前言

功能材料从材料总体中分离出来,是材料科学达到成熟阶段的诸多标志性事件之一。这是由美国贝尔实验室一位非材料专业的教育委员会主席莫顿博士于1965年提出的,他还创造了“功能材料(functional material)”一词。莫顿虽然是一位无线电专家,但他的主张却很快得到了各国材料界的认同。此后多年,纳米科技、智能材料等名称的提出也都是非材料学者所为。提出实现光纤通信标准的高锟是一位电力通信专家,与光纤材料制造也全不相干。这些似乎说明一个道理:材料领域外的学者们更敏感于材料性质变化的意义。这可能与身处“庐山之外”有某种因缘吧?

功能材料的发展史,当然不是自1965年起始,要久远得多。由于它涉及的性能极其广泛,而且还有与日俱增之势,因此相关学科也更加繁多,历史其实也十分漫长。所以,撰写一本与功能材料历史有关的书,会令很多人望而却步。而且越是功能材料领域的专家,就越会多一份慎重。这就是至今尚缺乏这类作品的原因。从退休之后,我开始逐渐远离原来的研究,而成为了一个材料史爱好者。也就是由一名力图创造材料知识的人,变成了一个对前辈和同行们卓越贡献的欣赏者。这种角色转换,其实也有很多乐趣。有时也会产生要把一些心得体会与同龄人、学生、后辈和青年人共享的冲动。这就是老年爱好者进一步演变成科普积极分子的心路历程。

爱好者多会有不计毁誉的冒失行为,这想必能够得到专家们的谅解,在这种自我宽慰的心理驱使下,我开始想把退休后学习材料发展史的体会整理成书。这一想法恰好赶上了2012年中国科协科普部和教育部科技司对科普创作的大力提倡;因而科普写作受到了东北大学各级领导的积极支持和热情襄赞。特别是拙作《材料图传》出版后,得到同行和读者们的肯定性评价,我的信心也得以提升,于是决心把有关功能材料发展历史的学习体会也以图书形式总结出来,这就是本书撰写的由来始末。

我虽然一生都没有离开过材料领域,但与功能材料只有很浅的机缘。一是年轻时我曾给金属材料专业本科生讲过一门“金属与合金的物理性能”的课程;二是中年在日本攻读博士学位时,导师指定的研究题目是“铝镍钴永磁材料的两相分解原理解析”。这些经历成了后来我功能材料情结的起源,希望能做点与它有关的事情。不过,当真的要把这些浅见微识扩展到整个功能材料领域时,内心还是充满了惶恐。所以,写作还主要是靠退休后的继续学习,也感到学习兴趣居然有向信心转化的神奇作用。这期间,我在学习中还注意到,我国科技书籍和相关教材,在知识叙述上一般存在如下两个问题:一是欠缺时间记载,二是缺乏人物行为。多数论著一开始就是概念、分类,使知识呈现出一种“平面感”,而缺少了时间维度;另外,由于经常缺少创造这些知识的主体:科学家、工程师、工匠的出场,知识少了些“烟火气”,多了些“冰冷感”。越是叙述近期知识,这些问题越是明显。我想借此机会,对这两点缺憾有所弥补。

在介绍历史性成就时,著名研究机构、著名学术权威一般不容易漏掉。但是,非著名学术团体的非著名人物,就有可能缺失。例如,在介绍2001年超导临界温度高达39K的MgB2金属化合物材料的发现时,对发现者及其大学都很少有人提及,其原因只可能是这所大学和发明人都名气太小。人们似乎这么快就忘记了:29年前1987年高温超导世界性大会战中,获得诺贝尔物理学奖的IBM科学家缪勒和柏诺兹,当时也是名不见经传的超导界新人。我们任何时候都不应该轻视新生力量和年轻人,述史者尤其应该如此。

这本“图传”是当前“读图时代”的产物,网络上广泛流传的大量图片资源,成为本书的主要选材对象。特别是对各时期功能材料的发展做出重大贡献人士的肖像,全部来自于网络。因为历史等原因,这些引用均没能获得相应的授权。除了向这些图片的原作者表示衷心的感谢之外,也表示深切的遗憾和歉意。对参考书目中的相关作者,也一并致以崇高的敬意和衷心的谢忱。

面对如此巨大的题材、如此重要的目标,本书的结构很难安排。最终只好坚持了服务于阅读的设想:最大程度地方便阅读,使读者可以随时起止。可能因此牺牲了很多更科学的选择,也只能无奈抱憾。此外,写作过程中作者深切地感到了才疏学浅,深望读者诸君、海内外学者,对于书中的差错和失误不吝赐教,及时指出,以冀有机会修正,不胜感激。

2016年5月

作者谨识于