众所周知,战争是国家政治、军事、经济等综合实力的较量。中国自七七事变以后对日抗战之所以能够坚持支撑八年之久,并在苏、美等世界反法西斯力量支援下取得最后胜利,也正是中国政治、军事、经济等各方面力量共同努力奋斗、相互支撑所组成的合力作用的结果。抗日战争与近代以来中国诸次反侵略战争重要不同点之一,便是科学技术在空前广泛的领域里表现出前所未有的作用,为抗战最后胜利做出了重要贡献。
地质学自清末民初传入中国以后,很快成为自然科学各科中发展迅速、成果显著的一门。到抗战爆发前,中国地质学界已经在众多领域取得了令国际同行钦佩的成就,也备受国人关注。由于它与能源矿业开发的密切关系,地质学也成为中国抗战科技力量中一支特别重要的队伍。考察和分析科学技术工作者特别是地质学界在抗战中的作用与贡献,对于我们进一步全面了解和认识科技因素在抗日战争中的作用,具有典型意义。
一、七七前备战中的科技工作
在现代工业化背景之下,战争需要整个国家工业体系的支撑而不再单纯靠士兵的努力。凡是能加强和提高工业及经济效果的手段,都会增强一个国家的军事力量。抗日战争与近代以来中国历次对外战争显著不同点之一,即科学技术在空前广泛的领域里表现出前所未有的作用。对于科技因素在战争中的重要性,国人战前已有所认识,并于备战之时给予了必要的关注和一定的借重。
南京政府的对日备战工作最早可从1932年11月参谋本部成立国防设计委员会(委员长蒋介石,实际主持工作者为秘书长翁文灏和副秘书长钱昌照)算起。成立之初,翁文灏所订该会四大工作任务中,第二项即为“国防科学的研究”。而且,他具体提出国防设计委员会的任务有三:一,注意搜集国外有关国防新发明的情报;二,引导国内学术机关从事国防研究;三,对现在尚未着手的国防科学问题研究采取补助和提倡的方法。[1]
中国近代科学起步较晚,20世纪二三十年代方逐渐实现了本土化和体制化,尚乏独立研究与创新能力,国防科技更鲜有人问津。为引导国内有限的科技学术机构积极参与到与国防科学相关的研究中来,国防设计会特聘请涉及自然科学、社会科学众多学科的学者专家40余人为该会委员,分别从军事、国际关系、经济及财政、原料及制造、运输及交通、文化、土地及粮食等诸方面的国防调查与设计工作。其中科技界专家有:丁文江、曾昭抡、钱昌祚、杨振声、沈宗瀚、张其昀等。除上述委员之外,该会还于秘书厅内设专员室,聘任更多的技术专家为专门委员,参加与国防相关的具体研究工作。
在翁文灏“人才尤为推进一切事业之动力”,“欲动员人力,首须为现有技术人才之调查”的思想指导下,国防设计委员会秘书厅调查处设“全国专门人才调查组”,对全国科技人才进行了首次摸底性普查。他们编制印发了《全国专门人才调查表》,对在全国各级各类政府机关、学校、科研机构及工矿企业里,担任技术及管理职务,具有大专以上学历的人员进行了全面、广泛的问卷调查。根据收回的约8万份调查材料,他们统计分析了全国科技专门人才的数量与学科分布,当前的任职与其所学专业关系等,初步掌握了全国科技人才的分布及使用情况,并定期印发动态调查表,与被调查者保持经常联系,掌握最新动态。这次全国科技人才普查所得基本情况,以及各种数据统计分析后所编列的图表,被印成《全国专门人才调查报告》第1号(矿冶卷)、第2号(机械卷),提交政府相关部门参考,以为战时人才总动员之用。报告中包括专门人才的姓名、学历、经历、目前任职情况、联系办法。后又将其中部分内容编成《中国工程人名录》,于抗战中由商务印书馆公开出版。
工业生产的物质基础在于采掘工业――矿业,而矿业的科学基础则是地质科学。中国地质学在近代各门科学中发展较早,取得的成果也比较突出,“它的成就在世界地质学史上占有一定的地位”。[2]当时国内地质科研、教育机构有实业部地质调查所(兼北平研究院地质学研究所)、中央研究院地质研究所以及一些省立地质调查所如两广地质调查所、湖南地质调查所等,北京大学、清华大学、中央大学等几所高校中设有地质系。因与能源矿产开发的密切关系,地质学在对日备战中也颇受重视。
国防设计会原料与制造组在翁文灏、丁文江具体主持下,组织国内地质学界专家就中国矿产资源及其战时如何开发利用问题展开调查和设计,重点是煤、铁、石油及具有战略地位的钨、锡、锑等特种金属矿藏。煤矿的调查,一是沿铁路、长江,详细调查已开发煤矿的生产运销情形,作战时实施燃料统制的准备;二是内地发展重工业需要新开或扩充的矿场,如江西萍乡、高坑、天河及湖南潭家山等。著名地质学家丁文江即因亲赴湖南潭家山调查煤矿途中,因煤气中毒身亡。石油及液体燃料方面,国防设计委员会先后组织进行了国内石油供需情形调查;陕北、四川石油地质调查及试探。
此外,他们还对如四川、青海的金矿;长江流域各省及山东、福建的铁矿;湖北、河南、山西、四川、云南各省铜矿;湖南、广西之铅锌矿;湖南、江西的钨锑锰矿;云南的锡及钨锑矿;浙江矾土矿,以及黄河壶口水力、甘肃黄河水力、长江上游水力,浙东、四川水力及西北地区矿藏等进行了专题调查。国防设计委员会根据专家调查结果,编制了《战时燃料及石油统制计划》、《四川水力发电计划》等报告和计划。
液体燃料,是对日备战中颇伤脑筋也用力较多的问题之一。作为汽车及其他动力重要来源的汽油,与国防的关系不言自明。根据翁文灏的研究,中国从1906年开始进口汽油,1912年达到40万加仑,1931年则达到29895加仑,而进口煤油及汽油两项加起来“每年要到2万万加仑,价值12000万至15000万元”。当时全国汽车只有39000余辆,如果按拥有400万辆汽车计算,汽油需要将增到30亿加仑,价值约20亿元。“如果我们要有相当的国防,我们必须要有几千架的飞机,当然更需要许多汽油供给。”在这种涉及国家安全的根本问题上,当然不能全部仰赖于外国进口,至少必须有一部分自给能力,否则“不但漏巵太大,而且缓急也不可靠”。[3]国防设计委员会一方面组织专家在有希望地区开展石油地质调查,并根据地质学家王竹泉、潘钟祥等对陕北石油地质的调查,成立了以孙越崎为处长的陕北油矿探勘处(1934年),从事陕北石油开发;根据黄汲清等人的调查,成立了四川石油探勘处(1936),开展四川石油、天然气开发。同时也积极组织专家,开展其它汽油替代品或从煤炭、植物中提取汽油方法的试验与研究。
陇海路工程师汤仲明曾试验成功以木炭代汽油做汽车动力的方法,然而由于中国森林缺乏,该方法的推广价值不大。翁文灏提出用无烟煤代替汽油的研究方向。他认为,如果这种方法可以成功,“一方面缺乏的汽油可以得到替代,一方面对于我们特富的无烟煤又可以得到意外的利用”,是一举两得的事。实业部地质调查所的沁园燃料研究室,自30年代初即开始从事有低温蒸溜方法从煤炭中提炼汽油的研究,并试验成功从一吨大同煤中提炼90公斤原油,内含约20%的汽油。[4]国防设计委员会从1933年开始资助他们进一步开展该方向研究,以及用酒精替代汽油和从植物油中提炼制造液体燃料的试验。
以1935年4月国防设计委员会与兵工署资源司合并组成资源委员会(简称资委会,属军事委员会,负责全国资源开发,经办国防工矿事业)为标志,南京政府对日备战由调查设计进入创办与国防有关的工矿事业阶段。根据相关专家及科技人员数年的调查与研究,及国防需要和可能的经济力量,资委会研究制订了一个欲在“在湘、鄂、赣区域内,建立特为重要之基本工矿事业”的《重工业建设五年计划》。根据计划,政府将投资2.7亿余元,建设钢铁、能源、机械、电器等30余个大型厂矿,最终达到钢、铁、铜等满足全国一半以上需求,铅、锌、铝、汽油、硫酸亚、碱、飞机发动机、工具机、电工器材等满足全部国内需要的目标。其中包括:开发湖南宁乡、茶陵的铁矿,年产30万吨;开发湖南高坑、天河、谭家山和河南禹县煤矿,年产150万吨;分别在湘潭和马鞍山建设钢铁厂,年产30万吨;建设一个年产钨铁2000吨的钨铁厂;开发水口山和贵县的铅锌矿,年产5000吨;建设煤炼油厂,同时开发陕西延长和四川巴县、达县石油,年产2500万加仑;建设氮气厂,年产硫酸亚5万吨,同时制造硫酸、硝酸;建设飞机发动机厂、原动力机厂和工具机厂;建设电机厂、电线厂、电话厂和电子管厂等等。资源委员会为此先后与德国、美国、瑞士等国签订了一系列技术合作及设备进口合同。
七七事变前国民政府备战中科技工作的成效,主要体现在以下三个方面:
首先为抗战提供了基本的科技人才准备。国防设计委员会和资源委员会的工作,吸引和组织了国内一大批科学技术专家投入到对日抗战工作中,给他们提供了为维护民族独立贡献力量的机会,同时也为抗战时期的后方建设储备了人才。有爱国传统的中国知识分子、科技专家也积极主动地参与到对日备战中来。翁文灏在约请平津地区各学科专家参与国防设计委员会工作之时,得到了他们的积极影响。据翁文灏1932年末致钱昌照函称:“北平有若干物理学家与化学家,颇热心于国防研究。例如王守竞,现做枪弹速率的试验。清华高宗熙,现作烟幕弹的研究;叶企孙、吴正之(有训)近拟议……在河南兴办一研究兵工的物理化学研究所。彼等皆甚愿与设计委员会合作,或可选聘一二人为专门委员。”[5]1934年资源委员会特增设矿室和冶金室,聘请北洋大学矿冶系主任朱玉仑、著名冶金专家叶渚沛分别担任室主任。
人才调查工作在七七抗战爆发后政府各部门动员专门技术人才为抗战服务中,发挥了相当重要的作用,“显现出较大效能”。如资委会在战争初期与教育部协同成立军事工程团时,即依此资料,在上海、宁波、杭州、武汉、重庆等地区动员征调了大量工程技术人员及技术工人参加了沪宁等地区的战时服务及战地后勤工作。
其次,由于组织动员了大量科技专家参与工作,大大提高了备战的质量和效果。国防设计委员会(资源委员会)还以资助国内科技机构从事指定项目调查研究,或双方合作共同成立研究组织开展合作的方式,吸收更多的科技专家参与到备战工作之中。例如,资源委员会1937年初与地质调查所商定,由资委会每年出资10万元,双方合作在地质调查所成立矿产测勘室,由著名矿产地质学家谢家荣主持,专门从事地质矿产测勘,在中国西部地区寻找能源及工业原料。[6]抗战爆发后,以该室为基础发展扩大成资源委员会矿产测勘处,在后方寻找矿产能源方面发挥了重要作用,并发展为国内三大最重要的地质机构之一。
由于所选多为该学科国内一流科学机构,从事工作的科学家多为国内相关领域权威专家,工作水平较高,因此大大提高了对日备战的质量和效果。以石油资源调查为例,王竹泉、潘钟祥、黄汲清等亦均为当时国内从事石油地质研究的一流学者(潘、黄以后成为陆相生油理论的创始者)。他们先后发表的调查报告和研究论文,如《中国之石油》、《陕西北部的含油层》(王竹泉著)、《陕北油田地质》(王、潘合著)、《四川油田简报》(潘钟祥著)等,为石油勘探提供了正确的指导,收到事半功倍的效果。
此外,翁文灏[7]本人加入到国民政府的领导层中,特别是成为蒋介石的重要幕僚,无疑成为科技工作在备战中受到格外关注的重要因素,也为提高对日备战中科技工作领导水平提供了可能。国民政府领导层中也有很多人是受过近代科学教育,甚至具有留学欧美及日本的学历,但大多数只有接受了专业教育,尚不具有很高的专业素质及研究水平,更谈不上对科学机构的组织领导能力。因此,他们不具有从较高层次上规划、领导和推动科学技术发展的眼光和专业领导能力。如九一八事件发生以前,国际联盟即提出与中国开展技术合作的倡议,但反对的一派指责这是国际共管;赞成的也不过是想从欧美各国借款中捞取个人利益。对经国联介绍来华的专家,政府官僚们除了宴会应酬以后,便将他们编制的报告或计划束之高阁。以翁文灏为代表的一批高水平科技专家进入政府领导层,担负起科技事业尤其是国防科技领导职责,极大改变了这种状况。
第三,为战时经济发展奠定了技术基础。如此所述,资源委员会为实施《重工业建设五年计划》,与德国、美国、瑞士等国签订了一系列技术合作及设备进口合同。这些技术与设备大多都是当时水平最先进而中国极少甚至完全空白的,而且合同中一般均包括对方为中国培训掌握使用该技术设备人才的条款。虽然上述五年计划未及完全实现而战争爆发,许多设备尚未安装即又内迁西南,然而资委会战时所建国营厂矿,许多都是以该计划进口的技术和设备为基础设立的,技术骨干也多是该计划所培养的人才。例如,按照中央钢铁厂建设计划,资源委员会派遣了一批留学生赴德国克虏伯工厂实习,以掌握最先进的技术。这些人抗战时分布到后方各工矿企业中,成为技术骨干,甚至影响到新中国成立以后的中国冶金事业。其他如机械、电工电器等行业也都大体相同。
南京政府先后颁布了《政府机关委托大学教授从事研究办法大纲》及《资源委员会设置大学奖学金暂行办法》等,仅资委会就还先后资助了国内14所高等院校开展相关学科的科研和人才培养工作。[8]
二、战时的困难与奋斗
全面抗战爆发后,伴随着民族遭受的空前灾难,中国科技工作也遇到了前所未有的重大困难。
七七事变前,因日本发动“九一八”事变及1933年进逼长城,占领热河,作为中国文化中心的北平感受到严重的威胁,科学家们“在此不啻处于炮火前线,精神上激刺甚深,无法安心工作”。[9]为防意外事件突发,北平的许多科学文化机构纷纷南迁,地质调查所也迁往南京。八一三淞沪抗战爆发后,地质调查所又迁往长沙,不久再西迁重庆北碚。中央研究院地质研究所也内迁广西桂林,1944年又由桂林迁贵阳,再迁重庆。[10]高校中的地质系专业亦随校内迁后方,如北大、清华在昆明,中央大学在重庆,中山大学在云南澄江继续设立。湖南、江西、河南各省地质机构亦播迁流离。
战事混乱的局面和频繁的迁移,最直接的结果是造成科学材料的破坏和遗失。两广地质调查所因“损失颇重,无形停顿”;[11]中研院地质研究所的科学材料在内迁途中遗失很多;地质调查所“辗转迁徙,标本多所遗失”,[12]保存下来的图书标本,也因地方狭小长期封闭箱中,难以充分发挥作用。尤其惨痛的是,“北京人”头盖骨化石等重要科学材料,在战时下落不明,至今成为人类科学史上无法弥补的损失。
混乱的战争环境下,后方经济动荡、物质馈乏、物价高涨,人民生活艰难,科学家们“每日从早8时至晚11时,未尝有闲,固无时不在困难中挣扎”。[13]1944年时,地质调查所所长李春昱在致友人函中抱怨:“重庆物价近日猛涨甚速,猪肉已每斤90元矣。不惟工作不易推动,即同人生活不易维持矣。为之奈何。”[14]科研经费的困难更是可想而知,“一切工作可以说在奋斗中进行。野外工作能以维持许久,真难预卜也。”[15]
在这客观上本已极为恶劣的战争环境中,科学家们还不得不承受着政治黑暗腐败的重压。中央大学教授(兼重庆大学教授)朱森因在其本人外出调查地质之时,家属误多领了一份公教人员平价米而被教育部以贪污之词申斥、撤职,气郁而死。甚至还发生了地质学家在野外调查之时遇匪被害的惨剧。被视为地质调查所“干才,亦为吾国地质界前途最有希望之人员”[16]的地质学家许德佑(技正、古生物研究室主任)在率领青年地质学者陈康(技佐)、马以思(女,练习员)野外地质调查时,于1944年4月在贵州普安、晴隆间遭遇土匪抢劫,三人惨被戕杀。
面对困难与挫折,科学家们发扬不畏艰难、勇于奋斗的精神,恪尽职守,为抗战胜利贡献聪明才智。
面对战时的种种挫折与困难,而各方又急需地质专门人才的情况,中研院地质研究所所长李四光采取化整为零的方式:一,把研究所的部分技术人员借给有关学校、机关,例如朱森去重庆大学,张更去中央大学,叶良辅去浙江大学,许杰去云南大学;二与有关省建设厅合作,调查费由合作单位负担,喻德渊赴湖南调查金矿,后兼湖南大学教授,孟宪民、马振图去云南搞铜矿。三依靠广西省政府提供部分经费支持。一方面借用人员薪水由借用之机关供给,该所亦可减轻一部分负担,另一方面借用之机关得适当之人才效劳。李四光认为如此“事属两全,故见机即行之”。[17]
与中研院地质研究所化整为零的方式不同,面对大后方急需矿产能源的客观实际,地质调查所发挥其在地质矿产调查方面的传统优势,扩大实用性技术研究与应用,将更多的力量投入到西部矿产资源调查中,并以此争取各方的经费支持。例如,原从事地震观测与研究的李善邦等人,因北平鹫峰地震台陷落而后方一时没有地震观测条件的情况下,转向地球物理探矿,先后在湖南水口山、四川攀枝花等处探测矿藏。[18]
矿产测勘室在谢家荣领导下,于1940年扩大改组为叙昆铁路沿线探矿工程处,[19]完成了叙昆沿线十万分之一地质矿产填图。抗战期间,该处以云南、贵州、四川三省成为工作范围,进行了大面积的基础地质调查,以及攀枝花铁矿、东川铜矿、会理力马河铜镍矿、天宝山铅锌矿、昆明铝土矿等矿产地质调查。
其他领域也内迁或新建了许多科研机构。战时后方规模最大的科研机构是经济部中央工业试验所。该所以研究和试验工业原料,改良制造方法,鉴定工业制品等为主要工作内容,设有14个研究室和各种实验工厂。内迁重庆以后,该所努力开展工业试验、机械设计和新产品开发,承担并完成了大量科研项目,成为后方工业科研的主干机构,对于工业技术改良及推广方面,均颇有贡献。例如,受航空委员会与战时生产局委托,分析矿产工业原料、成品、半成品及工业材料等;主持制订了110多项分析标准与分析标准方法;分析与检验的项目共5489项,[20] 1942年王应格发现耐火材料高镁白云石砖;魏寿昆等利用高镁白云石矿成功地提纯为99%-99.5%的氧化镁。他们分别获得经济部347号和348号专利。1943年他们的“加强粘性风化法”获402号专利。中工所还设计出材料试验机、油料粘度试验仪、纸张拉力试验仪、陶瓷高温抗压试验仪等多种试验仪器,试制出锅炉、纺纱机、机床、轻工机械等产品。[21]该所将研究试验工作与后方工业生产实际需要结合,1939年试制成20余尺长的Lancashie式锅炉,装备自流井盐场,大大提高了井盐的产量。
一些省也设立了地方性科学研究机构。如,1938年浙江省建设厅成立了浙江手工业指导所(1945年改名为浙江工业改进所,附设机工、手工、纺织三个试验室及五个实验工厂和一个乡村工业实验区)。1940年,江西省成立了工业实验处(下设化工、机械、电气三个组);同时成立的还有四川省工业试验所(设有机化学、无机化学、电气学、分析化学和电气等五组)。次年,广西省也将原化学试验定、广西造纸试验所、广西纺织示范工场及桂林市商办的化学工业社合并,成立了工业试验所。该所设有化验调查、化工设计及机械修理三个部分,另有纺织、造纸实验工场。
三、抗战中的重要科技成果与贡献
抗战八年,中国科技界在这场近代以来最伟大的民族抵抗战争中发挥了前所未有的作用,做出了重要贡献。
(一)后方经济增长中科学技术的贡献
工业为国防力量的基础。资委会抗战前确定的五年工业发展计划,就是要在湘鄂赣三省建树相当工业基础,以增强国防实力。但该计划尚未完成即抗战开始,工厂只得内迁,转以西南西北为根据地。后方工业生产的首要问题是扩充设备、增加产量,以期尽可能实现军需民用的自给,打破敌人的封锁,为坚持持久抗战提供物资保障。经济部确定的战时后方工矿建设四项基本任务是:“第一、增加军需原料和制品的生产,以提高国防能力;第二、增加出口物资的生产,以提高对外的支付能力;第三、增加日用必需品的生产,以安定人民的生活;第四、发展基本工矿业,以奠定工业化的基础。”[22]而战时后方科技工作的直接目的,就是为经济发展提供技术支持,以提高生产效率,增加产品数量与质量。广大科技人员在现代工业基础薄弱、科技水平落后的后方地区,克服了难以想象的困难,为抗战胜利做出了重要贡献。
以钢铁工业为例。抗战初期,资委会在协助民营铁厂内迁同时,也将汉阳钢铁厂等国营企业设备迁运入川,先后在四川及云南建起了三个国营钢铁厂,并与民营资本合资组织了中国兴业公司,期使军事及工业所需钢铁可大部分自给。由于设备进口断绝,为提高钢的产量与质量,后方科技人员积极试验改进设备与技术。1942年,大渡口钢厂将原汉阳铁厂30吨炼铁平炉改装为10吨炼钢平炉,开创了我国自行设计平炉及冶炼钢材的历史。1943年起,后方科技人员先后试验成功“生铁低温氧化去磷法”、“贝氏炉炉外快速去磷法”(也称资渝炼钢法),成功地解决了四川生铁含磷高的难题,还在国内首创出“局部冷硬轧辊铸造法”。[23]1939年,中国兴业公司还用白云石代替镁砖、用土产泡砂石代替矽砖砌造炉体成功,建成一座10吨马丁炉,使公司钢产量达到300吨/月,品种有各种炭素钢、弹簧钢等。1942年后方钢生产能力达到2300吨,较战前每年180吨的产量,增加12倍多。1940年,科技人员发明了医治小高炉炉灶的“K孔”,使小高炉炼出了高硅生铁。1943年兵工署生产出含硅达60-70%的硅铁,月产10余吨。资和炼铁厂、中国兴业公司生产的锰铁,资委会电化冶炼厂大量生产的钨铁,也都是后方重要工业科技成果。[24]
经济部长翁文灏认为,战时中国工业发展进步的表现,“尤在后方制造力量之提高”。战前后方现代工业设备极少,每年生产制造原动力机仅有600马力,工具机300部。至1942年度,这一数字分别跃升至3800马力和1000部。抗战前五年间,共已制成动力机10200余马力,制成工具机4030余部。“此皆对于抗战急需极为重要之物品。……其所以克能生产者,极赖主管机关精心推动,而由专门人才辛勤规划,期见成效。” [25]
后方机械制造能力发展速度极快。1941年底有机械制造能力的工厂已达到一百数十家,同时技术水平也明显提升。例如,中央机器厂在王守泰主持下利用瑞士卜郎比公司(Brown Boveri Co.)的发电机设计图和工艺规程,成功制造出2000千瓦汽轮发电机,并由施安伯设计并主持制造成配套的Sterling式锅炉;按照瑞士机床厂(Swiss Locomotive Co.)内燃机设计图,由江厚渊、胡国栋先后主持制造成250马力的VG25煤气机;王守泰、张遐昌设计并主持制造了60千瓦水轮发电机组,还完成了150千瓦、300千瓦、600千瓦水轮发电机组的定型设计。1944年大定飞机发动机厂利用美国零件和材料,组装成瑞特赛克隆G10SB式900马力气冷式发动机。在仿制的基础上,后方科技工作者还努力改进技术,发明创造了一些新的设计。如中央大学教授张创设计了转缸式飞机发动机组,汤仲明设计了构思独特的蒸汽机,恒顺机器厂的武霈发明了自吸式二冲程煤气机和差压引火方法。
机床被称为工作母机,机床工业是国家机械化、工业化程度的重要标志。战前中国民族机器工业工作母机(机床)制造水平很低,而且全行业出现全面衰退景象。以上海为例,1935年出现机床全面滞销,生产厂家不能维持状况。而各厂已有机床多为仿制的老式机床,精密机床极少。战前西南西北地区工业水平极低,机床生产几乎空白。战争初期,资委会新建了中央机器厂,上海几家规模较大的民营机器厂也均响应内迁。在战时国际运输断绝,国外机床难以进口而后方工业发展需要紧迫的情形下,后方机床生产厂家和科技人员努力仿制或自行设计制造了一些不同规格的普通机床和精密机床,使战时后方机床的品种和数量较战前有很大增加。中央机器厂设计制造了车床、钻床、刨床、铣床等共四五百部,并仿制了部分精密机床和工具。例如,贝季瑶主持仿制成瑞士Gleischlauf精密铣床,雷天觉主持制造成分厘卡、片式成型齿轮铣刀、齿轮滚刀等。其产品按世界通用的施莱辛格标准检验,精度与进口货不相上下。中国工业试验所不仅能生产大型龙门刨床,生产双杆精密车床和单杠重式车床,还由高绪侃设计了铲齿机,可装在车床上铲制各式铣刀。[26]
抗战前生产化工原料的基础化学工业,只有天津永利化学工业公司及上海天原化工厂。抗战时期,侯德榜试验成功利用四川井盐制碱的新工艺--“侯氏制碱法”,不仅使盐的利用率达到95%以上,而且使纯碱的成本降代到苏尔维法的40%。[27]
由于敌人封锁,战时后方液体燃料极为匮乏,有“一滴汽油一滴血”之说。玉门油矿于1939年获得工业油流,1940年发现主力油层以后正式开始工业开发。1939年到1945年间,共实现钻井61口,生产原油7866万加仑,成为当时中国最大产量最高的油矿。为提高原油冶炼能力,玉门炼油厂1940年建成日产2吨的立式蒸馏釜、分馏塔、冷却器及油水分离器等附属设备,到1943年日炼原油可达200吨。抗战期间,玉门共产汽油1303万加仑,煤油511万加仑,柴油近72万加仑,能加工生产润滑油、白蜡等12种石油产品,给抗战增加了巨大的物质力量。抗战时期川、甘、陕、新及宁夏、青海部分区域,凡所用油皆赖其供应。同时,后方科技人员还努力研究和试验各种汽油替代方法,如将以汽油作动力的汽车改装成以煤气为动力。民营的新中工程公司,仿制成功德国M.A.N柴油汽车发动机。为此,中国工程师学会1943年授予支秉渊金质奖章。1943年,中国汽车制造公司华西分厂(重庆)又试验成功以桐油代替柴油做汽车燃料。
抗战时期,后方广大人民和工程技术不仅克服困难修建了大量的公路,而且在公路建设技术上也有了很大的发展。由于西南地区因多雨公路常有坍方和水毁发生,交通阻断情况十分严重。为此公路部门专门对地质、土壤、防水和排水问题进行研究,尤其是对路基排水、土壤冰冻作用、路基连坡稳定性与路基各种病害之关系的认识及制定的防止措施等,即使从今天的解度来看也基本是正确的,很多措施现在仍在使用。这些成果在青藏公路、川陕公路、川湘公路、成渝公路、绥新公路、西湟公路等工程中都有充分体现。在路面工程技术方面。1937年在咸阳修建了水泥稳定土壤试验路;1938年在重庆修筑了桐油油渣级配试验路;1940年在滇缅公路上修筑了柏油路面试验路,乐西公路修建了级配碎石试验路;1942年昆明修建了泥结碎石路面修养试验路。“这些试验路所取得的经验对当时及以后一段时期的公路建设都有积极的影响。”[28]特别在桥路工程方面,单跨悬索桥的技术水平有很大的提高,其中著名的工程有滇缅公路上的惠通桥、功果桥及乐西公路上的大渡河桥。[29]
(二)地质学界主要成果与对抗战的贡献
就地质学界而言,其重要科技成果和对抗战的贡献主要表现在以下几个方面。
1、矿产能源的勘测,为战时后方经济建设特别是工矿业的发展提供了技术支撑
正所谓多难兴邦。抗战爆发以后,地质科学家们深感自己肩负责任的重要,于地质调查工作,尤其是西南和西北地区矿产能源勘测用力甚勤,为战时矿业开发利用,以保证后方基本经济运行、坚持持久抗战做出了巨大贡献。
战前对西南西北各省地质及煤铁等矿产资源的调查相对较弱。抗战爆发后,地质学家们将勘测矿产、开发地利以支撑抗战视为己任,对以前多为空白的西部各省地质精密测勘,不仅提高了对西部地质的科学认识水平,而且调查了煤矿、石油矿、天然气矿及河流水力等工业能源矿藏,发现了大批具有工业开发价值的矿产资源或扩大了对矿藏储量的认识。
例如,通过对甘肃玉门石油矿的调查和勘测,发现了具有开采价值的工业油流;在四川石油沟、圣灯山等处发现巨量的的天然气。战前四川省年产煤炭150万吨,战时则增加到300万吨。这一方面是客观需要的推动,同时也是“地质调查随时给予技术上的协助”的结果。重庆西北部煤田、川西犍为煤田,贵州南桐、威宁的煤田,陕西、宁夏、新疆的煤田,都是战时发现或明确了储量。“云南许多煤田,大部都在抗战初期调查或重新研究。”四川綦江、涪陵、彭水、威远等铁矿,“经过数度调查,供给了抗战期间四川所需用的铁砂”,为制造军火、机器、农具及各种器材,提供了原料来源。地质学家还调查勘测了钨矿、锑矿、锡矿、汞矿等稀有金属及非金属矿藏,使之能源源不绝地生产并输出国外,换取外汇,以作抗战的资本;偏僻贫瘠的西南一直肥料不足,昆阳磷矿的发现,解决了农业增产的问题。此外,因海岸封锁,海盐断绝,为保障供应,地质学家经调查研究,著《四川盐矿志》,并指导凿井开发,使后方人民无淡食之虞。[30]
以资源委员会矿产测勘处[31]的工作为例。该处先完成了叙昆沿线十万分之一地质矿产填图。后经他们调查的西南地区煤矿共有60处,其中经过以电阻系数法测探并以班加钻机钻探加以证实的云南昭通盆地的褐煤储量超过1亿吨;贵州水城威宁的烟煤经几度详测,储量估计可达2亿吨以上。1945年他们又在云南中部云雾山发现一氧化铝矿。他们在云、贵、川一带共测制了97964平方公里的矿产地质概测图,2500平方公里的矿产详测图。他们还在滇黔康境内调查发现16处铁矿,其中云南罗次、武定、易门一带,贵州水城赫章及西康攀枝花等矿,均经过槽探、坑探以及室内分析;共勘探铜矿20余处,其中重要的有云南会泽、贵州威宁以及四川会理一带的铜矿;在云、贵、康、湘等省勘测银铅锌矿计25处,其中发现具有经济价值的如鲁甸的铅银矿及会泽会理的铅锌矿。此外对汞、金、钨、锡砒、锑、镍、铝、石油、盐、瓷土、磷灰石、硫磺、硝石、云母、刚玉等矿亦均有勘测或发现。[32]
2、促进了对西部地区地质的科学认识和后方地质科学教育的发展进步
从1938年于战火纷飞之中在长沙举行的第14次年会,至1945年在重庆举行的第21次年会,在八年抗战的艰难环境中,中国地质学会克服重重困难,始终坚持每年年会和会后地质旅行制度不辍,并且强调中国地质学界要面向国家需要、解决经济建设中的实际问题,为后方工矿业发展提供专业咨询服务。例如,中国地质学会乘第18次年会(1942年)之机,组织20余地质专家与资源委员会联合举行矿产地质会议,研讨后方工业建设方案,俾使矿产地质调查与开采工作切实配合,以期开发资源,增进生产。会议最后形成的9项决议案中,几乎都与矿产调查与开发相关。[33]
战前中国西部四川、贵州、云南、西康、广西、甘肃、宁夏、青海等省地质,除偶有个别中外专家调查外,大部均为空白。抗战中的工作,大大增加了对西部诸省地质的了解和认识。以广西为例,战前虽有过调查,“但都很简单”,战时“使得广西地质得有普遍而较精详调查的机会”,二十万分之一地质图,已使“全部省境差不多都包括在内”。[34]为开发西北矿业,1942年地质调查所与甘肃省合作组成地质矿产调查队,对甘肃省的地质矿产特别是煤、石油及石膏等矿开展调查。后又于1943年正式组建西北分所,进一步在西北各省开展了大面积的地质矿产调查工作。1941-42年黄汲清等又对新疆地质展开综合调查。
另外,四川省地质调查所、西康省地质调查所、福建省地质土壤调查所、云南省地质矿产调查所、新疆省地质调查所等省立地质科研机构也陆续成立,壮大了中国地质科研队伍,拓宽了地质调查范围。
抗战爆发后原东部沿海地区主要高校大多内迁,北大地质系与清华地学系在昆明合组西南联大地学系,成为当时各高校中教学实力最为强大的地质专业。同时,由于许多著名地质学家到高校任职或兼课,如中研院地质研究所朱森先后在中央大学、重庆大学任教,张更、俞建章在中央大学任教,著名古生物学家杨钟健在西南联大兼课,等等,极大地促进了后方地质科学教育的发展和教学质量的提高。
3、为战后科技发展和经济建设奠定了基础
中国地质学家的奋斗和努力,不仅为抗战时期地质科学发展和矿产资源的勘探贡献甚巨,而且也为战后科技发展和经济建设奠定了基础。
如“陆相生油”石油地质理论的提出,为以后石油地质勘探东移及中国石油工业发展等奠定了基础。在大量调查和缜密研究的基础上,黄汲清与潘钟祥几乎同时分别独立地提出陆相生油理论。这是中国近代地质学理论中的一项重要成果,展示了中国石油工业发展的光明前景。
1943年,地质学家在广西东部富川、贺县、钟山地区发现磷酸铀矿、指状铅铀矿和沥青铀矿等三种含铀矿物。[35]这是中国首次发现铀矿物,虽然抗战时期尚未及开发,但“这发现的喜讯,确予人们以很大的刺激和鼓励”,[36]更为以后中国发展核工业提供了信心和资源寻找方向。
此外,地质学家还在四川发现攀枝花含钛磁铁矿,在云南发现高级富铝矿。这些都为以后的开发奠定了基础。
(三)抗战时期后方科学技术界特别是地质学界,之所以能够困难的条件下取得上述这些令人钦佩的成就,其原因约有三条。
1、客观的社会需求
战前中国现代工业集中东南沿海地区,地质矿产调查也着重于东部。抗战爆发后工业被迫内迁西部发展,但西部有何种资源,具体多少、分布何处,均急待地质学者调查勘测。如抗战初起之时,沿海工厂刚撤至武汉,即发生煤荒问题。因为武汉所用煤炭向来多靠山东中兴、安徽淮南以及平汉路北段各煤矿供应。华北失守,来源断绝,政府虽急调船舶设法增运,但因战事紧迫,难以为继,急需在后方寻找新的来源。而钢铁能源等重工业的发展,均以矿业开发为前提,而这一切的前提是地质调查。据史料记载,当时政府主管部门催问各地矿产地质情形,要求提供地质矿产报告,或各地催请前往调查或协助工作的信函雪片似地不断向地质调查所飞来,令地质调查所应接不暇,因而“所中重心集中于应用方面”。[37]
2、科学家主观上积极地适应社会要求,不畏牺牲努力奋斗
抗战之初,翁文灏即以所长名义先后发表《告地质调查所同人书》和《再致地质调查所同人书》,在提出“科学的真理无国界,但科学人才,科学材料,科学工作的地方,都是有国界的”,要求科学家们坚贞爱国的同时,也明确指出:“在此非常时期,应酌量集中工作于应用方面。”“使我辈地质研究及调查得直接有益于抗战,亦即有所贡献于近代国家之建设。”他还提出了三个具体步骤:“第一步,在对于目前急需开发之矿产,注重实际需要之条件,从速详确调查,编成图说。”“第二步,有关实用之矿产调查,……为急求应用起见,自应将关于矿产部分之地质以及矿床质量提先编纂,俾利参阅。”“第三步,报告写成之后,……应从速油印若干份,加以晒印图件,订成全册,交由主管人员择要分送,庶能使有关机关及人士皆易取得本所工作而利用之。”他号召科学家们:“当此国事特别艰危之日,更是我们精力需要加倍发挥之时。岁寒然后知松柏之后凋。”[38]
地质学家们面对民族危难和困苦的生活,始终牢记自己的职责:“国家现需待于吾辈学地质者甚殷”,“既不能执干戈以卫社稷,便应就本职努力,以尽匹夫有责之义。”[39]为抗战贡献自己的专业知识和技能,以实际行动表达自己的爱国情怀,成为中国地质学家们奋斗甚至牺牲的精神支柱。如谢家荣所言,地质学界在抗战中取得的“这此成绩并非幸运而致,地质界遭受折磨,为学术牺牲者大有人在”。丁文江为考察煤矿而死;吴希曾、林文英于野外调查之时遭覆车之祸;朱森、计荣森、胡伯素、张沅凯、刘庄等因疾病与恶劣环境打击英年早逝;许德佑、陈康、马以思竟于科学调查之时死于土匪之手。
3、与官方对科技的重视与奖励政策也不无关系
为保证后方工业有充足生产力量以应军需民用,抗战初期,官方除以低息贷款、颁布《兵险法》等方式鼓励和保护沿海工厂设备内迁外(至1940年底,由政府奖助迁到后方的厂矿共有450个单位,器材重量达12万吨),还积极协助各类技术员工内迁。至1940年底止,由中央政府出资协助内迁的技工共计12000余人,加上由地方协助内迁者,总数在3万人以上。
战前中国工业技术水平落后,战争爆发后对外交通隔绝,重要机械和工业原料进口困难,而西南西北地区现代工业基础薄弱,为促进工业生产,官方实施了鼓励发明创造和生产代用品的政策。1938年12月,经济部公布《非常时期工矿业奖助暂行条例》,将原《工业奖励法》及《特种工业保息及补助条例》奖励的方法太少及门槛太高两种缺点,加以矫正。1939年颁布了新的《奖励工业技术暂行条例》,1940年11月又公布了该条例的《补充办法》,次年2月再次修订。经修正、补充的条例,不仅扩大了奖励范围和奖励方式,同时对发明者予以实验的便利,规定在实验期间生活如有困难,经济部得照技佐的俸给予以半年或一年的生活费。官方公布的还有《资源委员会奖励员工发明创作办法》、《非常时期专门人员服务条例及施行细则》,《专门职业人员及技术人员考试法》及《战时全国技术员工管制条例》等等。
但也不可否认,不论是七七前的备战,还是八年抗战,现代科学技术在中国抗战中所发挥的作用还是很有限的。究其原因,一是中国整体科技水平较低。发挥科学技术力量在这场民族抵抗战争的作用,既需要经济力量的支持,更需要众多专业人才的参与,而现代科技传入时间不长,科技教育水平不高,科学人才数量,都极大限制了科学技术因素的作用。二是中国科技基础薄弱,企业生产设备、技术及工艺陈旧过时的多,科技含量低,而备战的时间、范围及政府投入的力度均极为有限,抗战爆发后又被敌封锁,先进技术与设备的引进阻力重重。第三,恶劣的客观条件与社会环境,影响了科技人才积极性和聪明才智的充分发挥。[40]
总之,抗战期间中国科技界广大爱国知识分子,忠贞爱国、坚守岗位,克服困难,为抗战胜利做出了宝贵贡献,他们的工作是中国取得抗战最终胜利的重要力量。
参考文献
[1] 翁文灏致钱昌照函(1932年12月14日),中国第二历史档案馆第廿八全宗,第18733卷。
[2] 周培源《六十年来的中国科学》,《纪念五四运动六十周年学术论文集》(一)第49页,中国社会科学出版社1979年。
[3] 翁文灏《中国的燃料问题》,《独立评论》第24号(1932年10月30日)。
[4] 同上。
[5] 翁文灏致钱昌照函(1933年2月19日),中国第二历史档案馆第廿八全宗,第18733卷。
[6] 见《翁文灏日记》(未刊)1937年1月28日、30日。
[7] 翁文灏长期从事中国地质调查与科学研究,任地质调查所所长、中国地质学会会长、清华大学代校长等职,担任过国际地质学大会副主席,是当时中国最具国际影响的科学家之一。他担任国防设计委员会、资源委员会秘书长后,又于1935年12月担任行政院秘书长,成为蒋介石的重要幕僚。
[8] 钱昌照:《钱昌照回忆录》第38-39页,中国文史出版社1998年。
[9] 翁文灏致钱昌照函(1933年4月19日),中国第二历史档案馆第廿八全宗,第18733卷。
[10] 其北平分所大部分人员于七七事变后南下,随总所西迁,部分不及南下人员初依托协和医学院继续工作。1941年太平洋战争爆发后,北平分所为日军占领,人员星散。
[11] 李春昱《十年来之地质调查》,谭锡熙主编《十年来之中国经济》(中)第34页,中华书局1948年。
[12] 李春昱《江西南部钨矿地质志序》,中央地质调查所《地质专报》甲种第17号(1943年)。
[13] 李春昱致李树勋函(1944年2月13日),中国第二历史档案馆第三七五全宗,第479卷。
[14] 李春昱致谢家荣函(1944年4月27日),中国第二历史档案馆第三七五全宗,第479卷。
[15] 李春昱致朱夏函(1944年4月22日),中国第二历史档案馆第三七五全宗,第479卷。
[16] 李春昱致李四光函(1944年5月11日),中国第二历史档案馆第三七五全宗,第479卷。
[17] 《国立中央研究院二十六年至二十八年年度总报告》第26-29页,中央研究院印行。
[18] 中国地震局《中国地震事业的先驱李善邦》第9页,地震出版社2002年。
[19] 1939年末中法决定合作修筑叙昆(四川叙永到云南昆明)铁路,以打通中国西南到越南河内、海防的通道,并于该年12月11日签订叙昆铁路地带矿业合作合同,进行沿线矿产调查。为此成立了该处。1942年改组为资源委员会西南矿产测勘处,后更名为资源委员会矿产测勘处。
[20] 刘国良《中国工业史》(近代卷)第959页,江苏科学技术出版社1992年。
[21] 见顾毓瑔《十年来之工业试验》,谭锡熙主编《十年来之中国经济》(中),中华书局1948年。
[22] 翁文灏《经济部的战时工业建设》,《资源委员会公报》第1卷第1期。
[23] 吴熙敬主编《中国近现代技术史》第113-114页,科学出版社2002年。
[24] 翁文灏《中国经济建设概论》,资源委员会秘书处编印《中国经济建设论丛》(1943年)。
[25] 翁文灏《中国经济建设概论》,《中国经济建设论丛》资源委员会秘书处1943年印行。
[26] 吴熙敬主编《中国近现代技术史》第422-424页,科学出版社2002年。
[27] 上书,第229页。
[28] 吴熙敬主编《中国近现代技术史》第315页,科学出版社2002年。
[29] 惠通桥建于1935年,载重仅2吨,1938年加固后载重能力达到10吨。功果桥位于云南,建于1940年,塔中跨135米,高18.5米。大渡河桥1943年建成,跨径105米,桥宽4米,载重10吨。
[30]李春昱《十年来之地质调查》,谭锡熙主编《十年来之中国经济》(中)第24-34页,中华书局1948年。
[32] 殷维翰《矿产测勘处对中国勘探事业的贡献》,《谢家荣与矿产测勘处》第9-17页,石油工业出版社2004年。
[33] 这九项重要决议案是:一、编纂全国重要矿产志案;二、调查机关所有未公布之矿产调查消息应如何沟通交换案;三、在国内邮寄书籍困难时期中央地质调查所图书应如何交换利用案;四、今后矿产调查工作应如何补充及分工合作案;五、矿产探勘与矿产调查同时推进案;六、厘订今后矿产调查之标准案;七、矿产调查机关今后工作如何充实与经费如何补充案;八、矿产调查人才之补充训练及培养案;九普遍推行浮油选矿以便利用贫乏多金属矿砂而免浪费案。
[34]李春昱《十年来之地质调查》,谭锡熙主编《十年来之中国经济》(中)第12页,中华书局1948年。
[35] 见南延宗、吴磊伯《广西富贺钟区铀矿之发现》,《地质论评》第9卷(1944年)。
[36] 谢家荣《中国地质学会第20届年会献辞》,《矿测近讯》第68期(1946年10月)。
[37] 杨钟健《杨钟健回忆录》第118页,地质出版社1983年。
[38] 翁文灏《再致地质调查所同人书》,《地质论评》第3卷第1期(1938)。
[39] 李春昱致张伯楫函,1944年2月14日,中国第二历史档案馆第三七五全宗,第479卷。
[40] 见孙守全《被遗忘的中国科学家》,《科学》第29卷第6期(1947年)。