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侯德榜:新中国第一号发明证书颁给了这位科学家→

2024-08-26   中国科协之声   阅读量:62

核心提示

    侯德榜的一生和8月十分有缘。1890年8月他出生。1926年8月,他主持生产的永利“红三角”牌纯碱在美国费城万国博览会上获金质奖章。1950年8月,他当选为全国科联副主席。1958年8月,他成为合并后的中国科协第一任副主席。

    “白领留到我们喝庆功酒时再穿吧。”

    “其实目前一切困难,在事前早已见及,故向来未抱丝毫乐观。只知责任所在,拼命为之而已。”

    “我是马命,马是站着死的。只要一息尚存就要工作。”

    ……

    新中国成立后,侯德榜作为化工工业的主要领导人,并未脱离生产研发一线。1961年4月,大连一座年产8万吨的“侯氏碱法”生产车间投入试生产,时任化工部副部长的侯德榜先后十几次赴大连现场指导,《人民画报》的记者也曾随行。厂里技术讨论会争论激烈,记者从未见过一个部长到基层开会有这样的场面。

    侯德榜给她打了个比喻:“讨论好像化工生产中的‘搅拌’,通过激烈‘搅拌’,可使反应进行得更充分、更完全。休会就是让大家冷静下来好好想一想,进行取长补短,这一过程在化工上叫‘澄清’。事情‘澄清’了,结论就脱颖而出。”

科学救国,

清华千分学霸几次改行

    1890年,侯德榜出生于福建省闽侯县的一个农民家庭。他姑妈在福州城做小生意,家里阁楼上堆了几箱书,到姑妈家阁楼上啃书当“书耗子”,便成了少年侯德榜求知的重要途径。1907年,侯德榜因中学成绩优异,被保送上海闽皖铁路学院学习铁路工程。他两年后毕业,被分配到津浦铁路当实习生,目睹侵略者从中国铁路的修建中大量获利。1911年,侯德榜辞去铁路的“饭碗”,考入清华学堂高等科,期末考试10门功课门门考出100分,轰动了整个清华园。1912年,侯德榜从清华毕业后赴美留学。

清华校门20世纪20年代旧照。图源:清华大学校史馆

    20世纪初,化工学科方兴未艾。侯德榜认为化学能穷物质转化之理,发展化学工业可以富国利民,因而产生了浓厚兴趣,放弃铁路工程专业,到麻省理工学院改学化工理论。大学毕业之际,侯德榜了解到我国每年大量出口皮毛,但皮毛工业一直沿用传统工艺,手工作坊式经营,不管是工艺还是管理都亟待改进,于是选择制革作为深造方向。当时世界上盛行铬盐鞣革,而国内缺铬,侯德榜便以铁盐鞣革作为自己的研究课题,1921年在哥伦比亚大学完成博士论文并通过答辩。该论文围绕铁盐的特性,以大量数据深入论述了铁盐鞣制品易出现不耐温、发脆、易腐、等缺点的主要原因和对策。这篇论文很快在当时美国制革学术界的权威刊物《美国制革化学师协会会刊》(J.A.L.C.A.)上全文发表,制革界至今仍在引用。

侯德榜(左一)在哥伦比亚大学留学期间留影。图源:华东师范大学档案馆

    1921年春天,正在美国准备博士论文答辩的侯德榜接到了国内永利制碱公司总经理范旭东的来信,陈述洋碱霸市的危害,邀请他毕业后到该司工作。此时,永利创始人之一陈调甫描述的场景又浮上侯德榜心头:因为缺碱,北方人民吃着带酸味儿的馒头,穿着没有染色的土布……为了振兴民族工业,侯德榜毅然决定改行制碱,回国担任永利碱厂的技师长(即总工程师)兼制造部部长,开启他以永利为基地,为祖国化学工业辛勤奋斗的大半生。

实业救国,

“中国近代工业进步的象征”

    当时制碱工艺是由法、德、美等国家发起组织的索尔维公会所独占的索尔维制碱法。设计图纸只向会员国公开,工艺更新也对外保密,员工离职和退休后也不准进厂。许多想要探索索尔维制碱法奥秘的厂商,无不以失败而告终。索尔维公会采取分区售货的办法,中国市场则由英国卜内门公司独占。

    侯德榜抵达天津塘沽的永利碱厂后,立即和美国工程师G.T.李一起身着蓝领工服下车间,笑称:“白领留到我们喝庆功酒时再穿吧。”面对无法正常运转的制碱设备,他与工程技术人员夜以继日地调试。碳酸氢钠堵塞在碳酸塔内,湿碱在干燥锅里结疤等问题,被他们一一解决。

    永利碱厂于1923年首次投产,产品质量仍未过关,产出的碱红黑相间。经过侯德榜等人的试验和改进,永利破解了索尔维制碱法的奥秘,1926年生产出了纯白的碱。用索尔维法制碱,永利在世界上是第31家,而在亚洲则是第一家,比工业先进的日本还提前一年。

    1929年11月25日,工商部特派员视察永利碱厂。左起依次:侯德榜、范旭东、李烛尘、徐善祥、陈调甫。图源:天津市滨海新区博物馆公众号

    为了区别于土法生产的“口碱”和卜内门进口的“洋碱”,永利产品被命名为“纯碱”。1926年8月,在美国费城万国博览会上,永利“红三角”牌纯碱获得金质奖章,被誉为 “中国近代工业进步的象征”。

    永利“红三角”牌纯碱商标。范旭东向北洋政府商标局提出的纯碱商标申请书注明“红三角”商标系“黑圈套红角,内绘坩埚”图样。坩埚是化学工业中制碱时主要的反应容器,商标中的红色则象征着燃烧的火苗。图源:天津档案方志馆

  1934年3月,永利制碱扩充成立永利化学工业公司,决定在南京兴建硫酸铔厂,侯德榜赴美购买机器,艰难谈判斡旋。他错过了母亲安葬时间,自己还染上了当时流行的“牧草热”。他写信给范旭东:“其实目前一切困难,在事前早已见及,故向来未抱丝毫乐观。只知责任所在,拼命为之而已。”

    硫酸铔厂开工未及半年,“七七”事变爆发。1937年冬,厂区三次遭到日机低空轰炸。当时南京金陵兵工厂急需硝酸铵制造炸药,侯德榜立即在技术上解决难题,转产硝酸铵以供抗战军需。直到南京陷落前夕,侯德榜才离厂撤往大后方,在四川筹建新的化工基地。

    在四川,制盐原料是卤水,如果沿用食盐利用率低的索尔维法制碱,成本比在塘沽用海水高许多倍。侯德榜另辟蹊径,不断改进方案,带领技术人员进行了500多次试验,分析了2000多个样品,终于取得了成功。新方法比索尔维制碱法所需设备减少1/3,碱的成本比索尔维法还低40%,将盐的利用率提高到96%,同时把污染环境的废物转化为化肥氯化铵。这种方法被命名为“联合制碱法”,即后来的“侯氏制碱法”。

    1953年7月1日,中央工商行政管理局将新中国第一号发明证书颁发给侯德榜的“侯氏碱法”,证书现藏于天津渤化永利化工股份有限公司档案室。图源:中国化工博物馆


建设新中国,兼善济天下

    摸索出制碱奥秘后,侯德榜没有据此发财,选择公之于众,让世界共享这一科技成果。他把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著《制碱》(Manufacture of Soda),该书于1933年在纽约用英文出版,第一次彻底公开了索尔维制碱法的秘密。这部巨著的问世轰动整个化工界,它被相继译成多种文字出版,对世界制碱工业的发展起了重要作用。

《制碱》第二版,图源:《中国科学报》2021年9月23日第8版

    侯德榜一直用自己的技术造福第三世界化工工业发展。1944年,巴西政府聘请他前往指导建设碱厂,印度塔塔公司制碱厂也聘请他去解决技术难题。他还为南非建设纯碱厂进行勘察与设计。

    1949年春,侯德榜第五次奔赴印度,指导制碱。在印获悉南京解放,他感到无比兴奋。5月下旬,天津发来函电,称时任中共中央副主席刘少奇视察塘沽碱厂,恳切表达:“侯德榜是中国的米丘林,新中国的建设需要他,人民需要他。”侯德榜立即从孟买启程回国,排除各种困难,经香港、绕仁川、到北京,受到了毛泽东、周恩来的热情欢迎。7月,他参加了“中华全国自然科学工作者代表会议”筹备委员会(简称“科代筹”),并被选为代表,参与9月举行的中国人民政治协商会议,投入新中国轰轰烈烈的建设中。

    侯德榜很早就意识到,要振兴中华绝非单打独斗所能成功,必须团结广大科技工作者。他积极参与并组织科技社团活动,是“科代筹”发起社团中国科学社最老的成员之一。1932年他在美国发起组织中国化学工程学会,先后担任过中华化学工业会、中国化学会、中国化学工程学会、中国工程师协会、中国化工学会、中国化学化工学会的主要领导职务。1953年,他甚至用自己在美国和印度工作时所得报酬,购置了东四二条房产,当做中国化学会的会址。

    1950年当选全国科联副主席后,侯德榜一直是新中国科学事业的重要领导人之一。他曾率中国文化代表团出访意大利、瑞士、法国,率中国化工考察团赴日本考察,促进国际科技交流。1958年成为中国科协第一任副主席后,他参加了1964年北京科学讨论会,也身体力行地为科普事业做贡献。1973年,他在病中还和胡先庚一起,把1965年所写的专业书籍《四酸三碱》,修改成科普读物《酸和碱》。

《酸和碱》1980年版封面

    1973年严冬,侯德榜收到一本关于磷肥生产的书稿,是江西磷肥厂一位素不相识的技术员寄来请他校审的。当时他视力减退,无法执笔,又无助手,但还是坚持看完书稿,写了修改意见,甚至想好了封面设计。有人看他抱病拼命工作,劝他别干了,他毫不在意:“我是马命,马是站着死的。只要一息尚存就要工作。”

    1974年8月26日,侯德榜病逝于北京。1980年,《酸和碱》由科学出版社正式出版。

    1990年中国人民邮政发行了一套纪念科学家的邮票,其中第三枚就是“化学工业科学家侯德榜”,人物头像后的背景图案是侯氏制碱法的工艺流程图,下方为化学反应式,以彰显侯德榜对世界制碱工艺的巨大贡献。

    邮票发行后不久就被发现,票面所印流程图将二氧化碳(CO2)原料气罐错标成了CH2。

    正确原料(红字)和书写规范的化学方程式(蓝字)示意。原料这处是硬伤,而头像下方的化学反应式若按照书写规范,应写如上图蓝字,侯德榜在《酸和碱》(1980年版,第191-192页)中也是这样写的。

    这张纪念邮票因为有错,极富收藏和升值价值,在集邮市场上颇受欢迎。但侯德榜本人直到晚年,仍对那些常用的化学、化工公式、数据记得一清二楚,偶一提及,脱口而出,从无差错。

    20世纪30年代初,侯德榜曾应邀在天津大学的前身北洋大学兼课,着力培养一代化工人才。2024年3月,“共和国的脊梁——科学大师宣传工程”剧目之一、天津大学原创话剧《侯德榜》在京举办专场演出,再现一代大家的科学救国、实业救国之路。

    “共和国的脊梁——科学大师宣传工程”由中国科协联合教育部发起实施。10多年来,20部科学家主题话剧已在国内多所高校排演,课本上的记述变得鲜活可亲,科学家精神也藉此深入人心。

    参考文献:

    [1]陈歆文,李祉川.中国化学工业的先驱:范旭东、侯德榜传[M].天津:南开大学出版社,2021.
    [2]侯德榜,胡先庚.酸和碱[M].北京:科学出版社,1980.

    [3]李慧君.侯德榜:中国近代化学工业拓荒者[J].小康,2022,(24):20-21.

    [4]于淼.中国基本化工的翅膀——永利制碱公司与“红三角”纯碱[OL].天津档案方志网,2022-10-26.

    [5]王志远.文物会说话|范旭东与塘沽的毕生情缘[OL].天津市滨海新区博物馆,2022-03-28.

    [6]再读侯德榜:科学家精神系列主题展[OL].中国化工博物馆,2024-08-24.

    [7]余创辉.拓荒化工路 德炳华夏榜——走近中国近现代化学工业奠基人侯德榜[N].中国科学报,2021-09-23(8).

    编辑:陈顺之

    排版:郝浩宇

    审校:纪徕知

    值班编委:谭华霖

侯德榜
中国科学院院士