改變了衣食住行的科學(xué)家們

韓天琪

在普通人的印象里，科學(xué)家離我們的生活很遙遠(yuǎn)。那些程序復(fù)雜的實驗和高深莫測的文獻能跟尋常百姓期待歡慶的“春節(jié)”有什么關(guān)系呢？

可是就有一群科學(xué)家，他們的研究讓老百姓的日子從“天天盼過年”變成了“天天像過年”。

忙碌了一年，一家人終于可以高高興興穿上盼望已久的新衣裳，圍坐在桌前品嘗一年里最豐盛的一頓晚餐，外出歸來的游子在汽車或火車的漫漫歸途上更添思鄉(xiāng)之情。

這是我們記憶中的春節(jié)，那時的春節(jié)不僅是闔家團圓的重要時刻，也是一年中唯一可以享受“珍饈美服”的珍貴節(jié)日。

如今，當(dāng)美食不再是“春節(jié)特有”，新衣不再是“過年專用”，歸鄉(xiāng)的旅途也因交通的高速發(fā)展而不再“長路漫漫”，我們應(yīng)該記住這些科學(xué)家，是他們，傾注了一生的努力，影響和改變了中國人的衣食住行。

衣 讓新衣天天穿

“新三年、舊三年、縫縫補補又三年。”對于舊時物質(zhì)匱乏的中國人來說，春節(jié)意味著終于可以做一身新衣裳穿了。如今的人們，衣柜里有穿不盡的衣服，平日里新衣不斷，而這背后付諸了科學(xué)家們辛勤的汗水，是他們?yōu)榻鉀Q百姓的穿衣、使我國成為世界紡織第一大國發(fā)揮了重要作用。

說起穿衣，不得不提梅自強。這位紡織工程科技專家、中國工程院院士，一生致力于紡織事業(yè)，為百姓的穿衣傾注了畢生心血。

小時候，梅自強也穿過家織的粗布衣服，對使用了上千年的手工織機很熟悉。但真正接觸現(xiàn)代紡織，還得從大學(xué)時算起。大學(xué)的假期里，他來到紡織廠，實地觀察學(xué)習(xí)紡織技術(shù)。從此，他逐漸認(rèn)識到，紡織上聯(lián)千萬棉農(nóng)，下系億萬百姓，是關(guān)乎國計民生的重要工業(yè)。從那時起，苦也罷，樂也好，梅自強再也沒有離開過紡織。

在莫斯科紡織學(xué)院留學(xué)期間，梅自強慎重地選擇了論文課題：研究高速梳理。他重點研究了刺輥梳理棉層時纖維和雜質(zhì)的分離過程和機理，提出了改善刺輥除雜作用、控制刺輥落棉的建議，研究了高速梳理時梳棉機主要部件間氣流對纖維分梳轉(zhuǎn)移的影響，提出了改善和控制纖維轉(zhuǎn)移的建議。根據(jù)那段時間的研究，他在蘇聯(lián)和國內(nèi)刊物上發(fā)表論文多篇，并編寫出版了專著。

8年磨一劍。從1958到1966年，高產(chǎn)梳棉機的研究從小試、中試到大面積生產(chǎn)試驗，試驗工作從青島擴展到河南、浙江、上海又回到青島，3次大幅度修改設(shè)計，3次制造新樣機，終于使國產(chǎn)梳棉機的臺時產(chǎn)量達(dá)到了當(dāng)時國際先進水平。

改革開放后，我國紡織品開始大量走向國際市場。國際市場要求用國際通行的標(biāo)準(zhǔn)檢測我國出口的紡織品，我國不得不大量進口紗線條干均勻度檢測儀。我國紡織行業(yè)從20世紀(jì)50年代開始研制條干儀，可惜當(dāng)時多年未能成功。經(jīng)過3年的努力，1986年，國產(chǎn)條干儀通過鑒定，此后又進入了國際市場。

20世紀(jì)中葉，用于制衣的紡織品不再僅滿足于保暖和御寒，進而對人體的舒適性有了要求。美、英、德等國從20世紀(jì)40年代起已開始了織物舒適性的研究，而我國在這方面還是空白。如何穿衣穿得舒適，這又給科學(xué)家們提出了一個課題。

紡織材料學(xué)家和紡織教育家、中國工程院院士姚穆與上海第二醫(yī)科大學(xué)、第四軍醫(yī)大學(xué)聯(lián)合，開始進行人體皮膚感覺神經(jīng)細(xì)胞分布測試研究，他們制作了人體各部位皮膚切片300余萬張。為了感覺身上的神經(jīng)密度，姚穆和他的學(xué)生就在自己的身體上反復(fù)實驗，終于初步理清了物理作用、生理作用和心理反應(yīng)之間的關(guān)系，編著了《皮膚感覺生理學(xué)》等書。

織物穿在身上為什么會有刺癢感？它的舒適度與溫度有什么關(guān)系？與織物纖維的硬度的關(guān)系是什么？人對冷熱溫度的感覺為什么會有先后？為了研究這些問題，他和他的研究生用自己的身體一次次做實驗，找出了其中的規(guī)律，建立起了織物物理參數(shù)與暖體假人參數(shù)之間的聯(lián)系，建立并驗證了生理和心理測試系統(tǒng)。織物究竟是怎樣進行熱與濕傳導(dǎo)的？在一次次的研究中，姚穆發(fā)現(xiàn)了織物的熱、濕傳導(dǎo)通道的特征，給出了纖維軸向、徑向熱傳導(dǎo)系數(shù)以及織物-空氣界面上熱阻抗的測定方法，找出了空氣中水汽擴散時熱濕傳導(dǎo)、水汽凝結(jié)、毛細(xì)輸送的規(guī)律，建立了濕蒸發(fā)的動態(tài)平衡方程，還研究了熱能傳導(dǎo)和水汽質(zhì)量傳輸之間相互作用的Dafour效應(yīng)和Soret效應(yīng)。

在完成服裝穿著舒適性研究的定量測試中，姚穆還組織研制了一批測試儀器，建立了一系列測試方法，這些測試儀器有織物透水量儀、多自由度變角織物光澤儀、織物微氣候儀、織物表面接觸溫度升降快速響應(yīng)儀與織物紅外透射反射測試裝置等。在這些儀器研制的基礎(chǔ)上，陜西省重點實驗室——功能服裝面料實驗室在西安工程大學(xué)（原西北紡織工學(xué)院）誕生。

進入21世紀(jì)，這位被稱為“人體著裝舒適性研究的開拓者”的姚穆在人體著裝舒適性方面的研究，至今仍然是我國極地服、宇航服和作戰(zhàn)服等特種功能服裝面料設(shè)計與暖體假人設(shè)計等方面的理論基礎(chǔ)。他主持指導(dǎo)了中長絨陸地棉品種篩選及其加工技術(shù)研究，鞏固了我國棉紡產(chǎn)品在國際市場中的地位。

如何提高我國紡織品的檔次，這是科學(xué)家們面對的又一個課題。

防皺整理或免燙整理，耐久壓燙整理（DP），20世紀(jì)90年代以來被商業(yè)上稱為不皺整理或形態(tài)穩(wěn)定整理等，可以克服纖維素纖維類紡織品被折皺后難以恢復(fù)的缺點，提高這類紡織品的附加值，因而是紡織化學(xué)界一個極為重要的研究領(lǐng)域。

1981年，紡織化學(xué)與染整工程教授、中國工程院院士周翔在美國農(nóng)業(yè)部南方研究中心合作研究時，親身體會到防皺整理對于增強紡織品在國際市場上競爭力的意義，并預(yù)計國內(nèi)市場隨著改革開放的進展，人們生活水平的提高，勢必也會增加對防皺整理品的需求。1986年，“低甲醛DP功能整理”終于被列為紡織部重大科研項目。

為了使科研成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，提高我國紡織品的檔次，周翔以該成果為技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)建了科技企業(yè)“上海新力紡織化學(xué)品有限公司”，充分利用所具備的科研條件，建立研究—開發(fā)—產(chǎn)銷機制，將培養(yǎng)研究生、科研工作、成果產(chǎn)業(yè)化等結(jié)合起來，最終讓高檔紡織品也走入了尋常百姓家。

食 讓餐桌頓頓豐

對于中國絕大多數(shù)中年以上的人來說，饑餓曾經(jīng)是他們畢生難忘的記憶，一年中似乎只有在過年才能過上幾天吃飽的日子。而今的人們，頓頓美食。這正是因為科學(xué)家們傾盡一生的研究，為人們提供了營養(yǎng)豐富、數(shù)量充足的糧食。

說到吃，人們首先會想起享譽世界的“雜交水稻之父”袁隆平，正是這位中國工程院院士、美國科學(xué)院外籍院士解決了十多億人的吃飯問題。深受雜交稻惠澤的中國農(nóng)民，用生動樸實的語言稱頌袁隆平為“米菩薩”“米財神”。

20世紀(jì)國外的《誰來養(yǎng)活中國》報告，認(rèn)為到21世紀(jì)初，中國為了養(yǎng)活10多億人口，糧食問題將威脅到全世界的糧食供應(yīng)。

面對世界的不安與困惑，袁隆平以研究雜交水稻的成果，回應(yīng)了這種擔(dān)憂，就是依靠科技進步和國人的努力，中國人完全有能力養(yǎng)活自己，同時還能幫助其他國家發(fā)展雜交水稻，造福世界人民。

在水稻育種科學(xué)領(lǐng)域已成為巨人的袁隆平，一直有個在稻穗下乘涼的夢想，就是水稻長得比高粱還高，稻穗比掃帚還長，籽粒比花生還大。

正是這個“禾下乘涼之夢”讓百姓餐桌上的米飯不再是“過年才吃”的珍貴食物。

說起過年，無論大江南北，中國人春節(jié)的餐桌上總少不了一條魚，圖的就是“吉慶有余”“年年有余”的好彩頭。如今走到菜市場，魚甚至比一些蔬菜還便宜。以往動輒數(shù)百元一千克的甲魚、難得一見的牛蛙，也上了尋常百姓家的餐桌。但在20世紀(jì)60年代前，吃到魚卻不是一件容易的事，只有在逢年過節(jié)、招待客人時才舍得吃魚。

那是因為僅靠大自然的繁衍，魚苗豐歉無常，即使生活在有“魚米之鄉(xiāng)”之稱的湖南，每年也少不了鬧魚荒。

一位叫劉筠的科學(xué)家，讓中國人的盤子里多了條魚。這位魚類繁殖和育種專家、中國工程院院士，用半個多世紀(jì)的努力，寫就了一段水域傳奇：實現(xiàn)青草鰱鳙四大家魚的人工繁殖、中華鱉人工繁殖、多倍體魚（湘云鯉、湘云鯽）人工繁殖，被人們稱為“魚院士”。

劉筠畢其一生，在理論上建立了系統(tǒng)的中國主要養(yǎng)殖魚類、中華鱉和食用蛙類的繁殖生理學(xué)，實踐上研制了養(yǎng)殖魚類和水生經(jīng)濟動物人工繁殖和育種的技術(shù)體系；率先應(yīng)用細(xì)胞工程和有性雜交相結(jié)合的綜合技術(shù)，在國內(nèi)外建立了第一個遺傳性狀穩(wěn)定且能自然繁殖的四倍體魚類種群，成功地培育出優(yōu)質(zhì)的三倍體鯽魚和三倍體鯉魚。

糧谷滿倉，年年有魚。如何讓老百姓吃得更香也是科學(xué)家的研究之一。“香料院士”孫寶國正是眾多的科學(xué)家之一。

我們現(xiàn)在吃到的很多食品的“香味”都來自孫寶國的科研成果。他是我國食品科學(xué)領(lǐng)域僅有的三位院士之一，如果僅限于香料研究，那么便是唯一的院士。

身為中國工程院院士、北京工商大學(xué)副校長的孫寶國就是研究“美食秘方”的，被同行們尊稱為“香料院士”。

不過，鮮為人知的是，研究香料的孫寶國曾不得不與“臭味”相伴。？20世紀(jì)80年代，市面上的方便食品、肉制品、調(diào)味品等通常要么“味道不夠”要么“價格不菲”，而這很大程度上是由于我國尚未掌握某些香料的關(guān)鍵技術(shù)。其中，有兩個代號分別為“030”和“719”的香料成為了主要瓶頸。“這兩種香料當(dāng)時的‘身價堪比黃金。”孫寶國回憶道，“每千克的進口價格分別高達(dá)9萬元和14萬元。”

孫寶國與其帶領(lǐng)的團隊挑起了攻克該香料難關(guān)的重任。長期實驗的疲勞，孫寶國甚至還曾暈倒在實驗后回家的路上。更難堪的是，孫寶國不得不經(jīng)常“隨身攜帶”著實驗時染上的異味，有人開玩笑管那叫“孫寶國味兒”。有一回，他竟然因此被人趕下公交車。

日復(fù)一日、堅持不懈的嘗試，孫寶國終于等到了“香味”的到來。

如今，人們借助科學(xué)家們的研究成果，可以盡享美味，但能否吃到放心、天然、無添加的食品是老百姓春節(jié)最關(guān)心的焦點之一。在食品安全形勢日益嚴(yán)峻的今天，很多消費者對食品添加劑依然感到非常恐懼。

在孫寶國看來，現(xiàn)在食品添加劑被妖魔化了，一些人甚至談“添”色變，主要原因就是錯把非法添加物當(dāng)成了食品添加劑。第一，食品添加劑在法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)使用是安全可靠的，也是很有必要的；第二，凡超范圍、超量使用食品添加劑就是濫用食品添加劑，這屬于違法行為，應(yīng)該依法予以打擊；第三，三聚氰氨、蘇丹紅、吊白塊這些都是違法添加物，不是食品添加劑，不能讓它們抹黑食品添加劑，食品添加劑也不應(yīng)該繼續(xù)替它們背黑鍋。

在春節(jié)即將到來之際，我們的餐桌上一定少不了含有“食品添加劑”的食物，聽了孫寶國院士的解釋，只要不是濫用食品添加劑和違法添加物的食物，我們盡可以放心享受一年一度的團圓盛宴。

住 讓家居更綠色

時光荏苒，滄桑巨變。如今，無論城市還是農(nóng)村，一棟棟整齊劃一、設(shè)施齊全的安居富民房高樓林立。而科學(xué)家們也在致力于打造綠色建筑，找尋中國民居的“綠色密碼”。

從傳統(tǒng)民居看似樸素的設(shè)計中，研究總結(jié)出節(jié)能原理，再將其提煉成方法論用于新的生態(tài)民居建設(shè)，這就是中國工程院院士、西安建筑科技大學(xué)教授劉加平的研究方向。

20多年間，劉加平的腳步從陜北到云南，從西藏到汶川，對不同民族、不同區(qū)域的生態(tài)民居建筑進行了思考和探索。

他認(rèn)為，如果用幾個關(guān)鍵詞來描述生態(tài)民居，它應(yīng)該具備安全、實用、美觀、生態(tài)幾個要素。圍繞這幾個關(guān)鍵詞，劉加平帶領(lǐng)團隊在全國各地為綠色生態(tài)民居不斷奔走。

劉加平指導(dǎo)建設(shè)的云南彝族生態(tài)民居建筑，被吳良鏞院士（中國科學(xué)院和中國工程院兩院院士，建筑學(xué)家、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)家和教育家，人居環(huán)境科學(xué)的創(chuàng)造者，2011年度“國家最高科學(xué)技術(shù)獎”獲得者）稱為“可持續(xù)發(fā)展理論指導(dǎo)下人居環(huán)境工程成功的范例和樣板”。

具有代表性的綠色建筑，延安的新型窯洞以天然石材為基本建材，減少了制磚的能源消耗和污染，窯頂增加了太陽能熱水器，設(shè)計了采用地?zé)帷⒌乩涞耐L(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，洗澡、取暖、制冷均不采用電力而是充分利用自然條件。青藏高原牧區(qū)建筑采用太陽能為采暖熱源，生態(tài)民居建筑再生，地震災(zāi)區(qū)的生態(tài)民居建筑模式都得到了重大推廣。

讓建筑“呼吸”，讓綠色蔓延，這是東南大學(xué)教授、中國工程院院士繆昌文的使命。

多年來，他利用新技術(shù)，解決了長江三峽大壩中大體積混凝土的溫控問題，被稱為“世界建壩史上的奇跡”。他將世界頂尖的高性能混凝土技術(shù)運用于南京長江二橋、山西引黃工程、廣西龍灘水電站、蘇通大橋、青藏鐵路等幾十項國家和地方重點工程，產(chǎn)生了客觀的經(jīng)濟效益和重大的社會效益。

隨著建筑耗能形勢的日益嚴(yán)峻，人們對環(huán)保的呼聲空前高漲，“綠色建筑”的概念也被越來越多地提及。在繆昌文看來，和傳統(tǒng)建筑相比，綠色建筑耗能降低，尊重當(dāng)?shù)刈匀弧⑷宋摹夂驐l件，并且更加注重環(huán)保因素。當(dāng)前推動建筑節(jié)能、發(fā)展綠色建筑已成為廣泛的社會共識，是大勢所趨。

行 讓家鄉(xiāng)近咫尺

如今，高速鐵路已成為中國最響亮的名片，改變了人們的生活方式，也拉近了春節(jié)回鄉(xiāng)的漫漫旅途。

機車車輛動力學(xué)專家、兩院院士沈志云，就是近二十年中國高鐵發(fā)展史上為中國高鐵發(fā)展奔走呼吁的一位“高鐵戰(zhàn)士”。

20世紀(jì)80年代末90年代初，中國鐵路發(fā)展的困境開始出現(xiàn)，鐵路嚴(yán)重滯后成為了國民經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”。以沈志云為首的鐵路技術(shù)專家開始呼吁發(fā)展高速鐵路。沈志云認(rèn)為，建設(shè)京滬高速鐵路從現(xiàn)實發(fā)展考慮是迫切需要的，且技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理、國力能夠承受、建設(shè)資金有可能解決。

2006年，曠日持久的輪軌與磁懸浮之爭有了結(jié)果，國務(wù)院通過了京滬高鐵的立項。鐵道部宣布當(dāng)年正式開工修建京滬高鐵。沈志云的堅持有了結(jié)果，但他并沒輕松下來。一方面，他積極投身于高速鐵路建設(shè)，不僅指導(dǎo)團隊進行高鐵技術(shù)研究，收集高鐵實際運行動態(tài)數(shù)據(jù)，還參與高鐵通車前的驗收。另一方面，他為中國高鐵護航。

在黨的十八大上，高速鐵路被列入中國重大技術(shù)突破之一。如今，正因為有了高鐵，那遙遠(yuǎn)的家鄉(xiāng)已不再“遙不可及”。

2016年我國春運預(yù)計旅客運送量逾29.1億人次，很多人的返鄉(xiāng)之選不僅有飛機、普快列車或長途客車，還包括舒適、快捷的高鐵。

在隧道及地下工程專家、中國工程院院士王夢恕的設(shè)想當(dāng)中，中國高鐵要盡快拉通北京到所有省會的高鐵線路，除了烏魯木齊和拉薩，都要在8小時內(nèi)到達(dá)。另外，所有的省會之間要全部用高速鐵路連起來。

隨著2015年末“亞洲最大地下火車站”——廣深港高鐵福田站的正式運營通車，中國高鐵里程達(dá)到1.9萬千米，居世界第一位。全國鐵路營業(yè)里程超過12萬千米，居世界第二位。

從發(fā)達(dá)的東部沿海到欠發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，“子彈頭”列車已通達(dá)28個省份。中國“四縱四橫”快速鐵路網(wǎng)主干初具規(guī)模。這距離2008年中國第一條時速350千米、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路——京津城際鐵路通車，僅7年時間，中國也因快速步入高鐵時代而變得越來越“小”。

在這里，順帶一提的是，隨著城市環(huán)境的惡化和化石能源的日益消耗，電動汽車成為人們購車的“新寵”。事實上，電動汽車并不是新近產(chǎn)物。今年79歲的陳清泉在研究電動機車的道路上已經(jīng)探索40余載。

40多年時間里，電機電力驅(qū)動和電動車專家、中國工程院院士陳清泉發(fā)明了多種電動車專用的特種電機及其控制裝置，研制出多輛不同類型的電動車，創(chuàng)造性地提出了電動汽車感應(yīng)電機的自適應(yīng)控制，運用現(xiàn)代控制理論成功研究了多種新穎的電動車特種電機的高性能控制系統(tǒng)。同時，他采用自己創(chuàng)立的電機數(shù)學(xué)模型，根據(jù)工況優(yōu)化效率、節(jié)省能量、提高電動車行駛里程。

如今電動汽車已經(jīng)逐漸開始遍布大街小巷，而有著“亞洲電動車之父”之稱的陳清泉依然辛勤奮斗在電動汽車的創(chuàng)新研究工程上。