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吳自良
來源:互聯網

吳自良(1917年12月25日-2008年5月24日),出生于浦江縣,系物理冶金學家、材料科學家,中國科學院院士。1939年畢業于北洋工學院(今天津大學),1948年獲美國匹茲堡卡內基理工學院博士學位,曾任中國科學院上海微系統與信息技術研究所副所長、學術委員會主任。1980年吳自良當選為中國科學院院士(學部委員)。

吳自良長期從事國防和經濟建設領域關鍵性材料研制,以及材料物理科學領域基礎性研究工作,在國防軍工、金屬材料、半導體材料工藝、氧化物高溫超導材料等諸多領域頗有建樹。20世紀50年代,吳自良領銜研制的蘇制合金鋼替代鋼,對建立中國合金鋼系統具有開創作用。20世紀60年代,吳自良領導團隊成功研制出中國第一顆原子彈的核心原件——甲種分離膜,為中國成功爆炸原子彈和國防現代化建設作有重要貢獻。

其科研成果曾先后榮國家發明獎一等獎、國家科學技術進步特等獎何梁何利基金獎。1999年,中共中央、國務院、中央軍委授予他“兩彈一星”功勛獎章。

人物生平

早年經歷

1917年12月25日,吳自良出生在浙江浦江的一個知識分子家庭。父親吳寶是前清秀才,后曾做過律師。吳自良9歲時,進入浦江縣立浦陽小學讀書;五年后,考入浙江省杭州高級中學。1932年起,吳自良開始就讀于杭州高級中學。

1935年,時年18歲的吳自良,以優異成績考入河北工業大學礦冶系;一年后,在“航空救國”的感染下,繼而轉入新組建的航空機械系學習。1937年,抗日戰爭爆發,吳自良隨學校遷入西安市繼續學業。

工作與海外求學

1939年,大學畢業的吳自良經學校推薦,進入云南壘允中央飛機制造廠工作,擔任設計科設計員,負責從事裝配戰斗機和教練機的工作。1942年起,受日軍轟炸影響,吳自良隨工廠撤退至昆明市,繼而轉入中央機器廠工作,并開始擔任副工程師,后因拒絕加入中國國民黨而受到裁撤。

1943年底,吳自良經由時任中央機器廠廠長推薦,自費前往美國卡內基理工學院(今卡耐基·梅隆大學)留學,師從X射線晶體學家、物理冶金學家巴瑞特(C.S.Barett)和物理學家斯莫落柯夫斯基(R.Smoluchowski)攻讀冶金學專業。1948年,吳自良摘得美國理學博士學位,畢業留校從事博士后研究。第二年起,應聘至美國錫臘丘斯大學,擔任材料系主任研究工程師,負責主持美國國防部資助的重要科研項目——“軟鋼的阻尼和疲勞”研究。1950年春,吳自良當選為美國科學促進會會員。

歸國投身建設

1950年冬,吳自良放棄了國外的優越條件,突破美方重重阻力回到中國。次年初,吳自良出任北方交通大學(今西南交通大學)冶金系教授;同年9月,調任中國科學院冶金所(今上海微系統與信息技術研究所)研究員,主持物理冶金方面的研究工作,并先后擔任物理冶金室主任、副所長和所學術委員會、學位評定委員會主任等職。1952年,吳自良接受原機械工業部委派,領導團隊利用國內富產的錳、元素,開展蘇聯汽車鋼40X的代用品研究,歷時2年成功開發出兼具低成本、高性能、耐疲勞等特性的中碳錳鉬鋼。1954年,他又奉中央軍委緊急命令,領銜主持了抗美援朝戰爭前線急需的特種電阻絲研制項目,全程歷時不足半月即宣告成功。

1956年4月,中國正式啟動原子彈研發工程,突破提煉濃縮的“甲種分離膜”技術成為關乎成敗的關鍵。1961年春節,時任中科院上海冶金所副所長、學術委員會主任的吳自良臨危受命,出任新組建的冶金所第十研究室技術總負責,領導來自中科院北京原子能所、上海冶金所、沈陽金屬所和復旦大學的60多名專家聯合開展鈾同位素分離用“甲種分離膜”(代號“真空閥門”)研制攻關。其間在超級核大國嚴密技術封鎖和科研條件嚴重困難的條件下,歷經三年多的艱苦探索,吳自良團隊于1963年底成功研制出中國首個分離膜元器件,且造價僅為原本預估黃金價格的1%,使得中國一舉成為世界上第四個獨立掌握濃度鈾生產技術的國家。

20世紀60年代初,吳自良在上海冶金所發起組建精密合金研究室,開始從事合金相變領域的問題研究。在面心立方金屬研究層面,他首次提出可與過飽和淬火空位結合形成代位碳,再與正常間隙碳形成間隙碳原子對型代位碳的理論命題,科學闡明了鐵鎳合金中碳擴散內耗峰的一系列特性,深化拓展了人類對金屬物理的研究認知。在立方晶系金屬研究層面,吳自良首次系統論述了鈦、釩等元素與間隙間形成鈦-氮對、釩-氮對等復合缺陷的過程,科學闡明了鈦、釩合金鋼抗時效性的物理規律,成為中國相關研究領域的旗幟性人物,學術成果引發國際材料科學界關注。

20世紀70年代,吳自良在材料科學研究領域更進一步,他聚焦國防建設中急需的坦克裝甲和單兵裝備,領導團隊成功研制出具有國際先進水平的復合材料鋁合金裝甲板和單兵作戰防彈衣,一舉填補中國材料研發應用領域多項技術空白,廣受國防工業部門好評。與此同時,吳自良領導的大規模集成電路用硅材料的品質因素和材料工藝領域研究也頗有建樹,多次獲得中國科學院和上海市科技進步獎。

1980年,吳自良當選為中國科學院學部委員(院士)。1988年起,吳自良轉向高溫超導新材料研究,探明了高溫超導體YBCO中的氧擴散機制,求得了精確的氧擴散率和擴散激活能,研究成果得到業界廣泛推廣應用。2008年,吳自良被中國科學院大學授予“杰出貢獻教師”榮譽稱號。

逝世

2008年5月24日19時45分,吳自良因病醫治無效在上海華東醫院逝世,享年91歲。

科研成就

研究綜述

吳自良的研究領域呈現階段性變化。20世紀50年代,吳自良在攻克國產錳鋁合金鋼替代蘇制40X鉻合金鋼的研發過程中,基于鋼材時效的演化規律,在國際上率先提出合金元素原子和m間隙原子間相互作用的理論命題,并結合鉬合金鋼的脆性變化特性,對間隙原子和位錯間的交互作用問題進行了開創性研究,為人類研制和生產錳鉬合金鋼開辟了新道路,對建立中國合金鋼系統起到了開創性作用。

20世紀60年代,吳自良帶領科研人員展開聯合攻關,成功研制出分離鈾同位素的關鍵部件“甲種分離膜”,為中國第一顆原子彈爆炸做出重要貢獻。與此同時,吳自良還開展了鋼中過渡族元素Mn、Cr、Mo、V、Ti和氮的S-I交互內耗峰研究,通過判定這些固熔合金原子與間隙氮原子的作用關系,完整系統地論證了只有鈦的固溶,才能使鋼產生良好抗時效特性的原理,澄清了過去文獻中諸多爭論和謬誤。

20世紀70年代,吳自良開始致力于大規模集成電路領域新材料的應用研究,他原創性地提出了對單項工藝和硅材料品質因素進行技術攻關的全新課題,并在二氧化硅膠體拋光工藝、9微米紅外吸收法測定硅單晶中氧含量的標定曲線、大規模集成電路用硅單晶的氧本征吸雜研究中取得一系列創新成果,開拓了單項工藝硅材料品質的科學理論,解決了半導體元器件和大規模集成電路的生產技術難題,為中國研制成功第一塊集成電路奠定了寬厚基礎。

20世紀80年代,年逾古稀的吳自良轉而投身氧化物高溫超導材料中氧的擴散行為和作用機制研究,他首創了研究氧在高溫超導材料中擴散特性的低頻內耗法,精確求得了氧擴散率和擴散激活能,相關研究成果及至20世紀20年代仍為業界所廣泛引用;在磁控濺射c取向薄膜研究中,發現膜的增氧速度端賴于垂直c-軸單晶的位錯管道所提供的快速氧輸運過程,并進而將氧擴散特性與超導薄膜材料的缺陷結構有機統一起來,一舉證明了超導氧十七物薄膜中異常高速進氧過程的物理規律。

主要論著

吳自良一生鮮有發表署名論著,已知公開可查的論著共有20余篇(部),現摘選部分具有重要學術影響力的論著如下:

人才培養

吳自良作為上海冶金所學術委員會主任,在致力于物理冶金領域科研攻關的同時,還長期關注和從事人才培養工作,領導發起了冶金所科研人員習授物理理論的普及性教育活動,并親自承擔了其中四分之三的授課任務,培養出了鄒世昌、羅樂、謝曉明、陳廷國等一批物理冶金領域的研究型人才。晚年的吳自良,仍在堅持自編理論教材,指導學生開展薄膜材料制備工藝和氧在高溫超導氧化物中擴散行為等領域的研究工作,1990年吳自良被中科院評為“優秀研究生導師”,2008年被中國科學院大學授予“杰出貢獻教師”榮譽稱號。

獎勵與榮譽

社會職務

人物評價

吳自良逝世后,治喪委員會在告別大廳高懸大幅挽聯:“良師益友教書育人鑄輝煌,自強不息兩彈一星建功勛”,追思其畢生致力于教育科研事業的卓越貢獻和精神品質。

2008年5月,吳自良逝世之際,時任全國人大常委會副委員長、中國科學院院長的路甬祥評價稱:“吳自良是一位享譽海內外的物理冶金學家,‘兩彈一星’功勛科學家。在一生的科研實踐中,緊緊把握世界科技發展脈搏和國家的重大需求,不斷深入拓展本領域的科技前沿,取得了一系列原始創新理論成果和重大自主技術創新成就?!?/p>

中華人民共和國國防部稱譽吳自良“以淵博的學識,嚴謹的治學態度,平易近人的作風,幾十年如一日、不倦地耕耘在科研第一線,切實為祖國建設作貢獻,而深受大家的尊敬。”

2018年12月,吳自良逝世十周年之際,《中國科學報》專題刊文緬懷稱:“吳自良一生治學嚴謹、不憚寂寞。他的學風、修養、品德,影響了無數后靠學子和他們未來的科研生涯。”

個人生活

廢寢忘食

吳自良院士是浙江浦江人,口味就是喜歡吃肉,尤其愛吃家鄉的梅干萊燒肉,而不太肯吃魚和蔬菜。每當吃飯時,他腦中還想工作,平時飯量總是兩碗,可是很多次他只是吃了一碗就站起走了,家人只得提醒,喊他坐下來再吃一碗。他每晚一下班,晚飯后一直工作到十二點鐘,數十年如一日,若某個實驗需連夜繼續時,他就在晚上十二點后再去實驗室查看。

蟈蟈專家

吳自良雖然和金屬物理材料打了一輩子的交道,可依然童心未泯。晚年的吳老,完全出于好玩,從市場上買回一只“叫哥哥”,也就是螽斯科。這小東西“叫哥哥”叫挺歡,聲音也十分好聽,老兩口都喜歡這個小東西,爭著喂它吃毛毛豆。誰知過了幾天,原本叫得挺歡的“叫哥哥”竟然漸漸地不叫了。吳自良認真地望著在籠子里用兩只前爪抱著一顆毛豆,一聲不吭大嚼大咽的“叫哥哥”,觀察著?!袄项^子,你不是連原子彈都研究過嗎?”站在一旁的老伴半開玩笑地說,“這蟈蟈為啥不叫的事,怎么說也比你那原子彈簡單得多。你就給研究研究嘛!”照常理說,老伴的話是完全不必當回事兒的。充其量再去買一只嘛。吳自良卻較起真來。他仔細觀察,并試著控制小東西的進食量,竟一下子有了一個“重大的發現”!原來,這螽斯科的胃口挺難伺候,吃少了不肯叫,吃多了也懶得再叫。經過反復試驗,他得出了一個規律:“一天喂一顆毛毛豆太少,一天喂三顆毛豆太多,一天喂兩顆毛豆正好?!彼炎约旱摹把芯砍晒备嬖V老伴,老兩口都嚴格照此辦理,那“叫哥哥”不僅真的又重新叫了起來,而且還比以前叫得更歡、聲音也更加好聽了!于是,這享譽國內外的金屬物理材料專家,便又獲得了一個“蟈蟈專家”的美稱。

鏈條人

吳自良在晚年的回憶錄《“鏈條”人日記》中,自稱“鏈條人”,在他看來,自己就是祖國的一根鏈條。日記中回憶道:“原子彈爆炸成功,舉國歡騰,我終于松了一口氣,總算完成了‘鏈條’人光榮的使命。”1964年10月16日,中國第一顆原子彈爆炸成功,舉國歡騰??墒悄挠惺裁礄M空出世,不過都是一群抱著“豎著進去橫著出來”決心的國防人在負重前行。吳自良用自己的實際行動踐行著一代國防人的使命。

參考資料 >

吳自良院士.中國科學院學部.2023-01-09

兩彈一星吳自良.中國工程院院士館.2023-01-09

吳自良.上海微系統與信息技術研究所.2023-01-09

..2023-01-05

吳自良.科學人生·百年.2024-04-10

送別兩彈一星元勛吳自良院士.上海微系統與信息技術研究所.2023-01-05

吳自良專欄.中國工程院院士館.2023-01-09

“天行健,君子以自強不息……”成人生格言.中國科學院學部工作局.2023-01-19

身處異國為祖國埋頭苦讀,歷經坎坷回國建設.中國工程院院士館.2023-01-09

送別兩彈一星元勛吳自良院士.上海微系統與信息技術研究所.2023-01-09

..2023-01-05

“兩彈一星”元勛:吳自良.共產黨員網.2023-01-09

吳自良:行慢走穩,才是科學.微信公眾平臺.2024-04-26

吳自良先生訃告.中國科學院上海微系統與信息技術研究所.2023-01-09

吳自良.中國兩彈城.2023-01-05

吳自良.中國知網.2023-01-20

鄒世昌:追思與懷念.西南交通大學立德樹人網.2023-01-10

自強不息建功勛,“兩彈元勛”鑄輝煌——記物理冶金專家、中國科學院院士吳自良.北京科技大學.2023-01-10

上海政協歷屆概況.上海政協.2023-01-22

吳自良生平簡介.中國數字科技館.2023-01-22

浦江百年人物系列(11)吳自良.浦江縣人民政府.2023-01-22

被國民黨除名“永不錄用”的他,為第一顆原子彈裝上了“心臟”.中國科協創新戰略研究院.2023-01-10

..2023-01-10

熱忱于學 以科研為食糧.西南交通大學立德樹人網.2024-04-27

吳自良:通濟湖畔走出來的“兩彈一星”元勛.大眾科技網.2024-04-27

吳自良:完成“鏈條人”光榮使命.cpc.people.com.cn.2024-04-27

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