1984年,葛庭燧夫妇与访问固体物理研究所的联邦德国教授格莱特交流。1980年8月,年近七旬的葛庭燧院士来到了合肥蜀山湖科学岛。这一次,他的任务是创建中国科学院固体物理研究所。其实在这之前,他已经参与创建了3个研究所:1945年在美国,葛庭燧参与筹建了芝加哥大学金属研究所;回国后,他参与创建了在北京的中国科学院应用物理研究所和在沈阳的中国科学院金属研究所。
葛庭燧一生都致力于金属物理领域的研究,做出了重大的贡献。
科学岛三面环水,犹如一块碧绿的翡翠镶嵌在波光粼粼的蜀山湖上。水天相接处,一座白色的五孔大桥飞架两岸,蔚为壮观。在创建固体物理研究所初期,葛庭燧提出了一个响亮的口号—“摸爬滚打、勤俭建所”。高大敞亮的实验室是他们亲手粉刷的,试验台也是他们亲手砌成的,在全所科技人员的努力奋斗下,一个颇具规模的固体物理研究所屹立在了蜀山湖畔。
1985年8月,中国科学院批准建立了由葛庭燧任主任的“内耗与固体缺陷开放研究实验室”,这是中国对外开放的17个实验室之一,也是国际上仅有的几个大型内耗研究中心之一。仅仅1年之后,开放实验室的13篇“晶粒间界内耗研究新进展”系列论文获得了中国科学院科学技术进步奖一等奖。1989年,葛庭燧院士在北京主持召开了该领域的国际会议,固体所开放实验室被称为固体物理学“内耗研究的摇篮”。什么是内耗现象呢?
你听,钟声悠扬,余音袅袅,说明铸这钟使用的合金材料的内耗是很低的;如果钟上出现裂纹,钟声很快就停止了,这是因为内耗大大增加了。再比如,我们人的脊椎的内耗就很大,假如不是这样,我们日常走路时脚的振动就会传到大脑,很容易引起脑震荡,这就太可怕了。内耗,指物体在振动当中由于固体内部所发生的变化而引起的能量消耗。
现代科技的飞速发展,迫切需要研制出高阻尼材料,也就是高内耗材料;以及低阻尼材料,也就是低内耗的材料;还有弹性器件,以适应不同领域、不同场合的需要。
材料裂纹、伤痕引起的金属疲劳,是“内耗与固体缺陷研究”的基本问题之一。一方面,性能优良的材料可以避免金属疲劳导致的高空及地面的灾难性事故;另一方面,如果能有一种仪器及方法,灵敏地探知材料疲劳过程中能量消耗的变化,并揭示出它的物理过程,这将在人类的生产与生活中得到广泛的应用。
时间回到1945年。在美国,葛庭燧应导师甄纳教授之邀,赴芝加哥大学参加金属研究所的筹建,从此他走进了金属内耗研究领域。在芝加哥工作的4年里,他独立署名发表论文18篇。1947年,甄纳教授提出“内耗峰”假说,对此葛庭燧给出了最有力的证据—发明了“葛氏扭摆”。从此,他和老师共同成为世界金属内耗理论的创始人。
“葛氏扭摆”可对金属材料的内耗进行宏观测量并提供内部结构的信息。与此同时,葛庭燧首次在测量中发现了晶粒间界的内耗峰——“葛氏峰”,奠定了“滞弹性”这一新理论的实验基础。这是世界金属内耗研究领域一个划时代的突破。以葛庭燧名字命名的发明与发现,奠定了他在20世纪金属物理发展史上大师的地位。自“葛氏扭摆”发明以来,它一直在固体缺陷、晶界、相变、阻尼等研究领域中发挥着重要作用。
随着科技日新月异的发展,原来的扭摆内耗仪已经适应不了更深层次研究的需要。在葛庭燧的指导下,科技人员先后研制成功了荣获中国科学院重大科技成果奖一等奖的自动倒扭摆内耗仪和疲劳内耗仪、声频内耗仪、变频摆等重要设备。1985年,多功能内耗仪问世了,它集扭摆主体、光源、光电接收器、真空系统、模拟控制柜等于一体,可对数据进行采集、实时处理、存储及打印。对此,国内外同行专家给出了高度肯定和赞誉。
1988年9月,应苏联科学院的邀请,葛庭燧院士对苏联进行了一次“破冰式”的访问,同行的有固体所开放实验室副主任朱震刚研究员。苏联科学院院长奥西比扬会见了葛庭燧院士,在友好的谈话中,双方都希望进一步加强科技合作,并决定:苏联派出一个大型代表团来北京,参加四年一次的1989年“第九届国际固体内耗与超声衰减学术会议”,葛庭燧院士任大会主席。这是载入固体物理研究发展史上的一件大事。
葛庭燧院士1956年就访问过苏联,那时他正在参加全国“十二年科技远景规划”的制定,跟随以刘杰同志为团长的中国代表团访问了苏联两个月。这次重访,葛庭燧在莫斯科做了多场学术报告,受到了苏联科技界的最高礼遇。半个月中,他们到了莫斯科、列宁格勒和哈尔科夫三个城市,参观了莫斯科大学、约飞研究所等8所著名高校和研究机构,与苏联科学家、技术人员、工人进行了广泛的接触,时刻感受到中苏人民之间的友好情谊。
葛庭燧院士做报告时,莫斯科从事这一领域研究的专家几乎都来了。其中,一位年近70的老教授一直在会场门口等待,葛庭燧一走上台阶,他就迎上前问道:“葛教授,您还认识我吗?”原来,1956年葛庭燧第一次到苏联访问时,他就听过葛教授的学术演讲。二战中,他腰部受过重伤,不能久坐,这次他来了,并一直坚持听完。报告会后,一些慕名而来的年轻科技人员都排起了队,请葛庭燧院士签名留念。
这次访问,给中国科学家的印象是:他们的实验设备并不太先进,但科技人员有很好的物理思想,工作基础也很扎实。为了参加“北京第九届国际固体内耗与超声衰减学术会议”,苏联科学家已提交了23篇论文,论文数量在参会国中居第三位。访问期间恰逢中国国庆,苏联电视台播放了中国改革开放的成就。
当三位教授宴请葛庭燧院士一行时,其中一位索伊费尔教授说,去年5月他去过合肥,每天清晨,看到不少人在河边读书、练功、拉琴,充满了生机和活力。他接着说,这么多人都在干事业,中国怎么会不成功呢?
在波兰,葛庭燧一行访问了金属物理研究所。当他们发现当时波兰的经济比较困难时,就把零用钱凑在一起买了一些巧克力,送给了波兰的同行科学家。葛庭燧院士以对祖国的至爱至诚,完成了国家赋予他“科技使者”的重托。