新中国X射线学的领行者

总结论文，不需要什么原创实验，是为作博士论文作准备的，而在矿冶学院要求要有原创的实验。我导师设计了一款X射线衍射角为86°的相机，这样测出来的点阵常数的误差可为零，他设计的相机不像英国用对称方法测点阵常数只能到300埃，再用曲线推测为零。导师给我的题目是将Zn棒插入各溶液中，Zn是负离子而金属是正离子，结合形成化合物，我做出了ZnCu、ZnAn、ZnNi、ZnAg四种化合物。导师请人将我的研究结果译成英文在美国电化学年会上发表了。1950年，《化学文摘》转载了我们发表的论文，论文是导师的名字在前，我在他后面。上述材料我都带回国内了，可惜现在找不到了。后来，经导师推荐，我与许顺生许顺生：X射线晶体学家。1943年毕业于武汉大学矿冶系，1953年获美国洛特丹大学冶金系博士学位。历任中国科学院上海冶金研究所研究员、中国物理学会X射线衍射专业委员会主任委员、中国金属学会理事、上海市金属学会副理事长。一道申请到了弗罗里达大学X射线小角衍射专家K. L. Yudowifch教授的研究基金。

章：那您当时怎么没有去弗罗里达大学继续从事X射线学相关的研究工作，而是选择了回国呢？

方：主要是想回国以后为国家科研和工业发展效力，加上我觉得自己对物质结构的相关理论的研究方法掌握得相对全面，回国以后也可以在工作中继续学习和深化，所以我就回国了。至于弗罗里达大学的研究生缺名，在北京钢铁学院章守华老先生访问该校时，改派刘国权到该校材料系免费读完博士学位，回国后任北京科技大学材料学院教授。

二

章：我们之前曾就建国初期的冶铝教育问题采访过您，知道1949年12月您从美国回到天津后，受到了北洋大学工学院院长魏寿昆魏寿昆（1907-2014）：中国科学院院士，九三学社中央顾问。1929年，获北洋大学矿冶系工学学士学位，1935年，获德国德累斯顿工业大学化学系工学博士学位。1935—1936年在德国亚琛工业大学钢铁冶金研究所从事博士后工作。曾任北洋大学工学院院长兼冶金系教授，天津大学副教务长兼冶金系教授，北京钢铁学院教务长兼理化系教授、图书馆馆长、副院长等职。先生和教务长潘承孝潘承孝（1897—2003），汽车和内燃机专家，中国内燃机和汽车工程教育奠基人。1921年，毕业于唐山工业专门学校（现西南交通大学）。1925年，毕业于美国威斯康辛大学研究生院，获硕士学位。历任河北工业大学首任校长、名誉校长，国立西北工学院院长、北洋大学副校长、教务长等职。先生的接待，并答应了他们的邀请回母校任教。您还提到您当时给冶金专业的学生开授了物理冶金课程，同时还教授了X射线衍射方法、以及如何使用X射线研究合金的晶体结构、原子排列等内容。因为北洋大学没有X射线衍射仪，所以只能主要讲理论和原理，无法做实验章梅芳、冯训婉：《建国初期冶铝教育的起步与探索》，《北京科技大学学报》（社会科学版），2011（1）：1-7.。在此，您能具体谈谈当时国内在X射线科研和教学方面的基本状况吗？您所讲授的理论和原理是不是比较前沿的东西？1952年，您调到北京钢铁工业学院（1960年更名为为人熟知的“北京钢铁学院”）以后，该校在这方面的科研教学条件如何？

方：对，当时我所讲授的都是比较前沿的东西。国内在X射线学方面基本属于起步阶段，理论研究进展缓慢，大多数高校和科研机构基本没有X射线的相关科研设备。1952年，国家进行院系调整，成立北京钢铁工业学院，在院系调整时从唐山铁道学院等调来了两台X射线衍射仪（分别是东德和西德制造）和一台X射线探伤仪（西德制造）。一直到1962年，在全国第一届X射线、电镜上海会议上，国内从事X射线研究方面的老前辈余瑞璜先生还对我说，他因经费紧张，又没有相关的仪器设备，只能改做金属经验电子论研究。所以，在那个时候，北京钢铁学院是既有理论也有实验设备和方法，所以在X射线学科研和教学方面都是走在前列的。

章：我们知道，您从北洋大学冶金系调到北京钢铁学院以后，在教学方面主要精力都集中在X射线金相学和X射线衍射学的课程上了，您能再具体谈谈这方面的情况吗？

方：随着钢院金属物理专业的发展，钢院逐渐把金属物理中的物性、力性、X射线、电子显微镜、金相实验室建成。1961年初，金属物理教研组形成以四位知名教授为支柱的学科梯队。其中，柯俊柯俊（1917-）：1938年，毕业于武汉大学化学系，曾在原经济部工矿调整处工作，负责原材料的验收、运输和保管工作。1942年派驻印度，曾在印度塔塔钢铁厂实习。1944年赴英国伯明翰大学，1948年获自然哲学博士。1954年至今，在北京钢铁学院任教，先后任北京钢铁学院金物教研室主任、物理化学系主任、北京钢铁学院副院长，1980年，当选中国科学院学部委员。教授负责相变组，张兴钤张兴钤（1921-）：1942年，武汉大学矿冶系毕业。1949年，获美国科士理工学院物理冶金硕士学位。1952年获麻省理工学院物理冶金博士学位。1952年回国后任北京钢铁学院教授。1963年到第二机械工业部第九研究所工作，历任试验部主任，厂副总工程师、副厂长兼总工程师等职。1980年任核工业部军工局总工程师。1991年当选为中国科学院学部委员。教授负责力性组，肖纪美肖纪美（1920-2014）：1939年，考入唐山交通大学（现西南交通大学）矿冶系。1957年到北京钢铁学院任教，先后任金属物理教研室主任、材料失效研究所所长、环境断裂开放实验室主任。1980年当选为中国科学院学部委员。教授负责合金理论组，我负责X射线组。另外，马如璋马如璋（1923-）：1950年，毕业于交通大学唐山工学院（现西南交通大学）冶金系。1955年，获莫斯科钢铁学院技术科学副博士学位。历任北京钢铁学院金属物理教研组副教授、教授、物理化学系副主任。在我国较早地开展穆斯堡尔谱学在冶金和材料科学中应用的研究和教学。、吴兵先生领导物性组，谢逸凡、董克柱、苏世璋负责金物实验室。所以，我的主要精力就集中在X射线学方向了。当时，在教授们的指导下，全体青年教师积极工作，克服了很多困难，准备了高水平的金属物理专业实验课。其中，X射线实验课安排了24学时，从熟悉了解X射线仪的使用方法、注意事项开始，到制备粉晶样品、照相；对立方晶系进行点阵常数测定；用最小二乘法进行精密点阵常数测定；对六方晶体进修a/c指数标定；还有对单晶体的位向测定及应力分析等实验。

章：您当时使用的是什么教材？是否与国际接轨？

方：当时的情况是一边倒学习苏联，我翻译了莫斯科钢铁学院乌孟斯基（Я. С. Уманский）的《X射线学》作为教材。1954年，这本教材由人民教育出版社多次印刷，作为高等学校相关专业的专用教材，一直使用到60年代（苏）乌孟斯基：《X射线学》，方正知译，北京：人民教育出版社，1954。。在X射线学实验中，我暗中引用了导师M.E.Straumanis的技术，从实验可直接得到晶体点阵常数精度5×10-埃（5nm）（1nm=10-9m）的精度，不需要用英国学派常用的数学曲线校正。当时，南开大学化学系王祖陶先生、本校物理系沈琳庆老师来听X射线学的课，海军学院杨思城先生来学X射线实验技术，都满意而归。综合我们自身的研究成果，我和谢逸凡写了两本X射线实验指导书，供学生使用；1960年的时候我开始给“金物61”、“金物62”准备180学时的X射线学教材。1962年12月，在上海召开的冶金部高校教材会议上，我还与上海科技出版社签了《X射线衍射学》教材的出版协议。回京后不久接到中组部调令，要到二机部九所参加原子弹研制试验，为此我只好集中时间讲完“金物62”、“金物63”的X射线学的全部课程，1963年3月就去新的工作岗位报到了。离开钢院的时候，我将教材交给赵伯麟，可惜在文革武斗中全部被毁，因而无望出版。

章：除您以外，当时北京钢铁学院金属物理教研组里还有哪些老师在从事X射线学的教学和研究工作？他们的情况如何？

方：除了我还有谢逸凡、赵伯麟、李华瑞、陈训平和蒋柏林。我印象中，谢逸凡是1953年来钢院的，除了教学工作以外，他在X射线仪的电气线路、实验指导书和实验室建设方面做了大量工作，在材料织构的ODF测定方面也做了很好的工作。赵伯麟除专业教学外，在EXAFS和衍射衬度学上做出了很好的研究，出了一本书，很有发展前途，可惜英年早逝。李华瑞除专业教学外，1965年在《物理学报》发表了有创意的X射线衍射图相晶面指数标定法，受到中国科学院物理研究所X射线前辈的好评，在非晶合金的X射线异常色散偏径向分布函数分析等方面发表了数十篇论文。陈训平在教学、EXAFS技术、相分析和研究生管理等方面做了不少工作。蒋柏林除专业教学外，研究了X射线衍射衬度貌相学及其实测技术，在《物理学报》发表了数篇论文。

另外，吕荣邦、盛世雄、谭秉和、刘建民、姚玉琴、柳得橹等教师及实验员陈雪芳、冯永荣、尹秀兰等，对X射线学的教学、实验及科研都做了很多有益的工作。党支部书记韩汝玢对这个X射线小组的发展给了多方面的大力支持，当然也与当时的院领导魏景昌、高芸生、张文奇，教务长魏寿昆、科研部主任付君诏等人的支持分不开。

章：您是1957年被高教部委派到莫斯科钢铁学院去进修，能谈谈当时的背景吗？

方：当时主要学习苏联，我之前翻译了乌孟斯基的《X射线学》，所以被派去进修。1956年，我便开始学习俄文。1957年9月，正式被派到莫斯科钢铁学院金属物理教研组进修，1959年9月回国。

章：在苏联进修期间，您主要从事了哪些学术和研究工作？

方：在苏联进修期间，我完成了Fe-W合金亚结构的X射线消光和摆动曲线测量以及磁饱和、矫顽力、电阻、硬度等物理性能的测量。另外，我还花了半年时间考察了前苏联科学院所属莫斯科和列宁格勒各有关研究所以及黑色冶金中央研究院的X射线异常散射、小角散射、显微术、电子衍射和中子衍射的新成果。

章：听说您当时还组织开展了很多其他的科研工作，包括X射线小角散射照相和谱仪技术、变形金属X射线线形分析技术等等。您能谈谈具体情况吗？

方：1959年前后，我根据从莫斯科一个研究院带回的一个简单的图纸，指导谢逸凡等小组成员研制了吸收式X射线显微镜。1959年底研制完毕，克服了真空技术及调试的困难，完成了中国金属材料界第一台X射线显微镜的试制工作。1960年2月，我作为先进工作者代表参加了北京市文教系统群英会，我们制作的X射线显微镜是当时近十年发展起来的新技术。这段时间，我还指导“金物61”届毕业生谭淞生完成了合金调制（Modullation）结构的X射线分析的文献综述；指导“金物62”毕业生刘国新建立了X射线小角散射照相技术。同时我在钢铁研究总院兼职，参加原子弹铀同位素分离膜攻关，指导张晋远先生建立了X射线小角散射的谱仪测定技术，以便他用来检测分离膜的粒度。1982年，葛昌纯葛昌纯（1934-）：1952年毕业于唐山交通大学（今西南交通大学），1983年获德国德累斯顿工业大学博士学位，现为北京科技大学材料科学与工程学院教授。2001年当选为中国科学院院士。先生获得国家发明奖一等奖中，张晋远先生是获奖人之一。此外，我还指导“金物62”毕业生戴运曾建立了Fe-Al变形合金的X射线线形分析技术。

章：您的团队取得的这些科研成果在当时是否属于国内领先？在国内相关学术界应该产生了不小的反响吧？

方：因为有先进的设备、实验方法，所以当时我们的研究和教学工作确实走在国内前列，得到了很好的结果。1962年，在全国第一届X射线、电镜上海会议上，我报告了Fe-W合金亚结构的X射线消光和摆动曲线研究，赵伯麟报告了Fe-Al变形合金的X射线线形分析技术研究，“金物61”的毕业生很多人都提交了论文，钢院是当时提交论文最多的单位。1962年11月前后，北京物理学会为北京市高校普通物理教师举办固体物理讲座，让我讲晶体结构与X射线衍射第一讲，后由钱临照钱临照（1906-1999）：中国科学院院士，物理学家、教育家，中国金属晶体范性形变和晶体缺陷研究以及物理学史研究的奠基人之一，中国科学史事业的开拓者。、柯俊两位院士主讲晶体缺陷，《北京日报》对此做了报道。

章：听说当时全国十几所高校都派教师还有学生到北京钢铁学院来进修X射线学，您能说说这方面的情况吗？

方：主要是我们钢院金属物理教研组教授、实验员和学生们齐心合力，创造了很多好成绩，声名远播，因而国内不少知名大学派教师来我们教研组进修，当时来进修的教师真是络绎不绝。其中，我记得1960年以后，有上海交通大学的杨正瑞、陈贤芬、西安交通大学的何家雯、唐山矿冶学院的袁玉珍、重庆大学的何泽普等人来我们这里进修X射线学，北京大学物理系62届金属物理专业的学生来听我们金属物理专业课和X射线学，并派学生赵濬来我们的X射线实验室由我指导做毕业论文。

章：您刚才提到1962年，您被调往二机部九所，能谈谈当时的具体情况吗？

方：1962年，为粉碎西方核大国对中国的核讹诈，加紧研制中国的第一颗原子弹，中央下令在全国范围内分两批抽调科技骨干到当时专门从事核武器研制的九所工作。我是第二批126名抽调人员之一。当时，我在钢院的X射线教学和研究工作正是蓬勃开展、蒸蒸日上的时期，有些舍不得离开这个团结向上的科研小组，后来二机部副部长钱三强派专车接我到二机部交代任务。1963年3月，我怀着难舍的心情告别了钢院的教学和科研工作，前往九所实验部报到。

章：现在回想起来，您觉得您在X射线学方面的特长是否在九所的工作中得到体现了？您如何看待X射线学在相关学科研究与发展中的作用？

方：我是九所指名调去参加脉冲X射线爆轰物理试验工作的，实际的研究工作和我在北京钢铁学院的X射线学研究关系不大。到了九所以后，我暂时留在北京，利用这段时间我经常回钢院图书馆查资料、看文献、了解业务、钻研炸药性能等方面的知识，复习留学期间学到的关于原子核、核子及其探测技术方面的知识，为工作做准备。

我觉得，加强X射线教学工作，可以增强材料物理专业毕业生的工作适应能力。X射线学（衍射和能谱）知识可广泛应用于所有凝聚态物质（包括软物质）的结构分析和等离子体（实验室的等离子体，如磁约束、激光核聚变、Z-箍缩……以及天体物理）的物理研究。也可以用来发展原子内壳层物理、原子碰撞物理和基于加速器的原子物理学。1990年，内空原子（Hollow Atom）的发现就是依靠X射线线谱的测量得以证实的。

章：最后，能说说您在1963年被正式调往九所之前，以及后来返聘回到北京钢铁学院以后，大概培养了多少名学生吗？其中有多少学生做这方面的研究课题？有多少毕业后继续从事X射线学方面的科研工作？

方：我去九所之前培养了2名硕士研究生，80年代返聘回北京钢铁学院以后，我自己以及和别人合带共培养了8名研究生。当年的这些博士生，现在很多人都是博士生导师了。例如，中国科学院高能物理所的吴君华教授；中国科学院力学所的王育人教授；以前在清华物理系，现在在华北电力大学教书的蔡钧教授。他们毕业后都还继续从事有关X射线学方面的科研工作。

章：您对今天的X射线学发展有何看法？对北京钢铁学院材料物理学科的发展有何建议？

方：现如今X射线衍射已经变成了一个通用的、普遍化的方法了，所以一般人都不再提了。实际上，每一个研究单位、高校单位这个X射线衍射仪还都在用。比较而言电子显微镜的发展更快一点。北京科技大学也是如此。

章：谢谢方先生！感谢您98岁高龄了还愿意接受我们的采访，也感谢您为X射线学的在我国的起步与发展所作的贡献！

方：我也要谢谢你们！你们做的工作很有意义！

[后记] 1963年，方正知先生调至第二机械工业部北京第九研究所（中国工程物理研究院前身）工作，1981年调至中国科学院空间物理研究所工作，关于这两个时期他的科研情况可参阅：《20世纪中国知名科学家学术成就概览》（能源与矿业工程卷/核科学技术与工程分册），钱伟长总主编，本卷主编杜祥琬，北京：科学出版社，2015：112-121）。

（责任编辑：马胜利）

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