在北大召开2003年度科技奖励大会之际，我们走访了物理学院杨应昌教授。他潜心钻研、成就卓著，两度荣获国家自然科学奖，这是我国自然科学领域里最有分量的大奖。 杨应昌教授一身平和。他婉拒了多种媒体的采访，却愿意对我们的同学讲点实在话。 就在两年以前，身为中科院院士的他，还只能和学生挤在一间办公室内，和另外一位教授共用一张书桌。但是他诚恳地说：“我们需要设备，但是更需要进行研究工作的科学思想。我们要警惕把工作落后的根源完全归咎于设备”。 他是高科技公司的名誉董事长，却说自己刚刚卸任董事长，也无意担当名誉董事长。心中的情结是怎样把基础研究成果转化为现实生产力，面对的问题是去解决和迎接在前进路程上出现的一个接一个的困难和挑战。 他最喜欢的风景是晚上学校实验室里的灯光。他推崇的是古人作文语不惊人死不休的执著风格。 是为题记。 “获奖是副产品” ——访物理学院杨应昌院士 谁都知道，国家自然科学奖奖励科技领域的原始发现和重大创新，是我们国家自然科学领域最有分量的大奖之一。而北大物理学院的杨应昌教授竟然先后两次荣获这一大奖。 大奖是怎样炼成的？杨教授认真地提起了年轻时读过的一本苏联小说，其中有句话他一直印象深刻，那就是“爱情是副产品，常常不期然而然”，强调得到爱情的前提是要真诚地对待生活和友谊。说到获奖，也是一样，它是副产品。春种才有秋收，功夫要下在潜心研究中。 二十年来磨一剑 今年7月，杨应昌教授主持的北大和深圳北大双极公司“新型稀土永磁材料——高性能钕铁氮磁体产业化开发”项目通过了国家验收。我国开始生产具有自主知识产权的新型稀土永磁材料，这是我国稀土磁性材料行业的一项突破，被誉为把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。 把钕、铁、氮这三种元素结合起来制成性能出色的永磁材料，既不是一时的突发奇想，更不是碰运气的结果。杨应昌教授坚持开展基础研究，相关的工作已经持续了20多年。 杨应昌教授研究物质的磁性，属于凝聚态物理磁学学科。强磁性材料的组元一定要含有磁性元素，而自然界具有磁矩的原子是有限的。在化学周期表中只有铁族和稀土族两个元素系列可以提供磁性原子。稀土元素顾名思义在地球上是稀有的。但是我国得天独厚稀土不稀，储量和产量居世界第一。为了开发和利用我国丰富的稀土资源，自70年代开始，杨应昌教授的研究方向就定为研究和磁性相关的稀土金属的4f电子的特性。当时的永磁材料都离不开钴，如铝镍钴和钐钴等。但是我国矿藏富稀土却贫钴，因此杨应昌教授不追随当时的热点，而决定另僻蹊径，寻找代钴的磁性材料。可能性如何？这就要挖掘学科的内在依据，从基础研究作起。他的想法是，铁的原子磁矩比钴大可以提供更高的磁化强度，再利用稀土4f电子的强磁晶各向异性二者组合在一起，有可能呈现更好的永磁性能。因此他们开始探索满足要求的稀土－铁合金的新相。探索新相，自然难度很大，没有前例，要从原始的起点考虑如何把铁的3d电子和稀土金属的4f电子最佳的组合在一个适宜的晶体框架中。 功夫不负有心人，在70年代末他们合成了一种稀土－铁合金的新相，它兼具了3d和4f电子二者的优点，呈现出永磁材料所要求的内禀磁性，国际同行把他们的工作列为开创这一研究领域的先驱。但是后来日本和美国发明了另一种稀土－铁合金，即钕铁硼，磁性高而价格低，钕铁硼在国际上形成了一个强大的产业。但是我国因为专利使用权的制约，发展受到了限制。为了把我国的资源优势转化为经济优势，迫切需要开发具有我国知识产权的稀土新材料。杨应昌教授研究了包括钕铁硼在内的多种稀土合金宏观磁性和微观结构的联系，在此基础上 1990年发现了在稀土合金中氮的间隙原子效应。在国内外首次把氮原子加入到他们原来所合成的合金中而形成相应的氮化物，主要成分是钕铁氮。他发现氮原子可以灵敏调节4f电子的晶场作用和3d电子的能带结构，从而使钕铁氮的内禀磁性完全可以和被誉为永磁之王的钕铁硼媲美。这一结果发表以后，在国际磁学界立即掀起了研究钕铁氮的热潮。 　　但是国内外诸多的研究表明氮化物有优异的内禀磁性，而采用现有的工艺方法却难以制造出高性能的磁粉。钕铁氮能否实用化？遇到严重的困难和挑战。杨应昌教授是作基础研究的，特别是着重自发磁化的研究，本来没有涉及过技术磁化的应用问题。但是面对这种形势，他们不得不继续进行磁粉的研究。他们认为永磁性能依赖于制造磁粉的工艺方法，而工艺方法又是怎么来的？归根结底从理论上说,取决于材料的磁畴结构及其反磁化过程。对于一个新材料要针对它的特点,就是它的反磁化机制来开发相应的制造方法。他们仍从基础研究作起，在国内外第一次成功地观测了氮化物的磁畴结构，研究了它的反磁化机制,在此基础上开发出完全不同于制造钕铁硼磁粉的新工艺，制备出钕铁氮高性能磁粉，1996年通过国家教委组织的科技成果鉴定。所鉴定的性能与当时钕铁硼磁粉商品对比,具有磁能积高而成本低,抗腐蚀能力强等优点，完全具备了应用价值。但是这只是实验室的结果,样品只有几克的量级。若做到大规模生产,技术上还要实现一个质的飞跃。首先要建立一套中试生产线，这就需要筹措足够的资金，为此蹉跎岁月数年。直至2000年参加了深圳高新技术交易会。 　　做为一个基础研究的成果，它不是一项成熟的技术，原创性成果有潜在的经济和社会效益，而能否变成现实有很大的风险。在交易会后，经过反复交流、调研和论证，最后深圳中核、深圳中电和洋埔耀龙等集团，决心和杨应昌教授共同迎接挑战，2001年和北大组建了深圳北大双极高科技股份有限公司，在北京经济技术开发区建立了钕铁氮新型稀土永磁材料的生产基地。 　　　我们知道杨院士是双极公司的名誉董事长，当谈及此事时，他说“我刚刚卸任董事长，也无意担当名誉董事长。心中唯一的情结是把基础研究的成果转化成现实生产力，从而不得不面对去解决和迎接在此过程中一个接一个的困难和挑战”。他举例说中试生产线的建设过程仍然是技术创新过程。因为材料具有原创性，开发的工艺具有原创性，从而所需的生产设备也具有一定程度的原创性，要进行工程技术化的开发研究。在建立中试生产线的过程中从技术原理到工艺细节所有这些难点和问题都要面对和克服。杨院士动情地介绍“因为我们的研究持续多年，在第一线日夜奋战的都是年届花甲的教授。所以能够坚持下来，仍然要提起我们研究的初衷，面对我国稀土磁性材料的发展严重受到外国专利制约的现实，我们做为研究磁学的人就深感耻辱。我们一直用容国团所说的人生能有几次搏来激励自己，为在稀土磁性材料这一领域内，实现零的突破，生产出我国自己发明的新材料而努力。”现在北大双极公司年产100吨钕铁氮磁粉的生产线已经正常运行，陆续通过了863专家组、北京市科委和发改委的验收和鉴定。但是杨应昌教授说“这仅仅是产业化的开始，为真正实现产业化还任重道远，并且一个高新技术产业的生命力就在于保持技术领先，而这一切又需要用不断的基础研究做保证。” 造化是创新之源 回首往事，杨教授一身平和。正如他所说，获奖只是副产品。近年来他们的实验室有了很大发展。但是这是从无到有，因陋就简建设起来的。就在两年以前，他还和一位同事、4个博士生挤在一间办公室里。由于空间紧张，他和同事只能共用一张桌子。这样的条件，在中科院院士中恐怕是绝无仅有的。然而客观条件限定以后，他们在这样简陋的舞台上排演出了有声有色的戏剧，而这声色就在于创新。他们所发表的论文已被引用逾千次。引文的篇首，一次次不约而同地提到“China”和“Yang”的发现。 “科学研究需要相应的实施手段,这是无可置疑的。我们需要设备，但是更需要进行研究的科学思想。古人作文讲究语不惊人死不休，而科学研究也是一样，切忌人云亦云，切忌简单的跟踪模仿。写作要有语不惊人死不休的文思，作研究要有原始创新性的科思。要警惕去犯一种流行病,就是只看见物的一面,把工作落后的根源完全归咎于设备，而对怎样立题和采用怎样的研究方法,却缺少独特的视角和新颖的见地。我们要向古人学习语不惊人死不休的毅力，在创新性上下功夫。成果的原始创新性，是评审国家自然科学奖的前提，也是我们中华民族自立于世界之林增强活力的保证。” 杨应昌教授所走过的路程说明要创新就不能简单地跟踪他人的研究成果,要潜心下来,面对所研究的对象去钻研，探寻其内在的规律。这样才有可能去揭示新现象,发现新效应和开拓新应用。画画讲究师法造化，搞自然科学又何尝不是这样呢？仅仅临摹、跟踪别人的东西是难有成就的，必须从源头上去挖掘问题的本质，真正以造化为师。 每逢晚上穿过校园的时候，杨应昌教授总是喜欢欣赏各实验室的灯光。哪个楼里灯光亮，就可以推断哪个院系的科研成果多。他说：“农民是锄禾日当午，而我们教师和学生们的研究工作是靠年复一年的积累，成果是孕育在日以继夜的潜心研究之中”。 我们衷心祝愿这位可敬、可爱的老师：再为祖国健康工作二十年。