首页资讯【众享荟】中关村特楼 | 为人民奉献精品——郭慕孙

【众享荟】中关村特楼 | 为人民奉献精品——郭慕孙

来源：爱乐趣网时间：2020年04月16日 17:32

原标题：【众享荟】中关村特楼 | 为人民奉献精品——郭慕孙

流态化是一种重要的化工技术，在化学、石油、冶金、原子能等多个领域都得到了广泛应用。在我国，这项技术的奠基人就是我国化工学界的元老，中国科学院院士，瑞士工程科学院外籍院士郭慕孙。2008年，在科学界享有盛誉的美国化学工程师协会，评选出了开创时代的50位杰出化工科学家。郭慕孙是其中唯一的一位中国人。

郭慕孙

郭慕孙1920年生于湖北汉阳，父亲郭承恩毕业于英国谢菲尔德大学，回国后曾任京沪、沪杭甬铁路两局局长和上海兵工厂，中央造币厂的重要高管，也是一名优秀的工程师。

1937年，郭承恩与朋友在上海合作开办了中国第一家工业炼气公司，打破了法国企业在华气体工业的垄断地位，上海的报纸进行了报道，认为这是一件非常了不起的事。当时正在上中学的郭慕孙对父亲的壮举深感自豪，从小就立志做像父亲一样的“工程师”。

在父母的培养教育下，自幼好奇心很强的郭慕孙喜欢跟父亲一起做造型各异的风筝，还常到弄堂口的小作坊向工人师傅学习车床技术。身为工程师的父亲，制作风筝不走寻常路，他做的风筝，有的能飞，有的不能飞。郭慕孙用所学的知识，努力找出这些风筝能飞与不能飞的原因。他更喜欢自己动手制作风筝，直到几十年后，住进中关村特楼13号楼，他的房间里还陈设着各种形状奇特的风筝。

1945年，他凭借自己优异的学习成绩和突出的英文水平，如愿以偿获得了美国普林斯顿大学化工系的奖学金。

郭慕孙的导师威尔汉姆教授很欣赏这名中国学生勤奋严谨的学习精神。导师告诉他，跟颗粒有关的流动问题只有两类工作，一是颗粒在液体中的沉降，二是通过松散颗粒介质的流体流动。如何把二者结合，寻找规律就是需要研究的问题。那时，他除了吃饭、睡觉，基本上都在实验室工作。当时没有测流量的现成装置，他就用一些管子反复计算设计制作，与导师一起在液固体系上作了系统且有成效的试验研究。1946年10月，他完成了硕士学位论文《固体颗粒的流态化》，1948年发表在美国《化工进展》杂志上。郭慕孙和他的老师共同撰写的论文《固体颗粒的流态化》，在学术界影响很大。在这篇文章中，他们提出了“散式”和“聚式”这两个概念，从此这两个概念就在流态化领域中广泛使用。

毕业后，为了心中“工程师”的梦想，郭慕孙放弃了继续攻读博士学位的机会，在美国碳氢研究公司担任实习工程师，第二年便加入了美国化学工程师学会。郭慕孙在那里做了很多流态化的实验和计算等开拓性的工作。

虽然工作稳定，郭慕孙仍然心系祖国，为了便于回到祖国，他进入可口可乐公司工作，公司派他到上海工作。1948年7月，他被派往香港解决技术问题，完工返回上海才得知，公司为避免战争风险，已决定年底从中国撤离。他被派到了印度新德里。在那里，他与同事们历经五个月，建成了印度第一家可口可乐工厂。回到美国后，他被安排到纽约实验室工作，他在此期间撰写的《差压法测定汽水中含二氧化碳》的论文，获得美国汽水行业的契斯特曼奖。

1950年12月9日，郭慕孙与大学同学、波士顿大学社会学硕士桂慧君步入婚姻殿堂。1952年5月，他因为感到可口可乐公司的工作与自己的专业相差较大，便再次回到碳氢研究公司，继续从事煤的气化、气体炼铁和低压空气分离等研究。在美国期间，他发表论文8篇，获得3项专利。郭慕孙在接受采访时曾说：“我回国的目的就是希望将这些研究和专利继续做下去，并且要在自己的国家产生经济效益。”1956年8月，郭慕孙终于等来了回国良机，携家人乘船辗转香港回到新中国的怀抱。

1956年，正在筹建中国科学院化工冶金研究所的著名冶金学家叶渚沛得知郭慕孙刚回国，便发出工作邀请，因为曾看到过郭慕孙发表的硕士学位论文，叶渚沛建议他将化工中的流态化技术运用到冶金领域，即利用流态化焙烧的方法，处理回收湖北大冶铁矿中的铜。郭慕孙了解了前辈对自己的学术规划后，欣然加入化工冶金所，后被任命为流态化研究室主任，开始了他半个多世纪的漫漫流态化之路。

加入中科院不久，他就搬入了中关村北区的13号楼303号，与汪德昭、郭永怀、陈家镛做了邻居。

什么是流态化？简单的说，就是研究颗粒状物质在流体中的流动和化学反应。郭慕孙曾经打过一个通俗的比方，这就农民扬场，他们用木锨把谷壳连同籽粒一起扬到空中,在自然风和谷物运动时所产生的“人工风”的作用下,比重大的籽粒会向下落回原地、而比重小的谷壳则会随风向飘到另一边。农民就是通过这种办法把轧掉的谷壳和籽粒分离开来。实际上，农民这种通过风来分离谷壳与谷籽的办法,就是对流态化的具体应用。当然，这只是一个最简单的实例。流态化发展到今天,已经被广泛应用于化工、冶金等许多生产领域当中。

大冶是我国开采最早的铁矿，这里的汉冶萍公司曾是洋务运动中建起的中国规模最大的钢铁基地和机械制造企业之一。郭慕孙就出生在这里。因为大冶的铁矿石中除了含铁以外，还有铜和钴，而过去只能提炼出铁，这就太可惜了。经过长期艰苦的努力，郭慕孙终于用流态化的理论，创造了新工艺，达到了既能提炼铁，又能提炼铜和钴的目标。这个成果于1978年获得了中国科学院重大科技成果奖。

上个世纪50年代，大规模工业建设需要大量的钢铁，可是在我国约有97%的铁矿，含铁量低于35%，属于贫矿甚至是超贫矿，再加上我国一直用物理方法选矿，而导致了加工不精，在选矿过程中，参杂了大量废渣土，非常不经济，于是郭慕孙提出，要用化学的方法加工冶炼，当时，这个方法在国际上刚刚兴起，在中国使用也属首次。他把铁矿里面含铁的氧化铁，从三氧化二铁还原成四氧化三铁，利用四氧化三铁有磁性的特性，用磁场选矿，把有磁性的都吸上来，矿石中的含铁量自然就高。选出来的矿就叫做精矿，铁精矿再去炼铁，效率就高了很多。在将三氧化二铁还原为带有磁性的四氧化三铁过程中，为了更好的控制还原剂在高炉内的反应，郭慕孙运用流态化技术进行了大规模的研究。他的工作为我国的冶金工业做出了巨大贡献，经过他和团队的努力，低品位铁矿焙烧的中间试验，放大到了每日一百吨，大大提高了炼铁的效率。除此之外，郭慕孙还亲自讲授流态化技术，培养骨干力量，指导刚毕业的大学生开展工作。

当年，叶渚沛坚决反对苏联“权威”关于包头钢铁厂的建设方案。因为这个方案根本没有考虑到那里蕴藏着丰富的稀土矿，它们含有制备新型材料不可或缺的稀有元素，而这些新型材料是发展航天、航空、电子、原子能等尖端科技所必须的。我国的稀土矿储量占据世界的三分之二，具有得天独厚的优势。因此，管好、用好、开发好这个“国宝”是非常重要的。要是按苏联专家的意见，包钢不仅会丢弃珍贵的稀土元素，还会造成严重的污染。于是，郭慕孙跟随叶渚沛先生进行了大量调查研究工作，在1962年写出了《关于合理利用包头稀土稀有元素的建议》。可惜的是，当时主管部门还迷信苏联权威，叶渚沛和郭慕孙等人的正确意见没有被采纳。但是郭慕孙不甘心，他排除了重重阻力，克服了重重困难，采用根据流态化理论设计出的新工艺，既提炼出了铁，又保住了珍贵的稀土，叶渚沛先生非常欣慰。

2005年8月，因为痛心乱采现象，他又联合徐光宪、师昌绪院士，发出紧急呼吁，要求保护和开发稀土元素。他们呼吁：“如不采取措施，再过35年将全部采完，形势十分紧迫。......尤其是16种稀土元素是高技术和国防的战略元素，钍是未来最重要的能源，逐步采取措施保保白云鄂博，否则的话后果不堪设想。”他们的呼吁，今天看来非常有战略眼光！

上个世纪60年代中期，中央决定建立攀枝花钢铁生产基地。但是攀枝花的矿是钒钛铁共生矿，而钒铁钛冶炼是一个世界性难题。三种矿物混在一起，你中有我，我中有你。当时的技术跟不上，炼出了这样就提不出那样，“熊掌与鱼不可兼得”，于是大批矿渣就堆积如山，成了“鸡肋”，舍不得扔，又不能用，实在是两难。在郭慕孙院士和其他人的多年努力下，这一难题终于得到了解决。

20世纪6、70年代，阿尔巴尼亚有一种镍钴红土铁矿，要把这三种“宝贝”都提炼出来是一个难题，他们找过苏联，苏联的专家没有解决好这个问题。他们找过捷克的专家，捷克的专家比苏联的强些，但也解决得不好。以后由于一再碰壁，加上国际形势的变化，阿尔巴尼亚转而向中国求援。国家把这个任务交给了郭慕孙，他用流态化的理论作指导，在很短时间内，圆满完成了任务，效果比苏联和捷克专家的工艺好得多。这项成果获得了1978年科学大会奖。

郭慕孙对我国化工和发展提出的发展方向之一，就是发展颗粒学，他认为这是延伸和扩大流态化技术，且更广阔，更高级的新兴领域。流态化可看作颗粒学的分支，也可以看作颗粒学的邻级科学技术，因为流态化就是研究颗粒状物质在流体中的流动和化学反应。上世纪80年代，他就在所内组建颗粒学科研队伍，选派年轻骨干分别赴日本和英国学习颗粒学，并在1985年建立了专门研究颗粒学的研究室。在他的努力下，1986年，中国颗粒学会经国家科委批准正式成立。他还创立了《颗粒学报》，现在已经成了和著名的爱斯维尔（Elsevier)出版集团共同在线上发行的有国际影响的学术刊物。

郭慕孙早在1959年就撰文推动过程工程研究。表现了他对学科前沿趋势的深刻洞悉和独到见解。过程工程是研究物质在化学物理和生物转化过程中的运动、传递，核反应，及其相互关系的一门工程科学，服务于为社会发展提供物质基础的过程工业，包括能源，资源，环境，材料，制药，石油，化工，冶金等，支柱产业，并涉及生物技术，纳米技术等新兴领域。

2001年，郭慕孙提出了过程工程学的基本理论，进一步诠释了过程工程学的科学内涵。2001年4月，经上级批准，中国科学院化工冶金研究所，正式更名为中国科学院过程工程研究所，完成了研究所从化工冶金向过程工程的转变，是研究所历史上的一个重要里程碑。

郭慕孙曾担任过中科院化工冶金所所长、名誉所长,中国金属学会常务理事等，还多次获得全国先进工作者称号和全国劳动模范称号,是第四届至第七届全国政协委员。由于在我国化工技术上所做出的杰出贡献，1980年，他当选为中国科学院院士，由于其杰出的科研水平，此外，他还在1982年和1990年获国家自然科学奖二等奖,1989年获国际流态化成就奖,1994年获何梁何利基金奖。

1986年，郭慕孙从领导岗位退下来，曾经在在工作岗位上做出无数创造的郭先生,退休后依然处于创造的持久惯性当中。于是，他开始了一个全新领域的探索—— “几何动艺”。

郭慕孙在制作“几何动艺”

“几何动艺”是艺术与科学相结合的巧夺天工之作。它们都是由三角、圆、方、直线、曲线等几何形状构成的。几块无用的纸板、废弃的铝片、甚至自行车上用的辐条、牙医用的金属线，一经郭先生“点化”，就仿佛有了灵气，成了构型奇特的，科技含量极高的艺术品，它们有的看似一串弯月、有的形如一束鸟羽，既是美妙绝伦的艺术作品，也是超凡脱俗的科技作品。它们或置于台上，或悬于屋顶，或挂于壁上，稍有空气的扰动，如微风穿堂、笑语盈室、甚至有人飘然而过，它们就会运动变化，或回旋升降、或扑簌颤动，有如纷纷蝶舞、翩翩凤飞，袅袅云蒸，腾腾霞蔚，有的还能发出仙乐神韵般的清音，真可谓变幻莫测，美不胜收，常使观者赞叹不已。

有人把“几何动艺”归于现代派雕塑。传统雕塑是三维艺术，相比之下，“几何动艺”可以运动、变化，因此在不同的时间内，它有不同的构形，比传统雕塑多了一个时间维，可以说是“四维艺术”。

“几何动艺”是郭慕孙院士自己取的名字，它还有别的名字，有人称它为 “动态雕塑”，有人称它为“魔摆”。钱学森曾经给郭慕孙写过一封热情洋溢的信，大意是说，在美国时，看到有人制作过这类东西，现在社会主义中国也有人从事这项工作了，他很高兴。他建议将“几何动艺”命名为“灵像”。

郭慕孙先生的每一件“几何动艺”作品，都是经过反复的构思后，再建立数学模型，并用电脑计算出来，然后制作、调试而成。他还为几何动艺的制作定了一个原则，就是没有边角余料，每一个几何动艺基本上都可以复原成未加工时的原状。化工出版社曾经为他出了一本书，名为《几何动艺》，中英文对照，里面都是密密麻麻的方程式。

为了纪念清华大学建校40周年，在李政道博士倡导下，由李政道和吴冠中等人发起了一个“科学与艺术”的国际研讨会，许多海外的科学家和艺术家参加了这个讨论会。郭慕孙院士应邀介绍了他的“几何动艺”，受到热烈欢迎。中央电视台“科学与教育”频道还进行了转播。这个研讨会上不乏独到的见解，新颖的观点，但是能触摸到的，艺术与科学相结合的实体却不多，“几何动艺”是其中最受欢迎的作品之一。郭慕孙到了晚年还不顾年高体弱，为北京二中“郭慕孙‘几何动艺’实验室”作辅导。

郭慕孙是一个对工作、对学生、对自己要求都十分严格的人。他工作勤奋，同时也讲求高效率的工作方法。他的学术论文结构严谨，推理严密，思路清晰，谁想增减一字都很难。看了他的文章，就会知道什么是科学家的文风了。他对学生要求严格也是有名的，不管是内容上，还是标点符号等“小节”上，他都严格把关。他曾经这样剖白自己的心曲，“我之所以如此，是因为不愿拿二等品交给国家和人民”。

郭先生平易近人，丝毫没有架子，从不以“国际知名学者”、“院士”等头衔自居，可是对那些弄虚作假、学风不正的现象，却深恶痛绝。他对搞学术腐败的人从不留情面，常常当面让这种人下不来台。

郭先生能取得如此多方面的成就，自然和家人的支持分不开。他的夫人桂慧君教授和他是大学时期的同学，是社会学硕士。他们在顺境中琴瑟相和，在逆境中相濡以沫。改革开放后，桂慧君教授为了解决弱智儿童和自闭症儿童的教育问题，不知投入了多少精力，为师资、校舍、毕业生的就业等等问题奔波。她的办学经费大都是来自热心慈善事业人士和亲友们的捐赠，她不仅没有得到过一分钱报酬，反而把自已的存款、物品捐给这份功德无量的事业。其中有许多感人肺腑的故事，只是她从不愿意向媒体透露，因此，鲜为人知。在家里，她全力支持郭慕孙先生的科研工作，也同样全力支持他制作“几何动艺”。

不要以为制作“几何动艺”只是“玩”，是郭慕孙童心未泯的表现。郭慕孙有一段精辟之论，他说：“儿童是生命中最富有好奇心、进取心和创造心的时代。作为研究工作者，我们要尽一切可能保住这三 ‘心’。”

2012年11月20日，这位老人离开了我们。郭先生虽已逝去，他的成就、风范和品德却永远为我们所敬仰。