柯俊:我国冶金教育史上的不朽丰碑

中国钢铁新闻网 2017-08-09

  在北京科技大学的校园里,人们常常能看到一位略微驼着背、有些瘦弱但精神抖擞、气质非凡的老者,踱着步子在校园里走着,时常停下来跟师生们攀谈着什么,用手边比画边讲述,像是在指点迷津,眼神里透露着智慧的光芒。他就是金属学、金属物理和科学技术史专家,教育家,中国科学院资深院士———柯俊。他大半生都致力于对钢铁科学领域的研究;他奉献智慧、挥洒汗水于三尺讲台,桃李天下,却孜孜不倦;年逾半百之时,开拓中国冶金与材料史研究,开启定量冶金考古研究的新篇章。从青春年少到耄耋老人,让民族强盛一直是他的奋斗目标。他的品性极像蓝色的海川,温和、睿智而渊博;他的作风又如淬炼的钢铁,严谨、热情而坚韧。

  流亡颠沛 求学路

  1917年6月23日,柯俊出生在吉林省长春市。小时候的柯俊对新事物十分好奇,脑子里总有各样的奇思妙想,喜欢动手进行各式各样的小实验,在心中悄悄埋下了科研的种子。

  1931年,“九一八事变”爆发,平静的生活就此被打乱。当时,14岁的柯俊正在位于沈阳郊区北岭的辽宁三中读高中一年级,在沈阳沦陷后,柯俊被迫投奔家住天津的小叔。逃难的路途充满艰辛,从沟帮子到锦州段的火车上,柯俊一直都站在踏板上,身体半悬在车外,仅靠双手紧抓着车门的扶手支撑身体,夜风嗖嗖地打在脸上,直到过了锦州他才终于挤进了车厢。一路颠簸,艰难跋涉到达天津时,柯俊早已蓬头垢面、饥寒交迫。但令他始料未及的是,那时小叔已经回浙江老家养病,举目无亲的柯俊在陌生的城市里茫然失措。幸好正在寻找流亡学生的警察碰到了他,把他安排到了曹锟公馆里,与其他学生一起生活。不久,柯俊被分到河北省立第一中学(今天津三中),重新开始高中一年级的学习。1932年9月份,柯俊进入河北工业学院高中预科学习,1934年考入河北工业学院化工系,开始了大一到大三的大学学习。

  1935年,华北事变爆发,民族危机空前严重。为响应北京的“一二·九”运动,柯俊作为当时河北工业学院的学生会主席,与天津学联的学生干部们一起商讨,组织了天津地区的“一二·一八”大示威。在“一二·一八”大示威游行中,柯俊高举“天津学生请愿团”的大旗,走在队伍的最前列,与成千上万的学生一起,表达了汹涌的爱国热情。

  1937年“七七事变”后,平津沦陷,华北告急。国民政府决定将大学生派往还没有被日军侵占的省市继续学业。满怀着对天津的恋恋不舍和对山河破碎的声声叹息,柯俊辗转来到武汉大学,开始了他大四的学习。

  1937年2月l3日,日本侵略者制造了震惊中外的“南京大屠杀”惨案。为保证学生安全,1938年初,武汉大学迁往四川乐山,柯俊作为毕业班学生留在武汉。在经历了战乱和动荡之后,柯俊更加珍惜学习的机会,也更坚定了自己的人生目标:为祖国的富强和民族的兴盛而奋斗终生!

  苦难不改 报国情

  1938年,在武汉城即将失守的焦灼时刻,柯俊从武汉大学正式毕业,来到国民经济部工矿调整处工作,负责民营工业工厂的迁转。他的主要工作任务是把长江中下游城市的重型机械、化学工业和纺织工程等设备迁到川陕滇贵等地,以免落人日本侵略者之手。“天下兴亡,匹夫有责。”年轻的柯俊充分意识到了这份工作的重大意义,他留在岌岌可危的武汉,以百倍的热情投入到了全民族抗日救国的统一战线当中。

  当时,日本人快打到武昌了,而中国最早的钢铁联合企业———汉冶萍煤铁厂矿有限公司还有很多重要的设备没有完成搬迁。放心不下的柯俊特意又去了一趟汉冶萍煤铁厂矿下属的大冶钢铁厂,他撬开了工程师屋子的大门,把地上剩下的东西仔细收集起来,把所有能拆的都拆掉带走。最让他心疼的是剩下两个100立方米的高炉无法运走,为了使高炉不被日本侵略军霸占,柯俊果断决定实施爆炸方案,并点燃了炸药,使高炉彻底报废。

  在随后6年动荡的岁月里,柯俊辗转数地,先后在武汉、宜宾、昆明和越南、缅甸、印度等地开展工作。特别是在1942年缅甸沦陷后,只能通过印度将国外物资运往中国。1942年秋,柯俊被调往印度,他每周一到周四在当时印度最大的钢铁厂———塔塔钢铁厂———参观学习,每周五到周日则回到加尔各答市继续开展民营工业原料的运输工作。他努力与印度的金融体系、工业体系建立联系,希望他们能在战后到我国投资建厂,帮助国内工业建设。

  苦难的历程,记载着柯俊的勇敢、坚持和深切的爱国之情。在这样颠沛流离的时光里,柯俊亲历过国土的沦丧、同胞的牺牲、百姓的艰辛,心中不断涌动着悲天悯人的情感和为国报效的勇气,从未停歇。

  格致钢铁 集大成

  中华民族在帝国主义蹂躏下呻吟和挣扎的残酷现实令柯俊深深体会到“落后就要挨打”的道理,并暗自下定决心:掌握先进的科学技术,发挥自己的专长,用科技来改变国家的命运。

  英国是近代工业革命的起源地,在当时有着雄厚的国力和科研实力。1944年12月份,柯俊被推荐赴英国伯明翰大学理论金属学系学习,师从当时著名的金属学家D.Hanson教授。在英国,柯俊先选择铜再结晶作为研究项目进行科研能力的训练,随后接受了金属学系工业实践性的课题,研究低碳钢在焊接时的变化项目。柯俊还接受了英国钢铁协会下达给D.Hanson的科研课题,阐明钢中过热和过烧机制。

  为阐明钢中过热和过烧机制,柯俊每天泡在图书馆里,查阅大量资料,寻找相近的理论方法。多少个宁静的午后,柯俊与D.Hanson教授深入地分析讨论,再回到图书馆、实验室。失败了就再从头来过,柯俊相信,一次次的努力终究不会白费。功夫不负有心人,就在这样不断失败总结再重来的过程中,柯俊创造性地通过金相方法,首次阐明了过热过烧的根本原因是硫化锰在高温加热时可以在钢中溶解,但在冷却时会在晶界或某个晶面上析出导致脆化。据此发表的论文《钢在过热过烧后的晶粒间界现象》在业界引起较大反响。

  在英国进行了铜再结晶、低碳钢在焊接时的变化和钢中过热和过烧机制3项研究之后,柯俊的博士论文内容也基本成熟,于1948年12月份获得英国伯明翰大学自然哲学博士学位。繁重的课业之余,柯俊还积极参加了留英中国学生同学会组织的各种活动。与当时大多数中国留学生一样,柯俊身在彼岸却心系祖国,时刻以民族复兴为己任,鞭策自己不断进取,期待着回国报效的那一天。

  1949年l0月份,中华人民共和国成立的喜讯传来,海外的中华儿女欢欣鼓舞。柯俊婉拒了国外多家知名研究机构的邀请,毅然决定回到祖国。正如他对美国芝加哥大学金属研究所史密斯教授说的:“我来自东方,那里有成千上万的人民在饥饿线上挣扎,那里一吨钢的作用,远远超过一吨钢在英美的作用。尽管生活条件远远比不上英国和美国,但是物质生活并不是唯一,更不是最重要的。”

  筹备回国期间,柯俊继续对合金钢、碳钢中奥氏体中温转变结构进行了系统研究,并考察了西欧的主要学校和工业研究所,为回国后开展全面研究做了大量细致的准备。此外,柯俊还利用他在英国广泛的人脉,取得了德国马普研究协会的设计图纸,其中包括实验大楼和实验工厂的设计结构,并迅速寄回国,这为我国金属研究所短时间内顺利建成提供了珍贵的资料。临近回国之际,柯俊还订购了很多书籍和杂志,定期寄回国内,这些杂志记录了当时最先进的材料和论文,为我国金属科研和金属事业的发展提供了巨大的借鉴和帮助。

  1951年,柯俊首次发现并提出钢中贝茵体(或称贝氏体)切变位移运动,其转变受溶质控制的机制,受到国际学术界的重视。他运用此概念,利用我国富裕的钒硼资源,发展了高强度、高韧性贝茵体结构用钢。此外,他带领团队还首次观察到钢中马氏体形成时基体的形变和对马氏体长大的阻碍作用。20世纪80年代,他们又系统研究铁镍合金中原子簇团导致蝶状马氏体的形成,发展了马氏体相变动力学,在国际学术界产生了广泛影响。由于柯俊阐述了钢中的无碳贝茵体形成的切变机制,《钢铁金相学》以他的姓氏将无碳贝茵体命名为“柯氏贝茵体”,而柯俊本人则被国外同行称为Mr.Bain(贝茵体先生)。

  1956年,柯俊的《钢中奥氏体中温转变机理》获得当年国家自然科学三等奖,成为北京钢铁工业学院建校以来的第一个国家级科研奖。无论海外留学还是归国执教,柯俊从未中断对合金中贝茵体相变机理的深入研究。其取得的众多研究成果使柯俊在国际上产生了越来越重要的影响力,贝茵体相变的“切变学派”成为主流学派。

  育人桃李 满天下

  1953年l0月份,刚刚回到祖国的柯俊面临着两个选择:去北京的科研院所做研究,或到新组建的北京钢铁工业学院当教师。前者轻车熟路,深入一点就容易出成果;后者辛勤耕耘,但是桃李满天下,影响更大。柯俊充分认识到钢铁工业对新中国建设的重要性,深知高等教育对培养钢铁材料人才的重要意义,所以他毅然来到了刚刚建立的北京钢铁工业学院(北京科技大学前身),成为一名光荣的人民教师。

  回国初期,新中国钢铁行业的落后让柯俊陷入了深深的思索,回想国外先进的科研理念和基础设备,柯俊脑海中的一个新想法出现了———在北京钢铁工业学院开设金属物理专业。但初创的金属物理专业既无教学大纲可循,也无教材可用。在这种情形下,柯俊等教授迎难而上,参考国际上最新的研究方向和成果,结合我国的实际国情,自编讲义开始授课。由于授课内容丰富,声情并茂,学生们每次都意犹未尽,一再要求增加学时。北京大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学等国内众多知名学府也派出教师,到该院金属物理教研组进修。

  在我国第一个金属物理专业筹建和发展的过程中,柯俊大胆预测当时初露端倪的新型学科———电子显微学———将有巨大的应用前景。于是,他积极倡导并亲手组建电子显微学的师资队伍,专门开展X射线衍射晶体学和电子显微学的科研与教学。

  自20世纪30年代以来,电子显微学一直在国际材料科学发展史上起着重要的推动作用,而电镜在金属研究方面的应用也在“二战”结束后逐渐开展起来,到20世纪50年代,电子显微技术已经有了长足的进步。

  1958年,我国历史上第一批透射电镜问世,柯俊立即与校领导谈话沟通,努力说服学校购置了第一批问世的4台国产电镜中的一台。虽然这台电镜分辨率只有10纳米,加速电压仪为50千伏,最高放大倍数为2万倍,但是在当时已经是学校最高端的仪器之一。这台仪器与真空喷镀仪一起,开启了我国电镜科研、实践的新篇章。

  “文革”期间,身处逆境的柯俊仍牵挂着我国电镜方面的发展,他突破重重阻力,购置了一台透射电镜(捷克产Tesla413型)与一台扫描电镜(英国剑桥产的S-250型)。在那个特殊的社会背景下,这无疑是老一辈学者对学科建设的执著精神所创造的一个奇迹。

  在做好电镜科研和教学工作的同时,柯俊还一直致力于电镜人才的培养工作。为了缓解我国电镜领域人才奇缺的压力,促进中国电镜事业的长远发展,柯俊于1985年主持开办电子显微镜培训班,多年来共培训了来自全国高等院校和各机构学院的300余人。

  虽然柯俊不是最早将电子显微镜用于金属研究的人,但在中国,他是最早应用电子显微镜的研究者之一。特别是他回国后,在电子显微镜应用的教育、电子显微镜人才的培养、电子显微镜应用基地的建立、电子显微镜专业教师的培养等方面,做了大量的工作,以独特的眼光和远见点燃了中国电子显微学的火花。

  在金属物理专业越来越壮大的同时,柯俊开始致力于冶金史的研究工作,并以其独特的鉴定技术和严谨求实的科学精神博得了世界的认可。

  中国的冶金技术有着辉煌而久远的历史,但在冶金技术发展的长河中却没有留下太多有价值的文字记载和历史资料。1974年,北京钢铁学院受当时的冶金工业部、国家文物事业管理局和中共北京市委的委托,编写《中国冶金简史》,柯俊作为重要专家参与编写工作。编写冶金简史的工作,也开启了柯俊科研生活中崭新的一页。1975年,柯俊刚开始从事冶金史研究工作的时候,受到考古学家夏鼐先生的委托,鉴定一件足以轰动全球的文物———商朝末年的铁刃铜钺。柯俊用电子探针等先进技术对该文物进行了深入、细致的分析,最终得出结论:这件公元前14世纪的铁刃铜钺刃部是由陨铁制成的。当时正值文化大革命时期,中央“文革”小组多次派人找到柯俊了解情况,希望诱导柯俊做出人工冶铁的结论。当时社会环境复杂,政治气候变化莫测。但柯俊始终坚持真理,巧妙地利用科学鉴定方法和高超的语言驾驭能力,最终说服工作组放弃了原来的看法,并将鉴定结果公开发表,震惊了学界并引起了极大的社会反响。后来,柯俊先后进行了西晋朝周处出土的铝片和新石器时代的黄铜等的鉴定,这些鉴定都受到了国内外学者的关注。柯俊所采用的用电子探针、电子显微镜与光学仪器分析判断金属文物、材料冶金的新方法,也促进了定量考古冶金学的发展。

  30多年过去了,在柯俊的坚持努力下,原来的冶金史编写组逐渐发展为北京钢铁学院的冶金史研究室、冶金与材料史研究所,建立了科学技术史专业,具有硕士、博士学位授予权。这也是目前国内第一个科学技术史(工学)博士点。

  笑对人生 显智慧

  柯俊的生活像一湾清泉,简单而质朴。熟悉柯俊的人都知道,有一辆28旧自行车曾陪伴他很长时间。虽身为院士,但他常常骑着这辆旧自行车,穿梭于校园中间。北科大毕业的潜伟教授曾说:“一次,我从清华打车回来,路过五道口时,天正下着小雨,远远望见一位老者推着28自行车在蹒跚行进中,走近一看,居然是柯先生,我请先生上车,他坚决不从,我只好下车陪他走回学校。”

  柯俊对待身边的人都十分和善,以诚相待,平易近人。与柯俊接触过的人从来没有见过他发脾气,他还常常告诉师生们每个人身上都有值得学习的地方。有一次,他从北科大的逸夫科技馆开会出来,见到当时看门的老王,就热情地上去打招呼,见到学生一脸诧异的表情,柯俊解释道:“他很了不起,(20世纪)50年代在学校北门看门,见到当时苏联专家的车也敢拦下来,秉公办事,值得我们尊敬。”

  柯俊对待生活中的挫折也十分豁达坦然,很少有人知道看起来精神矍铄、乐观健谈的他是一个曾几度闯过“鬼门关”的人。1998年11月份,81岁高龄的柯俊应印度金属学会的邀请,赴印度班加罗尔作《中国的金属文化传统》的特约报告,由于旅途劳顿休息不足,他作完报告下台后就晕倒了,经诊断为冠状动脉硬化下壁梗塞,急性心肌梗塞,后经积极治疗,柯俊的心脏才奇迹般地建立了循环,病情逐渐稳定并得以康复。事后柯俊坦然地说:“自认为已经清除了白己身体内的两处隐患———胆囊结石和前列腺肥大,而忽视了心脏,这次是给自己敲了警钟。看来还没有到马克思收留我的时候。”2006年12月份,柯俊被诊断为直肠癌,在完成直肠开刀手术后,柯俊依然关心学校的人才培养工作,主动请缨,要求听取研究生工作的进展汇报,最终征得他妻子和其他亲属的同意,规定每天校方与柯俊的谈话时间不能超过2小时。

  谈到这样忘我的工作和学习状态,柯俊总说自己要用实际行动弥补“文革”十年的时光。一直以来,不论柯俊多忙,哪怕外出开会,他总要挤时间去书店,看书、买书。他家的书桌、书房、床上,堆满了书、杂志、文件等厚厚的材料。他曾告诉家人,不要随便整理他的书房和书桌,他幽默地说:“我的书房、书桌摆放的书是长程无序,而短程有序。”为了赶上飞速发展的计算机技术,柯俊在20世纪80年代就购置了一台计算机,坚持自学、使用,他是北京科技大学连通Internet网络的最早用户之一。“老骥伏枥,志在千里”,柯俊以实际行动践行着“活到老、学到老”的誓言。

  栉风沐雨,百炼成钢。近一个世纪的风风雨雨在时间的长河中不过是一瞬一息,但对于柯俊,对于中国的金属学界、冶金史学界,却是不平凡的百年。柯俊用他的勤勉、博大、坚韧和宽厚参与了我国钢铁事业由起步到腾飞的跨越,开拓了中国冶金史学从星火到燎原的成就,哺育了一代代学子从懵懂到功勋的成长。他是我国冶金教育史上的一座不朽丰碑。

责任编辑:王超

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