我们1969届学生的毕业分配因“文革”而延期。当年秋季学期,化学系按照学校要求组织69和70两届学生到吉林101、102、103三大化工厂学工和搞教育革命,我所在的三班被安排在103(电石)厂。在厂里学习期间,同学们听到如下一些消息:吉林大学化学系部分教师组成小分队來吉林电石厂为工人、技术人员试办“训练班”,唐敖庆教授也來了。还听说,为解决汞污染环境、危害工人和技术人员身体健康的问题,唐敖庆老师带领小分队在厂里开展“非汞触媒乙炔水合制乙醛”的研究。这些消息令同学们特别高兴,深受鼓舞。
我最早知道唐老师的名字是在1964年高考前报志愿的时候。当时班主任何老师建议我报考吉林大学化学系,他说吉大就是原来的东北人民大学,是全国重点综合性大学,吉大副校长唐敖庆教授是国内外著名的化学家,吉大化学实力強,水平高。他还说他在东北师大读本科时的老同学吴忠文读研究生时的导师就是唐敖庆。于是唐老师名字便印在我的心里。
1970年6月底中央发出关于1969、1970两届大专院校毕业生分配工作的通知,我有幸与其他四位同学被留校工作。到学校人事处报到后,我们先参加挖战备地道,然后又到吉林大学伊通吉红屯农场参加秋收。结束后,系领导派我和另外两位留校同学任玉林和李明泰到吉林电石厂参加非汞触媒的科研工作。听到这个消息后,我的喜悦心情难以言表。稍事休整后我们三位便打好行装乘火车前往吉林市,在江北龙潭山站下车来到铁东小分队住地。小分队里原來共有5位老师,他们是唐敖庆、崔湘浩、刘喜生、曲行义、李志儒。唐老师的工作则是吉林大学和电石厂两边兼顾。
2008年7月21日,唐敖庆的四位秘书在北京参加唐敖庆追悼会后合影(左起:刘凤义、刘永新、李前树、路宁)
一、为工人技术人员试办训练班
1969年4月,吉林大学领导按照毛主席在《人民日报》刊载《从上海机床厂看培养工程技术人员的道路》的调查报告的编者按中亲笔写的一段话“大学还是要办的,我这里主要说的是理工科大学还要办,但学制要缩短,教育要革命,要无产阶级政治挂帅,走上海机床厂从工人中培养技术人员的道路。要从有实践经验的工人农民中间选拔学生,到学校学几年以后,又回到生产实践中去”的精神,决定由化学系安排部分教师组成小分队到吉林电石厂试办“训练班”。唐敖庆教授也加入了这支小分队,和其他老师一道来到了电石厂。小分队根据“自愿报名、车间推荐”的原则在电石厂的工人、技术人员中招了22名学员,唐敖庆、汤心颐、吴通好等五位老师负责指导学生的实践课。试办“训练班”从4月开学,9月结业,至此“文化大革命”中吉林大学唯一的一次校外办学结束,小分队中部分老师已返回学校。
二、开展非汞触媒乙炔水合制乙醛的研究
在办班期间,唐老师和小分队的同志们了解到电石厂生产醋酸釆用的工艺是将电石先水解生成乙炔,然后在催化剂作用下将乙炔水合制成乙醛,再将乙醛氧化生成醋酸。其中乙炔水合制乙醛一步用了汞催化剂。汞又称为水银,是一种重金属,液体,具有挥发性,如果人体长时间暴露在有汞蒸气的环境中,或者接触汞,能导致汞中毒。中毒者常出现头晕、头痛、恶心、呕吐、腹泻,甚至还会出现口腔溃疡、牙齿松动等症状。
在乙炔水合制乙醛岗位上工作的工人师傅和技术人员经常接触汞,工作厂房内也时常有汞珠散落在地面上,在室外空地上,也能看到散落在地面上的汞珠在阳光照耀下闪闪发亮。所产生的汞蒸气给工人师傅和技术人员的身体造成严重伤害,汞中毒事件时有发生。唐老师和小分队的同志们看在眼里,听在耳中,疼在心上。
“吉林大学化学系赴吉林电石厂非汞触媒乙炔水合制乙醛小分队”撤离回校前吉林电石厂赠送的宝贵纪念品——毛泽东选集 1~4卷合订本图片
为了解决汞污染环境、危害工人和技术人员身体健康的问题,唐老师带领小分队的老师们开展了“非汞触媒乙炔水合制乙醛”的研究。经过反复调研和论证,唐老师提出用铜来取代汞作催化剂,并在理论上确立了在铜催化剂催化下乙炔水合制乙醛反应的模型。随后小分队的同志、车间技术人员和工人师傅组成非汞触媒试验组开始非汞触媒乙炔水合制乙醛的实验研究。多次小试实验的结果表明,唐老师提出这种铜催化剂的活性已达到汞触媒的活性标准。于是便将小试放大进行中试试验。
我们來电石厂时,小分队已经在这儿工作一年半多时间了。小分队的老师住在铁东龙潭山脚下,距电石厂单程约四、五里远。每天,大家都陪同唐老师步行上下班,中间经过铁路线时我们都搀扶一下唐老师,确保他的安全。小分队的同志们和工人师傅一样在厂内职工食堂用歺,到车间上班,和工人师傅一起参加班前或班后学习。唐老师平易近人,和蔼可亲,小分队的同志、厂内工人师傅和技术人员都愿意和他接近,畅谈。唐老师在生活上十分朴素简单,和大家一样吃玉米面发糕或窝窝头、高粮米饭、馒头和大米饭等主食。偶尔食堂做红烧肉,他喜欢吃,我们会帮他买两份。
唐老师来电石厂后,曾有一段时间将主要精力用于调研、论证开展“非汞触媒乙炔水合制乙醛”研究的可行性,建立铜触媒催化反应模型和确定实验方案上。但他的心里也不时地想要了解国际上理论化学目前的研究动态、现状和进展。当研究非汞触媒的试验步入正轨,並按预定方案向前推进的时候,唐老师每周都安排一定时间到吉林化工研究院图书馆查阅资料。一看化学文献他就发现近些年來在理论化学研究方面又取得了一些较大的成就,如美国化学家伍德沃德(Woodward R.B.)和霍夫曼(Hoffmann R.)于1965年提出的“分子轨道对称性守恒原理”,立即意识到这一理论对于有机化学和量子化学的发展有着极其重要的意义(该成果后来与福井谦一研究的“图解量子化学”方法一起获1981年诺贝尔化学奖),同时也感到本来我国在理论化学研究方面与世界先进水平已经缩短了的差距现在又拉大了,这对我们国家十分不利,于是唐老师决心要把拉大了的距离再缩短回来。
唐老师告诉我们他要向学校领导汇报一下有关开展科研工作的一些设想。並嘱咐我们说,非汞触媒的中试实验很重要,也很有意义,我们一定要把它做好,做出预期的成果来。他说,科研工作贵在坚持。科学上的问题,你老是在想,有的甚至思考了好长时间,可能有一天会豁然开朗,就会得到好的结果。光坚持还不夠,还要有创新精神,就是毛主席所讲的:“要有所发现、有所发明、有所创造、有所前进”,只有这样我们才能赶超世界先进水平。小分队遵照唐老师的嘱托,按照已确定的中试总体实验方案,以氯化亚铜为主催化剂,考察了催化剂形态和用量、溶剂、助溶剂、反应温度、反应时间和反应空速等对催化剂活性、乙炔转化率、乙醛选择性的影响。用了将近一年半时间(至1972年3月下旬),得到最佳的中试实验结果,催化剂活性、反应物转化率、产物的选择性和产率均达到了汞触媒的标准。至此,非汞触媒乙炔水合制乙醛的中试实验圆满结束。小分队于1972年4月上旬从吉林电石厂回到学校。
三、开展人才培养和前沿科学研究
为了缩短我国在理论化学研究方面与国外先进水平之间的差距,唐老师将他有关科研工作的设想向学校领导做了汇报並建议将下乡插队落户的孙家钟和江元生两位老师调回学校参加科学研究,得到当时学校领导的同意和批准。于是唐老师将近期科研工作做了安排:
1.为了向我国科研工作者介绍国际上理论化学领域的科研动态和最新科研成果,普及量子化学基础知识,打算举办量子化学短训班或研修班。
2.在查阅文献时唐老师发现了几本介绍量子化学领域最新科研成果新近出版的英文版学术专著:《有机化学分子轨道理论》(Dewa M. J. S.著)、《分子轨道近似方法理论》(J. A. Pople, D. L. Beveridge著)和《分子轨道对称性守恒》(R. B. Woodward,R. Hoffmann著),为了使国内同行能尽快接触、了解和熟悉书中内容,他立即向科学出版社建议翻译出版,出版社审批同意后,他亲自组织从事理论化学工作的教师翻译。
3.开展分子轨道对称守恒原理的研究。
4.成立生物固氮研究小组,开展“化学模拟生物固氮”的研究。此课题由中国科学院提出並立项,由吉林大学、中科院福建物质结构研究所和厦门大学承担,由我国著名的化学家唐敖庆、卢嘉锡、蔡启瑞牵头组织实施。
5.开展“分子轨道图形理论”的研究。
6.唐老师曾出席北京科学讨论会1966年暑期物理讨论会,並向大会报告了物质结构讨论班的科研成果“配位势场理论”,被大会评为十项优秀成果之一。会议结束时,毛主席等党和国家领导人接见了出席会议的中外科学家。唐老师打算要把该项研究成果撰写成专著《配位场理论方法》並翻译成英文,拟以中英文两个版本同时出版。
7.进一步完善因“文革”中断了的“高分子反应统计理论”研究,並将其撰写成专著《高分子反应统计理论》准备出版。
在唐老师的组织领导下,上述各项工作都在按计划、有条不紊地开展起來,新的成果不断涌现。唐老师和他的研究集体所开展的“分子轨道对称守恒原理”的研究取得了最新成果,论文“分子轨道对称守恒原理的新发展——兼评国际上三个学派的理论”在《中国科学》上发表后受到国内外同行的赞誉,认为该成果进一步发展了分子轨道对称性守恒原理。
唐老师和他的研究集体在分子轨道图形理论研究中,用图论的方法表达分子轨道运算,提出了本征多项式的计算、分子轨道系数计算和对称性约化等三条定理,深化了对化学拓扑规律的认识。所获得的原创性成果先后在《中国科学》中、英文版上发表后,在国内外学术界产生強烈反响,三条定理被国际同行誉为“唐-江定理”,该研究集体被称为“中国化学的图论学派”。
唐老师与他的“高分子反应统计理论”研究集体继续开展被“文革”中断的研究,简化了理论中的部分方法并将其应用于研究新的高分子反应类型中,这些新的研究成果在《中国科学》、《高等学校化学学报》等学术刊物上发表后受到国内外同行的高度评价。
1978年3月18-31日唐老师出席了在北京召开的全国科学大会,并在大会上作了题为《加强基础理论研究,尽快培养人才》的发言。他和他的科研集体取得的“配位势场理论”“分子轨道图形理论”“高分子反应统计理论”三项科研成果都荣获了重大科技成果奖。后來这三项重大科研成果又相继获国家自然科学奖,前两项分别为一等奖,第三项为二等奖。
唐老师领导的固氮小组对过渡金属分子氮络合物的化学键理论进行了深入系统的研究,用分子轨道方法研究了分子氮络合物的能级、电荷密度和键序等。对作为固氮酶活性中心的钼铁硫( Mo—Fe—S)簇合物进行了研究,取得了一系列重要研究成果。先后获得国家教委科技进步奖一等奖和国家自然科学奖三等奖。
学术专著《配位场理论方法》(中英文版)、《分子轨道图形理论》(中英文版)、《高分子反应统计理论》及译著《有机化学分子轨道理论》、《分子轨道近似方法理论》和《分子轨道对称性守恒》均按计划完成书稿並相继由科学出版社出版发行。学术专著向国内外学术界介绍了我国理论化学的最新成果,展示了我国理论化学科学研究的水平。这三部学术专著和三部译著都是我国教学和科研工作的重要参考书。
唐敖庆和江元生两位老师应邀在中国科学院上海有机化学研究所举办为期两个月的量子化学短训班,所内外200多位学员参加了培训。
经教育部批准于1978年10月在吉林大学举办为期一年半的“量子化学研究生班和教师、科研人员进修班”(简称“量子化学研修班”)。唐老师讲授基础课“量子力学”和“量子化学”,他的早期弟子孙家钟讲“群论”,江元生讲“数理方法”和“分子轨道图形理论”,戴树珊讲“配位场理论”,鄢国森讲“分子振动光谱”,邓从豪讲“微观反应动力学”,赵成大讲“量子统计力学”。来自全国各地高校和科研院所的259名学员集中参加了学习。
唐老主办的上海短训班和吉大研修班为全国高校和科研院所培养了一大批理论化学的骨干教师和科研人才,许多学员后来成为学术带头人,其中陈凱先当选了中国科学院院士,肖鹤鸣创建了炸药量子化学学科。短训班和研修班对我国化学领域科研水平理论上的提高起到不可估量的重要作用。
综上可以看出,唐敖庆教授在20世纪70年代初、中期那样困难的情况下,为吉大化学学科的发展,殚精竭虑,高瞻远瞩。在教学培养人才和科学研究两个方面做了大量的工作,取得了卓著的成就,为吉林大学化学学科日后的腾飞和辉煌打下了坚实的基础。
作者简介:刘永新,吉林大学化学系1964级本科生。中共党员,编审。曾先后任吉林大学化学系有机教研室、生物大分子研究室教师;理科学报编辑部主任、总编辑;高等学校化学学报总编辑。1984年5月-2006年5月兼职承担唐敖庆校长、名誉校长校内的秘书工作。