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        Peter Haasen教授、金屬物理及經(jīng)典書籍《物理冶金學(xué)》

        2022-04-08 07:14:10供稿楊平YANGPing
        金屬世界 2022年2期
        關(guān)鍵詞:物理所材料科學(xué)金屬

        供稿|楊平 / YANG Ping

        內(nèi)容導(dǎo)讀

        金屬學(xué)、金相、金屬物理這三個(gè)材料專業(yè)常見(jiàn)的且相互關(guān)聯(lián)的專業(yè)詞匯在歷史演變中發(fā)生著變化。材料科學(xué)基礎(chǔ)課程由金屬學(xué)或金屬學(xué)原理演變而來(lái),也包含了金屬物理課程的內(nèi)容,現(xiàn)在又?jǐn)U展包含了陶瓷、聚合物等組成的材料及加工過(guò)程。本文介紹了德國(guó)哥廷根大學(xué)金屬物理所所長(zhǎng)Peter Haasen教授的科學(xué)人生故事片段,討論了金屬物理特別是北京科技大學(xué)的金屬物理專業(yè)及經(jīng)典書籍《物理冶金學(xué)》對(duì)教師教學(xué)科研的影響,回憶了國(guó)內(nèi)外老一代教師對(duì)教材建設(shè)、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)做出的不可磨滅的貢獻(xiàn),也展示了各有特色的教學(xué)方法和理念,希望這些內(nèi)容可以激發(fā)讀者對(duì)材料專業(yè)的熱愛(ài)。

        北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)連續(xù)入選國(guó)家公布的第一輪、第二輪“雙一流”建設(shè)高校及建設(shè)學(xué)科?!半p一流”學(xué)科建設(shè)除了要求人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、國(guó)際化、社會(huì)服務(wù)等方面外,還特別強(qiáng)調(diào)有中國(guó)特色及特色一流。也就是說(shuō),“雙一流”學(xué)科建設(shè)要求北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)科、專業(yè)乃至課程要具有突出的特色。專業(yè)課教師教學(xué)與科研并重,首要任務(wù)是為國(guó)家建設(shè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才?!叭绾闻囵B(yǎng)學(xué)生”貫穿在整個(gè)教學(xué)生涯中,它也在動(dòng)態(tài)變化著。由于各個(gè)學(xué)校的歷史和演變過(guò)程及背景不同,教師的研究領(lǐng)域和教育背景、綜合素質(zhì)及授課風(fēng)格的差異,培養(yǎng)的學(xué)生對(duì)所授課程基礎(chǔ)知識(shí)的理解、對(duì)科研及專業(yè)認(rèn)知度及熟練度、對(duì)國(guó)際化重要性的理解程度也會(huì)有差異。每一名教師都希望自己講授的課程能給學(xué)生留下特有的印象,讓學(xué)生也帶有學(xué)校的特色烙印。這就要求教師既要熟悉課程的傳統(tǒng),又不能簡(jiǎn)單滿足在鞏固維持這些傳統(tǒng)上,還要去探索新的教學(xué)理念、教學(xué)方法和教材內(nèi)容。本文以一名材料學(xué)科教師個(gè)人的視野,從名人、專業(yè)、教材、專著角度考察教材建設(shè)、人才培養(yǎng)的歷史、文化、變遷或演變。由于筆者比較關(guān)注經(jīng)典科學(xué)人物的作用,因此從德國(guó)哥廷根大學(xué)金屬物理所所長(zhǎng)Peter Haasen教授談起(他于1988年聘為北京科技大學(xué)名譽(yù)教授);又因材料物理專業(yè)的前身—金屬物理專業(yè)是北京科技大學(xué)(簡(jiǎn)稱北科大)最具特色并以柯俊院士為代表的教師們?cè)诮滩慕ㄔO(shè)方面有重要貢獻(xiàn)的專業(yè),且金屬物理專業(yè)起源于建校時(shí)成立的金相專業(yè),因而本文的另一個(gè)焦點(diǎn)是金屬物理專業(yè);而將這兩者聯(lián)系起來(lái)的紐帶是教材建設(shè),教材圈定了任課教師所講授的內(nèi)容,對(duì)學(xué)生產(chǎn)生重要的影響,同時(shí)也反映了教材編寫教師的水平和特色。

        本文意在探討兩個(gè)問(wèn)題:一是《柯俊傳》[1]中有一段描述:我校金物專業(yè)是國(guó)內(nèi)第一、世界第二成立的專業(yè)。那么世界第一成立金屬物理的學(xué)校是誰(shuí)?英美國(guó)家很少使用金屬物理一詞,只有前蘇聯(lián)和德國(guó)設(shè)立金屬物理方向,由此聯(lián)想到20世紀(jì)20年代就開(kāi)展金屬物理研究的德國(guó)哥廷根大學(xué);二是對(duì)任課教師的教材編寫和科學(xué)研究都產(chǎn)生重要影響的國(guó)際巨作—Cahn教授主編的《物理冶金學(xué)》,參與編輯的Haasen教授對(duì)教材建設(shè)的貢獻(xiàn),以及哥廷根大學(xué)對(duì)德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)金屬物理教學(xué)與科研的影響。

        因?yàn)樵谡麄€(gè)討論中涉及的人物多、時(shí)間跨度大,所以整理出3條脈絡(luò)作為討論引導(dǎo):第一條是教材建設(shè)的脈絡(luò):Haasen—Cahn—Lücke—Gottstein—哥廷根大學(xué)與亞琛工業(yè)大學(xué)的物理冶金學(xué)、物理金屬學(xué)教材建設(shè);第二條是時(shí)間脈絡(luò):Haasen—Masing—Tammann—哥廷根大學(xué)的金屬物理研究及金屬物理研究所;第三條是北科大及我國(guó)教材建設(shè)、人才培養(yǎng)國(guó)際化的脈絡(luò):Haasen—北科大金屬物理—金相—教材建設(shè)—Haasen的中國(guó)學(xué)生—人才培養(yǎng)。本文整理了材料科學(xué)與工程專業(yè)的歷史、文化、材料名人、教學(xué)、人才培養(yǎng)等內(nèi)容,希望對(duì)青年學(xué)生及青年教師的專業(yè)學(xué)習(xí)、專業(yè)情感的提升有所幫助。

        教材建設(shè)脈絡(luò):Haasen—Cahn—Lücke—Gottstein—哥廷根大學(xué)與亞琛工業(yè)大學(xué)

        2018年中南大學(xué)出版社彭超群教授發(fā)表文章“《物理冶金學(xué)》——跨越半個(gè)世紀(jì)的材料科學(xué)經(jīng)典著作”[2]。《物理冶金學(xué)》也被稱為材料科學(xué)領(lǐng)域的“Bible”。彭超群教授參照《物理冶金學(xué)》各版的出版前言,詳細(xì)介紹了《物理冶金學(xué)》各版出版的歷史背景,展示了國(guó)際材料專家對(duì)材料領(lǐng)域教學(xué)的貢獻(xiàn)。材料科學(xué)專業(yè)教師參考這些經(jīng)典著作,編寫了中文版教材,教育和培養(yǎng)了一代又一代的材料科學(xué)工作者?!段锢硪苯饘W(xué)》的作者Cahn是中國(guó)科學(xué)院外籍院士?!段锢硪苯饘W(xué)》分別于1965年第1版、1970年第2版、1983年第3版、1996年第4版[3]和2014年第5版[4]出版,其中第4版和第5版相隔18年,著作容量上也從單卷本到兩卷本再到三卷本。德國(guó)哥廷根大學(xué)金屬物理所所長(zhǎng)Haasen教授與Cahn合作編寫了第3版、第4版《物理冶金學(xué)》(見(jiàn)圖1第3版編者說(shuō)明)。其實(shí),早在第1版的前言中Cahn就對(duì)Haasen進(jìn)行了致謝,第2版中Haasen還編寫了一章。同時(shí),R W Cahn、P Haasen與E J Kramer合作編寫了一套非常有影響的《材料科學(xué)與技術(shù)》叢書,共19卷(23分冊(cè))。北科大金屬學(xué)或材料學(xué)專業(yè)使用的余永寧教授編寫的《金屬學(xué)原理》《材料科學(xué)基礎(chǔ)》以及很多其他院校編寫的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》都參考了Cahn與Haasen的《物理冶金學(xué)》《材料科學(xué)與技術(shù)》叢書及Haasen教授個(gè)人出版的教材。因此,Haasen對(duì)我國(guó)材料科學(xué)專業(yè)教科書的編寫產(chǎn)生了重要影響。圖1是筆者保存的《物理冶金學(xué)》第2版、第4版和第5版的封面與第3版編者說(shuō)明。

        圖1 《物理冶金學(xué)》第2版、第4版、第5版封面及第3版編者說(shuō)明

        Cahn逝世后,由美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Laughlin教授、日本國(guó)立材料研究所的Hono教授主編了《物理冶金學(xué)》,中南大學(xué)出版社購(gòu)買了其影印版權(quán),將其中文名譯成《物理冶金學(xué)》[1],北科大金屬物理教研室將其譯為《物理金屬學(xué)》[5]。

        Haasen教授與亞琛工業(yè)大學(xué)金屬學(xué)及金屬物理所第一任所長(zhǎng)Lücke教授都是哥廷根大學(xué)的博士,20世紀(jì)50年代同時(shí)分別擔(dān)任兩所大學(xué)的金屬物理研究所所長(zhǎng)。Haasen的研究領(lǐng)域有亞穩(wěn)及非晶相的熱力學(xué)、再結(jié)晶、電子顯微術(shù)、場(chǎng)離子顯微術(shù)、斷裂、內(nèi)耗、霍爾效應(yīng)、離子晶體的塑性各向異性;Lücke的研究方向有短程有序、內(nèi)耗法、輻照損傷、塑性變形、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大、織構(gòu)等。兩人的研究方向很相似,是典型的金屬物理研究?jī)?nèi)容。Haasen除了參與編寫Cahn的巨著《物理冶金學(xué)》《材料科學(xué)與技術(shù)》系列叢書外,還編著了德文的《物理金屬學(xué)》教科書,1974年第1版,1984年第2版[6],見(jiàn)圖2(a)。Lücke并沒(méi)有直接出版教材,但他作為Masing的助手在1950年出版的《通用金屬學(xué)教程》(圖2(b))一書中做出很大貢獻(xiàn),Masing在教材前言中也給予致謝。Lücke的繼任者亞琛工業(yè)大學(xué)金屬學(xué)及金屬物理所所長(zhǎng)Gottstein教授2004年出版了英文的《材料科學(xué)的物理基礎(chǔ)》教材[7],見(jiàn)圖2(c)。Gottstein教授在該書的前言中明確寫道,這本教材適合材料工程與金屬物理專業(yè)學(xué)生使用;這本教材建立在哥廷根大學(xué)Masing德文教科書《金屬學(xué)導(dǎo)論》(Einführung in Die Metallkunde/Introduction to Physical Metallurgy)[8]基礎(chǔ)之上,繼承了Tammann、Masing、Haasen、Lücke的哥廷根學(xué)派風(fēng)格??梢?jiàn),亞琛工業(yè)大學(xué)的教材也顯示了哥廷根大學(xué)金屬學(xué)及金屬物理的教學(xué)風(fēng)格,一脈相承。

        圖2 (a)Haasen教授編寫的德文《物理金屬學(xué)》封面[6];(b)Masing教授編寫的德文《通用金屬學(xué)教程》;(c)Gottstein教授編寫的《材料科學(xué)的物理基礎(chǔ)》封面[7]

        圖3(a)是筆者進(jìn)行課程建設(shè)時(shí)收集到的一張珍貴照片,筆者的導(dǎo)師Gottstein教授(左,他是Lücke的學(xué)生、亞琛工業(yè)大學(xué)金屬學(xué)及金屬物理所第二任所長(zhǎng)),N. Hansen教授(中,丹麥Ris?國(guó)家實(shí)驗(yàn)室材料部門主任、美國(guó)金屬學(xué)會(huì)Mehl獎(jiǎng)獲得者[9])和Haasen教授(右,美國(guó)金屬學(xué)會(huì)Mehl獎(jiǎng)[10]、Campbell獎(jiǎng)[11]獲得者)三人合影。Haasen于1988年9月被聘為北京科技大學(xué)的名譽(yù)教授(圖3(b))。Hansen教授也是北京科技大學(xué)新金屬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聘請(qǐng)的客座教授,他是第5版《物理冶金學(xué)》塑性變形一章的編寫者,在形變組織演變的基礎(chǔ)研究中做出重要貢獻(xiàn)。書中對(duì)形變組織碎化過(guò)程出現(xiàn)的幾何必需晶界、伴生位錯(cuò)晶界等相關(guān)術(shù)語(yǔ)的系統(tǒng)整理都是他完成的。因此,亞琛工業(yè)大學(xué)金屬學(xué)及金屬物理所與哥廷根大學(xué)金屬物理所從學(xué)術(shù)、教材、教材編寫者等幾個(gè)方面都同出一轍。

        圖3 (a)Gottstein教授(左)、Hansen教授(中)、Haasen教授(右)三人合影(照片由Hansen教授提供);(b)Haasen聘為北京科技大學(xué)名譽(yù)教授授予儀式(照片由馮強(qiáng)教授提供)

        時(shí)間脈絡(luò):Haasen—Masing—Tammann—哥廷根大學(xué)的金屬物理研究及金屬物理研究所

        在哥廷根大學(xué),金屬學(xué)的教學(xué)與研究最早是在化學(xué)系。Tammann(圖4(a))1903年到新成立的化學(xué)教研室任負(fù)責(zé)人[12-13],1905年轉(zhuǎn)到物理化學(xué)所接替諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Nernst任所長(zhǎng),直到1930年退休。Cahn在The Coming of Materials Science(《走進(jìn)材料科學(xué)》)[14]一書中講述支撐材料科學(xué)的三條腿(三個(gè)基礎(chǔ))中的相圖與亞穩(wěn)相時(shí),介紹了Tammann的貢獻(xiàn)為:測(cè)定了1900多種合金體系并創(chuàng)建了合金相圖,編寫了《金相學(xué)教程》(Lehrbuch der Metallographie);研究了金屬塑性變形機(jī)理與再結(jié)晶過(guò)程“修復(fù)”變形金屬。Tammann先完成了從化學(xué)到冶金學(xué)的轉(zhuǎn)變,又從冶金學(xué)到物理學(xué)的轉(zhuǎn)變,最后成為金屬物理學(xué)科的帶頭人之一。Johnson-Mehl-Avrami方程是1939年提出的,而Tammann于1898年就提出了該方程。Mehl在Cahn編輯的第2版《物理冶金學(xué)》[3]中第1章“物理冶金學(xué)的歷史發(fā)展”中還提到Tammann將許多基礎(chǔ)信息及理論方法帶入了物理冶金學(xué),在相變機(jī)理上也有開(kāi)創(chuàng)性的工作,提出相變都有經(jīng)過(guò)形核和長(zhǎng)大過(guò)程,1926年Volmers提出的形核理論也受到Tammann原理的影響。Tammann進(jìn)一步提出,控制凝固時(shí)只有一個(gè)核出現(xiàn)的時(shí),就可得到單晶;這個(gè)思路也影響了后來(lái)制備單晶的Bridgman方法和Czochralski方法。Tammann還最早研究了金屬的回復(fù)過(guò)程:1922年Tammann發(fā)明了測(cè)量金屬氧化層厚度變化速率的方法,確定了厚度隨時(shí)間的拋物線關(guān)系。物理化學(xué)所所長(zhǎng)Tammann的繼任者A Eucken任所長(zhǎng)期間,金屬學(xué)方向名存實(shí)亡。而原來(lái)的普通化學(xué)所在所長(zhǎng)Wartenberg領(lǐng)導(dǎo)下的無(wú)機(jī)化學(xué)部中還設(shè)立著金屬學(xué)。1938年物理化學(xué)所所長(zhǎng)Eucken的接替者G Masing所長(zhǎng)(見(jiàn)圖4(b))將無(wú)機(jī)化學(xué)所改名為普通金屬學(xué)研究所,同時(shí)將物理化學(xué)所中的金相教研室劃在金屬學(xué)研究所內(nèi)。圖4(c)是北京科技大學(xué)毛衛(wèi)民教授參加國(guó)際晶體學(xué)織構(gòu)及各向異性研究學(xué)術(shù)會(huì)議時(shí)在哥廷根大學(xué)博物館拍到的有關(guān)Tammann教授介紹的展板照片,展板中信息顯示(1)發(fā)表了500多篇文章,這在那個(gè)年代是非常之多的;(2)20世紀(jì)20年代開(kāi)辟了金屬物理研究領(lǐng)域; (3)解釋了金屬塑性和再結(jié)晶等典型的金屬物理研究?jī)?nèi)容以及需要位錯(cuò)線缺陷和晶界面缺陷理論;(4)雖然多數(shù)工作是技術(shù)應(yīng)用,但個(gè)人目標(biāo)卻是發(fā)展純科學(xué)。其第3個(gè)特點(diǎn)顯然是金屬學(xué)及金屬物理學(xué)家的特點(diǎn),而不是物理化學(xué)家的。從那個(gè)時(shí)代起,Tammann與Masing的研究所就有兩派之爭(zhēng),即向化學(xué)方向發(fā)展還是向金屬領(lǐng)域發(fā)展?這在研究所的歷史一文中(為P Haasen教授60歲生日的學(xué)術(shù)活動(dòng)而編寫)有具體過(guò)程記載[12]。金屬學(xué)與金屬物理的差異也在Haasen和Gottstein的教材前言中介紹[6-7],類似于Cahn對(duì)舊式冶金學(xué)與物理冶金學(xué)差異的討論[14]。

        圖4 (a)哥廷根大學(xué)Tammann教授;(b)Masing教授[16];(c)Tammann展板照片(毛衛(wèi)民教授攝于哥廷根大學(xué)博物館)

        Masing是Tammann的學(xué)生,是名副其實(shí)的金屬學(xué)家,他的研究方向是二元、三元合金熱力學(xué)及凝固、再結(jié)晶、硬化及腐蝕。他撰寫了有重要影響的《通用金屬學(xué)教程》[8]。1956年Masing去世,德國(guó)金屬學(xué)學(xué)會(huì)設(shè)立了Masing獎(jiǎng)?wù)?。在哥廷根大學(xué)金屬物理所史中寫道[12],化學(xué)所內(nèi)化學(xué)家與金屬學(xué)家一直存在爭(zhēng)論。大學(xué)決策人決定尋找物理學(xué)家,向物理方向轉(zhuǎn)移,1958年學(xué)物理的Haasen受聘成立哥廷根大學(xué)金屬物理所并任所長(zhǎng)(Lücke于1957年作為美國(guó)布朗大學(xué)教授放棄了應(yīng)聘哥廷根大學(xué)所長(zhǎng)[15],應(yīng)聘到亞琛工業(yè)大學(xué)成立金屬學(xué)及金屬物理所并任所長(zhǎng)),開(kāi)始金屬物理的研究。

        Tammann與Haasen的研究成果在材料科學(xué)基礎(chǔ)教材中都不占主要位置,卻對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)產(chǎn)生了重大影響,其中以Tammann名字命名的概念、公式或裝置有21個(gè)[13],例如,Tammann溫度(固態(tài)能夠明顯進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的最低溫度,金屬、共價(jià)鍵物質(zhì)、離子鍵物質(zhì)Tammann溫度不同;Tammann溫度的本質(zhì)應(yīng)該就是材料科學(xué)基礎(chǔ)課程講的純金屬的再結(jié)晶溫度)、Tammann炸彈、Tammann式爐子、Tammann濃溶體定律、Tammann恒等式、Tammann液體壓縮性恒等式、確定滲透壓的Tammann方法;Tammann于1922年發(fā)現(xiàn)了氧化層生長(zhǎng)厚度的拋物線規(guī)則,即材料科學(xué)基礎(chǔ)教材擴(kuò)散一章中講的擴(kuò)散深度的拋物線法則;Tammann規(guī)則——二元合金中重元素溶解更多的輕元素,而輕元素溶解較少重元素;生長(zhǎng)單晶的Tammann方法(之后才有Bridgeman單晶生長(zhǎng)方法)等。德國(guó)材料學(xué)會(huì)設(shè)有Tammann獎(jiǎng)?wù)?。Tammann倡導(dǎo)從物理的角度研究金屬,因此被稱為金屬物理研究的開(kāi)拓者。

        1994年Haasen教授去世后,哥廷根大學(xué)的金屬物理所的發(fā)展基本停止。圖5是Haasen于1985年獲得美國(guó)ASM學(xué)會(huì)Mehl獎(jiǎng)的報(bào)告首頁(yè)[10]以及劉治國(guó)教授和北京科技大學(xué)金屬物理系主任朱逢吾教授在哥廷根大學(xué)金屬物理所讀博期間的研究成果。

        圖5 (a)Haasen在Mehl講座時(shí)的報(bào)告;(b~d)劉治國(guó)教授和朱逢吾教授讀博期間的合作研究成果

        圖6是Haasen于1992年獲美國(guó)金屬學(xué)會(huì)Campbell獎(jiǎng)的講座報(bào)告首頁(yè)[11]。該研究是關(guān)于材料科學(xué)基礎(chǔ)中基本內(nèi)容再結(jié)晶時(shí)新晶粒的取向的起源。

        圖6 Haasen獲美國(guó)金屬學(xué)會(huì)Campbell獎(jiǎng)講座報(bào)告的首頁(yè)[11]

        20世紀(jì)50年代,Haasen等在單晶Al及Ni中觀察到的應(yīng)變軟化現(xiàn)象,也稱著名的Haasen-Kelly effect,被編入第2版Cahn的《物理冶金學(xué)》一書中。應(yīng)變軟化現(xiàn)象指室溫拉伸形變時(shí),屈服后卸載再加載,顯示流變應(yīng)力提高,然后下降,即形變伴隨軟化現(xiàn)象,見(jiàn)圖7(a)。這種效應(yīng)隨卸載時(shí)形變量的大小而變,拉伸形變量越大,應(yīng)變軟化效應(yīng)越明顯,見(jiàn)圖7(b)。該現(xiàn)象與Cottrell的上下屈服點(diǎn)效應(yīng)或應(yīng)變時(shí)效相似,但與溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用無(wú)關(guān),與晶界作用也無(wú)關(guān)。這是由于卸載時(shí)位錯(cuò)的再調(diào)整所致。文中提及Lücke早先觀察到此現(xiàn)象,但以應(yīng)變時(shí)效來(lái)解釋此過(guò)程。可見(jiàn)Haasen和Lücke師兄弟二人研究的相似性。筆者在高錳鋼TRIP過(guò)程中觀測(cè)到的相變,主要與母相FCC有關(guān),與新相BCC關(guān)系較小。

        圖7 Haasen和Kelly提出的應(yīng)變軟化效應(yīng)及形變條件的影響[17]

        北科大及我國(guó)教材建設(shè)、人才培養(yǎng)國(guó)際化的脈絡(luò):Haasen—北科大金屬物理—金相——教材建設(shè)—中國(guó)學(xué)者的人才培養(yǎng)

        北科大金屬物理教研室投入了大量的人力首先于20世紀(jì)80年代將Cahn的第2版《物理冶金學(xué)》翻譯成中文,名稱為《物理金屬學(xué)》,見(jiàn)圖8。隨后我國(guó)材料界,在師昌緒、柯俊先生的組織下將Cahn、Haasen、Kramer的系列叢書《材料科學(xué)與技術(shù)》譯成中譯本;作為金屬物理、金屬學(xué)和材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)參考書,也可作為科研人員和工程技術(shù)人員參考。

        圖8 北京科技大學(xué)金屬物理教研室翻譯的Cahn的第2版《物理冶金學(xué)》的中文版[5]

        特別還應(yīng)提到的是北科大金屬物理教研室的肖紀(jì)美先生還牽頭將德國(guó)金屬材料的“Bible”教材——Haasen的原德文、后英文版的《物理金屬學(xué)》譯成中文[18],柯俊先生完成校稿,見(jiàn)圖9。在該書中有Haasen為中文版寫的前言,給出了翻譯此書的背景:1978年葛庭燧先生訪問(wèn)了哥廷根大學(xué)金屬物理所,同年,Haasen教授回訪了沈陽(yáng)金屬所,并順道訪問(wèn)了北京鋼鐵學(xué)院,柯俊先生及教研室老師熱情地承擔(dān)了該書的翻譯。1979年柯俊回訪了哥廷根金屬物理所,并請(qǐng)Haasen為中文版寫了前言,見(jiàn)圖9(c)??驴≡谛?duì)后記中寫道,北京鋼鐵學(xué)院金屬物理專業(yè)與哥廷根大學(xué)物理系金屬物理專門化有同一指導(dǎo)思想,因而由北京鋼鐵學(xué)院金屬物理專業(yè)來(lái)承擔(dān)翻譯工作是適當(dāng)?shù)?。由于語(yǔ)言文化的差異,Haasen的德文書名稱是Physikalische Metallkunde中文名稱應(yīng)譯為《物理金屬學(xué)》,但Haasen本人將其譯為英文時(shí)使用的是Physical Metallurgy,而這個(gè)名稱譯成中文時(shí),多數(shù)譯為《物理冶金學(xué)》。在我國(guó)金屬學(xué)與冶金學(xué)的含義是有差異的。Haasen教授編著的1970年版英文《物理冶金學(xué)》,中譯本《物理金屬學(xué)》于1984年出版,圖9為中譯本《物理金屬學(xué)》封面、封底及Haasen寫的中文版前言[18]。

        圖9 北京科技大學(xué)金屬物理專業(yè)肖紀(jì)美、馬如璋、吳兵、楊耀華等翻譯的《物理金屬學(xué)》(柯俊校)[18]

        《柯俊傳》(見(jiàn)圖10)中“世界上第二個(gè)金屬物理專業(yè)”的說(shuō)法中,其中一段節(jié)錄如下:1955年,柯俊被任命為新成立的物理化學(xué)系主任,1956年學(xué)校正式批準(zhǔn)成立金屬物理教研組,同年9月第一批金屬物理專業(yè)學(xué)生入學(xué)。北京鋼鐵工業(yè)學(xué)院(后更名為北京鋼鐵學(xué)院,北京科技大學(xué)的前身,簡(jiǎn)稱鋼院)金屬物理專業(yè)是世界第二個(gè)、中國(guó)第一個(gè)金屬物理專業(yè),為后來(lái)全國(guó)金屬物理專業(yè)的建立提供了范例。而其開(kāi)展的專題報(bào)告會(huì)內(nèi)容包括了金屬的范性形變、相變、位錯(cuò)、組織結(jié)構(gòu)等。可見(jiàn),這些內(nèi)容就是金屬學(xué)基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容。筆者后來(lái)詢問(wèn)金屬物理專業(yè)老教師,確認(rèn)《柯俊傳》提及的“第一個(gè)”是指前蘇聯(lián)的莫斯科鋼鐵學(xué)院,不是指德國(guó)哥廷根大學(xué)的金屬物理??驴∠壬蚬P者介紹過(guò)當(dāng)年在哥廷根大學(xué)受到Lücke的接待,看了若干諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的墓碑。所以筆者一直誤以為是我校在學(xué)習(xí)德國(guó)的金屬物理,如今幸得澄清。不管怎樣,我校的金屬物理專業(yè)及教研室為我國(guó)材料專業(yè)的教學(xué)人才培養(yǎng)做出了巨大貢獻(xiàn),作為文革后第一屆考入北京鋼鐵工業(yè)學(xué)院的本科生,筆者以及同學(xué)們一直以鋼院的金相專業(yè)和金物專業(yè)是最有特色的2個(gè)專業(yè)而自豪。我國(guó)建國(guó)初期多以金相、金屬學(xué)、金屬物理建立專業(yè),“金相”在英美、德國(guó)、蘇聯(lián)都有使用,但“金屬學(xué)、金屬物理”主要在德國(guó)、蘇聯(lián)使用,英美多用“物理冶金”,后來(lái)都改為材料科學(xué)。我國(guó)1956年前后同期設(shè)立金屬物理專業(yè)的還有武漢大學(xué)、蘭州大學(xué)等[19-21]。

        圖10 《柯俊傳》封面[1]

        Haasen在我國(guó)的人才培養(yǎng)方面也產(chǎn)生了重要影響。Haasen招收我國(guó)的第一個(gè)博士生是南京大學(xué)材料系的劉治國(guó)教授。劉治國(guó)1980年起留學(xué)德國(guó)哥廷根大學(xué),跟隨Haasen教授從事相變機(jī)制與相變動(dòng)力學(xué)研究,1984年獲哥廷根大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位,同年回到南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室工作至今,長(zhǎng)期從事鐵電介電材料,特別是新型存儲(chǔ)器和場(chǎng)效應(yīng)器件用鐵電介電薄膜研究,獲2005年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(排名第一),獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng),參與撰寫專著4部,發(fā)表科研論文400余篇,參與主編的《材料科學(xué)導(dǎo)論》獲2005年國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。Haasen招收我國(guó)的第二個(gè)博士生是我校金屬物理系的朱逢吾主任,他回國(guó)后從事金屬間化合物的氫脆研究、薄膜材料研究。Haasen招收我國(guó)的第三個(gè)博士生是蕭思群博士,他作為郭可信院士在上海交通大學(xué)招收的出國(guó)研究生,1991年獲哥廷根大學(xué)博士學(xué)位,先后就職于美國(guó)FEI電鏡公司和美國(guó)應(yīng)用材料公司。哥廷根市的一個(gè)著名景點(diǎn)是牧鵝女銅像及噴泉,見(jiàn)圖11(a),傳說(shuō)她是全世界被親吻最多的女孩,據(jù)說(shuō)哥廷根大學(xué)每個(gè)畢業(yè)的博士生都要親吻牧鵝女才算真正博士畢業(yè),圖11(b~c)是蕭思群博士畢業(yè)答辯后被四人大轎抬著去牧鵝女景點(diǎn),頭上戴著的是根據(jù)他個(gè)人的特點(diǎn)制作的博士帽。這個(gè)習(xí)慣也被Lücke教授帶到亞琛工業(yè)大學(xué)金屬學(xué)及金屬物理所,筆者畢業(yè)答辯后也戴上了這樣一頂博士帽[22]。

        圖11 (a)哥廷根市的景點(diǎn)-牧鵝女銅像噴泉;(b~c)蕭思群博士畢業(yè)時(shí)被用大轎抬去親吻牧鵝女;(d)楊平畢業(yè)時(shí)的博士帽

        圖12為蕭思群博士提供的Haasen教授60歲生日時(shí)哥廷根大學(xué)金屬物理所舉辦學(xué)術(shù)活動(dòng)的合照。照片中蕭思群博士位于Haasen教授的左側(cè)(箭頭所指);此外,還有畢業(yè)于北科大金屬物理專業(yè)的張統(tǒng)一院士,當(dāng)時(shí)他作為洪堡獎(jiǎng)學(xué)金獲得者在哥廷根大學(xué)Haasen教授的研究所開(kāi)展合作研究;另外,照片中還有日本著名的鈴木氣團(tuán)理論提出者——鈴木教授。

        圖12 Haasen教授60歲慶祝活動(dòng)合影(蕭思群博士提供)

        金屬學(xué)、金相、金屬物理這三個(gè)常見(jiàn)的相互關(guān)聯(lián)的專業(yè)詞匯(專業(yè)或教研室或課程的名稱),與我們的學(xué)生、教師時(shí)代關(guān)聯(lián),發(fā)生了很大的變化,這是歷史的發(fā)展所致,與我校材料專業(yè)教學(xué)與科研發(fā)展息息相關(guān)。材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是由金屬學(xué)或金屬學(xué)原理演變而來(lái),拓展為由金屬、陶瓷、聚合物等組成的材料,金屬學(xué)課程在1952年北京科技大學(xué)建校時(shí)就設(shè)立了,招收了第一屆金相專業(yè)(或金屬學(xué)及熱處理專業(yè))的學(xué)生。第一任教師是徐祖耀先生,然后有劉國(guó)勛先生、宋維錫先生、余永寧先生。筆者從1986年碩士畢業(yè)開(kāi)始接觸這門課程,到現(xiàn)在講授課程及建設(shè)課程已斷斷續(xù)續(xù)30多年。1956年開(kāi)設(shè)金屬物理專業(yè),柯俊先生開(kāi)始了金屬物理教學(xué)。而哥廷根大學(xué)的金屬物理研究從20世紀(jì)20年代就開(kāi)始了,1957年建立了金屬物理研究所。我校的金屬學(xué)課程教學(xué)有兩條線路,一是材料學(xué)專業(yè)學(xué)生課程及使用的教材,先后有1980年出版的劉國(guó)勛主編的《金屬學(xué)原理》[23]和2000年出版的余永寧教授主編《金屬學(xué)原理》[24];另一條是材料加工專業(yè)及冶金專業(yè)、高等工程師學(xué)院使用的宋維錫教授編的《金屬學(xué)》教材,于1980年出版[25],到現(xiàn)在印刷了18次。1961年我校金相教研室出版了由宋維錫、劉國(guó)勛、余永寧、李景慧、宋沂生等編寫的最早一版《金屬學(xué)》教材,見(jiàn)圖13[26]。這個(gè)風(fēng)格在后來(lái)的《金屬學(xué)》一書中也有體現(xiàn)。文獻(xiàn)[27]評(píng)價(jià)道,中國(guó)學(xué)者編著大學(xué)金屬學(xué)及熱處理專業(yè)的教材始于1960年代,多為各大學(xué)教研室集體編寫,其中1961年這版《金屬學(xué)》便成為中國(guó)工科教材脫胎于翻譯蘇聯(lián)教材的珍貴歷史性記錄。我校金相專業(yè)第一任教師徐祖耀老師出版的《金屬學(xué)原理》是在離開(kāi)北京鋼鐵學(xué)院到上海交通大學(xué)后于1964年出版的[28]。目前我國(guó)材料科學(xué)基礎(chǔ)教材也被翻譯成英文版,進(jìn)入國(guó)際化教學(xué)領(lǐng)域,展示了我國(guó)“雙一流”建設(shè)的成效。

        圖13 北京科技大學(xué)出版的金屬學(xué)教材封面:(a) 1961年金相教研室編著;(b)1980年劉國(guó)勛編著;(c)1980年宋維錫編著;(d)2000年余永寧編著

        結(jié)束語(yǔ)

        (1)獲得美國(guó)Mehl獎(jiǎng)及Campell獎(jiǎng)的杰出材料物理學(xué)家Haasen與Cahn合編名著《物理冶金學(xué)》(或《物理金屬學(xué)》)中的兩版;也參與了材料工作者系列叢書《材料科學(xué)與技術(shù)》的編寫;還編著了德文教材《物理金屬學(xué)》,在教材建設(shè)上做出了重要貢獻(xiàn);還培養(yǎng)了3名金屬物理專業(yè)的中國(guó)博士生。

        (2)哥廷根大學(xué)的金屬物理研究從1920年代Tammann任物理化學(xué)所所長(zhǎng)開(kāi)始,后經(jīng)Masing強(qiáng)化了金屬學(xué)研究,從Haasen開(kāi)始于1958年成立了金屬物理研究所,與其并行的、來(lái)自哥廷根大學(xué)的Lücke教授同時(shí)在亞琛工業(yè)大學(xué)成立金屬學(xué)及金屬物理所,開(kāi)展金屬物理研究;在教材建設(shè)上,其學(xué)生、新所長(zhǎng)Gottstein教授編著了材料科學(xué)的物理基礎(chǔ)教科書,由德文也譯成英文;德國(guó)金屬學(xué)學(xué)會(huì)設(shè)立了Tammann獎(jiǎng)?wù)隆asing獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

        (3)1956年我校是國(guó)內(nèi)第一個(gè)或第一批建立金屬物理專業(yè)的高校,僅比建校就成立的金相專業(yè)晚4年。金屬物理專業(yè)由金相專業(yè)分離出去,屬理科專業(yè),任課教師將多部經(jīng)典書籍譯成中文,為教學(xué)和人才培養(yǎng)做出了重要貢獻(xiàn),在國(guó)內(nèi)產(chǎn)生了重要影響。

        致謝:感謝蕭思群博士提供有關(guān)哥廷根大學(xué)Haasen教授的相關(guān)資料、信息及珍貴的照片;感謝顧新福副教授和谷賓博士對(duì)本文提出寶貴的建議和相關(guān)素材。

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