国家最高科技奖得主徐光宪：打造稀土出口大国
邓小平同志曾说过：“中东有石油，中国有稀土，中国的稀土资源占世界已知储量的80%，其地位可与中东的石油相比，具有极其重要的战略意义，一定要把稀土的事情办好，把我国的稀土优势发挥出来”。
著名化学家、北京大学化学学院教授徐光宪院士便是这样一位致力于我国稀土科学研究事业的科学家。采用徐光宪院士科研成果生产的单一高纯稀土大量出口，让那些曾经无视中国“稀土大国”地位的国家们不得不面对这样一个尴尬的现实：中国高纯度稀土使国际单一稀土价格下降了30%-40%！现在，中国生产的单一高纯度稀土已占世界产量的80%以上，一些长期霸占世界市场的稀土“垄断国”不得不减产、转产甚至停产，一股中国旋风在世界稀土市场上雄劲地刮了起来。中国终于实现了稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变。徐光宪院士在这个领域取得的辉煌成就被外国同行称为“中国冲击”！
徐光宪 Xu Guang Xian 北京大学
徐光宪1920年生于浙江绍兴。1944年毕业于上海交通大学化学系， 1946年，徐光宪考入圣路易斯华盛顿大学，一学期后转至哥伦比亚大学，先后取得硕士、博士学位，导师竭力留他在哥大任讲师。就在这时，抗美援朝开始了，美国即将通过法案，禁止中国留学生回国。1951年，徐光宪携夫人高小霞怀着报效祖国的理想，几经艰难终于回国，到北大任教。
几十年来，徐光宪始终把国家的需求作为自己的最高目标。1972年，北大化学系接受了一项紧急任务——分离镨钕，纯度要求很高。徐光宪接下了这份任务。这已是徐光宪第四次改变研究方向了。
这是一项“前无古人”的尝试。
镨、钕都属于稀土元素。稀土元素一共有17种，包括Sc（钪）、Y（钇）和15种镧系元素。它们的化学性质极为相似，尤其是15种镧系元素，犹如15个孪生兄弟一样，化学性质几乎一致，要将它们一一分离十分困难，而镨钕的分离又是难中之难。
徐光宪顶住了各界的质疑，打出了一个接一个“漂亮仗”——他建立自主创新的串级萃取理论，推导出100多个公式，并成功设计出了整套工艺流程，实现了稀土的回流串级萃取。他率先办起“全国串级萃取讲习班”，使新的理论和方法广泛用于实际生产，大大提高了中国稀土工业的竞争力。他还和同行们创建了“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术，使原本繁难的稀土生产工艺“傻瓜化”，可以免除费时费力的“摇漏斗”小试、中试等步骤，直接放大到实际生产……
世界惊叹了。
在当时，一般萃取体系的镨钕分离系数只能达到1.4～1.5。徐光宪从改进稀土萃取分离工艺入手，使镨钕分离系数打破了当时的世界纪录，达到了相当高的4。一排排看似貌不惊人的萃取箱像流水线一样连接起来，你只需要在这边放入原料，在“流水线”的另一端的不同出口就会源源不断地输出各种高纯度的稀土元素。原来那种耗时长、产量低、分离系数低、无法连续生产的生产工艺被彻底抛弃了。
徐光宪和他的课题组因为在稀土化学方面的成就而获得了大量的荣誉。先后获全国科学大会奖，国家自然科学二等奖和三等奖各一次，“何梁何利基金科技进步奖”和“何梁何利基金科学与技术成就奖”等等。
在徐光宪院士60多年的科学研究生涯中，已发表期刊论文560余篇，论文被他人正面引用2200余次。作为一名化学教育家，他撰写了《物质结构》和《量子化学》等许多重要教材。其中《物质结构》自1959年出版以来，已经修订再版印刷了20余万册，迄今依然是化学领域重要的教学参考书，教育和培养了我国几代化学工作者。该书1988年荣获全国高等学校优秀教材特等奖，是化学领域唯一获此殊荣的教材。几十年来，他不仅培养了近百名博士生和硕士生，还为我国稀土产业界培养了大批工程技术人员。现在北大稀土国家重点实验室工作的学生中就有中国科学院院士3人、长江学者特聘教授3人。谈起自己的学术成就，徐光宪院士总是认真地说：“我的工作都是团队集体的工作，我只是其中的一名代表而已。他们早已青出于蓝而胜于蓝，工作能力和成就大大超过我了。这是我最大的安慰和自豪。”
徐光宪十分重视科研创新，他广泛积累资料，去粗取精，逐渐形成了自己一套研究方法和思想体系。他认为创新是科研的灵魂，但又不是高不可攀的东西。各门学科表面上相差很远，但其内在规律和研究方法往往可以相互借鉴。把其他学科中的概念、方法移植到本学科中来，就是创新。当实验事实与现有理论发生矛盾时，经过认真的分析、思考与推导，提出解决问题的新途径，也是创新。徐光宪还身体力行，高度重视理论与实践相结合，重视人才的培养。他说：“做基础研究要有应用背景；而做应用研究，一定要深入探讨机理，否则不可能超越前人。”徐光宪院士高尚的个人品德和勤奋严谨的科学作风为化学界所称道。近年来，他不仅亲自指导博士生和博士后开展研究工作，还密切关注新世纪的学科发展和规划，发表了一系列颇有见地和创新思维的论文和报告。他不顾年老体弱，亲自奔赴内蒙古白云鄂博矿和四川攀西冕宁矿区考察，两次向中央提出了有关白云鄂博矿可持续高效洁净利用的建议，为我国稀土资源的优化利用、环境安全和社会可持续发展提供了原则性指导意见。（人民网）
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徐光宪：“我只是这个集体的代表”
我国拥有丰富的稀土资源,却长期处于有资源无利益的被动局面。
邓小平同志曾指出:“中东有石油,中国有稀土,中国的稀土资源占世界已知储量的80%,其地位可与中东的石油相比,具有极其重要的战略意义,一定要把稀土的事情办好,把我国的稀土优势发挥出来”。
然而,我国发挥稀土优势之路并不平坦,这一跨越得益于串级萃取理论及其工业实践。
2008年度国家最高科学技术奖被授予串级萃取理论的建立者、中国科学院院士徐光宪。
对于获奖,徐光宪显得非常谦虚:“这是诸多我曾经的学生和团队集体做出的成绩,我只是这个集体的代表。”
“立足基础才能创新”
徐光宪科研事业的巅峰,与我国稀土工业的发展联系在一起。
1972年,北京大学化学系接到一项紧急军工任务——分离镨钕,刚从北大技术物理系回到化学系的徐光宪成为这个任务的领军人物。
镨、钕都属于稀土元素。因为化学性质相似,17种稀土元素要想提纯任何一种都非常困难,更别说就像孪生兄弟一样的镨和钕。
查阅大量资料之后,徐光宪作出一个大胆的决定:他放弃采用国际上流行的离子交换法和分级结晶法,以特有的学术敏感性选择萃取法来完成分离。
由于采用了独特的“推拉体系”,使本身难以分离的镨钕具有高达4的分离系数,远远超过了国际同行的结果。
徐光宪没有止步于这个成绩,他把目光投向基础萃取理论研究。基于对稀土化学键、配位化学和物质结构等基本规律的深刻认识,他发现了稀土溶剂萃取体系具有“恒定混合萃取比”的基本规律,建立起具有普适性的串级萃取理论。他根据假定推导出100多个工艺参数公式,广泛应用于我国稀土分离工业。他还与团队一起实现了串级萃取体系从设计到应用的“一步放大”,传统方法的小试、中试等中间步骤被计算机模拟取代,生产成本大幅降低。
来自中国的冲击让世界惊叹!2006年,中国生产的单一高纯度稀土已占全球产量的85%,彻底打破美、法、日等发达国家对国际稀土市场的垄断格局,实现我国从稀土资源大国到生产大国的飞跃。
谈及创新感受,徐光宪认为“做应用研究要立足基础,立足基础才能创新”。他特别强调好奇心和自信心对于创新的重要性。
徐光宪说,不要去压制孩子的好奇心,因为科学研究、特别是基础研究的动机往往就是好奇心。
有些人常常讲,中国人没有得过诺贝尔奖。但是徐光宪认为,“包括钱学森在内的一些中国科学家,他们的成就不亚于诺贝尔奖获得者,我们应该相信,中国将来能搞得更好”。
“看到五星红旗,我觉得中国人确实是站起来了”
1946年,已经从上海交通大学化学系毕业的徐光宪获得公派自费留学美国的资格,来到美国圣路易斯华盛顿大学化工系读研究生,一个学期后转到哥伦比亚大学。不久,同样学习化学的妻子高小霞也来到美国半工半读。
哥大求学期间,徐光宪先后获得硕士和博士学位,并且凭借在量子化学领域的研究当选为美国P h i L am d a U p silo n 荣誉化学学会和SigmaXi荣誉科学会会员,接连荣获两枚象征“开启科学大门”的金钥匙。“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著名的理论化学大师密立根教授那里做博士后。”徐光宪回忆说。
摆在他面前的,似乎是一条通往科技高峰的坦途。
就在这时,大洋彼岸传来消息:抗美援朝爆发了。美国即将通过法案,要求全体留美学生加入美籍,不准回国。
徐光宪不愿意继续呆在美国了。可是,妻子高小霞只需一年就能拿到博士学位了,这时放弃会不会太可惜?高小霞的一句话坚定了丈夫回国的决心,她说:“科学没有国界,但科学家有祖国。”
1951 年4 月15 日,徐光宪携妻子回国。在归国途中,他遇到人生中最高兴的一件事。“轮船抵达广州的时候,有小船插着五星红旗来接我们。看到五星红旗,我非常激动,我觉得中国人确实是站起来了。”
返回祖国之后,徐光宪来到北京大学化学系从事科研、教学工作至今。近60年的时间里,他根据国家需要3次转换科研方向,前后涉及量子化学、核燃料化学、配位化学和稀土萃取等科研领域。
“在几十年科研生涯中,徐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,并做出了突出贡献。”徐光宪曾经的学生、北大化学与分子工程学院教授严纯华说。
桃李不言,下自成蹊
“我很高兴来到北大,这里有许多优秀的学生。”在两个小时的采访中,徐光宪多次提到这句话。
他反复强调,在他所涉猎的4个领域,学生的成就都大大超过了自己。“例如在稀土串级萃取理论方面,严纯华带着他的博士生取消了‘恒定混合萃取比’的假定,使之适用于江西重稀土元素的分离。在量子化学理论方面,黎乐民院士早已超过了我。在稀土光电功能材料方面,黄春辉院士取得了卓越成就……这让我感到高兴,假如学生不能超过先生,国家就不能进步。这不是谦虚的话,而是实事求是。”
在多年的从教生涯中,徐光宪培养了博士生、硕士生近百人。其中很多人已成为我国教育、科技战线的领导和骨干。
作为一名杰出的化学教育家,徐光宪非常重视教材建设工作。上世纪50年代,他根据自己在北京大学几年中使用的物质结构讲义,加以修改补充,精心编写成《物质结构》一书,作为教材出版。
“对于自上世纪50年代至今的化学专业学生来说,这本书一直是物理化学领域最基础的教学参考书,培养了我国几代化学工作者,现在仍然是化学系学生出国首先考虑要带的书目。”严纯华说,该书1988年荣获“全国高等学校优秀教材特等奖”,是化学领域唯一获此殊荣的教材。
桃李不言,下自成蹊。在传授真知的同时,徐光宪以他的人格魅力默默感染着周围的人。
得知学生黎健的孩子出生时因意外患上脑瘫,徐光宪就按月用稿费接济他们全家。一件“小事”让现居美国的黎健夫妇至今难忘:1989年春节,无法回老家过年的夫妇俩带着脑瘫的孩子挤在北大西北角一间小屋里。初一大清早,在拜年的人到来之前,徐光宪让高小霞烹了烧鸡和八宝饭放在保暖饭盒里摸黑送来。在昏暗的楼道里,不知道黎健房间号的徐光宪一层楼一层楼地喊“黎健啊黎健”,这才找到他们家。
“事实上,徐先生对所有人都是这样。他的稿费从不往家拿,存在技术物理系的会计那里,用来帮助困难教职工和学生。”黄春辉院士说。
2003年春天,非典肆虐,校园里正常的学习秩序被打乱。5月26日,徐光宪发表了致北大学生公开信,鼓励大家利用这段时间努力自学。6月3日,他再次致信北大学生,信中说:“人的一生总会遇到许多困难,学会这种使矛盾的一方(困难)向对立面(有利)转化的辩证法,你会终身受益的。”这是他从80多年的人生经历中总结出来的最朴素的道理。
焚膏油以继晷,恒兀兀以穷年
在徐光宪85岁生日的时候,前来庆生的学生每人为他写下一句话,黎乐民院士写的是“执着追求,勤奋耕耘”。
“徐先生的科研经历绝非一帆风顺。但是他百折不挠,对科研的执着追求从未改变。”黎乐民讲述了与徐光宪相处过程中的一段难忘往事:“‘文革’期间,徐先生被打成‘美蒋特务’,被造反派隔离审查,在一间小屋里关了四五个月。刚放出来就赶上技物系要迁往陕西汉中,他马上开始与学生讨论实验室应该怎么搬,大仪器、小仪器分别要怎么搬,讲得很具体。对于隔离审查,他一点没有埋怨,只是强调‘科研不要落下’。”
“徐先生对科研的追求不会因为外在的干扰而停顿”,焚膏油以继晷,恒兀兀以穷年,黎乐民觉得,这是对徐光宪科研态度最真实的写照。
黄春辉曾经与徐光宪一起承担镨钕分离任务,她对徐光宪工作的紧迫感体会颇深。“他做实验步伐很快,我们害怕跟不上,总是有小跑的感觉。”黄春辉说,白天做实验,晚上必须整理数据,提出下一步方案,“不然就无法面对徐先生”。
“高小霞先生生前,徐先生经常与她一起讨论成功的要素。讨论的结果是,成功有机遇和天资的因素,但70%要靠努力。”黄春辉说。
严纯华也对徐光宪的勤奋和自律敬佩不已:“他酷爱围棋,但是下围棋用脑太厉害,下过之后就睡不着觉,他就主动放下。对我们来说,科研只是习惯;而对徐先生来说,科研就是享受。”
1998年,相濡以沫半个多世纪的夫人高小霞因病去世。身边的人担心这件事把老人击倒,然而,徐光宪摆脱逆境的能力让他们惊讶。
“一个月后,徐先生把电视机放在高先生的办公桌上,对着电视练太极拳。然后,他申请去美国,重访哥大,会见老友,在3个女儿家里各待了一个月。3个月后,回到北京的徐先生判若两人,重新投入工作。”严纯华坦言,一般人很难做到这一点。
如今,已经89岁高龄的徐光宪无法在科研第一线做实验,但是他仍然心系稀土事业,指导重大科学研究项目、学科建设规划和产业发展;他还经常鼓励中青年科研工作者去开拓新的领域,去碰硬的东西。
“到目前为止,徐先生的书信、论文和ppt都是自己一个字一个字敲进电脑的。他对于新知识的汲取是我们这些年轻人难以望其项背的。”严纯华说。（光明日报）
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