下面一个实例反映了上述“行而三思”的重要作用。钛合金大型锻件金相组织很不均匀是长期未能解决的难题，即使对坯料进行反复镦粗和拔长，仍经常残留粗大晶粒的痕迹而影响力学性能和使用可靠性。在国外资料中看到钛合金锻造过程不允许“空烧”（即加热后不锻造）的规定后，我们怀疑锻件的粗大晶粒可能与“空烧”有关，因此在一次铸锭开坯锻造时特意检验了两头的金相组织，却意外地发现经高温（β相区）“空烧”的那一头的宏观晶粒尺寸反而比未经“空烧”的另一头均匀且小得多，有人认为这不可能，大概是把两头的金相试样搞颠倒了。当时我虽然不能排除试样混号的可能性，但事后我立即查阅了有关文献，重温了以往学过的基础知识，并与该试验结果相结合，进行了反复的思考和联想，终于做出了“金相试样并未混号，这一重要现象符合基本原理”的初步判断。为了进一步证实，我把那个宏观晶粒粗大和不均匀的金相试样重新放入高温炉内“空烧”一次，结果也变成了小而均匀的宏观晶粒。至此，我对这一重要现象已深信不疑，喜悦的心情进一步激发了“三思”的积极性，联想到过去科研实践中发现的另一现象——有些钛合金盘模锻件或锻坯内部大变形区呈现更细小均匀的宏观晶粒，又联想到文献中指出的钛合金“变形热”大和导热性差等特性，顿时恍然大悟，原来盘模锻件或锻坯内部宏观晶粒的细化和均匀化，是由于“变形热”导致大变形区的金属从原来的较低温度（α+β区）迅速升高至高温（β区）的结果，这与上述铸锭开坯锻造时的“空烧”有相似之处，但两者之间也存在差异：铸锭开坯是β区热变形后再在β区“空烧”，而盘模锻件或锻坯内部的大变形区是较低温度（α+β区）热变形后再靠“变形热”升温至β区。在上述的广泛联想和交叉思考的启迪下，我对钛合金的再结晶-相变联合机制有了新的认识，并在工艺路线上产生了如下的新思路：如果相继地经高温（β区）开坯和低温（α+β区）热变形后重新加热至高温（β区“空烧”或β热变形），岂不能获得更均匀细小的宏观晶粒吗？如果最终要求获得细小等轴的显微组织，则可再进行低温（α+β区）的最终热变形。这一新思路就构成了高低温交替热变形（高—低—高—低）新技术，并在以后的科研和生产中获得广泛应用。鉴于这一创新性技术的先进性和重大的社会、经济效益，以它为主要内容的“TC11钛合金材料、盘模锻件的工艺研究”获国家科技进步一等奖。

    现在回想起来，如果当时“行而不思”，则完全可能轻信或片面理解有些国外资料关于“空烧”的观点，而轻率地放过这一重要现象，也不会联想到过去钛锻件曾出现的“变形热”现象，那么，一个本来可从这些现象的启迪中引发新思路和创立新技术的机会，就会失之交臂，遗憾终生。

    （三）学科前瞻

    近期发展动向表明，新型航空材料除了继续追求性能的先进性外，成本的低廉性已成为当前重点追求的目标。于是，人们把注意力更多地放到材料制备技术上，这是因为与合金成分的改进和创新相比，制备技术的改进和创新通常是降低成本的更有效的途径，而且在不少情况下能同时满足提高性能和降低成本的要求。以钛合金为例，国际上正在大力发展激光成形、金属模精密铸造、超塑成形/扩散连接、β热处理等新型制备技术。可以预料，21世纪将是材料制备技术突飞猛进的时代。

    在21世纪的飞机上，随着树脂基复合材料和钛合金用量的不断扩大，长期以来稳坐第一把交椅的铝合金将退居第二、三位，以美国2003年左右将装备空军的F-22战斗机为例，钛合金、复合材料、铝合金和钢的用量分别为41％、24%、15%和5％。

    在21世纪的航空发动机上，以高温合金、钛合金为主和钢仍占一定地位的三分天下的局面将保持一段时间，但随着推重比等性能指标的不断提高，对材料工作温度和比强度的要求越来越高，复合材料（陶瓷基、金属间化合物基、金属基和树脂基）将与单体材料（金属和金属间化合物）平分天下，甚至后来居上的趋势已逐渐明朗。由于单体金属材料的工作温度已趋近于极限，因此今后新一代高温结构材料的重点研究方向，应是金属间化合物（特别是TiAl合金）和复合材料〔特别是陶瓷基和金属基）。金属间化合物和陶瓷等均属风险度较大的“革命性”材料，其应用前景在很大程度上取决于强韧化机制、失效机理等应用基础研究工作的成效和实用化技术（生产部门的制备技术、使用部门的设计技术等）的成熟程度，这些正是我们在21世纪里应加倍努力去做的实事。

    与20世纪相比，21世纪新一代材料的发展将更为突出地显示出材料科学与信息科学、生物科学等互相融合的特点。智能材料就是材料科学与信息科学互相融合的产物，它是一种模仿生命系统，同时具备感知和激励双重功能的材料（含形状记忆合金、磁致伸缩材料、压电陶瓷、电流变体、光导纤维等），它既能感知环境的变化因素，又能自动做出适时、灵敏和恰当的响应，并能自诊断、自调节、自修复和预报寿命，这一超功能材料已成为高技术新材料领域的研究热点，并孕育着新的重大突破，在航空航天等领域具有广阔的应用前景。例如，美国空军采用智能材料制成的飞机机翼，能在不同工作状态下自动调节形状和改变升力或阻力，以适应飞机的起飞、巡航、着陆等不同要求，从而提高飞机的使用性能、安全可靠性和减少耗油量。仿生材料则是材料科学与生物科学相融合的产物，例如受“蜘蛛丝比钢丝更硬、更富有弹性以及比凯夫拉纤维更坚韧、更耐低温”这一现象和事实的启发，人们用含有蜘蛛基因的蛋白质分子制成人造蛛丝，然后纺织成超强度、羽毛般轻、可防弹和保护航天飞机不被陨石击损的“生物钢”，如把这种新纤维混合到混凝土里，建筑物就会无比坚固，不怕地震。仅以“生物钢”这一实例就可看出仿生材料强大的生命力和无可估量的发展前途，理应成为21世纪的重要研究方向。

    本文载于《院士思维》，安徽教育出版社，2003年11月

    附录二

    做科普并不比写学术论文容——易曹春晓院士谈科普创作

    记者 熊卫民

    由江泽民同志亲自作序的国家重点图书《院士科普书系》已经出了3辑共约90部著作，涉及的作者多达100多位。是什么因素促使如此多的院士参与这项重大的科普工程？他们是如何看待科普创作的？在创作过程中又有哪些酸甜苦辣？

    带着这些问题，1月7日，在北京航空材料研究院一个简单而又雅致的客厅中，笔者拜会了《材料世界的天之骄子》一书的作者，中国科学院院士曹春晓先生（该书另一作者为郝应其先生）。

    为什么要做科普？

    “科普非常重要，我自己的体会就很深。”刚一见面，曹先生就聊起了自己所热爱的科普工作，“小时候，我看过一些科普书，它们讲了苹果坠地、阿基米德洗澡等故事。从这些司空见惯的现象出发，牛顿得出了万有引力定律，阿基米德得出了浮力定律。这对我启发很大，激起了我对科学的强烈兴趣，在很大程度上是因为它们的指引，我才走上科研之路的。”

    大概就是因为受过科普之益，有强烈回报心理的曹先生也热心于从事科普工作。以前主要是通过演说，近年来则直接响应了“两院”院士大会的号召，开始从繁忙的工作中挤出时间亲自创作科普著作。“研究工作、社会活动很多，我的时间确实非常紧张。但我国公众当前的科学素养还相当低，在知识经济的时代，这样的状况当然是不足以维持经济的快速增长的，也不利于提高我国的国际竞争力。怎么办？必须大力发展科学技术普及事业。谁做这方面的工作？科学工作者责无旁贷，而我是其中的一员，所以在犹豫了一段时间后，我还是申报了这样一个题目。”曹先生这样告诉笔者。

    （一）科普是一种创新性的劳动

    在一年左右的写作过程中，曹先生深刻体会到了科普创作的艰难：“我觉得做好科普是挺难的。必须深入浅出，把复杂、深奥的问题用通俗、流畅的语言讲出来，激起各式各样人的兴趣，即使原来不大懂的外行，也能通过这些科普作品初步弄懂少数人所钻研的学问，理解它们。这个东西，其难度我觉得不比写一篇比较高深的论文容易。”

    他告诉笔者，写科普文章并不是一个简单的从高到低、把高品质的科学知识降为低品质的知识的过程。它也是一种创造性的劳动。在这个过程中，作者既要深刻领悟自己所表述的内容，又要考虑认识的规律问题以及读者的接受心理；既要有理，又要有趣；既要准确、透彻，又要生动、活泼；既要抓住精髓，又要文笔流畅。写学术论文，面对的是同行，很容易让大家明了自己的工作；写科普文章，面对的往往是外行，还必须时刻考虑他们的知识、心理状况，否则就没什么效果。

    “要使外行发生兴趣，要激起他们的求知欲，这就必须加入创造性的劳动。”曹先生如是说。

    曹先生告诉笔者：“做一个好的科普作家很难，既要有理科背景，又得有良好的文笔；既得懂科学，又得擅艺术，这样的人是很难找的。”他坦言：“我自己还不够格！”

    对于凝聚了自己很多心血的《材料世界的天之骄子》一书，曹院士也直言自己并不满意：“如果能更多地挤些时间出来，它本来可以更好一点。”

    其实曹院士对自己是要求过严，近乎苛求了。《材料世界的天之骄子》一书实践了曹先生关于科普的思想，图文并茂、从历史谈起，从感性认识谈起，书名、章名、节名用语雕琢；正文文笔流畅，确实做到了深入浅出。在很短的时间内，就已令作为完全外行的笔者对“崛起的第三金属”、“古老而又年轻的陶瓷”、“机敏善变的形状记忆材料”、“吞吐自若的贮氢合金”等有了一定程度的了解。曹先生的基本要求——“对于我们这本书，我希望本来没接触过航空材料的人看了以后也能懂”——已经较为完好地达到了。

    （二）需要扭转对科普的偏见

    谈到当前的科普现状时，儒雅的曹院士语调有些沉重：“虽然党和政府非常重视科普工作，于2002年6月颁布了《科普法》，并在2002年底召开了第三次科普大会，但科普活动确实还存在一些障碍。”

    他告诉笔者，目前明显的障碍至少有3处。

    其一是时间，对他这类有心做科普但又工作非常繁忙的人而言，这是个大的问题。

    另一障碍是水平。在长期以来的应试教育、专才教育体制下，文与理没能得到很好的交融，学文的常不懂科学，学理的常文字干瘪，而科普创作需要通才，需要科学与艺术的紧密结合，这方面的优秀人才远远不够。

    还有一个非常大的障碍是对科普的某些偏见。在一些人的眼中，“科普这玩意儿不算什么”，是已经没什么科研能力的人所从事的一种层次较低的活动，科学工作者做科普纯粹是不务正业。所以创作科普作品常常报酬很低；而且在评职称时，有时候反而会带来负面作用。需要耗费大量精力才能得到的成果难被承认，这使得不少中青年科学工作者不愿意或者不敢堂堂正正地从事科普创作。

    曹院士认为，这种看法当然是有问题的。科普创作确实和科研有区别，但这不等于科研有创新性，科普没创新性。科普是另一种高水平的创造性劳动。科普写得好不好，反映了作者在科学上的思路清楚不清楚。理解不深，对一个问题就不可能讲得透。水平不高、思路混乱的人是不可能写好科普作品的。科普作品不仅反映了作者的文艺、写作水平，还反映了作者对相关学问的理解深度，所以是学术水平的一种反映。

    曹院士告诉笔者，“两院”院士会议号召院士做科普，徐冠华部长在全国科普大会上肯定科普是一种创造性劳动，这都反映了一种态度，都反映了有关部门对科普的尊重，但这种态度、这种看法还需要进一步落实下去。

    本文载于《科学时报》2003.1.10

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