宏才大略,科学人生——纪念严东生先生百年诞辰

发布时间:2018-02-11

  严东生先生是中国共产党的优秀党员,中国科学院原党组书记、副院长,中国科学院院士,中国工程院院士。严先生是我国卓越的科学家,国际著名材料科学家,国际无机材料界最有影响的学术领导者之一。他毕生致力于材料科学事业的开创和发展,是中国当代无机材料科学的重要奠基人,为中国无机材料科学跻身于国际先进行列做出了突出贡献。


  严东生先生1918年2月10日出生于上海,2016年9月18日在上海逝世,享年98岁。在70多年的科研生涯中,他致力于材料科学的基础研究,着眼于解决实际问题,始终将自己的科研实践与国民经济、国防建设和社会发展紧密结合,在高温材料制备、材料设计与微观结构调控和陶瓷基复合材料等方面做出了许多开创性工作。“持之以恒,推陈出新”是严先生在科研工作中信奉的格言。多年来他正是以严谨、求实、创新的治学精神,为我国科技事业的发展做出丰硕的贡献。


  郭景坤院士,曾用挽联表达对严先生的深切怀念:


  陶瓷泰斗星天移,材料复性仍出奇。


  开路指向辟巧径,群徒益愤继功遗。


陶瓷泰斗


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全国政协副主席、中国工程院名誉院长徐匡迪为严东生院士90华诞题词贺寿


  1935年,考入清华大学理学院,1937年因北平失陷转入燕京大学化学系,1939年以全校第一的成绩获得理学士后,留校攻读研究生,同时兼任助教。1941年,硕士论文《固态物质反应动力学》顺利通过评审答辩,获得理学硕士学位。由于富有前瞻性的工作,严东生获得当年毕业生唯一的“斐托斐”(PhiTauPhi)金钥匙奖。


  1946年9月赴美国纽约大学攻读研究生,1947年9月转入美国伊利诺伊大学,专门从事无机材料研究,并攻读博士学位。1949年春,博士论文《高温氧化物系统相平衡研究》(Phaseequilibriumstudyonaporthightemperatureoxidesystems)顺利通过答辩,获得陶瓷学博士学位。随后,在该校担任博士后研究员,聘期三年。同年被SigmaXi、PhiKappaPhi、PhiKappaEpsilon、Keramos四个荣誉学会选为会员,获得四枚金钥匙奖,这在当时毕业生中是绝无仅有的。


  新中国成立后,严先生毅然辞去伊利诺伊大学的职位,冲破美国有关当局的刁难,几经辗转,于1950年夏回到祖国。


  回国后,严先生将他在美国所学的先进材料科学知识应用于解决祖国建设事业中所遇到的难题。根据国家建设的需要,从开滦煤矿到中国科学院上海冶金陶瓷所,他一直奋战在科研一线,参与制定我国第一套耐火材料的生产、检验、测试标准;与此同时,他还开展窑炉热平衡的研究,详细计算分析了高温装置中热量的分配,提出了节约能源的有效措施。


  当时包钢生产原料含氟量太高,面临严峻挑战,严先生带领一批科研人员进行耐火材料的侵蚀机理和合理选材的研究,亲自深入现场取样、设计合理实验程序,将研究结果综合成《含氟高炉型熔渣对耐火材料的侵蚀作用的研究》《HF气体对黏土砖与高铝氧砖的侵蚀问题》《冶炼含氟矿石对45立方米高炉炉衬侵蚀问题的研究》等10余篇论文报告,提出一整套关于包钢炼铁高炉各部位选材的可行性建议并被采用。这一工作于1982年获得国家自然科学奖三等奖。


  严先生的博士论文主要研究耐火材料,理论基础非常扎实。无论是开滦化工所工作期间对耐火材料标准的研究,还是对包钢铁矿石含氟量高的难题研究,均一脉相承,建立在深入扎实的实验数据基础之上。这段经历在严先生的学术成长历程中具有特殊意义,他的学术生涯由此进入了一个新阶段,所形成的研究思路及诸多理论观点对我国耐火材料理论的发展产生了深远影响。


  1979年,严先生代表中国第一次参加在意大利召开的国际陶瓷学大会。在他的积极推动下,1980年美国陶瓷学会组织代表团访问中国。翌年,我国的陶瓷科学家出席了美国陶瓷学会年会,并商定每年举行一次双边研讨会,开始了中美陶瓷学界的学术交流。在他的领导下,中国科学院上海硅酸盐研究所与美国、英国、日本等国的交流与合作广泛而富有成效,其领导并参与的一系列双边和国际学术会议,有效确立并增强了我国陶瓷学在国际上的地位。


  1994年5月23日,在美国陶瓷学会上,严先生被授予该学会的最高荣誉称号——“杰出终身会员”(DistinguishedLifeMember),他是获此殊荣的第一位中国科学家。


材料复性


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  严东生代表中国科学院与美国科学院双边会谈的发言手稿首次向美国等西方国家科学院综合介绍了“文革”后重新恢复的中国科学院和高等院校的科学研究现状。


  1960年3月,严先生出任新成立的中国科学院硅酸盐化学与工学研究所副所长,走上科研管理岗位。他对材料领域发展的深邃洞察,不仅对研究所的科研发展方向,而且对我国材料科学的发展,起到导向作用。这为他后来在更高层次、更大平台上从事科研管理工作积累了经验。


  1950年代,随着社会主义建设事业的起步,我国硅酸盐工业有了较大发展,火箭、核能等新技术所需的超高温耐火材料、特种耐火材料、金属陶瓷和金属表面陶瓷涂层等,正处于研究工作的准备阶段。1960年代初期,严先生根据国际科学技术发展动态和国民经济建设的需要,及时地对研究所的科研方向进行了重大调整,把研究所主要从事传统硅酸盐材料的研究,调整为新型无机材料的研究,开辟了人工合成晶体、功能陶瓷、高温结构材料、特种玻璃、无机涂层材料等新的研究领域。这是研究所历史上最重要的一次结构调整,奠定了之后半个多世纪的发展格局,并不断得到充实、丰富和发展。


  1950年代末,根据我国航空航天工作发展需要,中国科学院冶金陶瓷研究所担任了飞机发动机导向叶片和燃烧室火焰筒等部件用镍铬高温合金抗氧化、耐腐蚀保护涂层研制任务。严先生领衔主持这一项目,成立了由程如光、李云鹏、杨以文和俞志丰4人组成的冶陶所陶瓷室7组,在缺少严格防护条件的情况下,投入抗氧化涂层的研制,并取得了成功。1958年,该小组还承接了喷气式飞机加力锥体高温隔热涂层的研制任务。1959年,在严先生、程如光的指导下,丁传贤、丁基俭等人结合高温涂层材料的应用要求,开展等离子喷涂实验装置研制和等离子喷涂氧化铝隔热涂层研究,于1963年前后研制出可实用的等离子喷涂装置,并在此基础上,发展出一系列等离子喷涂涂层新材料。


  1961年4月,国家提出研制氧化铝喷涂涂层作为航天飞行器防热层的课题。面对这项艰难的任务,经过几年的努力,严先生及其团队在建立相应设备及能够有效调控各项工艺参数的基础上,终于设计和制备出具有优异隔热和抗热冲击性能的金属—陶瓷梯度复合涂层,解决了我国自行设计的航天飞行器发动机的燃烧稳定性,并成功地应用于多种型号的飞行器发动机上。


  为国民经济建设服务同样是严先生所领导的研究室义不容辞的职责。随着大庆油田的发现和开发,石油工业发展迅速,但大庆原油含硫量较高,对炼油装置造成严重腐蚀,石油部通过中国科学院向上海硅酸盐所布置炼油塔防腐涂层研制任务。在严先生的主持和领导下,科研人员冒着喷涂环境中高温和毒害气体的威胁,与石油部人员一起进入炼油塔进行火焰和等离子喷涂防腐涂层的喷涂施工,该工作对石油部推广和应用防腐涂层以及解决大庆原油炼制中的硫腐蚀问题起了积极的推动作用。等离子体喷涂成套设备于1965年获中国科学院院长奖,于1984年获国家发明三等奖。


  鉴于我国稀土资源丰富,且高温相图与材料科学之间有着广泛和密切的联系,早在1960年代初期,硅酸盐所就主要针对氧化物陶瓷,研究了稀土氧化物和高熔点氧化物系统的相关系。当时国内没有人从事,国际上研究这方面的人也比较少,严先生首次提出在我国搞这个项目,开创了我国无机化合物相关系研究的先河。开展此项工作不仅填补了我国无机物高温相平衡研究的空白,也为当时国际上对这类系统的研究提供了较完整的科学资料。相关成果于1982年7月获得国家自然科学三等奖(排名第三)。同时,严先生及其科研团队还出版了著作《高温相平衡与相图》,采用实例对一些典型问题进行说明,并对高温相图学科的新进展进行了科学预测,该著作具有很高的学术价值,后来在国外出版,赢得了国外科学界的好评。


  严先生还和殷之文、郭景坤等首创用于高频大功率微波发射管的高铝氧陶瓷大环及其金属化的封接技术,于1965年荣获国家发明二等奖。


  严先生领导下研发的金属—陶瓷过渡型复合涂层,被用于火箭发动机的高温防热。他主持的耐高温烧蚀材料是我国独创的高温复相耐烧蚀复合材料,成功解决了我国第一代洲际导弹端头防热罩等难题,获1981年国家发明一等奖。该材料作为“神舟”系列宇宙飞船天线窗固氮框架材料仍现役使用。


  严先生领导的课题组进行复杂氮陶瓷系统相平衡的基础研究,所得到含氮化合物相关相图和X射线衍射数据被国际材料界收录为标准相图和数据。在此基础上研制出一类高温强度高、断裂韧性好、高温蠕变小的复相氮化物材料,从材料设计源头上取得重大突破,在国际上居领先地位。


  1981年初,严先生陪同时任上海市市长的江泽民同志接见了诺贝尔物理学奖获得者、著名实验物理学家丁肇中教授。当时,在欧洲核子研究中心(CERN)建造的大型正负电子对撞机,准备采用新型BGO闪烁晶体作为L3电磁量能器的探测材料。丁肇中教授联系了严先生,希望上海硅酸盐研究所能为其研发BGO晶体。


  在严先生的精心领导和组织下,科研人员努力拼搏,创造性地建立了改进型多坩埚下降法晶体生产系统,攻克了晶体性能提升、铂坩埚成型、晶体精密加工等关键技术难题,最终在与美、法、日等国的竞争中名列前茅,于1988年即提前一年提供了L3装置所需要的


  12000根BGO晶体,在国际高能物理界和晶体界为上海硅酸盐研究所赢得声誉。丁肇中逢人就说:“(谁)要BGO晶体,就到中国科学院上海硅酸盐研究所去!”。


  2008年9月20日,欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)正式运行。在这项投资数百亿美元、世界最大的科学工程中,中国没有缺席,其中的一个重要探测器——CMS探测器,使用的就是严先生领导的、上海硅酸盐研究所自主研制的钨酸铅闪烁晶体。2012年7月4日,欧洲核子研究中心宣布,他们观测到“类似‘上帝粒子’特性的一颗新粒子”。正是上述钨酸铅闪烁晶体,捕捉到了“上帝粒子”的踪迹。“大尺寸掺杂钨酸铅闪烁晶体及其制备技术”获2007年国家技术发明二等奖。为感谢中国科学家做出的重大贡献,欧洲核子研究中心特地向上海硅酸盐研究所颁发晶体奖和CMS工业奖,旨在表彰为CMS建设做出重大创造性贡献的机构。


  1990年代初,国际上对纳米材料的研究初露端倪,当时中国学术界对纳米材料与纳米科学还相当陌生。作为我国材料科学的领导者,严先生及时把握科学发展的新动向,最先提出纳米材料研究的重大趋势,不失时机地向有关部门提出“要迅速开展这一领域的研究”,最终促成了国家在纳米领域的投入,使“纳米材料科学研究”成为当时启动的国家“攀登计划”第一批项目之一。严东生先生与著名物理学家冯端院士成为这一项目的双“首席科学家”,共同领导我国纳米材料科学的研究。


开路指向


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1984年严东生在北京起草中国科学院改革提纲


  严先生不仅是一位严谨的科学家,而且是一位德高望重的科技组织领导人。他在国家科技发展的各个时期,多次直接参与了国家科技政策的制订。1956年,他作为材料科学专家参加了由周恩来、聂荣臻、陈毅主持的我国第一个十二年科学技术长远发展规划的制订,与南京工学院时钧教授负责制订相关材料科学的规划。1962年初参加周恩来、陈毅主持的广州会议,随后参加十年科学技术规划的制订。“文革”结束后,中国科学的发展迎来了“春天”,严先生更是成为中国科技发展规划的参与者和推动者。1977年7月,参加中国科学院院务扩大会议,讨论恢复科研工作和制订科学规划问题。8月,参加邓小平主持的科教座谈会,围绕科技规划、科技管理和引进新技术等方面做中心发言。10月,参加全国自然科学学科规划会议,参与制定《1978—1985年全国科学技术发展纲要》。1978年6月,兼任中国科学院上海分院党组成员、副院长。1979年9月,担当新角色的严东生与王应睐、冯德培、汪猷等7位科学家上书邓小平和李先念,提出要正确规定发展科学技术的经费在整个国民经济计划中的适当比例的建议。


  1984年3月,严先生被中央任命为中国科学院党组书记、副院长。他首先领导中国科学院完成国家“六五”科技攻关项目,他对“科技攻关”有自己的看法,科技攻关就是集中优势力量解决经济建设中有重大经济效益的关键性科学技术问题,包括三层含义:有“关”要攻,要攻克那些能推动经济社会发展的、尚未解决的科学技术难关;有一定的强制性,即在一定时间内必须完成研究、发展的任务;所取得的成果应有实用价值并能产生较大的经济效益或社会效益,有些应为建立技术密集的新兴产业部门提供重要的科学、技术储备。


  与此同时,严先生主持编制中国科学院1986—2000年十五年发展规划。深知规划的重要性,他多次召开会议,提出编制规划原则、时间安排等。他指出,中国科学院的规划是国家规划的组成部分,也是中国科学院未来工作的基础与起点,“对于各学部来说,或者对各学科领域来讲,规划的重要性还在于,如果这次规划做得比较好、比较认真,那么就可以为我们确定学科政策、确定学科的优先领域、确定某些学科的‘指南’,提供一定的基础”。1984年底,规划完成,重点包括三大类八个方面:第一类,围绕国民经济战略重点的重大、综合性的科学技术领域,包括农业科技、资源与环境科学、能源与能源科技三个方面。第二类,与“新的技术革命”有密切关系的技术科学领域,其中包括信息科技、材料与材料科学、其他有关技术科学三个方面。第三类,基础科学领域,分为生命科学与物理科学两个方面。这八个方面基本上都是在综合研究了国民经济的发展需要、科学发展的趋势以及中国科学院的科研力量和优势后,提出的拟采取的发展战略。


  1982年9月,党的十二大宣布科学技术是国民经济建设的战略重点之一,把科学技术发展与经济建设相结合的重要性提高到战略高度。在此背景下,严先生主持调研、起草中国科学院的科技体制改革的文件,多次向中央书记处、国务院领导汇报,于1984年11月形成《关于中国科学院改革的汇报提纲》。11月22日,他代表中国科学院党组向中共中央书记处和国务院汇报,得到首肯,获批在全院试行,中国科学院率先在全国迈出了改革第一步。中国科学院改革所取得的成效为整个中国科技体制改革提供了经验。1985年3月13日,党中央正式公布《中共中央关于科学技术体制改革的决定》,从科技运行机制、组织结构和人事制度等方面,对科技体制进行全面改革。正如严先生后来所说:“回首往事,作为科学院改革起步的‘汇报提纲’,其基本思路经受了时间的考验,起到了一定的奠基作用,从这里也可看到邓小平的‘第一生产力’‘科教兴国’和改革开放战略思想的强大作用和辐射力量。”


  从中国科学院主要领导位置退下来之后,严先生并没有停止对中国科技发展的思考与行动。1988年6月,担任新成立的全国政协科技委员会副主任,与主任钱学森,副主任钱三强、侯祥麟等一同为中国科学的发展献计献策,在“科教兴国”国家战略的形成过程中尽心尽力地贡献力量。1988年下半年,任政协科技委“科技在世界和我国社会经济发展中的地位和作用”专题组组长,通过为期两年的广泛、深入调研,提出《依靠科技发展国民经济应作为一项基本国策》的专题报告,指出未来中国的成功取决于能否真正转向依靠科学技术发展经济的内涵式道路,需要把依靠科学技术发展国民经济作为一项基本国策确定下来。由于长期从事具体科学研究、科研管理与战略规划、科技体制改革实践等活动,严先生在科技战略思想上也有提升。他先后撰写了《从若干宏观问题看自然科学、社会科学交叉融合的重要性》《中国科技政策简要介绍》《对中国发展的一点思考——挑战与机遇并存的时代》《西德、法国、日本、英国、美国科学技术组织、政策与优先领域对比分析》《科技成果转化为实际生产力的一些分析》《面向21世纪的我国科技发展战略的一点建议》等文章和报告,还在报刊、报告中就基础研究与应用研究关系、制定党的科技政策、培养青年科技人才、组织科技攻关、制定科学发展规划、研究所管理体制、科技与产业结合等方面提出许多深刻的思想和观点。


群徒益愤


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严东生题词


  “我国老一代是我国科技事业的过桥板、铺路石,一定要带好年青一代科技工作者。”对年轻人,严先生有着特别的关爱。他一直认为,青年是科学发展的希望所在。学高为师,身正为范,以德服人。严先生引领了一流科研团队,一流团队又凝聚了一大批优秀学生。他的弟子中涌现了包括中国科学院院士郭景坤在内的众多杰出人才,可谓桃李满天下。


  严先生鼓励青年人博览群书,提出创见,提高探索创新能力。他为学生开列的参考书确有相当的数量,同时还自己摘编当时国际上已经发表的最新资料,印发给学生参考学习,使他们能够在第一时间了解国际上的新发展。严先生说:“我对前沿学科的发展一直非常关注,兴趣不减。《自然》(Nature)与《科学》(Science)这两份刊物我订阅至今,每次刊物一到都会仔细阅读,将其中一些认为值得关注的内容推荐给学生,然后再找机会进行交流。”


  为使年轻一代的科学家能迅速成长,他结合国家重点科研项目,给中青年科技骨干创造条件,选送他们到国外知名的实验室去进修,开展合作研究或攻读博士学位或进行博士后研究。严先生对各位出国人员在国外期间的研究方向、课题都有详细考量和明确要求,并且就自己的意向与对方磋商,尽可能达到预设的目标。他决不允许对方给他的学生或下属在实验室随便安排一个工作,他要求每个学生都学有所得,真正“镀金”而归。


  1998年2月10日,是严先生80岁生日。在生日庆贺会上,他拿出自己获得的香港何梁何利奖金和日本桥口隆吉基金(共20万元),加上上海硅酸盐所的拨款及一些热心人的捐款,共计42万元,建立了“严东生助学奖学基金”,用以保障品学兼优的贫困学生顺利完成学业,激励学生奋发向上,创新进取。此后,严先生又多次将自己的奖金拿出来作为追加基金。为此,上海硅酸盐所专门制定了《中科院上海硅酸盐研究所严东生助学奖学基金章程》,并组成了首届理事会,于1998年开始实施颁发奖学金和助学金。严先生说:“虽然基金数目甚微,但体现了我毕生心血所凝结的心意。但愿全国有志的青年都能完成他们的学业,用所掌握的知识和自己的智慧为祖国的繁荣贡献力量。”


  严先生70多年的科学生涯,学术成长历经曲折,先后经过多次角色和身份的重大变化,但他始终保持对科学研究的兴趣和对科学本真的追求。正如他自己所说,从1930年代的“科学救国”到1990年代的“科教兴国”,“其间尽管有不少起伏,但觉得有一条主线,即为国民经济的发展,为国家的强盛服务,是我毕生的责任和动力”。为了中国的科学发展和社会进步,严先生说:“我很庆幸能够贡献自己的一切。”面对所获得的成就,严先生常说:“作为一名中国学者,我为自己能够被国际学术界所承认深感自豪。荣誉是属于祖国的,荣誉还应归功于和我一起工作的同志们。”


  在严东生先生100周年诞辰之际,回顾他对世界无机材料、中国材料科学,以及中国的科学工作和科技事业做出的重大贡献,以此表达我们的深刻怀念!


  


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