次实验，已经拿出了“疑似分离膜”，但是性能参数总是不达标，而问题到底出在哪里又不得而知。一个新品的开发就如同做一道数学题，有专家指导和经验积累，就如同掌握了一个公式，只需要把数字套进去就行了，哪里出了错也很容易一眼看出。但是现在是题要解，公式还没归纳总结出来。

专家是指望不上了，苏联人撤走的时候连一片纸都没留下，葛昌纯几乎跑遍了市内所有的图书馆，而实验室里的设备只有天平、砝码和烧杯……

那段时间里，他坐在办公室和实验室里的时间反而不多。因为他懂外文，还是专题组的组长，查找资料和理论攻关就非他莫属。他每天背好干粮，一大早就跑去挤公交，市内的各大书店、图书馆和对口单位的情报室跑了个遍。书店一开门他肯定第一个进去，找一个爬高找书专用的梯子就开始爬上爬下找需要的书。走在街上，跟他打招呼最多的人是各单位和书店的门房大爷，因为他们几乎每天见面。后来他回忆说，自己年迈时还能骑着车上下班，身体很棒，多亏了当年在书店爬梯子，上上下下的，平衡能力极强。

功夫不负有心人。终于，葛昌纯在一家书店的角落里翻出一本著名化学家卡曼所著的《气体通过多孔介质的流动》。这本书因为专业性太强，几乎没有人注意，幸好书是用他熟悉的英文写作的，他一眼就认出了它。

这本书的印刷质量很低劣，葛昌纯却如获至宝，躲在办公室翻了一周，终于搞清楚了专题组拿出的材料性能不达标的关键所在。他找了个小房间，反锁房门接连熬了几个通宵，胡子拉碴的，推门出来时，手上拿着厚厚的一摞纸，脸上的笑容疲惫而满足：他推导出了关于双层分离膜特性参数与结构参数之间的关系式。

时至今日，这仍是复合分离膜的理论基础公式。他说：“这样的熬夜很值！因为弄清了双层分离膜的理论问题，推导出了复合膜的数学模型，我就可以通过调整膜的结构参数和两层参数搭配关系来指导工艺，从盲目性过渡到科学性，从必然王国进入了自由王国。”

接下来的难题一个一个被攻破。1964年7月，我国第一种分离膜——乙种分离膜研制成功，随后立即投入核原料提纯之中。作为开发研制和生产的总指挥，葛昌纯领导六百多人组成科研生产队伍成功完成了乙种分离膜在实践应用中的各种测试和运行。事实证明，我国自主研发的产品完全符合应用要求，其中一些指标甚至超过了苏联已经掌握的技术，打破了超级大国的技术垄断。

分离膜的成功是生产核武器、进行核爆炸最关键的一环，核试验进程从此一顺百顺。几个月后，我国第一颗原子弹成功爆炸。

专题组再接再厉，又相继完成了丁种、戊种、己种复合分离膜的研制任务，国务院国防工业办公室和中共中央国防工业政治部先后发来贺信指出：“这一任务的完成是你们所取得的巨大成果，实验证明性能良好，能够满足生产使用需要。为我国自力更生地发展原子能事业做出了重要贡献。”

而这支队伍的平均年龄只有二十多岁，技术骨干都是新中国自己培养出来的。

几十年后，葛昌纯回忆起当年聂荣臻元帅来钢铁研究总院四室考察的情景时还是声音颤抖：由于高压静电对金属粉的超强吸附能力，实验室的白墙早就被金属粉“均匀喷涂”了无数遍，每个人的身上也都沾满了乌黑的金属粉末，连手指和五官都是黑的，根本不像是在搞中国最高端的实验材料，活脱脱是刚从井下升上来的挖煤工人。

当时的研究院院长陆达也是著名的冶金专家，抗战时期，就是他带领人们把家用的铁锅提炼成可以制造炮弹的纯度的钢铁，有力地支援了抗战，后来成为冶金部副部长、总工程师。他向聂荣臻元帅介绍：“这种工艺国内首创，在世界上也是比较先进的，这位就是我们的发明人葛昌纯工程师。”

聂荣臻拉过葛昌纯的手端详，把自己的手也染得一团漆黑，他询问了高压静电上粉的原理和攻关细节后，十分感慨：“当年我们在战场上拼命，现在你们在实验室里拼命，目的都是一个——让国家强大独立。我们做到了，你们也做到了。我们打得下，你们守得住，你们才是这个时代共和国的基石啊。”

忆及往事，葛昌纯说：“一位开国元帅，能深入科研第一线，不怕脏不怕累，更主要的是日理万机还抽时间来看望我们这些普通人，真是难能可贵！我当时特别激动。”1985年，经过二十余年的运用之后，“乙种分离膜的制造技术”被评为国家发明奖一等奖，发明者共计二十八位，葛昌纯是第一发明人。他的获奖感言很简短：“我为这些成果能够最终为祖国国防现代化贡献一份重要力量，感到无比的欣慰和自豪！”

1980年10月，葛昌纯拿到了德国洪堡基金会研究奖学金。这是国际上公认的最规范、学术声誉最好的国际研究奖学金。两年之后，凭借这笔奖学金，他顺利拿到了德累斯顿工业大学工学博士学位。在此期间，他见识到了世界顶尖的粉末冶金与先进陶瓷的研究成果，并深深地感到了我国在这方面与世界先进水平的差距。1985年6月被调到北京科技大学后，葛昌纯立即建立了中国第一个特种陶瓷粉末冶金实验室，开始把精力投注在“面向等离子体材料”的研究上。

葛昌纯提交的“耐高温等离子体冲刷的功能梯度材料”建议书被批准列入“863计划”项目。立项之后，葛昌纯给整个研究所开会鼓劲：“这个项目，我们一定要自主创新。核心技术是买不来的，只能走自主研发的道路，才能提升国家的核心竞争力。拼了！”“863计划”项目完成验收后，获2000年中国材料研究学会科技进步二等奖。

一辈子搞科研，半辈子做教育

葛昌纯与赖和怡教授共同设立了中国第一个粉末冶金博士点，又与钟香崇院士一起设立无机非金属材料博士点。葛昌纯除了自己拿奖，还不忘育人，他带学生的法宝就一个词——“放手”，给学生绝对的学术自由和精神信任。

燕青芝是葛昌纯所有学生中年龄最大的一个。她第一次与葛昌纯通电话时已经三十六岁。当时材料学刚刚成为一门独立学科，出身化学专业的燕青芝对材料突发兴趣，于是在2003年决定去北科大攻读材料专业博士。

当她在电话里向葛昌纯表明心意时，本来担心被拒，没想到葛昌纯早就对她的知识体系和科研能力有所耳闻，葛昌纯单刀直入：“好吧，我同意。目前燃烧合成制备的课题中需要一种高效安全的稀释剂，你来了之后就着手解决这个问题。”随后就在电话里开始“布置任务”，燕青芝对那些从没听说过的“光催化材料”“团聚问题”等专业术语听得云里雾里不知所措，毫无底气地回答：“我没有搞过这方面的科研，我的知识储备可能解决不了这些问题。”电话那头问道：“你自认足够勤奋吗？”

燕青芝答：“做您的学生，我目前就只有勤奋这一个优点，还不怕吃苦。”葛昌纯说：“这就够了，谁也不是天生就会搞科研，你要学习，学习了就会做。过完春节就来报到！”

燕青芝刚入学就进了课题组，各种课题的申报表格厚厚一摞，葛昌纯递过来一沓英文资料，语气丝毫不容反驳：“结合你的专业背景，写一份项目申请书。这是相关文献。”她简直惊呆了：“我从来没有申请过国家项目，恐怕写不好，我怕我会误事。”葛昌纯却说：“就是没写过才要写，万事都有第一次。先做一些可行性实验，结合文献确定思路。因为懂得少所以框架少，就敢去想敢去做，往往就会有很多条条框框以外的开拓性、发散性思路。”

燕青芝就发挥她唯一的优势——勤奋，日夜不停地待在课题组，葛昌纯为她指点迷津，逐字修改，最终的报告书几乎是由葛昌纯重写了一遍，但如此这番之后，再有申报书，燕青芝交上去，葛昌纯审阅之后几乎就可以一字不改。

2005年元旦前，燕青芝突然接到葛昌纯的电话：“你开始写毕业论文，赶今年这批毕业答辩！”按当时的学习进度，燕青芝还在论文准备阶段，要半年之后才进入实质性写作。她低声答复说自己还没有准备好，离学校要求提交论文的时间只剩下二十八天，时间根本赶不及。没想到葛昌纯的语气依然不容分说：“你的工作量很充分了，也发表了不少文章，把数据系统整理整理就可以了。完全能写出来，开始吧，我给你把关。”就这样，葛昌纯给她的论文构思题目，她写一章葛昌纯就修改一章，师徒二人反复推敲，赶在答辩前两天把论文提交了。

就是这篇二十多天成稿，经葛昌纯逐字修改的论文，获得了“师昌绪优秀学位论文奖” “全国优秀博士学位论文提名奖”等多项国家级大奖。次年，因毕业论文特别优秀，加之燕青芝的一贯表现，她被破格评上教授职称，留在北京科技大学任教，主攻高分子材料研究。

2006年我国加入“国际热核聚变实验堆计划”当中，国内需要申请核材料项目，葛昌纯又一次对她委以重任：“你作为我核心团队里唯一的教授，要以大局为重。虽然这跟你平时研究的方向偏差很大，但只要认真学习，认真对待，就一定可以！”最终，该项目被顺利攻克。

现在的燕青芝主要从事核能及高速铁路等极端环境用先进材料的制备和应用研究，已经是北科大材料科学首席教授、博士生导师，国家磁约束核聚变能发展研究专项首席科学家及核能与先进能源系统材料研究所副所长。

葛昌纯带学生占用了人生中很大的篇幅，他门下走出了三十七个博士和六十六个硕士。他一直坚持教书育人，除了“言传身教”这四个字，唯一具有他个人鲜明特色的就是“信任”，这一点燕青芝深有体会：“信任是所有学科中最好的基础知识。”

“有生之年，我得多发点光和热啊”

妻子夏元洛比葛昌纯小两岁，是个与生俱来带着典型苏州特性的小家碧玉。她和葛昌纯在家相处的时间远远不及在实验室待的时间长。

从1958年毕业后在粉末冶金研究室与葛昌纯相识，再到1962年喜结连理，从江南俏佳人到人妻人母，几十年来她一直是葛昌纯的好助手、贤内助。她不仅在葛昌纯攻坚克难最困惑低落的时候给予鼓励和陪伴，更是个理家的能手，正如葛昌纯对她的评价：“生活上的好伴侣，两个孩子的好母亲。同时，她更是我科研拼搏战斗中的好战友。”

当时条件很艰苦，天天埋头实验的葛昌纯看着妻子不仅要忙于工作，还要照料家里，日渐消瘦，很是心疼，于是有一天就早早回到家里准备给妻子做点好吃的。可是当夏元洛推开家门的时候，只见葛昌纯手忙脚乱弄得厨房里满是油烟，锅里的油快着火了，他还是不紧不慢地翻着一本刚买来的菜谱，更离谱的是，案板上还放着一架从实验室里“偷拿”回来的天平。当问其功用时，葛昌纯居然极其认真地说：“菜谱上说，要放几克盐，我要称盐啊……”“他就是这么一个人，做什么事都一丝不苟，有板有眼，傻得可爱。”夏元洛哭笑不得。

在家里是夏元洛说了算，但在实验室她却要绝对服从葛昌纯。在攻克分离膜的无数个日夜里，她跟着葛昌纯披星戴月废寝忘食；在乙种、丁种和戊种分离膜的成果中，夏元洛都是主要发明人之一；她还亲自领导研制了最新型的金属陶瓷复合分离膜工作，并取得相当大的进展；在后来的特种陶瓷材料的研发过程中，她同样与葛昌纯并肩攻克难关。

生活上的扶持，工作上的支持，让葛昌纯坚信好的爱情和婚姻是事业最重要的组成部分。“分离膜成绩有我的一半，也有她的一半。”当记者问“您二位一起并肩工作，是一种什么样的感受呢？”，夏元洛回答说：“有成绩最重要，这是付出的回报。做出成绩来特高兴，现在年轻人都说谈恋爱有这个基础那个基础，我们当年的基础就是为国家做贡献，大家目标一致，那么别的都是次要的了，生活里什么矛盾都可以解决。”

夫妻俩朝夕相处，也带出了无数的学生，在专业领域绝对是比翼齐飞的模范夫妻。葛昌纯每天第一个到实验室，每一个实验都要手把手地教学生，一些当天没完成的课题项目，葛昌纯也坚决跟着学生一道加班。学生们劝他注意身体，他就感叹道：“中国的材料科学水平和发达国家还有一定差距，一定要以只争朝夕的精神努力赶上，这是我国实现现代化、实现民族复兴的基础啊。我小时候家里穷困、颠沛流离，也是陪着咱们国家从无到有、从弱小到强大的亲历者，有生之年，我得多发点光和热啊。”

中国核工业的同行们都戏称他是科技界的“拼命三郎”，他不开车也不坐车，孩子和学生们多次提出每天接送他，都被拒绝，他就是要坚持自己骑三轮车上下班，“比汽车少一个轮子，但是绿色环保，还锻炼身体”。

学生们都说：“很多人都想不到中国科技金字塔尖上的人物，九十岁了，还骑车上班。他不缺荣誉，也不缺钱，这辈子，他靠的就是这种凡事自己解决，只要心气在，骨气和力气就都在的精气神。”于是，每天清晨，无论刮风下雨，甚至大雪纷飞，葛昌纯依旧是风雨无阻，骑着他那辆标志性的“坐骑”，准时出现在那条通往实验室的必经之路上。

所有路过的人，甚至是很多专程来看这一景致的人，都静立两侧，屏息凝神地行注目礼。这是那座大学里，这个龙虎精神传承了几千年的国度里，最刚毅而又温馨的一道别致风景。