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缅怀“稀土之父”——徐光宪院士诞辰一百周年

2020-11-17 10:48:28

徐光宪,

浙江省绍兴人,

中国共产党党员,

中国科学院院士,

物理化学家、无机化学家、教育家,

被誉为“中国稀土之父”

1920年11月7日出生,2015年4月28日仙逝。


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“如果把科学家分为几类,有举重若轻的,有举轻若重的,那么我都不是,我属于‘举重若重’的一类人。”徐光宪先生一生挚爱的只有两件事——教书和科研,而这两件事都与“稀土”有关。


徐光宪先生把毕生精力献给了祖国和科学,成就了中国稀土的崛起传奇。他是中国稀土行业的一面精神旗帜,他身上体现出来的科学报国、勇担重任、敢于创新的精神品格,直到今天,依然是推动中国稀土事业继续前进的力量所在。


徐光宪,一个注定要写在中国稀土发展史上的名字。


人物生平

1920年11月7日,徐光宪在浙江绍兴宣化坊出生。

1944年,毕业于交通大学化学系。

1948年初,获得“自费公派”留学美国的资格。

1949年和1951年在美国哥伦比亚大学先后获得理学硕士和哲学博士学位,被选为美国Phi Lambda Upsilon荣誉化学会员及Sigma Xi荣誉科学会员,接连荣获两枚“开启科学大门的金钥匙”。

1951年5月与妻子高小霞克服重重困难,毅然归国,在北京大学化学系从事科研、教学工作。

1955年,服从国家需要调入原子能系统,从事核燃料萃取化学研究,使我国的核工业逐步走上快速发展的道路。

1972年,文革后重回化学系,接受国防科研任务,分离稀土元素。

1975年8月提出“串级萃取理论”。

1980年12月,当选为中国科学院学部委员(院士),曾任第4届亚洲化学联合会主席、中国化学会第22届理事长、中国稀土学会副理事长和名誉副理事长、国家自然科学基金委员会一、二届化学科学部主任。长期担任《中国科学》、《科学通报》、《高等学校化学学报》副主编,2002-2007年任《中国科学:化学》中、英文辑执行主编;创立《中国稀土学报》(中、英文版)并担任主编。


1989年4月获国家计委批准,在北京大学筹建稀土材料化学与应用国家实验室。

曾先后获得了国家自然科学二等奖(1987年)和三等奖(1987年)、全国高等学校优教材特等奖(1988)、国家科技进步二等奖(1998年)和三等奖(1991年)、何梁何利基金科技进步奖(1994年)和科技成就奖(2005年),以及多项省部级科技奖励,并荣获2008年度国家高科学技术奖。


徐光宪荣获2008年度国家高科学技术奖(左一)

2015年4月28日上午,徐光宪仙世,享年95岁。


“科学没有国界,

但是科学家有自己的祖国”

1950年,抗美援朝战争爆发,美国即将通过法案,要求全体留美学生不准回国。“我那时在量子化学方面有些想法,导师说这些想法很好。毕业时,他推荐我到芝加哥大学有名的理论化学师密立根教授那里做博士后。”徐光宪先生回忆,那是千载难逢的机遇。“科学没有国界,但是科学家有自己的祖国。”妻子高小霞的这句话,坚定了徐光宪先生的决心。1951年4月15日,徐光宪夫妇冲破重重阻力,毅然回国,投身于新中国建设。


徐光宪与妻子高小霞


国家的需要就是命令

稀土是化学元素周期表中17个元素的总称,由于镧系元素化学性质十分相似,所以分离十分困难。但镧系元素含有不同数目电子占据的4f电子亚层,能级极为丰富。13种三价镧系离子共有1639个能级,在这些能级之间,有199177个可能的光学跃迁。因此稀土元素具有十分丰富的光、电、磁性能,在高新技术材料和国防技术中有广泛的应用。


我国拥有得天独厚的稀土资源,但在20世纪70年代前,我国只能向国外廉价出口稀土原料,再高价进口深加工的稀土产品。这种尴尬局面的背后,是科研和工业落后的现实,稀土分离工艺作为高度保密的技术,被牢牢掌握在外国人手里。


1972年,徐光宪先生接到国防科研新任务,分离稀土元素中性质较为相近的镨和钕,纯度要求很高,这是当时国内外都没有解决的难题。52岁的徐光宪“半路出家”,踏入稀土研究领域。这已经是他自1951年回国后,第三次因为国家需要改变自己的研究方向。研究量子化学出身的他,回国后转向配位化学,再到放射化学,直到后面的稀土化学。


“中国作为世界较大的稀土国家,长期只能出口稀土精矿等初级产品,我们心里不舒服。所以,再难也要上。”这是年过半百的徐光宪人生中第三次改变研究方向,换专业,只有一个理由:此时此刻,祖国需要我。


稀土人生,鞠躬尽“萃”

徐光宪先生借助过去在络合物平衡和萃取化学研究中积累的成果和经验,设计出季铵盐—DTPA推拉体系,使稀土元素中难以分离的镨钕分离系数从一般萃取体系的1.4-1.5达到4以上,分离水平一跃上升到水平。但这类体系直接用于工业生产有困难。徐光宪先生仔细分析了在串级萃取过程中络合平衡移动的情况,发现阿尔德斯串级萃取理论的基本假定——“在串级过程中萃取比保持恒定”,在稀土推拉体系串级萃取过程中是不成立的。于是他精心设计出一套化学操作流程,推导出与此相应的一套串级萃取理论公式,并在此基础上设计出一种回流串级萃取新工艺。


1974年徐光宪先生亲赴包头稀土三厂进行工业试验,试验成功后提出了可广泛应用于稀土串级萃取分离流程优化工艺设计的设计原则和方法,建立了串级萃取动态过程的数学模型与计算程序,回流启动模式等。这些原则和方法用于实际生产,大大简化了工艺参数设计的过程,减少了化工试验的消耗,特别是能用于原料和设备不同的工厂,因而能普遍使用。他和李标国、严纯华等共同研究成功的“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术,是在深入研究和揭示串级萃取过程基本规律的基础上,以计算机模拟代替传统的串级萃取小型试验,实现了不经过小试、扩试,一步放大到工业生产规模,大大缩短了新工艺设计到生产的周期,使中国稀土分离技术达到某种种水平。


20世纪90年代初,中国拥有了“稀士原矿——粗加工产品——高纯度单一稀土——稀土应用产品”完整的产业链条,快速打破了法国、美国和日本在稀土市场的垄断地位,实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、出口大国的飞跃。中国稀土价格就是世界稀土价格,很多外国稀土生产厂家减产甚至停产,中国成功改写了稀土产业的格局,外国把这称为“China Impact”(中国冲击)。


“我愿意一辈子搞稀土,把咱们宝贵的资源利用得更好”,2009年,在获得国家高科学技术奖时,他感慨地说:“稀土紧紧连着我和祖国。”



亲赴包头,建言献策:

综合利用,保护资源

上世纪六十年代初,徐光宪先生作为特邀专家,同李薰、邹元燧、袁承业、肖祖炽、魏兆融、肖纪美、郭承基、金钰嘉等一道参加了由聂荣臻元帅倡议召开的“包头资源综合利用会议”,为开发我国稀土资源建言献策。


1974年9月,徐光宪先生亲赴包头稀土三厂,参加回流串级萃取新工艺流程用于分离包头轻稀土的工业规模试验,仅用80级槽子,就得到百分之99.5的氧化钕、氧化镧,百分之99的氧化镨,并得到钐铕钆富集物四种产品,在此实践的基础上提出具有某种水平的稀土串级萃取理论。


徐光宪先生晚年密切关注我国稀土及伴生钍资源的保护性开采和环境效应问题。以80多岁的高龄之身,先后赴四川冕宁和内蒙古包头白云鄂博矿区考察。2005年9月,他同师昌绪、王淀佐、李东英、王乃彦、何祚庥等十五位院士联名写了一份《关于保护白云鄂博矿钍和稀土资源,避免黄河和包头受放射性污染的紧急呼吁》的建议,上报国务院。很快,这份紧急呼吁便得到温家宝总理的亲笔批示:这个建议很重要,请国家发改委阅办。2006年6月19日,徐光宪先生就如何落实批示再度向总理报告,一周内便得到温家宝总理的再次批示,责成中央有关部门和相关地方政府予以落实。


“稀土是元素周期表中17个元素的总称,其中16个是高新技术不可缺少的战略元素,我们呼吁希望恢复国家稀土领导小组,统筹协调稀土的研发、生产和环境保护,同时明确白云鄂博主东矿是以稀土和钍为主共生矿的定位,在此基础上重视钍资源的回收,保护包钢尾矿坝”。徐光宪先生为我国稀土和钍资源的综合利用和环境保护贡献了重要力量。


“桃李满天下,师德传四方”

徐光宪先生重视教育事业,为党育人、为国育才。“一德立而百善从之”,他用亲身经验来教导学生,以自己的行为潜移默化地影响身边的人。为国家培养了大批放射化学、萃取化学、核燃料化学、量子化学和稀土化学方面的人才,培养硕士、博士研究生近百人,为中国稀土产业界培养了大批工程技术人员。他的学生中有四位院士,分别是量子化学领域的黎乐民院士,稀土配位化学和光电功能材料方面的黄春辉院士,重稀土萃取领域的严纯华院士,分子磁体领域的高松院士。2005年,他在北京大学设立了“霞光奖学金”,已有中外学生89人次获得奖励。


徐光宪院士和他的学生们(左起: 陈敏伯、吴瑾光、黄春辉、徐光宪、黎乐民、李标国、金天柱)


当他把2008年度国家高科学技术奖捧在手上时,却说:“北大有许多优良的学生,我获奖的工作都是我的学生和研究团队完成的,我只是这个集体的代表。”


徐光宪先生很重视教材建设工作,认为一本好的教材对学生的学习有很大帮助。徐光宪先生出版有10本教科书及专著,其中《物质结构》作为高等学校教材培养了我国第二、三代的物质结构方面的教学和科研骨干人才,并因此获得了全国优良教材特等奖。他主持编写的《量子化学》一书共三卷,对我国量子化学人才的培养也起到重要作用。


徐光宪先生晚年仍坚持躬身教学和科学研究工作。在2003年SARS抗疫期间,他不仅捐款支持,还利用网络媒体,发表了两篇与青年学子谈读书治学、讲做人哲理的文章。他还基于长期的科学研究和哲学思考,在分子周期律的研究中提出了一系列创新的学术思想,并始终参与制定和指导我国化学和稀土科学及产业的发展规划。他对20世纪的化学发展进行了总结,认为20世纪的化学发展积累了大量实验素材,但理论研究相对滞后,从而提出了“21世纪化学的四大难题和突破口”、“化学信息学”等观点,对我国新世纪的化学研究和学科建设倾注了满腔热情。


在几十年的科研生涯中,徐光宪先生一直把自己的科研工作与国家的学科发展和重大需求紧密结合,并做出了重大贡献。“科学家中有两种人,一种是‘工匠’,还有一种是‘师傅’。前者的目光局限在具体的研究中,而后者则研究科学的哲学层面。徐先生则已经达到了后者的境界。”这是徐先生的学生严纯华院士对恩师的高度评价。


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学生们向徐光宪院士汇报工作


“一清如水,丹心不老”

“一套简易的沙发茶几,一个普通的写字台,醒目的是那铺天盖地的书橱,以及书橱里排列得整齐有序的书籍资料。斑驳的白发,睿智的前额,白皙的肤色,端庄的面容仍可见当年的秀色。”这是几年前一位记者从徐先生家中后回来所描绘的景象。


徐光宪先生一生简朴,衣柜里没有几件好衣服,袖口、领口常有磨损。到人民大会堂领国家高技术奖时,一生简朴的徐光宪特意穿上了新衣服,令小女儿徐放非常意外。就在前几天父亲还为这几件衣服与她怄气。在接受采访的那天,他特意穿上新皮鞋,打上领带,以表对晚他几辈的记者的尊重。



继往开来,砥砺奋进,

发扬徐光宪先生的科学精神

“我们做科研的有一个信念,就是立足于基础研究,着眼于国家目标,不跟外国人跑,走自己的创新之路。”这是徐光宪先生的科研之道。


徐光宪先生用他一生潜心钻研的历程和拼搏奉献的精神告诉我们,在科学的道路上,没有捷径可走,只有脚踏实地,善于突破,敢于创新,才能摘取发明创造的桂冠,才能掌握中国稀土事业发展的主动权。


“做学问,一定会碰到许多困难。但是,我觉得克服困难的过程就是一件快乐的事,甚至超过事后获得任何荣誉的快乐”。


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我们要继往开来,砥砺奋进,发扬徐光宪先生的科学精神,突破理论和传统技术的禁锢,潜心钻研,不畏挑战,勇担重任,把学习与创新结合起来,把学术研究与生产实践结合起来,把个人发展与国家进步结合起来,开创中国稀土研究发展的全新天地。 


谨以此文缅怀徐光宪先生

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