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我国著名化学家和教育家、中国科学院院士、2008年度国家最高科学技术奖得主、“中国稀土之父”徐光宪4月28日上午去世,享年95岁。他不仅在物理化学和无机化学方面取得重大研究成果,还热心教育事业,培养了大批化学人才,也为中国科技出版事业做出了积极贡献。徐老是科学出版社知名作者,其重要的学术著作均由科学出版社出版。兹选编一篇徐老重要著作《稀土的溶剂萃取》的相关文章以表达缅怀之情,纪念徐老。
徐光宪院士
一辈子搞稀土,我喜欢,把咱们宝贵的资源利用得更好,这是一种乐趣,它紧紧连着我和我的祖国。
——徐光宪
在20世纪现代自然科学的大多数领域,从来都是中国人向外国人学习,反过来外国人认真向中国人学习的项目极少。我国在20世纪70年代由北京大学化学系徐光宪教授领衔的稀土的萃取分离科学项目即是其中凤毛麟角的一项。1987年科学出版社特地出版了他的著作《稀土的溶剂萃取》,记录了这一具有划时代意义的科学成就。
《稀土的溶剂萃取》书影
徐光宪院士是一位理论化学家,在20世纪五六十年代受教育的中国化学家很多都是在徐先生的《物质结构》影响下成长的,后来徐先生的《量子化学》(上、中、下三册)又为理论化学在中国的建立打下了基石。虽然徐光宪院士大部分研究是在理论化学领域,但他在国家需要的时候总是义无反顾地以国家任务为先。1972年,徐光宪接受了一项特别的紧急军工任务:分离稀土元素中性质最为相近的镨和钕,纯度要求很高。52岁的徐光宪踏入一个新的研究领域。这项任务涉及10多个稀土元素混合物的萃取分离。
徐光宪院士重要学术著作书影
稀土是什么?稀土是17个金属元素的总称,在许多高精尖技术领域,如通信、石油、新能源、国防等领域关键材料稀土都是不可替代的,故被美、日等国列为21世纪的“战略元素”。对于稀土的萃取,国内外的传统方法是:先进行“摇漏斗”的小试验,得到一套大致可行的工艺参数后,再进行中试验、扩大试验和工业试验,多次逐级放大、反复优化工艺流程,然后才能正式投产,耗时、费力,成本高。而徐光宪巧妙地从物理模型着手,将流程的纯度要求、对分离程度的要求化解为约束条件,找到了最优化方程,实现了数学的最后求解,跨出了建立串级萃取理论的关键一步。强有力的理论为后来的计算和实验验证铺平了道路。最初徐光宪发明了实现计算用的图解法,可以根据不同的原料组成、不同的产品纯度要求,在几天时间内就拿出一个最优化的新的工艺流程的条件。后来用上计算机之后,模拟实验更快了,大大节省了实际实验所需要的时间、人力和物力,加速了研究开发的进程。
徐光宪教授的团队创建的“稀土萃取分离工艺一步放大”技术,使原本繁难的稀土生产工艺“傻瓜化”,并可以直接应用到实际生产中。在萃取的“流水线”上,稀土原料液从混合澄清槽的输入口进入,各种化学试剂,如萃取剂、洗涤剂、反萃剂从另外位置的输入口流入,各种高纯度的稀土元素就能从不同位置的输出端口连续不断地输出。线上分析、实时控制的自动化程度很高,其效率使世界同行大为称赞。徐光宪和他的团队最终解开了这道曾让世界头疼的萃取分离难题。
1978年,徐光宪开办“全国串级萃取讲习班”,将他的科研成果在国营工厂里无偿推广开来。很快,徐光宪教授领导的稀土元素分离科学及其化工产业异军突起,使我国稀土工业由弱变强,稀土提取技术更是领先于世界,法国、美国和日本在国际稀土市场的垄断地位被打破,中国实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、出口大国的飞跃,被国际稀土界称为“China impact”(中国冲击)。《中国稀土学报》英文版很快成了国际学术界极受关注的刊物。世界大国头一回认真地向中国学习自然科学。1985年世界稀土学术会议在北京科学会堂召开,在当时的中国那还是极为少见的学术盛会。
阅读徐光宪的《稀土的溶剂萃取》一书,整个串级萃取理论包括多达200多个方程,不仅遐想:当初哪怕有一个方程想不出来,那不全局皆输了吗?正如在冷兵器时代,“一夫当关、万夫莫开”的隘口。是的,现代科学往往卡在这样的隘口处。科学家必须独自面对最具体的问题、苦苦思索,熬过那度日如年的时光。徐光宪教授从摇漏斗、做实验,到推导理论方程,环环相扣,事无巨细,事必躬亲,这是他一贯的科研作风。他长年凌晨三四点钟天未亮即起身,全神贯注伏案工作到天明。这是他戏称的“最出活”的时段。待到大家上班时,他已经解决了最棘手的问题了。
熟悉他的人都知道徐先生直接用于稀土研究的时间实际上只占他学术生涯的一小段时间,虽然年轻时曾短期学过化学工程,但他整个学术生涯是在理论化学、物质结构、配位化学、核燃料化学、放射化学的教学科研中渡过的。他从化学工程到理论化学大跨度的学术造诣,长期勤思博学,遂能厚积薄发。正因为如此,他对问题的感受更细致、更精辟,更独具慧眼。当今21世纪模拟计算在化学、物理、工程、技术各个领域都成了热点,其实70年代末徐光宪教授的稀土萃取走的正是这条路,只不过那时路还没有,徐先生是披荆斩棘的开路人。这与当今学界的浮躁成鲜明对比。
2008年徐光宪院士获得国家最高科学技术奖。他的生活依旧淡泊如常,一心扑在科研、教学上,他思考的都是学术的问题,其他的事他都显得那么不经意,正所谓决千金者不计锱铢。徐先生是大科学家,他对这个社会的重大影响不仅在物质层面,而且在精神层面,因为他为人师表的处世态度长年深深感染着他周围的人。
本文由刘四旦摘编自科学出版社编《科学出版60年》一书,撰文:陈敏伯。该书为科学出版社成立60年纪念文集。从国家和科学院科技发展的大背景下展示科学出版社的工作,体现科技出版国家队的功能和作用,通过里程碑意义出版物,记载我社与中国科学院乃至中国科学一路同行的历史。以学科为线索,划分15个学科,每个学科精选10种左右标志性图书,每种图书以1000字左右介绍,发掘图书背后的历史故事。
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