新中国第一号发明证书背后的科学故事

耿雁冰

科学成就离不开精神支撑。在中华民族伟大复兴的征程上，一代又一代科技工作者心系祖国和人民，不畏艰难，无私奉献，为科学技术进步、人民生活改善、中华民族发展作出了重大贡献，在长期的科学实践中铸就了独特的科学家精神。

科学家精神的内涵有爱国、创新、求实、奉献、协同、育人等多个维度。在九年级化学学习的过程中，我们会接触到一位著名的化学家——侯德榜。从他身上，我们能感受到浓厚的胸怀祖国、服务人民的爱国精神。

青年立志，科学救国

1890年8月9日，侯德榜出生了。他的祖父是位读书人，对他寄予厚望，给他取名“德榜”。正如其寓意“厚德载物，榜上有名”，他的名字在多年之后被永远铭刻在中国化学工业的功德榜上。

在姑父、姑母的资助下，13岁的侯德榜进入福州英华书院读书。在这个环境和条件均属一流的洋学堂里，侯德榜接触到了先进的科学知识。而在此处，各种思想的碰撞也让他逐渐萌生了“科学救国”的想法。

在进入英华书院的第二年，侯德榜经历了一件终生难忘的事。在一个雨天，侯德榜在江边码头看见几个洋人正在用皮鞭和枪托驱赶着上百名中国苦力上船。这些苦力上身裸露，每人胸前都烙有号码，在暴雨中拖着沉重的脚步，艰难地向轮船移动。侯德榜目睹这一切，心中激愤无比。回到学校后，他找到黄先生，说起了码头上的所见所闻。黄先生刚从国外回来不久，学问渊博，平易近人，是侯德榜心目中最敬佩的人。他向黄先生提出了久思不解的问题：“为什么洋人总欺侮我们？几十年来，我们的国土任人践踏，财富任人掠夺，同胞任人鞭打，难道我们是亡国奴吗？”

黄先生告诉他：“这全因清王朝腐败，政治黑暗，科学技术和经济落后。你看，英、美、德、法、日都有先进的科学技术，有强大的军队。将来如果我们也有这一切，谁还敢欺侮我们！”接着，黄先生语重心长地说：“天下兴亡， 匹夫有责。我们要有卧薪尝胆、奋发图强的决心，刻苦学习外国的先进科学技术，用科学技术来振兴我们的国家，振兴我们的民族，砸碎洋人加在祖国母亲身上的桎梏！”

黄先生的一席肺腑之言，深深打动了侯德榜。他决心用科学和工业拯救苦难的祖国。

1911 年，侯德榜考入北京的清华留美预备学堂，第一学期就取得10 门功课全部满分的特优成绩。1913 年，清华学堂公布第一批高等毕业生名单，侯德榜等16 人赴美留学。临走时，他和同学们来到西郊圆明园。看着被侵略者毁于一炬的圆明园，侯德榜手抚大理石残壁，禁不住一阵辛酸，眼泪夺眶而出。他在这荒芜的废墟中伫立良久，一股热流在胸中回荡，汹涌欲出。

在美国，侯德榜认为发展化学工业利国利民，是振兴中华的基础。于是，他放弃铁路工程专业，改为到美国麻省理工学院学习化工。侯德榜在美苦读8 年，当他拿到博士学位时，已经三十出头了。但是，在这些年里，他始终没有忘记科学救国的初心。

临危受命，学成回国

现在已为我们熟知的纯碱（碳酸钠），看起来是再普通不过的化学品，但是它的作用不仅仅是躺在千家万户的厨房调料柜里，蒸馒头的时候用上一点儿，它还是生产玻璃、搪瓷、纸张等众多工业品的化学工业原料。据统计，每生产1 吨玻璃需要0.2 吨的纯碱。在100多年前，它可是一点儿都不普通。

1921年春，侯德榜刚完成博士毕业论文，就收到一封来自祖国的信，署名为“范旭东”。范旭东是久大精盐公司和永利碱厂的董事长，他写信是为了邀请侯德榜到永利碱厂工作。在信中，他详细讲述了纯碱对工业、食品行业和百姓日常生活的重要性，外国公司对中国纯碱市场的垄断和技术封锁，以及处于天津塘沽的永利碱厂的条件和工业救国的目标。

范旭东的诚挚邀请和中国制碱事业的急切需求令侯德榜激动不已，他非常清楚缺少纯碱对一个国家意味着什么：百姓不得不吃着因缺碱而发酸的面食，穿着无法染色的布衣，用着土法生产的肥皂，其他下游化工业更是像缺了灵魂一样奄奄一息……如今，振兴祖国工业的机会就在眼前，他又岂能放手？

侯德榜立马回信，接受了范旭东的邀请。1921年10月，侯德榜毕业回国，翌年刚过完春节就从福建赶往天津，出任永利堿厂的技师长（总工程师），从此踏上了化学工业拓荒之路。

冲破封锁，赤心报国

当时，永利碱厂面临着一个巨大挑战——自行研发索尔维制碱法。索尔维法系1861年由比利时化学家索尔维发明，英、法、德、美等国为了谋取利益，买断专利后约定制作工艺只向会员国公开，对外严密封锁。

索尔维法以食盐、石灰石和氨气为原料，步骤简单，成本较低，而且产品纯度较高，对拥有大量的低成本、高质量精盐的永利碱厂来说，这种方法再合适不过。但是，索尔维法属于连续生产法，所有的生产设备是一个整体，环环相扣，任何一个环节出现问题都会导致整个生产出现问题，因此对工艺和设备的要求极高。国际上不乏尝试自行研究的人，基本上都以失败告终。

侯德榜刚到永利碱厂工作时，工厂设备老旧，可供参考的仅有一份漏洞百出的图纸，许多核心技术细节均无从知晓。侯德榜带领大家在实践中苦苦摸索，一步一个脚印地创新方法、解决问题。为了研究石灰窑的生产过程，他多次进入灼热的石灰窑中检查设备；为了观察炉体结疤、烧裂的问题，他不顾危险进入碱尘弥漫的煅烧炉；为了观察碳化塔的生产情况，他长时间待在这个气味难闻的地方，即便是吃饭也不例外……

1926 年4 月，永利碱厂终于生产出期盼已久的纯白色的碱——“红三角”牌纯碱，产品纯度达到99%。同年8 月，在美国费城举办的万国博览会上，“红三角”牌纯碱荣膺金质奖章。“红三角”牌纯碱被誉为“中国近代工业进步的象征”，也是对侯德榜这1 000 多个日夜辛勤付出的最好回报。“红三角”牌纯碱的成功给永利公司带来了盈利和信心，在侯德榜的主持下，一系列新的化工厂纷纷落成。中国自此具备了生产纯碱、硝酸、硫酸等基础化工产品的能力。

1937 年7 月，抗日战争全面爆发。1938 年元旦，永利公司在武汉汉口召开会议，范旭东力排众议，决定积极自救，将制碱厂和制盐厂迁往盐矿丰富的四川。

欧洲早就开始针对食盐利用率低和废渣多的索尔维法进行改造，1924 年，德国人发明了一种以碳酸氢铵和食盐为原料生产纯碱、氯化铵的方法，即察安法。该方法的食盐利用率超过90%，但是工艺尚不完善，无法连续生产。侯德榜认为这种方法有很好的发展前景，十分适合四川的生产条件。

1938 年8 月，侯德榜带着几名技师前往德国，希望能从德国人那里购买察安法专利。不料，德国人狮子大开口，提出了非常苛刻的条件。这种蛮横霸道的做法激怒了侯德榜，他离德赴美，决定自力更生。

在纽约，侯德榜综合手中已有的察安法资料，制订了全面的试验计划。试验首先在川西进行，但是因为设备、原料的奇缺，不得不转往香港。侯德榜在纽约远程指导试验，他详细列出所有的試验细节和注意事项，设计了十几个条件，每个条件都必须重复30 次以上。整个试验共进行近500 次，分析了2 000 多个样品，得到了大量可靠的数据。

1939 年10 月，侯德榜从美国返回香港，总结试验结果，分析具体工艺步骤。一番研究后，他提出用固体碳酸氢铵取代水溶液反应的方法，以省去纯化、溶解碳酸氢铵的步骤，为连续生产奠定条件。这是对原版察安法的一个改进。到了年底，技术人员终于完成了所有的筛选试验，自主探索出察安法的全部工艺，并初步验证固体碳酸氢铵的实用性。次年，正式投产前的试验也得出了同样结果——改进察安法取得巨大成功。侯德榜带领大家用勇气和智慧又一次回击了外国人的嚣张气焰，使中国在国际制碱业再次扬眉吐气。

后来，侯德榜继续研究，将索尔维法连续生产的优点和察安法高食盐利用率的优点创造性地结合起来，提出了制碱和合成氨联合生产的方法。这种方法就是“联合制碱法”，又称“侯氏制碱法”。此方法提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本，克服了氨碱法的不足，用一句话概括就是：节能、减排、降成本。

遗憾的是，政局腐败、社会混乱的旧中国没有能力继续实现侯氏制碱法的工业化。

越是先进的技术就越需要安定有序、奋发图强的社会环境来实现其有效应用，侯氏制碱法也只有在新中国才能发挥出巨大的科技和经济效能。1953 年7 月1 日，当时刚成立的中央工商行政管理局将新中国第一号发明证书颁发给“侯氏碱法”，这标志着进口“洋碱”的时代一去不复返了。

（责任编辑：白玉磊）