创作声明:本文为虚构创作,请勿与现实关联

1936年,清华园。

一个学生,看着考分,愣在原地。

化学,26分。

不可能。这可是他最喜欢的化学。

他抱着最后一丝希望,跑去找老师核对。

原来,是登记错了。

本该是82分。

一个分数的错登,差点把一个未来的材料学巨匠,挡在化学系门外。

他叫严东生。

而这张考卷,只是他这一生里,第一道险些拐错的弯。

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01

2012年7月4日。日内瓦。

欧洲核子研究中心的礼堂,坐满了来自全世界的物理学家。

大屏幕亮起。数据曲线在一个特定的能量区间,鼓起一个清晰的尖峰。

全场先是一片寂静,随即爆出掌声。

他们找到了。

那个被物理学界追了四十多年的东西,那个被叫做「上帝粒子」的希格斯玻色子,终于在世界上最大的科学装置里,露出了踪迹。

消息当天传遍全球。报纸的头版,电视的滚动条,网络的热搜,全是这五个字:上帝粒子。

捕捉这个粒子的探测器,核心部件叫电磁量能器,是用约五千根晶体拼成的。

而这批晶体,产自中国上海一家研究所。

当年拍板接下这桩活的,是一位中国老科学家。

他接任务那年,八十五岁。

他交货那年,九十岁。

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02

1918年2月10日,严东生生在上海。

他刚刚满月,全家就迁去了北京。

父亲严治,北洋大学土木工程系毕业,在京汉铁路局当工程师。为人正直,做事勤恳。

这样一个家,本该稳稳当当。

可严东生六岁那年,父亲染上伤寒,人没了。那年严治四十六岁。

顶梁柱说塌就塌。家里剩下母亲一个人,拉扯六个孩子。

母亲朱渊,杭州女子师范学堂毕业。在那个年月,这是难得的知书达理的女子。

可她身子骨不好。

「她经常咳血。」多年以后,严东生跟人讲起母亲,「倒不是肺病,是喉咙的血管,容易破。」

身子弱,性子却硬。朱渊从不打骂孩子。可那股不服输的劲儿,六个孩子全看在眼里。

光靠母亲一人,六个孩子的书是念不起的。

幸好,严家是个大家族。

严东生有位二姑公,叫陈叔通,当时有名的爱国民主人士。

陈叔通出了个主意:各家亲戚凑钱,设一笔家庭基金,由大伯统一打理,专门接济这六个失了父亲的孩子,供他们读书,供他们吃穿。

这笔钱,把六个孩子全送进了学堂。

大姐严棻,燕京大学毕业。二弟严机,当上长春汽车厂研究所的总工程师。三弟严棠,做了广东中山医学院附属第二医院的院长。四弟严棣,成了美国密歇根州立大学数学系的终身教授。小妹严杜,是北京大学的教授。

一门六个,个个学有所成。

而老大严东生,后来当上中国科学院和中国工程院的两院院士。

「读书改变命运」这六个字,不是别人灌给他的。

是他六岁丧父那年,亲眼看着一个家差点散掉,又亲眼看着一笔钱把全家人重新托起来,自己悟出来的。

十一岁到十七岁,严东生住读在北京的崇德中学,一所英国教会学校。

从这所学校,走出过杨振宁,走出过邓稼先,走出过梁思成。

学校里好几门课,英国人用英语讲,课本也是英文的。到高中毕业,严东生已经能通读英文原著,能用英语写长篇文章。

「我的英语,跟母语说得一样流利。」他晚年回忆,「靠的就是那时候打下的底子。」

中学一毕业,大伯给他指了条路:考税务学校,将来端个「金饭碗」,旱涝保收。

这是大伯的好意。一个寡母拉扯大的孩子,有口安稳饭吃,比什么都强。

可严东生第一志愿,填的是清华大学化学系。

他心里有个梦。

「科学救国。」

那个年月的中国,积贫积弱。一个少年人能想到的报国法子,就是把科学学到手。

而化学,是他最喜欢的一门。

大伯的「金饭碗」,他没要。

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03

1935年,十七岁的严东生考进清华。

那张险些把他挡在化学系门外的26分考卷,就是那时的事。虚惊一场之后,他一头扎进化学,这门学问,他钻了一辈子。

教他的,是一群大先生。吴有训、萨本栋教普通物理,张子高教普通化学,雷海宗讲中国通史,叶公超教高等英语。

这样一批人,把一个少年的根基打得又深又厚。

他这个班,后来出了不少名人。有拿过国家最高科技奖的叶笃正,有当过外交部副部长的章文晋。

可安稳日子没过几天。

1937年7月7日,卢沟桥事变。7月29日,北平失陷。

清华要往南迁。正读大二的严东生,本想跟着师生一起南下。

可他走不了。母亲身子弱,病着,身边离不得人。

一边是改变命运的求学路,一边是离不开人照顾的老母亲。两头都放不下。

最后,他寻了个折中的法子:留在北平,转学到燕京大学化学系。

燕大有美国背景,当时还没被日军占领。这一步,既保住了学业,又守住了母亲。

谁也没想到,这一转,转出了一段姻缘。

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04

燕京的学风,跟清华又不一样。崇尚自由,鼓励自学,考试常常开卷,连期末大考也是。考的不是你背了多少,是你能不能分析问题、解决问题。

在这种地方泡了几年,严东生练出一身独立钻研课题的本事。大学最后两年,他的成绩一直是全校第一。

也是在燕大,他遇上了孙璧媃。同班同学。

孙璧媃娴静好学。大三那年,她开始学德文。而严东生转学过来之前,已经学了两年。

于是他自告奋勇,给她补习。

一来二去,两个人的感情,就在德文单词里慢慢生了根。

孙璧媃也是研究化学的,后来当上上海交大化学系的主任。这是后话。

1939年,严东生从燕大毕业,留校读硕士,顺带给张子高教授当助教。

就是在张子高的影响下,他盯上了无机材料里一个要紧的基础课题:固相反应。

他一头扎进去,写出论文《固相反应机理》,拿了硕士学位。

这一篇论文,为他往后几十年的材料科学路,踏踏实实迈出了第一步。

可那是个战乱年代。学问做得再好,也挡不住时局的冲击。

1941年,太平洋战争爆发,燕京大学停办。

严东生的学业,生生断在这儿。

书没得念了,人总得活。1942年,他去了唐山,在开滦煤矿的耐火材料厂当工程师。

一个想做学问的人,被战火逼进了工厂。

可命运有时候就是这么拐弯。正是这几年在耐火材料厂的摸爬滚打,让他跟「材料」这两个字,结下了一生的缘分。

抗战胜利,燕京复校,严东生回到燕大。

1946年,他拿到一笔留美奖学金,先进纽约大学,一年后转到伊利诺伊大学,主修陶瓷工学,辅修无机化学。

在大洋彼岸,他的科研路,一片坦途。

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05

1949年春,严东生的博士论文答辩通过了。题目是《高温氧化物系统相平衡研究》,成绩全A。

学校授予他四个荣誉学会的「金钥匙奖」,这在毕业生里头极罕见。

毕业后,伊利诺伊大学留他做博士后,继续做陶瓷这类无机材料的研究。待遇优厚,条件一流。

前途明摆着。按常理,一个年轻人到了这一步,就该安安稳稳在美国扎下根了。

可严东生心里,惦记着大洋对岸。

那时候,他和华罗庚、殷之文等十几个留美的中国同学,组了个会:留美中国科学工作者协会伊利诺伊大学分会,每两周聚一次,谈的都是中国的政局。

他们在《华侨日报》上读到一条报道:解放军进了上海,夜里不进民宅,就睡在街头。

这群在异国的游子,看了都动容。

1949年10月,新中国成立的消息传到大洋彼岸。

严东生欣喜若狂。他想立刻回去,了却心里那桩「矢志科学、许身报国」的愿。

可身边的美国朋友,没几个理解他。

一个正在科研黄金期的年轻人,放着这边的好条件不要,要回一个内战刚停、百废待兴的国家?

朋友们劝他别走。

可在严东生看来,这事根本不用劝。

他当年走上科研这条路,为的是「科学救国」。他漂洋过海来留学,为的还是「科学救国」。如今新中国成立了,他凭什么不回去?

他后来说过一句话。

「在建立新中国的时候,我们没出什么力。现在建设新中国的时期到了,没有理由再留在美国。」

1950年,他辞去伊利诺伊大学的聘约。

回国的路设了重重阻挠,他一样一样克服,乘船绕道香港,回到故土。

船靠天津塘沽港。他踏上码头,抬眼看见了妻子孙璧媃,身边还有两个孩子。

泪水一下子涌了出来。

他回来不是为了攀什么科研高峰。

他回来,是因为那时候的祖国,连一块合格的耐火砖都还造不好。

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06

新中国刚立,百废待兴。钢铁工业要在战后的废墟上重建。

可炼钢离不开一样东西:耐火材料。

高炉里那层炉衬,温度高得吓人。材料不过关,炉子就废了。

而当时的中国,连一个像样的耐火材料标准都没有。

严东生回国后,一头扎进了这件最不起眼、却最要紧的事。

他去了鞍山钢铁公司,参与制定中国第一个耐火材料的生产、检验、测试标准。

这套标准,后来沿用了很久。

可真正的硬骨头,还在后头。

1954年,第一个五年计划开始。包头钢铁厂是「一五」重点项目。

包头有座白云鄂博矿,铁和稀土共生,是新中国发展重工业的宝库。

可这矿石有个要命的毛病:含氟量极高,世所罕见。

炼铁的时候,这些氟会把高炉的炉衬一点点啃掉。国外的冶金史上,从没碰到过这种事。没有先例可循。

这个难题,落到了中科院冶金陶瓷研究所头上。

在所长周仁的指挥下,严东生带着一批人开始攻关。

这是个又大又杂的综合课题。严东生没有蛮干。他先把这块硬骨头拆开,拆成几个大方向,分头研究,再合起来分析。

他跑到现场,从一座座由小到大的实验高炉里取样。

氟在高炉里到底怎么变化?它又怎么一点点侵蚀不同部位的炉衬?

光在现场看还不够。他在实验室里设计了一整套严格的实验程序,拿气态的氟化物,拿含氟的液态熔渣,一样一样去验证。

侵蚀机理、动力学过程、化学和矿物学变化,这些零碎结果,他和研究组综合到一起分析,前后写了十几篇论文和报告。

最后,他给包钢炼铁高炉的各个部位,提出了一整套可行的选材建议。

这块世界冶金史上都没人啃过的硬骨头,被啃下来了。

这项工作,后来拿了国家自然科学奖三等奖。

可对严东生来说,这只是个开头。

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07

六十年代初,严东生已调到中科院上海硅酸盐研究所,当副所长,主持全所的科研业务。

他做了一个判断,一个后来被证明极有远见的判断。

那时候,硅酸盐所做的,主要是传统硅酸盐材料研究。可严东生盯着国际上的动向看,他发现世界材料科学的潮头,正转向新型无机材料。

中国要是还守着老一套,就要被甩下了。

于是他出手,把整个研究所的科研方向来了个大调整:从传统硅酸盐,转向新型无机材料。

在这个大方向下,他一口气开辟了好几个新领域:人工合成晶体、功能陶瓷、高温结构材料、特种玻璃、无机涂层材料。

这一步棋,分量极重。

它不光定下了硅酸盐所往后六十多年的发展格局,还给一件十几年后才会发生的事,悄悄埋下了一颗种子。

那件事,就是晶体。

当时没人看得出这步棋有多关键。可历史,往往就藏在这种当下看不真切的选择里。

那几年里,他还接下了几项要紧的军工任务。

火箭和导弹高速飞行、冲进大气层时,会跟空气剧烈摩擦,温度极高,弄不好就烧毁了。严东生带人研制出金属和陶瓷的过渡型复合涂层,又攻下耐高温烧蚀材料,解决了中国第一代洲际导弹的端头防热难题。

人们给他起了个外号:「给导弹穿上外衣的人」。

这种材料,1981年拿了国家发明奖一等奖。后来「神舟」系列飞船上那个叫「天线窗」的部件,用的还是这种材料,保着宇航员跟地面的通讯,一直用到现在。

一块耐火砖,一层防热衣。严东生在无机材料这条路上,越走越宽。

而那颗叫「晶体」的种子,也快要发芽了。

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08

1982年,一位客人从北京来,找到了严东生。

诺贝尔物理学奖得主,丁肇中。

那时候,丁肇中正在欧洲核子研究中心,主持一个大工程:建造大型正负电子对撞机里的L3探测器。

他要在探测器里装一个电磁量能器,用来做高能物理实验。而这个量能器,需要一种特别的晶体:锗酸铋晶体,英文简称BGO。

这是一种用人工方法长出来的晶体。高能粒子一撞上它,它就把粒子的动能变成光能。科学家看着仪器记录下的发光曲线,就能判断这个粒子的性质,进而发现新的粒子。

一见面,丁肇中开门见山。

「你们能不能做BGO?尺寸要很大,很长。」

严东生当即应了下来。

他心里清楚,参与这个工程的科学意义有多重。而且他这个所,在闪烁晶体上已经有了底子。

可应承归应承,真做起来才知道有多难。

丁肇中要的尺寸,史无前例。

BGO本身不难弄。可丁肇中他们,要造的是当时世界上最大的正负电子对撞机。这就要求晶体长度做到三十厘米,数量要一万两千根,光学性能、闪烁性能样样过硬。

那个年头,全世界没有一个人做出过条件这么苛刻的BGO。

这是一场硬仗。而且不光严东生一人在打,这桩活计点燃了国内好多著名研究所的研发热情,大家都想拿下它。

严东生带着团队一头扎进去,各种法子都试了。晶体长不长,长得好不好,关键卡在哪儿?他们盯着一个又一个环节抠。

最后,突破口找到了:在晶体的生长方向上。

他们改变生长方向,发明了一套全新的BGO晶体生长工艺,又改进一连串相关技术,还建起一条生产流水线。

接下来是国际评比。中国的晶体,跟美国的、法国的、日本的摆在一起,同台较量。

结果出来了:中国晶体胜出。无论质量还是尺寸,都把别国的甩在后头。

1989年,一万两千根BGO晶体的订单提前完工。在欧洲核子研究中心的探测器工程大会上,这项成就赢得了满场科学家的认可。

从那以后,丁肇中逢人就说一句话。

「谁要BGO晶体,就到中国科学院上海硅酸盐研究所去!」

一个中国研究所的名字,就这么在国际物理界响了起来。

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09

中国的晶体在国际上扬了名,合作方又是诺奖得主,往后接着干就是。

可现实偏偏拐了个弯。

1994年,欧洲核子研究中心有了一个更大的雄心:建一台大型强子对撞机,用它去寻找那个质量之源——希格斯玻色子,也就是后来人尽皆知的「上帝粒子」。

要捕捉这个粒子的踪迹,就得给探测器造一颗「心脏」:电磁量能器。而这颗心脏,需要数以万计的另一种晶体——钨酸铅晶体,英文简称PWO。

找谁做?

欧洲核子研究中心第一个想到的,还是严东生。凭着BGO那一仗打下的交情和信誉,这顺理成章。

可到了2000年,合作出了变故。

欧洲核子研究中心最终只跟俄罗斯签了供货协议。

中国队,被晾在了一边。

这是怎样一种滋味?BGO是你做的,名声是你打下的,如今最重要的活计,却签给了别人。

订单签出去了,事情仿佛就此尘埃落定。中国和这个寻找「上帝粒子」的世纪工程,要擦肩而过了。

可谁也没料到,三年之后,转机来了。

找上门的,还是那家曾经绕开他的机构。

而这一回,他们开出的条件,比谁都苛刻。

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