摘  要：梳理张大煜“表面键理论”及其研究的历史过程，认为大跃进运动成就了张大煜及其“表面键理论”；但文革却给张大煜及其“表面键理论”研究以毁灭性的打击。张大煜晚年病患痴呆，在痴呆中唯一纠缠的是要继续到所里上班。这样一个悲壮感人、独特的境况的生成在于“表面键理论”的创造是张大煜科研活动中一次绝美的“高峰体验”，为新中国催化学科开宗立派这个颇富诱惑力的远景期待使张大煜“执迷不悟、以身相许”。而文革政治运动却将张大煜的身体和心灵“悬搁”和“错置”起来，这种理想和现实的巨大落差张力巨大，其对人生价值感的挫败，对敏感的高级知识分子来说，是致命的。但历经政治运动磨练，科学和政治在新中国已合二而一，形成一种知识分子的新的价值观，成为他们新的精神支柱。

1960年4月在上海召开的中科院第三次学部大会上，中科院大连化学物理研究所所长、催化学科奠基人之一张大煜首次提出“表面键理论”。该理论在大跃进期间提出，既是张大煜学术团队十年催化研究心血的结晶；也是大跃进政治气氛重压下，张大煜集中思考总结出的、代表中科院、新中国学术水平的跃进成果。张大煜曾对其助手臧璟龄说自己为此夜夜失眠，可见当时张大煜心中的压力之大。

1  “表面键理论”要点：

1）催化剂反应发生在催化剂的表面上，表层厚度可能有几个原子层，在发生催化作用时，反应分子必需进入催化剂表面原子层作用力所能及的范围，这样才能影响反应分子的反应能力。

2）表面上各部分能量分布极不一致，按其与反应分子作用时所表现的吸附活化能及吸附热的不同，可分别为三类，一类活性中心具有较低的活化能，因而反应分子首先在其上被吸附，但由于其吸附热极大，因而牢固地吸着于表面上，则欲使其与其他分子反应当也不易。反之如所需吸附活化能极高，而吸附热极低，也不易使之发生反应。只有活化能适中，而吸附热也适宜，才有利于反应进行。

3）活性中心数目的多寡即决定该催化剂的活性的高低。在进行多相催化反应时，反应分子与催化剂表面层的原子之间相互作用而发生能量的变化，我们把这种能量的变化视作表面键形成的过程，催化剂的活性与表面键能直接有关。对某一反应来说，反应物原子与催化剂之间的表面键能要在一定适当的范围，在这一范围内才具备催化活性。

4）“表面键”与化学键的区别在于其能量大小为可变者受来自三方面的因素影响：

（1）对某特定的反应系统来说，催化剂中金属和氧(或其他金属非金属)之间之键能影响表面键能的大小因此必须有一适当大小范围。

（2）对同类型反应来说,反应分子的构型的改变也同时影响反应分子与催化剂原子间形成表面键能的大小。

（3）由于反应物分子与催化剂表面层的互相作用，因而影响催化剂的表面键能。

易言之，催化剂的活性受上述三因素的影响，如其表面键能在某定值内，此定值恰为某反应所需要者，则其活性高。既然表面键的能量大小为可变者，则其键长当亦为可变者。但是在键的饱和性与方向性上则与化学键的涵义并无不同。^[1]

以上四点构成的“表面键理论”，是一种在实践基础上提出的科学假说，它必须具有一定的解释能力，才能得到认可。为此，张大煜以环己烷脱氢制苯催化剂的情况来做说明。

催化剂表面层的氧化物在一定温度会化学吸附相应量的环己烷，表面氧离子吸附着环己烷中的氢的部分，吸附的强度应该是既能活化之，又能使之易于由表面层脱吸。最后脱去三个氢分子，环己烷变成了苯。在500摄氏度左右，环己烷在单组份MoO₃,γ-Al₂O₃或CeO₂上被吸附的强度或者过大，或者过小，因而活性不高。但在γ-Al₂O₃加入少量MoO₃，环己烷脱氢的反应速度增加几倍，表示吸附的活化度能降低很多，吸附强度适合于脱氢的反应；再加入少量的CeO₂反应速度又增加一倍，催化剂活性又增。^[1]

虽然“表面键理论”具有一定的解释能力，可以说明几个催化反应进行的情况，但基本上还是定性的说明。所以张大煜指出关于表面键的设想，可由测定吸附能，反应活化能，催化剂净表面上反应物的吸附，氧气吸附以及动力学等方面数据加以验证，并可设法在这些数据与反应类型间找出定量的关系。

这意味着“表面键理论”当时还只是一种大胆的假设而已，而大量的工作还需小心求证。在理论工作中大搞群众运动是当时的一种流行方式，为此，张大煜提出今后准备进行三方面的工作以推进“表面键理论”的研究：

1）结合我国工业上和科学研究上有成就的催化剂和催化反应，总结各地在催化剂生产、应用以及催化研究方面的经验。组织催化学习小组去有关工厂及研究所，学习各方面的丰富经验，采集工厂同志对催化剂及催化作用有关问题的想法和观点。

2）组织人力物力，深入了解国外催化学派的观点及理论，去粗留精，批判地接受。

3）根据总结的经验和对国外学派的批判的总结，提出我们自己的论点，归纳加工成为若干催化理论问题。按照苗头大小，验证难易，对实践指导的程度，排列先后进行验证。^[2]

在这样工作的基础上，近期工作目标是在下列5方面尽快出成果：

1）结合我国有关金属催化剂的制备，生产和应用工作，参考国外学者的观点，充分注意催化剂与反应物间的几何因素，中毒现象，以及近代金属理论的新成就，建立自己的金属催化剂理论。

2）结合我国有关氧化物硫化物催化剂的工作和近代半导体理论及固体物理理论，参考国外学者的观点，建立自己的氧化物硫化物半导体催化剂的理论。

3）结合石油加工和石油化学品生产的发展中酸性催化剂的应用，以及国外学者有关酸性生成理论，碳离子生成理论等来完善酸性催化机理及金属-酸性催化剂的多重性理论。

4）结合工业催化剂的制备、生产、应用、参考国外学者的观点进行传质和化学动力学的基础研究，不断协助工厂改进流程，提高生产力。

5）结合以上几方面的理论工作以及催化剂和催化反应方面大量实践的经验和成果，并参考国外学者观点，建立我国自己的催化剂生成理论，活性中心理论及催化剂的催化反应的电子理论。

表面键的理论，在目前阶段可能较有效地指导实际工作中催化剂的选择，所以可大力来搞，重点地搞，及早地建立这一理论。从而进一步追究催化剂上能量变化与电子转移的关系，及电子本身转移的成因，这样就能人为地控制催化反应，为选择催化剂建立科学基础。^[2]

1961年5月22日-25日，张大煜的“表面键理论”提出一年后，中科院主持又在大连召开“表面键理”论讨论座谈会。着重讨论张大煜的“表面键理论”。与会人员认为：

“表面键的观点继承了前人的概念，而现在提出的表面键能的观点则是一个新的见解，但它还处于初步形成阶段，还没有较好而完整的理论推导和较高水平的实验验证。”^[3]

这个评价是实事求是的，特别点出了“表面键理论”急需补充研究的内容和方向。

2  “表面键理论”的初步研究

很清楚，“表面键理论”当时还只是一个概念或假说，要紧的是赶快做大量的相关研究来验证、补充、提高其理论支撑水平。

然而当时中国工业发展水平差，实验性基础研究的条件不够理想。加上所谓“三年自然灾害”的困难，表面键有关研究进展极为缓慢。

在1960-1962年间，总结实践进行的工作还有一些。郭燮贤在烷烃芳烃化历程的讨论中，强调并行历程与半氢化根历程的正确性。林励吾、张馥良等讨论了酸性催化剂杂交规律及其选择性的影响。

1962年，随着大跃进及三年自然灾害的结束、随着科研14条的落实和生活工作条件的好转，张大煜、郭燮贤又重新组织力量，对表面键开展工作。王弘立对催化剂电子性质开展研究。在其后约两年时间内取得一些成果。有吸附和催化反应的关系的数学推导，吸附中心的热生和诱生的处理，氨合成机理的统计处理，反应条件下吸附测定，合成氨熔铁催化剂及加氢镍催化剂的氮气、氢气吸附，吸附态的红外测定，掺杂半导体催化剂的电导及功函数测量等等。热脱附的工作亦在筹备中。

一段低潮后，经过重新组织，基础研究有了转机，也开始注意到国际上的发展，有向上的趋势。

在此期间的工作，部分研究成果参加了1963年兰州催化报告会，少部分论文发表。较多的是初步报告，甚至是原始形式数据。^[3]

但好景不常，1964年底在书记白介夫由于某种原因调走北京后，新书记刘时平来所，大搞突出政治的研究所1965年计划会议，政治统帅业务，基础研究全部废止。当时，所里是这样批判张大煜的：

修正主义科研路线鼓吹脱离无产阶级政治，脱离工农群众，脱离生产劳动，关门办所，我们则坚持科研为无产阶级政治服务，为工农兵服务，与生产劳动相结合，开门办科研，坚定地走三结合道路。在修正主义路线的影响下，科研单位长期以来以研究员为中心，关门办科研搞三脱离，科研项目根据专家、权威的要求、兴趣建立实验室，开设研究项目。比如，1962到1964年，我所一位研究员，通过查国外文献臆想出来一个课题，想搞一种催化理论，目的是建立大连学派。当时，为这个课题成立了一个100多人的研究室，集中了助理研究员以上的科技人员30多人，搞了三年时间，花费80多万元，结果一无所成，对国家急需的科研项目却扔在一边，不闻不问。^[4]

1964年底-1978年初，那些初步报告，甚至是原始形式数据，逐渐散失了。估计有十多套高真空设备，也在文革中被拆除。催化基础研究在劫难中行进。

研究员辛勤是这一段历史的亲历者。至今，每当他忆及和张大煜共同走过的那段历史岁月，辛勤依然很激动和充满留恋。

辛勤是一个偶然的机会分配到所的。当时系里将他分配到吉林化学工业公司，后来中国科学院大连化学物理研究所负责招聘的人指名要他，直接分配至张大煜所长的题目组从事催化基础即“表面键理论”的研究。辛勤早闻张大煜所长是中国催化学术界的泰斗，德高望重，所以深感荣幸。

当时的张大煜重任在身，公务繁忙，重在年轻人的培养。他循循善诱，选课题，压担子，关心年轻人的生活和成长。

辛勤到这个课题组的第二年，张大煜就安排他独立筹备“低能电子衍射”装置。当时这在国际上也是才开始兴起的现代技术。正是在张大煜的安排指导下，辛勤不仅很快掌握了超高真空技术、电子技术、化学吸附技术等，更锻炼了独立工作的能力，为以后的催化剂表征研究打下了至关重要的基础。

“文化大革命”开始后，大化所实验研究中断，实验室被严重破坏。但是，辛勤所在的催化基础实验室文革初期却没有遭到大的破坏，研究工作也没有完全中断，这在全科学院也是很少有的。之所以如此，得益于张大煜德高望重和刻意保护，这使得表面键的研究工作没有遭到太大的摧残而得以延续进行，说来是不幸中的万幸。当时一方面提倡理论联系实际，实际上反对搞理论。另一方面又需要科学理论的大跃进。在这种矛盾中张大煜比较稳妥地保持着自己基础理论研究实验室这艘小船的平稳运行。它挂靠在研究所某组名下，隐蔽而不张扬；利用所长的权力精心呵护着这艘小船。

然而好景不长，1968年，张大煜也被投进牛棚，表面键理论研究中断了……

1974年秋，张大煜虽然已被“解放”并任“革委会”副主任但仍被下放到“五七”干校锻炼。由辛勤送他去火车站，尽管身处逆境，一路上张大煜对辛勤讲了许多他的研究工作兴趣：

我这一生中最念念不忘的有三件事：一是分子筛工作（张大煜是全国最早倡导搞分子筛研究的人，至今辛勤还保存着他给的国外关于分子筛合成的第一篇论文）；二是催化剂库（根据张大煜毕生的经验，许多新催化剂是通过移植而发现的，极力倡导催化剂库的研究）；三是表面键的研究（催化研究中的关键课题）。^[5]

全然没有谈到如何走“五七”道路。

3  大连催化学派

以“表面键理论”为基点，张大煜在中科院的支持下，于大跃进中还提出建立大连催化学派的想法。

西方和苏联的催化理论、学派，张大煜是清楚的。开宗立派，至今是中国科学家的梦想。赶上大跃进，党委号召大家著书立说，张大煜作为催化学科带头人，不得不乘势而上，尽力强求。但好在张大煜并没有出格，依然保持着科学家的谨慎，“表面键理论”建立在十年催化研究实践基础之上，而不是像李森科那样的妄说。

建所早期，张大煜就请了玻璃细工刘兴信师傅开展真空催化吸附研究。这是当时追踪世界前沿的举动。虽晚了些年，但还不是太落后。至文革前，这样的真空玻璃设备已有十几套。但1964年后及文革，打断了表面键的研究。可以说，张大煜准备的关于表面键的很多设想工作没有很好地开展。这也成了张大煜的心病。不让搞科研，张大煜有机会就提建议，直到1977年底离开研究所。

张大煜当年的设想，虽然有点大跃进、有点超现实。但科学创造，就是要有激情和勇气。张大煜的设想并不是幻想，而是有着坚实的试验基础和理论修养。是先把论点说出来，再找根据。可谓大胆假设小心求证。对科学研究来说，这似乎并不过分。如果没有后续政治运动的干扰，“表面键理论”应该会得到更好地发展。

张大煜等人的催化基础研究论文主要在国内《燃料学报》、《科学通报》等刊物上发表，其中，1960年，“钴催化剂表面的物理化学性质研究Ⅰ、Ⅱ”，还译成俄文发表在苏联的学术刊物上。

由于当时对外交流少，虽然国外西方科学资料，在国内能够看到。但我们的科研成果反对发表在西方杂志上、不能顺畅及时地传播到西方，从而无法形成世界影响、无法得到西方催化界的响应或回馈。

由于中苏学术交流比较通畅，苏联催化科学家对张大煜及其研究还是很熟悉的。苏联著名催化原子集团理论创始人库巴捷夫、多位催化理论创始人巴兰金院士对张大煜的催化基础研究及提出的“表面键理论”十分推崇，认为在中国大连形成了一个比较有规模的学派，而且提出了一些较重要的理论和观点。这说明张大煜的“表面键理论”还是有一定分量。

俞稼镛（巴兰金的学生，回国后随张大煜工作多年）说西方比如美国加州大学，在70年代后才开始表面键研究，用的是非常近代的方法，开展十几种能谱研究，不但化学方法，连物理方法也介入了。

整体来说，“表面键理论”这个“早产儿”诞生于处于大跃进状态的中国，由于我们缺乏继续“抚育”的能力和环境，所以很难摆脱夭折的命运。但以“表面键理论”支撑的学术团队及其初步成果的存在，还是反映了大连催化学派的初步形成并得到苏联相关催化权威的认可。

4  “表面键理论”研究的裂变

“四人帮”倒台后，1977年12月，张大煜调到北京中科院感光所工作。

张大煜走后，张大煜原助手郭燮贤，带领大家，做出了许多创新性研究，推进了“表面键理论”的研究工作，完善着张大煜未尽的事业。郭燮贤是大化所“表面键理论”研究的中继者。郭燮贤的妻子梁娟也是大化所的研究员，在回忆文章中说本来已到兰州化物所的郭燮贤又被张大煜从兰州调回就是为“表面键理论”而来。

还有辛勤，也是张大煜“表面键理论”的主要继承者。张大煜学术上的见解也深深的引起了辛勤的共鸣。后来辛勤花了十几年时间研究的“吸附态化学”就是在“表面键理论”思想的启迪下进一步引伸出的科学研究工作。辛勤和郭燮贤同事多年，共同完成张大煜未尽的事业。辛勤认为郭燮贤和张大煜合写的“化学覆盖度和动力学关系”这篇论文体现了“表面键理论”已由定性推进到半定量解释，这是一个至关重要的文献。尽管辛勤的住处几经变化，但这篇论文在他的书箱里保存了近30年。

张大煜调北京是自己主动提出的，有着公私两方面的原因。私的方面主要是老伴张芳1972年去世，张大煜生活无着。1975年友人又介绍北京社科院的黄颂康为妻。两地分居不便，提出调京。1977年中科院批准。中科院本打算让张大煜到院部担任副院长职务，但张仍希望搞表面键研究，就安排到刚成立的感光所继续表面键的研究工作。

张大煜调离时，大化所同意他带走陈荣、吕永安、俞稼镛等5个从事基础理论研究人员和他到京一起搞表面键研究。所以张大煜离开大化所后的表面键研究分成了两个部分。

感光所的张大煜的心情，是抑郁的。一方面他还牵挂着大化所、牵挂着表面键的研究。另一方面，根据俞稼镛的回忆，他想在感光所恢复表面键研究也遇到了一些困难。张大煜希望感光所领导能够支持他调几个助手过来，但没想到调几个人过来会影响感光所的科研方向。感光所刚成立，还没有很强的科研传统，若调来多人工作一开展，感光所的科研方向就可能会变，所以当时感光所领导下不了决心，结果只调来俞稼镛一个人。张大煜心情变得不太愉快，又是一大把年纪了，很难再将表面键研究搞下去。

1986年8月21日，张大煜晚年重病期间，学生卢佩章去家看望，80岁的张大煜这时已有些痴呆，抱书要跟卢去所里上班。当时有人把这个场景拍摄下来，现在我们可以从卢佩章《难忘的岁月——卢佩章80岁生日回顾》中看到。张大煜多么想回到所里，多么想继续开展他所牵挂的表面键研究。

张大煜儿子张寿连是这样回忆父亲的：

“到了1987年，他已基本上叫不出在他身边照顾他的家人的名字了，他的生活也已经离不开家人的照顾。尽管这样，他唯一没有改变的习惯就是每天要去上班，他那个装满书籍的黑色公文包是他唯一要保护和使用的东西。家里人每天为了说服他留在家里而不去上班费尽了心思。1987年寒冬的一天，我早上起来，突然发现父亲不见了，几个房间找个遍，也没有找到，想到父亲的老习惯，急忙冲到楼下，这才发现父亲只穿着在家里穿的那件毛衣，右手拎着那个装满书，足有二十斤重的大黑皮包，一动不动地站在公寓楼的北门外，问他为什么要一个人离开家，父亲告诉我，他在等车，所里的汽车马上就来了。当我要抢过他的公文包时，才发现父亲的手指已冻得几乎伸不直了，显然父亲在这里等车已经站了很长的时间，望着父亲那焦急、消瘦、苍老、冻得发青的面庞，我心里充满了自责和敬意，眼睛被泪水湿润了。一位81岁的老人，在自己生活都需要别人照顾时，仍然没有忘记要上班，仍然想着要把在文革时期没有完成的工作补上去，他不顾自己已重病在身，总是想着要去完成那些未完成的工作，这需要多么坚强的意志和想念啊！工作、工作、工作，这就是父亲一生最后的、也是唯一的追求。”^[6]

5  “表面键理论”对张大煜的影响

“表面键理论”是张大煜个人的一个高峰，他之所以念念不忘，是个人价值所系、是国家科学水平所系，也是他活下去的理由。张大煜“被迫”离开大化所、失去了领地，这无疑对他打击很大。从此，张大煜就是分裂的，身在北京、心在大连。

马斯洛的“自我实现”的概念是指:

“一种人的自我发挥和自我完善的欲望，也就是一种使自己的潜力得以实现的倾向。这种倾向可以说，是一个人越来越成为独特的那个人，成为他所能成为的一切之欲望。”^[7]

自我实现的需要是需要金字塔中最顶尖的部分。这种需要是否能够得到满足，对知识分子、尤其是高级知识分子特别重要。

张大煜一直在做这样的努力。“表面键理论”的提出，虽是在大跃进重压之下的结果，但让张大煜经历了一次“高峰体验”：狂喜、入迷、出神、极大的幸福感和愉快、还有敬畏、崇拜、超越、神圣等奇妙的感受。而正当“表面键理论”研究的关键时候，张大煜被迫离开他钟爱的事业，他的“超越性需要”得不到满足，一种“无价值感”开始笼罩了他，再加上心灵和肉体的折磨，精神疾病、生理疾病由此而生。白介夫说张大煜：“逆境也在他身上留下印记，却不会留下难以弥合的创伤。”，但无论张大煜多么坚强，也难耐那层层累累的岁月疤痕。

政治运动成就了表面键，又毁了表面键的研究。当1968年张大煜被投进“牛棚”，他实际上是被从时代的列车中揪下来，被历史所抛弃。张大煜眼看着大化所催化学科、“表面键理论”研究这趟“列车”摇晃着离去，他却无法上车。就像一个失群的猴王，无所适从、无可奈何。即使是1974年政策恢复和1977年调京，张大煜再也不能回到过去，重拾旧梦。历史的列车已轰然开过，一旦落下，就很难再上车。张大煜不可能踏进同一条河流。

1968-1976年，应该是张大煜最痛苦的日子，眼看着岁月流逝，心中的梦想却无法实现、无法付诸实施，真可谓前途渺茫。面对这样一个状况，张大煜当时没疯，还活下来，该是个奇迹，这也反映了张大煜超强的忍耐力，对“表面键理论”的执着支撑着他。

张大煜自己虽然一直对自己的这些遭遇保持沉默，没留下只言片语。但透过萨义德的文字，我们可以对张大煜多些理解：

“对于过去难以释怀，对于现在和未来满怀悲苦。

这是一种“Out of Place”的深切的错置感与失落感、一种流亡的状态。地理上，永远背井离乡、成为局外者；在心理上，时时怀着亡国（对张大煜来说，是催化王国）之痛、离乡之愁。流亡是过着习以为常的秩序之外的生活。它是游离的、去中心的、对位的。

由于疾病和年事渐高之故，我从来没有像现在这样明白这个事实——在任何地方我都没有真正在家/自在的感觉（I really don’tfeel at home any place）”。^[8]

如何理解张大煜的坚韧？如何理解张大煜的沉默？上面萨义德的文字有助于我们了解张大煜的某些内在心理。

由于中西方知识分子的不同，对于“久经考验”的张大煜来说，公开的、起约束和主要支撑作用的应该就像他自己表白的那样，这也是建国初期那代知识分子的心声：

“感谢党把我从愈陷愈深的泥坑中拔了出来，给我指出了一条光明的道路，革命的道路。十年来党又以马克思列宁主义的真理和社会主义的实践，教育我、改造我，使我对社会主义发展规律逐步有了明确的概念，使我从阶级分析中认识了旧中国，也认识了旧我，使我开始能够用辩证唯物主义的世界观，重新认识一切事物，包括对我所熟悉的科学研究事业。因此，解放后的十年，不仅已经完全实现了我固有的狭小的理想，而且由于党的教育，我的眼界大大开阔了，生命力大大地丰富了，理想更加远大，更加壮丽了。这就是说，我已经逐渐意识到只有无产阶级的科学共产主义才是人类最伟大的理想，为这个理想奋斗终身，是人生最有意义的事。现在，我们伟大的中国已处在这个伟大的理想逐步实现的阶段中，社会主义建设一日千里，科学事业日益繁荣昌盛。我虽年逾半百，但是在沸腾的生活和欣欣向荣的气氛中，自感年岁益轻，不觉老，不服老，并且有再生的感觉。我有决心也有信心努力做一个又红又专的科学家，做一个真正的无产阶级科学家，为人类最美好的理想——共产主义社会的实现贡献自己的一切。”^[9]

作为一个从所谓旧社会过来的老知识分子，张大煜既是科学家，又是共产党员（1960年入党）、研究所的领导，身份是双重的。张大煜已适应了他红色干部科学家的角色，科学和政治历经政治运动磨练，已经在他身上合二为一，“无产阶级的科学共产主义”这个“人类最伟大的理想”，早已成为他后半生新的精神支柱。

参考文献

[1]徐光荣.一代宗师——化学家张大煜传[M].北京：科学出版社，2006：276-277.

[2]徐光荣.一代宗师——化学家张大煜传[M].北京：科学出版社，2006：278-279.

[3]胡有纪，郭永海.中科院大连化学物理研究所所志(1949-1985内部出版物）[M].1992:88.

[4]中科院大连化学物理研究所档案[B].B102-639:31.

[5]徐光荣.一代宗师——化学家张大煜传[M]. 北京：科学出版社，2006：235.

[6]徐光荣.一代宗师——化学家张大煜传[M]. 北京：科学出版社，2006：257.

[7]爱德华·霍夫曼.做人的权利——马斯洛传[M].北京：改革出版社,1998:174.

[8]萨义德.格格不入：萨义德回忆录·导读[M].彭淮栋，译.北京：三联书店，2004：12-14.

[9]徐光荣.一代宗师——化学家张大煜传[M]. 北京：科学出版社，2006：267-270.