新中國第一號發明證書背后的科學故事

耿雁冰

科學成就離不開精神支撐。在中華民族偉大復興的征程上，一代又一代科技工作者心系祖國和人民，不畏艱難，無私奉獻，為科學技術進步、人民生活改善、中華民族發展作出了重大貢獻，在長期的科學實踐中鑄就了獨特的科學家精神。

科學家精神的內涵有愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人等多個維度。在九年級化學學習的過程中，我們會接觸到一位著名的化學家——侯德榜。從他身上，我們能感受到濃厚的胸懷祖國、服務人民的愛國精神。

青年立志，科學救國

1890年8月9日，侯德榜出生了。他的祖父是位讀書人，對他寄予厚望，給他取名“德榜”。正如其寓意“厚德載物，榜上有名”，他的名字在多年之后被永遠銘刻在中國化學工業的功德榜上。

在姑父、姑母的資助下，13歲的侯德榜進入福州英華書院讀書。在這個環境和條件均屬一流的洋學堂里，侯德榜接觸到了先進的科學知識。而在此處，各種思想的碰撞也讓他逐漸萌生了“科學救國”的想法。

在進入英華書院的第二年，侯德榜經歷了一件終生難忘的事。在一個雨天，侯德榜在江邊碼頭看見幾個洋人正在用皮鞭和槍托驅趕著上百名中國苦力上船。這些苦力上身裸露，每人胸前都烙有號碼，在暴雨中拖著沉重的腳步，艱難地向輪船移動。侯德榜目睹這一切，心中激憤無比?；氐綄W校后，他找到黃先生，說起了碼頭上的所見所聞。黃先生剛從國外回來不久，學問淵博，平易近人，是侯德榜心目中最敬佩的人。他向黃先生提出了久思不解的問題：“為什么洋人總欺侮我們？幾十年來，我們的國土任人踐踏，財富任人掠奪，同胞任人鞭打，難道我們是亡國奴嗎？”

黃先生告訴他：“這全因清王朝腐敗，政治黑暗，科學技術和經濟落后。你看，英、美、德、法、日都有先進的科學技術，有強大的軍隊。將來如果我們也有這一切，誰還敢欺侮我們！”接著，黃先生語重心長地說：“天下興亡， 匹夫有責。我們要有臥薪嘗膽、奮發圖強的決心，刻苦學習外國的先進科學技術，用科學技術來振興我們的國家，振興我們的民族，砸碎洋人加在祖國母親身上的桎梏！”

黃先生的一席肺腑之言，深深打動了侯德榜。他決心用科學和工業拯救苦難的祖國。

1911 年，侯德榜考入北京的清華留美預備學堂，第一學期就取得10 門功課全部滿分的特優成績。1913 年，清華學堂公布第一批高等畢業生名單，侯德榜等16 人赴美留學。臨走時，他和同學們來到西郊圓明園?？粗磺致哉邭в谝痪娴膱A明園，侯德榜手撫大理石殘壁，禁不住一陣辛酸，眼淚奪眶而出。他在這荒蕪的廢墟中佇立良久，一股熱流在胸中回蕩，洶涌欲出。

在美國，侯德榜認為發展化學工業利國利民，是振興中華的基礎。于是，他放棄鐵路工程專業，改為到美國麻省理工學院學習化工。侯德榜在美苦讀8 年，當他拿到博士學位時，已經三十出頭了。但是，在這些年里，他始終沒有忘記科學救國的初心。

臨危受命，學成回國

現在已為我們熟知的純堿（碳酸鈉），看起來是再普通不過的化學品，但是它的作用不僅僅是躺在千家萬戶的廚房調料柜里，蒸饅頭的時候用上一點兒，它還是生產玻璃、搪瓷、紙張等眾多工業品的化學工業原料。據統計，每生產1 噸玻璃需要0.2 噸的純堿。在100多年前，它可是一點兒都不普通。

1921年春，侯德榜剛完成博士畢業論文，就收到一封來自祖國的信，署名為“范旭東”。范旭東是久大精鹽公司和永利堿廠的董事長，他寫信是為了邀請侯德榜到永利堿廠工作。在信中，他詳細講述了純堿對工業、食品行業和百姓日常生活的重要性，外國公司對中國純堿市場的壟斷和技術封鎖，以及處于天津塘沽的永利堿廠的條件和工業救國的目標。

范旭東的誠摯邀請和中國制堿事業的急切需求令侯德榜激動不已，他非常清楚缺少純堿對一個國家意味著什么：百姓不得不吃著因缺堿而發酸的面食，穿著無法染色的布衣，用著土法生產的肥皂，其他下游化工業更是像缺了靈魂一樣奄奄一息……如今，振興祖國工業的機會就在眼前，他又豈能放手？

侯德榜立馬回信，接受了范旭東的邀請。1921年10月，侯德榜畢業回國，翌年剛過完春節就從福建趕往天津，出任永利堿廠的技師長（總工程師），從此踏上了化學工業拓荒之路。

沖破封鎖，赤心報國

當時，永利堿廠面臨著一個巨大挑戰——自行研發索爾維制堿法。索爾維法系1861年由比利時化學家索爾維發明，英、法、德、美等國為了謀取利益，買斷專利后約定制作工藝只向會員國公開，對外嚴密封鎖。

索爾維法以食鹽、石灰石和氨氣為原料，步驟簡單，成本較低，而且產品純度較高，對擁有大量的低成本、高質量精鹽的永利堿廠來說，這種方法再合適不過。但是，索爾維法屬于連續生產法，所有的生產設備是一個整體，環環相扣，任何一個環節出現問題都會導致整個生產出現問題，因此對工藝和設備的要求極高。國際上不乏嘗試自行研究的人，基本上都以失敗告終。

侯德榜剛到永利堿廠工作時，工廠設備老舊，可供參考的僅有一份漏洞百出的圖紙，許多核心技術細節均無從知曉。侯德榜帶領大家在實踐中苦苦摸索，一步一個腳印地創新方法、解決問題。為了研究石灰窯的生產過程，他多次進入灼熱的石灰窯中檢查設備；為了觀察爐體結疤、燒裂的問題，他不顧危險進入堿塵彌漫的煅燒爐；為了觀察碳化塔的生產情況，他長時間待在這個氣味難聞的地方，即便是吃飯也不例外……

1926 年4 月，永利堿廠終于生產出期盼已久的純白色的堿——“紅三角”牌純堿，產品純度達到99%。同年8 月，在美國費城舉辦的萬國博覽會上，“紅三角”牌純堿榮膺金質獎章?！凹t三角”牌純堿被譽為“中國近代工業進步的象征”，也是對侯德榜這1 000 多個日夜辛勤付出的最好回報?！凹t三角”牌純堿的成功給永利公司帶來了盈利和信心，在侯德榜的主持下，一系列新的化工廠紛紛落成。中國自此具備了生產純堿、硝酸、硫酸等基礎化工產品的能力。

1937 年7 月，抗日戰爭全面爆發。1938 年元旦，永利公司在武漢漢口召開會議，范旭東力排眾議，決定積極自救，將制堿廠和制鹽廠遷往鹽礦豐富的四川。

歐洲早就開始針對食鹽利用率低和廢渣多的索爾維法進行改造，1924 年，德國人發明了一種以碳酸氫銨和食鹽為原料生產純堿、氯化銨的方法，即察安法。該方法的食鹽利用率超過90%，但是工藝尚不完善，無法連續生產。侯德榜認為這種方法有很好的發展前景，十分適合四川的生產條件。

1938 年8 月，侯德榜帶著幾名技師前往德國，希望能從德國人那里購買察安法專利。不料，德國人獅子大開口，提出了非?？量痰臈l件。這種蠻橫霸道的做法激怒了侯德榜，他離德赴美，決定自力更生。

在紐約，侯德榜綜合手中已有的察安法資料，制訂了全面的試驗計劃。試驗首先在川西進行，但是因為設備、原料的奇缺，不得不轉往香港。侯德榜在紐約遠程指導試驗，他詳細列出所有的試驗細節和注意事項，設計了十幾個條件，每個條件都必須重復30 次以上。整個試驗共進行近500 次，分析了2 000 多個樣品，得到了大量可靠的數據。

1939 年10 月，侯德榜從美國返回香港，總結試驗結果，分析具體工藝步驟。一番研究后，他提出用固體碳酸氫銨取代水溶液反應的方法，以省去純化、溶解碳酸氫銨的步驟，為連續生產奠定條件。這是對原版察安法的一個改進。到了年底，技術人員終于完成了所有的篩選試驗，自主探索出察安法的全部工藝，并初步驗證固體碳酸氫銨的實用性。次年，正式投產前的試驗也得出了同樣結果——改進察安法取得巨大成功。侯德榜帶領大家用勇氣和智慧又一次回擊了外國人的囂張氣焰，使中國在國際制堿業再次揚眉吐氣。

后來，侯德榜繼續研究，將索爾維法連續生產的優點和察安法高食鹽利用率的優點創造性地結合起來，提出了制堿和合成氨聯合生產的方法。這種方法就是“聯合制堿法”，又稱“侯氏制堿法”。此方法提高了食鹽利用率，縮短了生產流程，減少了對環境的污染，降低了純堿的成本，克服了氨堿法的不足，用一句話概括就是：節能、減排、降成本。

遺憾的是，政局腐敗、社會混亂的舊中國沒有能力繼續實現侯氏制堿法的工業化。

越是先進的技術就越需要安定有序、奮發圖強的社會環境來實現其有效應用，侯氏制堿法也只有在新中國才能發揮出巨大的科技和經濟效能。1953 年7 月1 日，當時剛成立的中央工商行政管理局將新中國第一號發明證書頒發給“侯氏堿法”，這標志著進口“洋堿”的時代一去不復返了。

（責任編輯：白玉磊）