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吴征铠

吴征铠是中国早期从事红外和拉曼光谱的研究者之一,对中国的分子光谱学和激光化学的成长与发展起了推动作用。60年代转入原子能方面的工作,从事同位素铀分离技术的研究,为加速中国原子能科学技术的发展做出了贡献。并长期从事化学教育工作,重视培养学生独立思考与动手实验的能力。

吴征铠祖籍安徽歙县,1913年8月8日出生于上海。他的兄弟吴征鉴和吴征镒都是中国的著名科学家。吴征铠1934年毕业于金陵大学化学系,成绩优异,成为裴多斐荣誉学会会员。1936年他抱着“科学救国”的思想考取了中英庚款公费留学英国,成为剑桥大学物理化学研究所第一个中国研究生。在著名分子光谱专家G.B.B.M.萨瑟兰(Sutherland)教授指导下从事红外和拉曼光谱研究。先后发表学术论文5篇。1939年,他回国在湖南大学任教授。1940年受聘于浙江大学任教授。在1940至1952年间,主要讲授物理化学等课程,并在当时分子光谱实验研究条件尚不具备的情况下,开展有关分子力常数与核间距之间关系的理论研究。中华人民共和国成立后,他决心用自己的知识更好地为祖国建设服务,于是精神振奋,努力教学并积极参加各项社会活动。1950年他加入了中国民主同盟。1952年全国高等学校进行院系调整,浙江大学化学系与上海复旦大学、交通大学等6所大学的化学系合并,他担任了新成立的复旦大学化学系主任,兼物理化学教研室主任,积极领导教学改革,为制订全国综合性大学化学系教学计划和起草物理化学教学大纲做了许多工作;并且为建造复旦大学第一座化学实验楼和建立化学系图书室花了不少心血。为了将有限的经费用于购置教学实验设备,多次推迟购买他工作急需的红外光谱仪。为了提高教学质量和发展新学科,他十分重视选留和培养青年教师。1956年他曾参加中国高等教育代表团考察苏联的高等教育。同年,他参加了中国共产党。吴征铠在50年代担任系主任历时8年,为复旦大学化学系的教学和科学研究打下了良好的基础。

1959年以后,为了发展中国原子能科学技术和培养有关的专门人才,他负责筹建复旦大学原子能系,任系主任和党总支书记。同时开始铀同位素分离技术的研究。1960年苏联中断了对中国研制核武器的技术援助后,吴征铠被调到第二机械工业部和中国科学院原子能研究所担任气体扩散法分离铀同位素研究的领导工作。1961年在解决六氟化铀生产工艺的技术困难时,曾提出改造关键设备的重要建议,为中国六氟化铀生产逐步形成一条有中国特色的工艺路线做出了贡献。此后,他负责气体扩散法浓缩铀同位素的核心部件分离膜的研制。他曾在制备分离膜用的超细金属粉末原料的生产路线以及分离膜的性能测试等方面提出了行之有效的技术方案,对加速研制成功中国第一代性质优良的分离膜起了重要作用。1962年他担任第二机械工业部扩散工艺总工程师后,曾为中国浓缩铀气体扩散厂解决了不少生产技术中的关键问题。1964年他担任扩散机鉴定委员会副主任委员,负责国产的气体扩散机鉴定工作,对中国气体扩散厂的建造和投产做出了重要贡献。在“文化大革命”期间,他仍致力于中国原子能科学技术的发展。1972年他被任命为北京原子能研究所副所长,负责化学方面的工作。1976年他亲自领导和参加用镅-241为原料生产100居里锔-242的工作,保证了中国核武器研究工作的顺利进行。

1978年以后,吴征铠担任第二机械工业部科技局总工程师、第二机械工业部科学技术委员会常任委员,曾参加中国发展激光法分离铀同位素等重要科研项目的技术论证。鉴于吴征铠长期为发展中国的化学事业做出了许多贡献,1981年当选为中国科学院化学学部委员。他于1980年开始兼任复旦大学教授,1984年开始担任博士研究生导师。当时他已年逾古稀,仍将研究兴趣放在国际上十分活跃的一些前沿课题上,如将激光技术用于研究分子光谱和分子反应动力学等领域。长期以来,他积极参加各种学术团体活动,曾被推选为中国化学会、中国核学会和中国光学学会的常务理事、名誉理事和理事等职。现任中国光谱学会理事长和中国化学会青年化学奖评审委员会主任委员。他曾多次参加学术代表团赴英、加、日、美等国进行学术访问。在社会活动方面,1963年他当选为全国人民代表大会第三届代表,从1978年至1988年选为全国政治协商会议第五、第六和第七届委员,对中国科学技术和教育事业的发展经常提出积极的意见和建议。吴征铠的兴趣十分广泛,除热爱化学事业外,还喜欢文学、诗词、音乐、文物和书画等,晚年尤爱欣赏外国古典音乐。

2007年6月27日3时30分在北京逝世,享年九十四岁。

在30年代,采用红外和拉曼光谱技术研究分子光谱是一个新兴领域。吴征铠在英国剑桥大学物理化学研究所选择了这个研究方向。通过3年的勤奋工作,于1938年发表了“四氯化碳振动光谱中的同位素效应”论文,对四氯化碳分子拉曼光谱的精细结构进行了细致的测定,并提出可以通过该分子中氯原子的同位素效应来解释,从而消除了当时人们对四氯化碳分子是否具有四面体构型的怀疑。同年,还发表了铀酰化合物红外和拉曼光谱的研究论文,提出铀酰离子(UO2+2)可以看作是具有等腰三角形结构的三原子分子。这是对铀酰离子振动光谱的先驱性研究,曾被以后不少专门著作所引用。当时他从事铀化合物的分子光谱测定的年代,人们还不知道铀对原子能利用将发生重大的作用,但在20年之后,他再次同铀打交道的时候,却是明确地为了发展中国的原子能事业。

吴征铠在剑桥大学留学期间,曾在液氮温度条件下测定了固态氯化氢分子的红外和拉曼光谱,通过比较液态和固态条件下该分子在光谱上的差异,对弄清在固态中分子是否发生量子化转动具有十分重要的作用。此外,他曾测定了磷化氢(PH3)、磷化氘(PD3)和砷化氢(AsH3)分子的红外光谱,对了解这些分子具有类氨(NH3)分子结构起了重要作用。遗憾的是自1939年他回国以后,直至50年代初期,由于受当时实验条件的限制,使他无法继续开展红外和拉曼光谱的实验研究工作,只能依赖于国外文献发表的实验数据,做一些有关分子力常数与核间距之间的理论研究。直至中华人民共和国建立以后,在50年代中期他曾积极协助中国科学院有机化学研究所建立红外光谱实验室,并在复旦大学化学系购置了红外光谱仪,与青年教师一起开始着手进行红外和拉曼光谱研究,同时还为中国培养了年轻一代的分子光谱专家。

从1958年开始,为了发展中国的原子能事业,吴征铠毫不犹豫地服从祖国需要,将工作重点转向筹建复旦大学原子能系。1960年以后,他被调到第二机械工业部专门从事铀同位素分离技术研究,不得不再次中断了他在复旦大学准备开展的分子光谱研究。但是,即使在第二机械工业部十分繁忙和紧张的工作时期,他仍长期订阅国外有关分子光谱的学术刊物,关心国际上分子光谱研究的最新发展。1980年以后,吴征铠年近70高龄,仍孜孜不倦地钻研将激光技术用于分子光谱的研究,他曾指导研究生采用可调谐染料激光器进行相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)研究,并获得可喜的成果。在国内率先建立了低温基体隔离富里叶红外光谱(MI-FTIR)技术,而且成功地用于激光光化学反应的研究。最近,还获得国家自然科学基金会资助,将与复旦大学师生一起开展振动激发态分子的光谱和光化学研究。由于他长期热心于推动中国光谱学科的发展,在中国光谱学会成立时被推选为理事长。此后,他积极支持创办《光谱和光谱分析》杂志,曾多次组织国际光谱学术会议和率领学术代表团出访,促进了国际学术交流,他是中国分子光谱领域重要的开拓者之一。

50年代后期,中国浓缩铀气体扩散厂在苏联的援助下已开始建设。该厂所用最重要的原料是六氟化铀。1970年由于苏联片面中断了对中国提供生产六氟化铀的技术援助,使浓缩铀同位素工厂陷入“无米之炊”的困境。1970年8月吴征铠调到原子能研究所后,立即参加领导一套代号为“615Z”的六氟化铀简法生产装置的运行和试验。这台装置是中国自行设计和建设的,经中国科研人员的共同努力可以生产少量合格的六氟化铀产品,但无法连续地生产。当时,吴征铠对六氟化铀生产工艺还不很熟悉,他凭着良好的基础知识和长期积累的分析问题的能力,果断地提出这台装置的主要毛病是冷凝器容易被堵塞,必须改进,他毅然向上级提出改进冷凝器内接触面的意见。经过实践,表明改进后的冷凝器安装在六氟化铀生产装置上性能良好。这为攻克气体扩散厂初期原料供应的难关起了重要作用。

与此同时,吴征铠还指导铀同位素分离中核心部件分离膜的研制工作。1960年原第二机械工业部副部长钱三强在第一次会见他时曾出示苏联提供的个分离膜样品,并说明这是气体扩散机的心脏。分离膜是粉末冶金的产品,需要用超细和均匀的金属粉末作为原料,因而必须首先解决原料生产问题。当时有关人员对生产该原料的技术路线有不同的意见。吴征铠借鉴了有关文献资料,提出采用气体化学分解反应制备超细金属粉末,因为这将有利于今后大规模生产。这个主张经过试验表明是正确的,不久从实验室制备扩大到了大规模生产,为试制分离膜争取了时间。此外,在研制分离膜过程中,对它的技术性能测试也是十分重要的。按照常规方法需要在一套扩散机组内装上几万个分离膜才能进行测试。为了减少分离膜用量和节省测试费用与时间,吴征铠和研究人员一起经过反复探索后,提出在小扩散机组上进行测试,并根据紊流产生的原理在机内采取一定的技术措施,解决了小扩散机组气流速度太小的问题。这一技术革新措施不仅经实验证明能将小扩散机用于分离膜性能测试,而且有利于提高扩散机的分离效率以及在以后大规模生产的机组中也被采用。中国第一代分离膜在很短时间内研制成功,这是多位科学技术人员大力协作、攻克重重难关的结果,它为浓缩铀气体扩散厂的稳定生产解决了最关键的部件。为此,这项研究成果在1978年全国科学大会上获“科学技术重大贡献奖”,1985年第二代分离膜荣获国家科技委员会授予的发明一等奖。

“文化大革命”开始后,至1972年吴征铠才返回北京原子能研究所任副所长,负责化学方面的工作。1976年核武器研究院要求提供100居里锔-242,吴征铠亲自领导和参加了此项重要研制任务。在当时十分困难的条件下,先将强α放射源镅-241分装,送进核反应堆内辐照,再经分析鉴定,终于在短短3个月时间内按期完成了任务。这些合格产品及时满足了中国核武器试验的需要。

从吴征铠的科学生涯中可以看出,他的学术思想十分敏捷、活跃,善于接受新事物和提出新想法。例如,他在50年代中期指导研究生在复旦大学率先研究气相色层分离技术,这一技术在国外也才开始研究不久,而他就想到在色层柱内用手性吸附剂有可能用于分离外消旋混合物,但当时因受实验条件限制而未能实现。十多年后,他的想法已被国内外很多实验室先后验证。熟悉吴征铠的人都知道他善于科学畅想,敢于坦率提出新想法,因此,大家很愿意与他进行学术讨论,他在兼任中国科学院上海有机化学研究所和大连化学物理研究所学术委员会委员期间,曾对研究所的学术研究方向等提出过不少有益的意见。

吴征铠长期从事大学化学教育,他十分注重培养学生独立获取知识的能力。他认为学生在大学里学习不过四五年,而在今后工作中学习将是四五十年。前者是为后者做准备的,教师的责任不仅要传授知识,而且要培养学生的自学能力和学会获取知识的方法。他在讲授物理化学课程中身体力行,在启发性讲解物理化学基本原理的同时,着重讲授认识自然规律的过程。在阐述各种基本定律时,强调概念来源于实验,因而要重视过程的物理图象,而不过分应用数学推导。他多次谈起自己一生中虽改行多次,但都能很快适应工作的需要,其最重要的原因是在学生时代就养成了自学和爱动脑筋的习惯。早在英国留学时,研究分子光谱所需的量子力学和光谱学几乎都是自己学懂的。在第二机械工业部工作也是靠不断自学,才能从知之甚少逐渐变成知之甚多的专家。依靠广博的知识和善于动脑筋,就能帮助解决很多核科学技术中的难题。因此,他再三告诫同仁“只想把学生培养成和自己一样的人,必然不能培养出青出于蓝而胜于蓝的学生”。

吴征铠教育思想的另一特点是十分重视对学生的实验训练。他认为化学是一门实验科学,学生的实验技能和良好的作风必须在严格的实验训练中获得。物理化学是集中讲授化学原理的课程,但同样是一门实验科学。抗日战争时期,浙江大学迁校贵州遵义,当时物质条件十分困难,吴征铠曾亲自动手制做一些实验教具供学生实验用。50年代他在复旦大学任教时期,曾花费很多精力建造了一座化学楼和一座放射化学实验大楼,并且将有限的经费主要用于购置教学实验所需的仪器,选留更多的青年助教加强实验教学。1955年全国化学专业教学计划试行四年级学生进行毕业论文,他曾克服很多困难,率先在复旦大学化学系全部进行实验性的毕业论文,以培养学生的实验动手能力与科学研究能力。

吴征铠一生中最大兴趣在于教育,当他为中国核科学技术的发展做出贡献后,曾多次要求回到教育战线从事培养人才的工作。他自从兼任复旦大学教授和博士研究生导师以来,已培养了7名理学博士。他至今还不辞劳苦地从北京到上海指导研究生,为了实现一个美好的愿望让学生超过老师。

1913年8月8日 出生于上海。

19301934年 金陵大学化学系学习,获理学学士学位。

19341936年 任金陵大学化学系助教。

19361939年 英国剑桥大学物理化学研究所研究生。

19391940年 任湖南大学化学系教授。

19401952年 任浙江大学化学系教授,1951年开始任系主任。

19481949年 兼任中央研究院化学研究所研究员。

19521960年 任复旦大学化学系教授、系主任,兼原子能系主任,并兼任中国科学院有机化学研究所和大连化学物理研究所学术委员会委员。

19601962年 任中国科学院原子能研究所研究员。

19621972年 任第二机械工业部总工程师兼理化工程研究所(605所)副所长。

19721978年 任原子能研究所副所长。

1978年 任第二机械工业部(核工业部)科技局总工程师兼科学技术委员会常任委员。

1978年 历任中国化学会、中国核学会及中国光学学会常务理事、名誉理事和理事,现任中国光谱学会理事长、中国化学会青年化学奖评审委员会主任委员。

1980年 兼任复旦大学教授。

1981年 当选为中国科学院化学学部委员(院士)。

1984年 任博士研究生导师,中国科学院原子核研究所兼职研究员。

主要论著

1 Wu C.K.Sutherland G.B.B.M.The Isotope Effect inthe VibrationSpectrumofCCl4.J.Chem.Phys.1938,6:114.

2 Conn G.K.T. Wu C investigation of the Ram anand InfraredSpectra of certain uranyl salts, with the Conclusions on the Structure ofthe uranyl group.Trans.Fara.Soc.,1938,34:1483.

3 Lee E,Sutherl and G.B.B.M.Wu C.K.Infrared and Raman Spectraof crystalline hydrochloric acid. Nature,1938,143:669.

4 Lee E,Wu C.K.Infrared Absorption Spectra of AsH3,AsD3and PD3 .Trans.Fara.Soc.,1939,35:1366.

5 Sutherl and G.B.B.M.,Lee E ,Cheng Kai Wu.Thedimensions of thep hosphine and arsine molecules and the possibility of optically activederivatives.Trans.Fara.Soc.,1939,35:1373.

6 吴征铠,赵善成.The Relation between the Force Constant and the In-teratomic Distance of a Diatomic LinkageⅡ.A Modified Huggins Rela-tion.Phys.Revie W,1947,71(2):118.

7 吴征铠.物理化学教学中的体会.物理化学教学文集.北京:高等教育出版社,1986,13:52.

8 虞海平,李郁芬,吴征铠.硅甲烷CARS光谱的研究.光学学报,1988,8:776780.


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