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大师风采

博济之师,百年兰馨——记冶金学专家和教育家、中国科学院院士魏寿昆

魏寿昆,天津市人,生于1907年9月,北京科技大学教授,冶金学和冶金物理化学家、冶金教育家,中国冶金物理化学学科创始人之一。1923年毕业于天津市第三中学;1923—1929年就读于北洋大学,获矿冶系工学学士学位;1930年考取天津市公费留德;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进修一年;1936年9月受聘北洋工学院矿冶系教授,后辗转大半个中国,参与组建多所高校,曾任西北联合大学、西北工学院、西康技艺专科学校、贵州农工学院、重庆大学、北洋大学及唐山交通大学教授、系主任、教务主任以及重庆矿业研究所研究室主任;1949—1952年任北洋大学工学院院长、天津大学副教务长;1952年起任北京钢铁工业学院教授、教务长、副院长。在冶金理论和工艺、资源综合利用、冶金融体理论上取得了开拓性研究成果:建立了高温熔体活度理论体系和炉渣脱硫的离子理论、解决了我国冶金工业生产工艺中出现的一系列问题;提出了选择性氧化与转化温度的概念,为提高和改进我国共生矿的冶炼技术提供了重要的理论基础;在国内率先开展固体电解质电池直接快速定氧技术的研究,该技术于1974年被誉为当时国际钢铁冶金三大发明之一,是控制钢液脱氧、提高钢质量的关键性手段。曾获国家教育委员会科学技术进步奖一等奖、二等奖,国家自然科学三等奖,何梁何利基金科学与技术进步奖,国家教育委员会高校教材优秀奖等。自1930年任北洋大学助教起,从事教学科研工作已逾80年,培养了大量的冶金、科技和管理人才,为我国的高等工程教育做出了卓越贡献。1980年当选为中国科学院学部委员(1993年改称院士)1.jpg

2006年9月6日,人民大会堂河北厅,“庆祝魏寿昆院士百岁华诞暨从教77周年座谈会”隆重举行。在徐匡迪、师昌绪、周济、朱继民、周国治等饱含深情的致辞之后,魏寿昆从座位上站了起来,发表了长篇答谢讲话。会场内顿时安静下来,众人注视着这位十秩高龄的冶金界、教育界前辈,听着他泰然平和却掷地有声的言语,脑海中宛若展开了一幅百年画卷:生逢乱世,弃商就学,北洋才子赴德苦修五年回国,抗战烽火中于陕、黔、滇、渝四处奔波,在风雨中守护中国近代教育的火种;新中国成立后赴满井村勇担钢院建校和教务重任,于荒芜之上开辟新中国冶金教育先河;陕蜀京津,恩师慈父,春风桃李,不觉百年。

“芝兰生幽谷,不以无人而不芳,君修道立德,不为穷困而改节。”回眸先生百年人生,如浸兰香,荡气回肠。

北洋才子,弃商从文

1907年9月16日,一个新生命诞生在天津一户日渐败落的商人家庭里,祖父为其取名寿昆,字镇雄。魏家九代从商,至魏寿昆这代,开始有了变化。

近代以来,中国遭受帝国主义肆意蹂躏,晚清王室风雨飘摇,魏家多次遭劫,家境每况愈下。身为长孙的魏寿昆成为了继承家业、复兴家族的最大希望。祖父原本打算将魏寿昆送至一家光景好的商铺,跟东家学习经商本领,而后继承祖业。然而在金宅私塾学习三年后,不足10岁的魏寿昆并没有接受祖父的安排,他说:“我自幼喜欢读书,深愿弃商就学。”小小孩童,志向已明,魏寿昆的这句话让祖父和三叔深为震动,虽有遗憾但却对这份志向给予了支持,鼓励他勤奋读书。

为了尽量省钱,魏寿昆选择离家最近的育德庵小学就读,并于1919年8月考入天津铃铛阁官立中学(现天津三中),成为这个商贾世家中的第一个中学生。

中学四年,铃铛阁官立中学完备的现代课程体系给魏寿昆打下了坚实的知识基础,魏寿昆各门课程全部优秀。1923年夏,魏寿昆以第一名的成绩从千余名考生中脱颖而出,考入北洋大学矿冶工程专业,两年预科,四年本科。1929年,魏寿昆以本科四年各科平均94.25分的成绩修得学士学位,并获授斐陶斐(Phi-Tau-Phi)“金钥匙会徽”,这一分数刷新了北洋大学校史上的高分记录,“北洋才子”的美誉由此而生。

魏寿昆在北洋学习6年,其间4年学校都由刘仙洲主持校政。在刘仙洲的努力下,茅以升、石志仁、何杰、侯德榜等一批名师到校任教。这些教授都曾抱着工业救国、教育救国、科学救国的理想留学国外,又怀着报效国家的志向回国服务。魏寿昆深受他们的影响。他深知,复兴中国,自己在北洋学到的东西还远远不够,唯有出国深造,才能换回一张安静的书桌和一身报国的本领。然而,时值北洋军阀统治,公派留学机会少得可怜,魏寿昆只能认真准备,等待时机。

1929年夏,魏寿昆大学毕业后留在学校冶金系任教,协助冶金教授斯佩里(EdwinSperry)先生设计制造辽宁宝马川金矿选矿设备。矿场停办后,他又被介绍至辽宁海城县大石桥滑石矿公司工作。1930年春节,因为不想失去难得的留学深造良机,魏寿昆果断辞去大石桥滑石矿的工作,回到母校北洋大学,一边协助矿冶系系主任何杰教授和地质系冯景兰教授的教学工作,一边继续关注着招考留学生的消息。1930年9月,“幸运之神”悄然降临。根据时任天津市市长张学铭的建议,天津市决定公开招考三名留学生。这是天津市唯一一次自行招考公费留学生,魏寿昆很好地把握住了这个机会,从50名天津籍考生中脱颖而出,顺利通过留德考试,开始了长达五年漂泊异国的游子生活。

这一年,魏寿昆刚满23岁。

远渡重洋,求知若渴

1931年3月,魏寿昆收到信函,得知留学经费已经落实。起程之前,魏寿昆专程赴岳父家与未婚妻杨英梅告别。席间,魏寿昆畅谈留学抱负,杨英梅明志守约,等待他学成归国完婚,两人温情难舍。魏寿昆又放心不下母亲,母亲便安慰他说:“好好读书,别担心家里。”

到达柏林之后,魏寿昆在夏洛滕堡区租到房子,很快适应了新环境,仅用两个月便完成了8个月的语言学习计划,取得德语及格证书,顺利进入柏林工科大学。

然而,刚开始上课时语言的隔阂依旧是他听课的很大困难。曾经学过的如无机化学、分析化学等课程听讲起来还比较顺利,因为即便是遇到一些陌生的化学名词术语,课后复习时只要查字典就能够搞明白。对于从未学过的新课程,如工业化学中的有关经济学、贸易学、企业管理学中的术语,起初的魏寿昆却茫茫不知所以然,于是他用更多的时间一词一句地查阅、询问、理解、消化,逐渐吃透了那些原本陌生的单词。

1931年在柏林期间,德国法西斯势力越来越嚣张,许多德国青年开始盲目崇拜法西斯思想,此时日本在中国发动了“九一八事变”,局势愈加紧张。一天,魏寿昆在食堂用餐,一位德国青年误以为他是日本人,上前得意忘形地说:“在满洲你们日本人又打胜仗了!”魏寿昆怒目而视,未予理睬。德国人以为他没听清楚,又很骄傲地说:“我们德国也是好战的民族。”魏寿昆再也按捺不住满腔的怒火,厉声谴责道:“我们中国人一定能把日本人赶出去!让你们这些好战的民族见鬼去吧!”这位德国青年顿时被他的气势震住,灰溜溜地走了。魏寿昆在《忆30年代留德生活》一文中回忆了当时的悲愤心境—“国家不强,受人侮辱,痛愤在心。”

痛愤很快转化为师夷长技、工业救国的动力。此事之后,魏寿昆的学习更加用功。留德期间,魏寿昆结识了同在德国留学的王淦昌,两人于1932年5月同游哈茨山风景区时畅谈国事,互相勉励,相约在各自领域共同为祖国效力。

魏寿昆用了一年的时间,结束了柏林工科大学的学业,转到德累斯顿工业大学攻读色染化学博士学位。按照学校要求,直读博士之前必须补做一篇工程师论文。魏寿昆学完国内大学未曾学过的部分专业课及全部专业实验后,用9个月的时间完成了《纳伏妥尔-As(Naphtol-As)在真丝染色的生成及性能的研究》。这是魏寿昆第一次用德语写工程师论文,结果却出乎他的意料,即使在以严厉著称的色染及纺织化学研究所所长柯尼希(W.Konig)那里,他的研究成果也得到了1a-1b(特优-优)的评价。柯尼希教授对这位聪明而勤奋的中国学生倍加器重,在他的悉心指导下,魏寿昆的研究工作另辟新路,完成了博士论文《新生亚硝酸对羊毛作用的新贡献》,并于1935年6月28日顺利通过答辩,获得“极优”的成绩。

拿到色染化学博士学位之后,魏寿昆已经完成了天津市政府规定的留学任务,4年的公费期也已期满。他慎重地考虑着国内的局势和眼前的选择:在日本势力控制下的天津,自己已经不可能再为天津纺织色染工业服务,不如借留德机会再学一年钢铁冶金,这对国家和个人都是最有利的。1935年夏末,魏寿昆以旁听生资格自费进入亚琛工业大学钢铁冶金研究所学习一年冶金专业。在这一年里,他给自己安排了很重的学习任务:一是了解国际冶金工业及冶金教育动态,为回国从事冶金实业或教育工作掌握资料;二是到德国著名钢铁公司实习参观,学习德国冶金工业新工艺、新流程、新设备;三是听亚琛工业大学著名教授讲课,购买讲义和教科书,掌握冶金理论及其研究方法。这段时间,魏寿昆节衣缩食,惜时如金,对冶金知识几乎痴迷到夜以继日、乐而忘我的程度。

回忆那段留学生涯,魏寿昆深情地说:“留德五年又两个月,为我一生服务祖国和人民奠定了基础。我怀念曾经教育过我的老师,感谢他们,对他们表示崇高的敬意。”

辗转西疆,风雨报国

1936年,魏寿昆怀着满腔报国热忱和一身才学回到阔别五年的家乡,赴北洋工学院任教,次年守约完婚。1937年,“七七事变”爆发,北平、天津相继沦陷。时任北洋工学院院长李书田果断向国民政府教育部提出内迁要求。不久,教育部令北平大学、北平师范大学、北洋工学院及北平研究院迁往西安,组成西安临时大学。

学校仓促西迁后,办学条件非常艰苦,教学设备简陋,图书资料匮乏,师生只能勉强开课。然而此般境况维持不长,开学不到半年,临汾失陷,潼关告急,西安轰炸声不断,西安临大不得不再次南迁至汉中城固县,选择文庙、考试院及城南的古路坝天主教堂等作为校址安顿师生,学校也更名为西北联合大学。

当时的西北联大的教室、宿舍都是临时搭建的,条件十分简陋。面对硬件条件严重不足,教学资源相当缺乏的困境,魏寿昆以赤心坚持教学。没有教材,他依靠自己所学、拼命搜集资料而自编讲义;师资缺乏,他经常一人讲授从低年级到高年级的多门课程,不知苦累。同学们也是日夜苦读,如饥似渴。在城固古路坝上课的学生,晚上于油灯下读书、写作业,远望山中的点点灯光,闪烁似夜幕星光,遂成“古路灯火”一景。“古路灯火”虽然微弱,却是西北高等教育的火种,后来孕育出西北工学院、西北大学、西北师范大学及西北医学院等高等学府。

1938年7月底,西北联合大学被拆分,魏寿昆到新成立的西北工学院任教,任矿冶研究所主任。由于教师奇缺,从二年级的“分析化学”到高年级的“选矿学”、“钢铁冶金”及“非铁(有色)冶金”均由他一人授课,另外他还讲授“金相学”、“钢铁热处理”等多门课程。在西北工学院任教两年后,魏寿昆来到新成立的西康技艺专科学校担任化工科主任,两年后又调至贵阳,创建贵州农工学院并任教务主任及矿冶教授。1942年,魏寿昆被重庆经济部矿冶研究所聘用,从事抗战急需材料的科研工作,同时兼任重庆大学教授,每月在重大任教10天,在研究所工作20天,身兼双职,奔波于北碚和沙坪坝两地之间。

回忆起抗战时期的任教经历,魏寿昆曾写道:“山河破碎,报国无门。不少时间情绪波动频繁,思想上有沮丧、有愤恨、有彷徨、有困惑,但经常以做好本职工作要求自己,以为祖国培育英才为己任。”抗战八年,魏寿昆随同李书田等人辗转流亡于西部穷山恶水之间,稍有停顿,便拿起粉笔讲学,魏寿昆一人几乎承担了各校矿冶系所有冶金课程的讲授。在西安,敌机每日盘旋于学校上空;在汉中,古路坝天主教堂外常有强盗出没;在西昌,魏寿昆每日骑马走7公里山路上课……然而,再多的困难凶险也无法熄灭魏寿昆等一大批教育家心中熊熊燃烧的教育救国的梦想。中国近代教育的火种,也因他们的精心守护,得以在那段风雨如晦的岁月延续。

在中华民族最危急的时候,魏寿昆于颠沛流离中除了教课,还依然坚持开展抗战急需材料的研究工作,并着手调查大后方各省铁矿资源的状况,收集大量铁矿样品,以实际行动报效祖国,取得多项科研成果。

魏寿昆对铁矿样品进行化学分析,发现样品中磷的含量都比较高,容易导致钢变脆,在冶炼过程中必须将过多的磷脱去。魏寿昆在一次次钢中脱磷热力学计算的基础上提出了小型贝塞麦炉冶炼程序,以及贝塞麦炉与马丁炉双联操作工序,在《矿冶》复刊号上发表了题为《贝塞麦法炼钢去磷问题》的论文,成为他毕生从事冶金物理化学研究的起点。随后,魏寿昆于1944年发明“静置后处理法”,该法可把从四川白云石矿中提取的氧化镁纯度提高到99.5%,从而解决了长期存在的马丁炉炉衬的耐腐蚀问题,并取得发明专利。1945年他研究从江苏钼矿中提取纯金属钼、钼化合物及炼制钼铁和钼合金钢,提出钼矿综合利用思路:将钼矿预先进行焙烧,继而以湿法提取钼酸钠、钼酸铵和钼酸钙;在坩埚内用钼酸钙炼制钼合金钢;利用硅铁还原钼酸钙制得含钼40%的钼铁;此外又成功地制得纯度为94.67%的金属钼。这一成果也获得发明专利。这时期,魏寿昆共发表学术论文12篇,获5项专利。

抗日战争胜利后,南京国民政府恢复了北洋大学校名,魏寿昆回到天津,任北洋大学冶金系主任、采矿系主任、教授,并受命恢复被战争破坏的实验室,重整教学秩序,其间还兼任唐山交通大学冶金系教授。

1948年末,天津战役即将打响。国民党政府命令北洋大学南迁,魏寿昆和一批知名教授均在计划南迁的名单之中。魏寿昆从小深受孟子的“上下交争利,而国危矣!”的思想影响,目睹国民党政权的腐败,民心已丧失殆尽,他把兴国强邦的希望寄托在共产党身上。因此,他听从天津地下党的安排,留守在北洋大学,迎接解放。

千磨万击还坚劲,任尔东西南北风。波澜壮阔的历史画卷中,魏寿昆以学报国,笃定执著,带着不变的报国信念,坚定迈向新中国的春天!

满井星火,铸就钢院

新中国成立后,北洋大学分设工学院、理学院,魏寿昆任工学院院长。为改变旧中国教育事业的衰败局面,教育部于1951年9月开始对高校进行“调整、统一、整顿、巩固”,北洋大学同河北工学院合并,更名为天津大学,魏寿昆任天津大学副教务长。1952年,全国高校进行院系调整,天津大学、唐山交通学院、北京工业学院、西北工学院、山西大学、清华大学六所高校的矿冶学科合并组建北京钢铁工业学院。4月22日,重工业部钢铁工业局组织召开了北京钢铁工业学院第一次筹备工作会议。4月25日,魏寿昆作为教育部指定的天津大学代表,参加了由重工业部和各校代表参加的筹备工作座谈会。

不久,魏寿昆率领天津大学调归北京钢铁工业学院的教职工20余人,以及在校学生91人暂住清华大学开展教学工作,位于北京西北角的海淀区满井村的钢院校园正在施工。他时常来到建筑工地,看见一栋栋楼房拔地而起,教学区、图书馆、学生宿舍区、家属生活区日见雏形,心中的激动便油然而生。1953年9月,北京钢铁工业学院从清华大学迁入新校址上课。纵然是“无风三尺土,下雨两脚泥,上课钻工棚,夜读须秉烛”,但校园中教学秩序井然,生机勃勃,师生们的脸上洋溢着快乐自豪的笑容。它宣告,一所为社会主义中国培养冶金人才的高等学府已初步建成。

从此,这位昔日的“北洋才子”秉承着北洋“严谨求实、实事求是”的优良传统,扎根钢院,和其他建校元老一起,带领一批立志以钢铁强国为己任的热血青年,用辛勤的汗水开创了崭新的奋斗征程。

建校初期,北京钢铁工业学院在教学上强调学习苏联冶金教育经验。作为学校的第一位教务长和全国唯一的冶金学科一级教授,魏寿昆的主要工作是管理全校的教务活动,他深感责任重大。从教学规章制度制定到各专业教学计划的审定,从各门课程教学大纲的编写到苏联科教书的翻译,从部分教材的编写再到教学设备的选购等,他都亲力亲为,生怕疏忽任何一个细节而影响学校的教学发展。

为保障教学工作的正常秩序,魏寿昆将自己主管的工作总结为“3个6”和“1个馆”的教学组织模式。“3个6”是指教务处的6个科室(教务科、科研科、教学设备科、生产实习科、出版科、业余教育科);院设的6个系(采矿系、冶金系、金相及热处理系、压力加工系、冶金机械系、物理化学系);院属的6个公共教研室(数学教研室、物理教研室、化学教研室、外语教研室、机械制图教研室、体育教研室)。“1个馆”即图书馆。在魏寿昆的协调组织下,各个教学单位井然运行。

在千头万绪之中,如何制定出新颖、规范、严格、合理的教学计划,是魏寿昆最为关切的事情之一。他积极组织教师参加俄文学习突击班,翻译俄文资料,努力学习研究苏联冶金教学经验,在短短的二至三年时间,便形成了完善的教学计划和教学大纲,为学校教学活动的高效开展奠定了坚实基础。后来,由魏寿昆主要组织制定的“钢铁冶金教学大纲”经清华大学、北京工业学院、重庆大学、中南矿冶学院和北京钢铁工业学院5所高校56名教授、学者讨论通过。这是新中国成立后第一份比较符合中国国情的、比较完善的钢铁冶金教学大纲,对其他冶金类专业制定或修订教学大纲起着重要的示范作用。

1956年1月,在柯俊、魏寿昆等著名教授的建议下,学校设立了由金属物理专业和冶金物理化学组成的物理化学系,这两个专业并称为北京钢铁工业学院的“两大台柱”,至今仍是学校的“王牌学科”。在魏寿昆担任教务长的14年间,北京钢铁工业学院汇聚了一大批钢铁冶金领域的精英人才,教师队伍的强大和完整,即使在北洋大学、唐山交通大学的鼎盛时期,也无法与其相比。

回望建校历史,魏寿昆兢兢业业,执著探索,辛勤耕耘,为北京钢铁工业学院的建立和发展付出了巨大心血,打下了坚实基础。北京钢铁学院以其坚实求新的步伐很快发展壮大,成为培养优秀冶金工业人才的重要基地,“钢铁摇篮”的美誉广为流传。

冶金泰斗,自成一家

魏寿昆是“冶金热力学”当之无愧的先行者和奠基人之一。他从事冶金学研究近60年,而其中约有三分之二的时间从事冶金热力学的研究。从他1929年《矿冶》杂志上刊登第一篇论文起,已撰写和发表论文达130余篇。他有5部专著,其中《冶金过程热力学》与《活度在冶金物理化学中的应用》是该学科具有开创性、奠基性的宏著,均受到国内外同行的好评。日本著名的冶金学家后藤和弘曾评论《冶金过程热力学》是迄今世界上最好的一部冶金热力学专著。该书获1988年全国优秀教材奖,至今仍然是我国冶金工业领域的经典著作。魏寿昆将热力学原理系统应用于冶金实践,将复杂的冶金反应通过高温反应活度理论建立了一系列简单的、实用的、可计算的一系列高温反应方程式,从而找到了开启冶金反应神秘宝库大门的钥匙。

活度理论辟蹊径,炉渣脱硫延新途

20世纪50年代初,魏寿昆注意到“活度”概念正是当时冶金学界的热点研究领域,这激发起他极大的兴趣。此后,他的课余时间几乎全部都被用在图书馆里查资料,试图揭开“活度”的神秘面纱。活度研究可提供探索合金溶液本质的途径,因为在计算合金溶液热力学参数时,人们往往把溶液看成是理想溶液而不是真实溶液,而活度正是反映了真实溶液和理想溶液在客观上存在的差异,活度系数则反映了产生这种差异的原因。那时候,我国冶金工作者对活度理论与应用感到茫然,戏称为“糊涂理论”。而国际冶金界对高温冶金反应活度理论研究也无系统的突破。

魏寿昆精通冶金热力学,他从理论上论证了高温真实溶液活度计算的两种标准,并用活度理论对人们最关心的冶金反应进行计算,阐明这些冶金反应的热力学本质。他把研究成果编写成教材,为青年教师、工厂的工程师、大学生讲课。魏寿昆相信,他们只要掌握活度理论,便会能动地利用它控制冶金反应过程,生产出各种急需的钢铁材料。同时,他又把大量实践成果吸收到教材中,不断更新和丰富了教学内容。

1956年起,魏寿昆连续发表了《活度的两种标准与热力学势》等几篇重要论文,1964年他的专著《活度在冶金物理化学中的应用》出版。这本书凝聚着他八年来苦心研究的成果,奠定了魏寿昆在我国冶金物理化学领域创始人之一的地位。从此,活度理论也从教科书中的抽象概念变成冶金工作者认识和利用冶金反应本质的实用工具,他应用活度理论和炉渣离子理论归纳出的适用于高炉铁水脱硫公式,至今仍被国内外冶金专家广为应用。

选择氧化尽完善,复杂金矿巧分离

20世纪60至70年代,魏寿昆研究了选择性氧化热力学理论。他多次著文指出,当有许多氧化物同时被还原或许多元素同时被氧化时,则存在着还原、氧化顺序的问题。1973年,他首次提出“氧化物转化温度”概念。他认为:两个元素选择性氧化的转化温度只决定于熔池组成活度及CO的压力,而与吹炼用氧的形式(无论是气体O2还是熔池金属液中溶解的[O],抑或熔渣中的FeO)无关。这个重要的发现,改变了旧理论所述的熔池中两个元素氧化的转化温度不变的论点,丰富了冶金物理化学理论。这个理论对于研究平炉、底吹转炉及顶吹转炉等不同炼钢方法中的元素氧化的顺序与条件,特别是对共生矿的冶炼工艺具有普遍的指导意义。

魏寿昆认为,提出新的观点、新的理论并不是科学研究的终点,更重要的是把它应用到生产实践中去指导生产,接受检验,使它不断丰富和完善。20世纪70至80年代,古稀之年的魏寿昆奔赴钢铁生产现场,运用选择性氧化理论进行了多种工业实践,收到了预期效果。如指导上钢三厂冶炼不锈钢工艺的脱碳保铬问题;为上钢一厂的摇包中铁水脱铬保碳提出了最佳工艺条件;结合攀枝花钢铁公司和包头钢铁公司的共生矿的条件,分别提出了如何提钒与提铌的最佳工艺等。他对有色金属冶炼工艺也提出了重要的指导性意见与建议。如为了金川有色金属公司的火法提镍,魏寿昆从理论上计算了镍锍中元素氧化的顺序,为卡尔多转炉保镍脱硫提出了理论依据并成功地确定了合理的吹炼工艺,使镍的总回收率超过95%。那些年月,魏寿昆好像忘了耄耋将至,依旧如同青年人那样充满着活力和创造力,迎来了科学生涯中的又一个丰收季节。

1988年,魏寿昆将选择性氧化理论进一步完善和扩充。在他撰写的发表在德国《钢研究》上题为《金属熔体中元素的选择性氧化及反应平衡》的论文中,把选择性氧化定为第一类型,而第二类型则是某元素选择性优化氧化,经常伴随着该元素和其他元素的共同氧化,最后达到平衡。该理论能够成功地应用于多种金属矿有用元素的分离,对冶金热力学发展做出了贡献。此外,魏寿昆还根据EllinghamRichardson吉氏自由能对温度的曲线图,建立了较完善、较全面的理论阐述,为多金属多反应的提取工艺提供了归纳性的能实际应用的理论。

首研固体电解质,实测热力学参数

在研究选择性氧化理论的同时,魏寿昆于20世纪70年代在国内率先开展固体电解质电池直接快速定氧技术的研究,利用这种技术可快速准确地直接测定出钢液中的氧活度,是控制钢液脱氧、提高钢质量的关键性技术手段。魏寿昆说:“这种技术被称为当前钢铁冶金三大发明之一。现在我们着手研究为时不晚,可以和国外同步进行。”在他的倡导下,冶金物理化学教研室成立了研究组,20世纪80年代又将研究组扩展为学校重点研究室,使我国固体电解质电池的研究处于国际先进水平。

魏寿昆采用固体电解质电池定氧原理,率先开展热力学参数的测定工作。他配合包钢铁水提铌,选定科研课题项目“共生矿分离基础理论研究—铌在铁液及钢渣中的热力学行为”。他利用定氧电池测定了Fe-Nb、Fe-Nb-Mn及Fe-Nb-Si等体系中的铌的活度相互作用系数,对包钢改进提铌工艺提供了定量的热力学分析数据。他用固体氯化剂氯化铌渣脱锰,使铌铁合金的含Nb量由原来的10%—15%提高到60%;并对国外尚无文献资料报道的氧化铌-氧化锰一氧化硅的三元相图进行了初步研讨。上述课题获得1998年国家教委科技进步二等奖。

综合利用做文章,有害元素精“淘沙”

魏寿昆一向重视国内矿产资源的综合利用。我国华南铁矿含砷,在高炉冶炼过程中,铁矿中的砷进入生铁。当时还无任何方法将砷除去,而砷在钢中害多利少,脱砷研究急需进行。为此,魏寿昆采用还原脱砷原理对铁水用CaC2-CaF2渣系进行预处理,得到满意的脱砷效果;并对该钢水施以二次精炼,在氩气保护下采用喂入钙丝的方法,使钢水中的砷可脱至双零水平。魏寿昆与他人合作又研究了砷在铁液内的热力学行为,测定了某些砷的活度相互作用系数,并测出脱砷产物Ca3As2的生成自由能。这些均属热力学计算中很有用处的数据,并且是国外文献未见报道的资料。脱砷研究获1993年国家教委科技进步一等奖。

我国锰矿含磷,致使炼制的锰基合金中也含磷。锰基合金是炼钢常用的脱氧剂,若其中含磷,则将对钢的质量产生极为恶劣的影响。因此,锰基合金去磷是国内迫切需要解决的问题。魏寿昆与倪瑞明、马中庭、成武首先利用金属钙对硅锰合金进行系统的脱磷研究,取得有效的成果。他们又研究金属钙在锰液中的热力学行为。例如,研究了钙在锰液中的溶解度、第三元素对钙的溶解度的影响,以及求出第三元素对钙的活度相互作用系数等,使得锰基合金脱磷可以定量计算。该课题属国际领先水平,获得了1991年国家教委科技进步一等奖。

在做好冶金热力学科学研究工作的同时,魏寿昆还作为中国金属学会的创始人之一,长期致力于推动全国冶金物理化学学科的发展。他曾建议成立冶金过程物理化学分会,并在“文革”后担任该组织两届负责人。该学会在魏寿昆等院士的指导下,学术活动质量逐步提高,学术会议民主开放,不断产生新思路、新观点,对繁荣我国冶金过程物理化学研究起着重要的推动作用。魏寿昆在他所著的《冶金过程热力学》的前言中阐明了他锲而不舍地研究冶金热力学的原因:“……通过与冶金工厂及研究部门的科技、工程人员接触,深深感到:一方面应用物理化学解决实际问题非常迫切,但另一方面又遇到不少人在解决冶金实际问题时,苦于不知如何运用物理化学这一得力的理论工具。……作者愿为物理化学工作者和冶金工作者搭筑桥梁,使达到相互促进。”魏寿昆通过对冶金热力学,特别是高温活度理论的研究,不仅“构筑”了冶金学与物理化学两个学科之间的“桥梁”,而且沟通了冶金生产实践与物理化学理论之间的联系,他为“筑桥”,融入了大半生的心血。

“做人要知足,做事要知不足,做学问要不知足。”魏寿昆的科研工作便是遵循着不知足、不止步的道路不断向前,在祖国冶金工业广阔的土地上,留下一世纪的足印。

师者如兰,终生沁香

魏寿昆从教83年,从近代中国的第一所公立大学—北洋大学,到抗战时期行经万里辗转西北临大至重庆大学,再到新中国成立后的天津大学至院系调整后的北京钢铁工业学院,曾在10所大学任教,讲授过28门基础课和专业课程。其教龄之长,恒心之坚,树人之丰,在中国乃至世界教育史上也是为数不多的。

魏寿昆一生兢兢业业,无私奉献,共为我国培养了四五代冶金科技人才。在这些学生中有出类拔萃的两院院士,有著名的科学家和教授,有身居要职的政府官员,有名声显赫的企业家;然而他的大多数学生数十年如一日,勤奋地工作在教育、工厂和矿山上。

早在北洋大学任教时,魏寿昆已是名师。据北洋大学校志载:“矿冶系魏寿昆主任,他在课堂教学,条理之清晰,逻辑之严密,科学论证、分析之透彻,深为师生折服与钦佩。”随后在抗战时期辗转于西安、汉中、西昌、贵阳的五年间,各校矿冶系所有冶金课程大多由魏寿昆一人讲授,有时化学教师不足,他还要承担部分化学课程。他每学期至少教授三门课程,曾有一个学期五门课程平行教授,每周上课14课时。整个抗战时期,加上之前在北洋大学的一年,魏寿昆讲授的课程已多达23门1。期间,魏寿昆还针对当时国内冶金教材极度匮乏的现状,主动翻译大量外文原版教材,精选内容编写讲义,经过长期的积累和整理,在重庆大学任教期间基本编写完成冶炼厂设计课程的讲义,为当时教学和建厂提供了翔实的资料。后来《平炉炼钢厂设计》于1954年由商务印书馆出版,成为建国初期冶金教育的经典教材之一。

1952年,魏寿昆等一批知名学者云集北京钢铁工业学院,许多学生放弃清华、北大等名校,慕名报考钢院。当年,在钢院冶金系还有过这样一件动人的事:魏寿昆讲课内容广博、语言生动,早已闻名全校。一部分未上过魏寿昆课的1958届毕业生集体向学校请愿,希望在毕业之前能有机会听一次魏寿昆的专题讲座。对此,魏寿昆欣然应允。这件事已过去多年,学生们至今仍对魏寿昆讲课情景记忆犹新:先生个子不高,声音洪亮有力,声调抑扬顿挫,讲课时偶尔会讲出几句天津方言,时不时在每句话后面带着口头语“呐”,无意间也给课堂平添了几分活跃的气息。

许多学生回忆起魏寿昆的授课风格时,都会这样形容:博而精。魏寿昆授课的“精”不难理解,主要体现在他精选讲课内容,而且极其讲究教授方法,即便是难懂的理论,经他讲解,也能够深入浅出,让学生在课堂内学到知识的精华。然而要做到“博”实属不易,这种“博”既要体现在他在专业上的广涉博取,还要体现在他对语言超强的驾驭能力,能够熟练运用英语和德语两门外语。由于他自己翻译大量外文原版教材,编写讲义,并用流利的英语授课,又能广泛涉猎外文资料并做到融会贯通,他讲授的课程自然使学生很容易理解掌握。魏寿昆精通英语,同事们都称呼他为“活字典”,年轻人不知道某些英语单词是什么意思,他一看就知道。这种平常的小事无形中给学生们树立了学习的好榜样。

魏寿昆治学严谨,一丝不苟,对待学生更是严格要求,悉心指导。殷瑞钰1当年在钢院参加“平炉热工”期末考试时,尽管抽题问答环节条理清晰、准确无误、对答如流,但在回答魏寿昆关于“平炉修炉底用不用镁砖?”的提问时,随意说出:“不用。”被魏寿昆“无情”地将五分的成绩改填为四分。殷瑞钰自此以后对每一个细节都非常认真,仔细观察,处处留心,不放过任何一个微小的问题。魏寿昆在从教后期,将工作重心转移到指导博士生上。他所带的一个博士生在完成毕业论文初稿后,先将其交给副导师审阅,副导师认真批改后又让学生改了好几遍,才将论文终稿送交魏寿昆。当时的魏寿昆已是85岁高龄,身体虽硬朗,但是一只眼睛有疾,看物体总是出现重影。拿到这篇论文后,魏寿昆先向副导师询问论文中数据图表是否核算过,再向博士生询问论文中所涉及的公式推导。两天后魏寿昆把副导师和那个学生都叫到面前,将自己写好的满满三页的修改意见交给了他们。当他们接到后都惊呆了,薄薄的三页纸上详细列出了论文中存在的错误,如公式中没写对正负号,标点运用不正确等。更让他们敬佩的是魏寿昆还将论文中的公式重新推导了一遍,他发现论文里有些数据在实验条件下是得不到的,于是就要求学生重新处理数据。

魏寿昆十分关心青年一代的成长,在他的绵延恩泽影响下,一批又一批的冶金英才茁壮成长,将魏先生严谨求实之治学风格薪火相传。段淑贞教授曾经用“既是恩师,又是慈父”来形容魏寿昆在她心目中的形象。他就像一位慈祥的领航人,手把手带领着年轻教师走上了教学岗位,开启教书育人这一崇高事业的大门,并经常向他们传授教学经验,帮助一批批青年教师迅速成长。北京钢铁学院60届毕业生周国治当年留校任教,从魏寿昆的著作《活度在冶金物理化学中的应用》中找到研究方向,在魏寿昆刚从牛棚出来之后便上门求教,最终取得重大学术突破,后当选中国科学院院士。冶金物理化学首届毕业生乔芝郁是魏寿昆的亲传弟子,毕业后留校任教,曾作为副导师与魏寿昆一起指导94届博士生邢献然。邢献然的博士生陈骏,又于2009年获得全国百篇优秀博士生学位论文,并被破格提拔为教授。从魏寿昆到乔芝郁到邢献然再到陈骏,可谓四世同堂、薪火相传、星光闪耀。2006年4月,为庆祝魏寿昆百岁华诞,北京科技大学设立了“魏寿昆科技教育基金”,魏寿昆得知消息后,深感荣耀又很感谢,当即捐出了10万元。“支持冶金人才培养,支持学生创新活动,这都是应该的。”一句简单的话,饱含了魏寿昆对莘莘学子的真切关怀和对教育事业的殷切期待。

曾有一次,记者问他一生所获众多头衔中最喜欢哪一个?他毫不犹豫地回答:教师。是的,魏寿昆一生任职无数,最爱的依然是那一方三尺讲台;师者二字,是一生无怨无悔的诠释;冶金教育的美好未来,正是先生毕生努力之愿景。

经纬百年,真情如歌

魏寿昆生于1907年,以生命的长度见证了晚清的衰落、民国的动乱、国民党的败退、新中国的诞生、社会主义建设的激情、“文革”的风雨、改革开放的成就、新世纪的崛起……如今的他,正在家中从儿女的读报声中默默关注着世界的发展,跟一位位到访的记者讲述年轻时候的故事,仿佛一个世纪的风雨,都被轻易融化在他有趣的故事里。

魏寿昆最大的心愿是民富国强。成长于军阀混战、民不聊生的时代,魏寿昆深受其苦,青年时代的魏寿昆曾多次参加反对袁世凯政府承认卖国“二十一条”的活动,反对巴黎和会《凡尔赛和约》、抵制日货和募捐赎路的游行斗争,早早立下了振兴工业、科学救国的宏图大志。2006年,在“庆祝魏寿昆院士百岁华诞暨从教77周年座谈会”上,他深情地说道:“在座的年长同志都一定会和我有同样的感受,现在我们国家已经进入黄金时代,政通人和,百业兴旺,所以我们都要感谢共产党,我们需要努力工作,把自己的知识贡献给国家,加快完成我国的小康社会建设。”魏寿昆是九三学社的老社员,曾任九三学社第十一届中央委员会顾问,他时时关心我国科教事业的发展,多次坦诚献策。尤其1988年以来,耄耋之年的魏寿昆教授致力于我国钢铁发展战略研究,他与王之玺院士带领冶金院所有关专家走遍国内各大钢厂、码头,对我国钢铁近期、中远期发展战略向中央政府和科学院提出建议,得到党和政府的重视,体现了他崇高的人生追求和高尚的精神境界。

魏寿昆的人生格言是:活到老,学到老;苟日新,日日新。他是读书之人,亦是惜书爱书之人,一个多世纪风雨坎坷,有书常伴,一生便不觉得孤单。魏寿昆的好友陆宗贤1先生回忆起和魏寿昆早年的交往,影响最深的便是他的手不释卷:“魏寿昆的兴趣爱好,第一个就是读书,嗜书如命。他在钢铁学院的时候家里房子不大,可柜子里全是书。”“文革”时期的魏寿昆受到不公平待遇,然而他并没有消沉,而是潜心学习国外冶金科学和技术、掌握冶金发展动态。每次开完学习会,他都会独自走进图书馆—偌大的阅览室,只有他和那位相识多年的老管理员。“文革”后期,魏寿昆心脏不好,血压低,但他仍坚持读书,整个屋子堆满书籍,可谓“斯是陋室,惟吾书香。”年老视力退化后,他仍坚持依靠助听器,让儿女每周给他读报,读书和学习已是他生命的一部分。

魏寿昆一生中痛哭过两次:一是抗战结束后得知母亲已经过世之时,二是爱妻杨英梅弥留之际。母亲为家庭辛劳一生,魏寿昆却因工作忙碌未曾长时间陪伴身边,心中始终存有愧疚,留德临行之际,魏寿昆将几年积蓄的薪资存折偷偷放于母亲枕下,自己只留够生活费用;抗战漂泊期间,只要邮路顺畅,他坚持给家中邮寄生活费用,却依然不能了却亲自侍奉的尽孝之愿,至得知母亲已于半年前过世消息之时,情不自已,痛哭失声。魏寿昆的妻子杨英梅是他中学英文老师杨荣懋的女儿,性格温良,多才多艺,擅长钢琴、小提琴,从魏寿昆留学德国车站相送,到抗战时期的精心照护,直至新中国成立后多次政治运动中的同舟共济,两人五十七年如一日,同甘共苦、相濡以沫。1994年7月20日,杨英梅病危之际,魏寿昆一直守望在身旁,弥留时刻,他在妻子额头上深深一吻,在泪水中送妻子最后一程,两人终生相守的爱情也永远地定格在了这一瞬间。谈及妻子,魏寿昆曾动情地说:“一生蒙夫人杨英梅多方面精心相助,恩爱相伴,终能完成各项工作,获得点滴成就,深感欣慰。”

魏寿昆性格开朗,宽容豁达,至晚年身体都尤为健康。孔子云:“大德必得其寿。”魏寿昆虽已年过百岁,仍精神矍铄,思维敏捷。当被问及为什么如此健康长寿时,魏寿昆幽默地说:“我也没有想到能够活得这么长!哈哈!”他笑称自己并非养生专家,也没有什么养生秘笈,吃的多以蔬菜水果为主,配以适量荤食,喜欢喝花茶。笑谈中,魏寿昆如兰的师者气质跃然而出。

再读魏寿昆,无论是在动荡混乱的旧世界,还是在和平安定的新中国;无论是远渡重洋去他乡,还是辗转奔波回故土;无论是在老北洋的艰苦求学,还是在新钢院的执鞭讲坛,暴风骤雨,世事桑田,他的学者风范、师者风华、行者风度,正绽放人生如兰,吐露愈香的芬芳,陶冶莘莘学子,荡涤代代人心。