抗日戰爭的勝利是近代以來中華民族從深重危機走向偉大復興的轉折點，為近代科學在中國的發生和發展帶來了重要的歷史契機。在民族存亡關頭，中國科學家以科學為武器，與全民族同胞共同筑起了反抗日本法西斯的堅固長城，迎來了戰后中華民族走向自立自強的新曙光。
本文選取了其中的典型人物和事例，以展示不朽的精神。
王助：用科學支撐起藍天的屏障
抗戰爆發后，日軍依靠強大的制空權對中國軍隊進行火力壓制，給中國軍民帶來了巨大的傷害。為了強化空中的抗戰力量，1934年5月，國民政府在南京成立了航空委員會。1937年盧溝橋事變爆發后，航空委員會先遷漢口，再遷成都。為了利用國內資源解決航空裝備和器材保障問題，航空委員會決定進行系統性的航空科學研究。1939年7月7日，航空委員會在成都成立了航空研究所，所長由航空委員會副主任、成都防空司令黃光銳少將兼任，副所長由享譽國際的航空工程專家王助出任。
王助1916年畢業于美國麻省理工學院航空工程系，畢業后擔任美國太平洋航空制品公司（波音公司前身）的第一任總工程師。1918年王助回國，在福建馬尾船政局創設了我國第一個飛機制造廠——海軍飛機工程處，并于次年研制成功了我國第一架水上飛機“甲型一號”。1929年，我國第一家航空公司——中國航空公司成立，王助任總工程師。
1927年，王助（右）在海軍飛機工程處。（作者供圖）
王助的專業背景和經驗為航空研究所的建設和發展奠定了良好的基礎。航空研究所的核心目標之一是推進航空器材的國產化研究。當時，國外引進的飛機主要構件均采用鋁合金和合金鋼制造，而中國還沒有生產這些先進金屬材料的能力。王助和同事們發現，我國西南地區木材資源十分豐富，這為探索航空器件金屬材料的替代方案提供了天然的便利條件。在長達7年的時間里，科研人員先后在川、康（西康省，現指川西及西藏東部）、黔等省林區調查10余次，采集木材百余種，并對其進行了系統的研究，做各類試驗9萬余次。
在尋找航空器材替代材料的過程中，王助的同事余仲奎等研究人員發明了“層竹”，即仿效四川當地的篾匠，先把竹片劈得很薄，編成竹席，然后將幾層竹席以不同的方向膠連在一起，制成層竹。科研人員用層竹代替合金，制造出了機翼、機身蒙皮、油箱等重要部件。
在上述工作的基礎上，王助帶領研究所的科研人員開啟了飛機整機的設計和研制。在資料極度匱乏的戰爭年代，科研人員硬是靠著對現有飛機的反復拆解、研究與總結，設計出四款獨具匠心的機型，其中包括三款研教系列的教練機和一款巨型滑翔機。教練機主要用于培養飛行人才，巨型滑翔機主要用于運送士兵和物資。
王助和同事們在抗戰烽火中的奮斗，點燃了中華民族航空科技的火種，航空研究所剛成立時，僅有16名研究人員。在王助的帶領下，研究所業務不斷發展，并于1941年擴展為研究院，科研隊伍一度達百余人。一時間，航空研究院云集了王助、王士倬、余仲奎、范緒箕等知名學者，還聘請錢學森、李約瑟等12名知名專家擔任“委托研究員”，錢學森的《高速氣流突變之測定》即作為研究院的研究報告發表。航空研究院在抗戰烽火中培養了談鎬生、王培生、昝凌等一大批青年科技人員，為中國后來的航空科技發展奠定了基礎。
張方：“缸塔法”制硫酸推動烈性炸藥的研制
烈性炸藥是抗戰時期打擊日寇的重要戰略物資，也是軍事工業發展水平的重要標志。抗戰爆發初期，抗日根據地還沒有掌握烈性炸藥的制造技術，裝填手榴彈、地雷和擲彈筒炮彈時采用土法生產的黑火藥，其爆炸威力小，不能滿足戰場需要。面對烈性炸藥的大量需求，軍工科技人員從零開始研究和試制。烈性炸藥的生產與制造過程極其復雜，其中硫酸的研制是烈性炸藥研制過程中最重要、最基本的環節。
1940年3月，晉察冀軍區軍事工業部將硫酸研制作為軍區技術研究室的重點課題，晉察冀軍區軍事工業部技術研究室副主任張方帶領大家從零開始摸索硫酸制造技術。張方1937年畢業于齊魯大學物理系，畢業后在燕京大學攻讀研究生。適逢全面抗戰爆發，1938年，張方經同學介紹，奔赴冀中抗日根據地。
當時制造硫酸的成熟方法主要有兩種：接觸法和鉛室法。這兩種方法的原理基本一致，都是通過燃燒硫化物生成二氧化硫氣體，在一定條件下二氧化硫反應生成三氧化硫，后者溶于水形成硫酸。然而，接觸法要用鉑或五氧化二釩作催化劑，抗日根據地沒有條件獲得這些材料，因此只能嘗試通過鉛室法制造硫酸。受限于當時的客觀條件，根據地也沒有足夠的鉛來制作反應容器，需要找到其他耐腐蝕、耐高溫的材料來替代鉛室。
張方和同事們發現，當地常見的大缸可以代替鉛室作為反應容器。這種大缸制作方便、資源充足，且易于隱蔽。面對日偽軍的掃蕩和攻擊，這種民眾家里常見的容器不顯眼，便于運輸轉移，也便于隱藏其真實用途。
用大缸代替鉛室作為反應容器，首先需要對大缸進行改造，即在缸側面打出圓孔，然后將兩個水缸一正一反對扣起來，在缸口接縫處用鉛鑄封起來防止漏氣，形成一個套缸作為反應室，稱作“塔”。整個反應裝置由五個塔構成，將硫與二硫化鐵的混合物燃燒后產生的二氧化硫導入缸塔，經過一系列反應，就可以得到稀硫酸。然后再將稀硫酸放在火炕上，通過加熱蒸發掉水分，從而得到濃硫酸。這種利用大缸做反應容器制硫酸的方法被大家稱為“缸塔法”。
張方和同事們反復實踐，對“缸塔法”進行了不斷優化。他們將四個缸一正一反疊起來，將上面反放的兩個缸相連，形成一個“塔”。相比此前將兩個缸作為一個塔，四個缸的容積更大，便于充分反應和散熱。塔與塔之間用較粗的玻璃管連接，便于觀察氣體顏色和流通情況。
缸塔法制硫酸的主要設備示意圖。（作者供圖）
在整個硫酸制造的過程中，沒有監測氣體流動的設備，只能通過眼睛觀察玻璃管內氣體顏色的變化；沒有監控溫度的設備，就用手多次觸摸；沒有測量硫酸濃度的設備，就自制“土”比重計。靠著這套土辦法，終于生產出了優質的硫酸。后來，硫酸的產量不斷提高，從最開始的每月三五十斤到每月3000斤，為制造烈性炸藥提供了極大的原料支撐。
1940年6月30日，八路軍副總司令彭德懷、參謀長左權致電晉察冀軍區司令員聶榮臻：“你們已能自造硫酸、硝酸，這是我們工業建設上一大進步，也是解決工業建設特別是兵工工業建設之主要關鍵。”
沈同：走向長沙會戰前線的營養學家
戰時軍民的營養保障是影響戰爭勝負的重要因素。二戰期間，英、美、日等科技先進的國家，都十分重視士兵和國民的營養保障。1937年全面抗戰爆發后，中國戰場上士兵戰斗減員與非戰斗減員的比例曾一度達到1：5，部隊醫院中，超過20%的病患病因是缺少營養。抗戰相持階段，每年由于營養與衛生防疫等問題死亡的國民達到675萬。
1938年春，為了給前線將士提供必要的醫療援助，著名生理學家林可勝創立了全國性的醫療救護體系——中國紅十字會救護總隊。這一時期，林可勝經常和內科醫生周壽愷、生理學家湯佩松討論前線士兵的膳食營養調查及改良的工作，參與這項工作的就有剛剛從美國康奈爾大學畢業回國的營養學博士沈同。
沈同1936年赴美學習生物化學和動物營養學。1937年，康奈爾大學生物化學教師埃斯戴爾報告了英國戰時改進食品生產及戰時食物計劃等工作。沈同聽了報告后特別高興，希望學成回國后可以服務國家、支援戰場。1939年，沈同獲得博士學位回國，在中國紅十字會救護總隊擔任營養指導員，由此展開了戰地士兵的營養調查和改良工作。
1940年春，沈同帶領三名大學生奔赴湘贛邊界戰地，距日軍駐扎地僅120公里。沈同所調查的軍隊，當時正處在第一次和第二次長沙會戰的休整階段，由于營養不良造成的部隊非戰斗減員情況十分嚴重。沈同等人用了一個多月的時間，對前線11338名士兵的飲食和營養狀況做了細致的調查。他們共走訪了124個連隊的食堂，最終得到了1178組數據。
沈同（左一）和一同前往戰地的三名大學生。（作者供圖）
通過對這些數據的計算分析，沈同提出兩種改進意見：第一，通過適當提升士兵每天肉食及豆制品含量的方式改善膳食營養結構；第二，考慮到這種改良措施大概率不能立即推行，可以通過改進食物的烹制方法，同時就地取材，添加一些廉價且易得的野生植物的方式改善膳食營養結構。
沈同的報告獲得了林可勝總隊長及救護總隊專家們的好評，林可勝責成專人把沈同的調查報告和改良方案送交軍醫署，以推進戰地士兵營養狀況的改善。后來，研究論文先后發表在美國《科學》雜志和英國《生物化學》雜志上，這些研究得到了李約瑟等眾多國際同行的關注，他們認為沈同的研究補充了國際學界的營養學研究，具有很高的理論價值。
王淦昌：貴州山溝里寫成的物理學重磅論文
王淦昌1925年考入清華大學物理系，畢業留校任助教。1930年，王淦昌前往德國柏林跟隨著名物理學家莉澤·邁特納攻讀博士學位。1934年，王淦昌博士畢業回到祖國。1936年秋，應時任浙江大學校長竺可楨的邀請，王淦昌到浙江大學物理系任教。在浙江大學，王淦昌除了教學，還積極開展研究工作，自己動手建造了實驗設備，準備開展宇宙線方面的研究工作。
1937年9月，浙江大學照常開學。此時，日本侵略者對杭州狂轟濫炸。王淦昌和浙江大學的師生們不得不離開剛建好不久的實驗室，輾轉遷校，開啟了“文軍長征”。從1937年11月到1940年1月，浙江大學輾轉四次遷校，最終落腳在貴州遵義湄潭縣。
當時湄潭縣城僅有1000多戶人家，突然從東部地區涌入數以千計的師生和逃難的民眾，一時間物資緊缺，物價暴漲，大家的生活條件十分艱苦，師生們都“面有菜色”。王淦昌不得不養了幾只羊貼補家用，人們經常看到他牽羊走在街頭，稱他為“羊倌教授”。
即便在這樣艱苦的條件下，王淦昌仍然堅持一邊教學一邊推進學術研究。當時物理學界認為β衰變反應后產生β射線、反沖原子核以及新的基本粒子——中微子，但很難將這三種反應生成物獨立分辨出來，也就很難探測到中微子。王淦昌認為，從理論上只要讓核反應的生成物減少，就容易探測到中微子了。
戰時浙江大學的一場學術討論會。王淦昌（桌子后方左三）、王葆仁（桌子后方左四）、貝時璋（桌子后方左五）。（作者供圖）
王淦昌經過一段時間的思考后想到了一種方法，這種方法不產生β射線，生成產物只有反沖原子核和可能的中微子，即單能反沖，以此通過反沖原子核的狀態推斷中微子是否存在。為了繼續這項研究，王淦昌帶領學生動手制作了一個簡陋的云室，不能照相，但能觀察射線。利用這些簡陋的設備，他提出了用K電子俘獲實現單能反沖，以探測中微子的建議。
1942年1月，美國《物理評論》雜志刊登了王淦昌的論文《關于探測中微子的一個建議》。這是一篇極具創造性的文章，發表5個月后，美國物理學家詹姆斯·艾倫在《物理評論》上發表了實驗報告《一個中微子存在的實驗證據》。報告中，艾倫特別注明，他的實驗正是參照了王淦昌的思路。該工作成果成為1942年國際物理學界的重要成就之一。1956年，美國物理學家克萊德·考恩和弗雷德里克·萊因斯直接探測到了中微子，并因此獲得了1995年的諾貝爾物理學獎。
陳凌風和朱明凱：大生產運動中的育種栽培專家
陳凌風原名陳欞然，朱明凱原名朱翠玉。兩人1931年一同考入廣東嶺南大學農學院，分別在畜牧系和園藝系學習。九一八事變后，他們逐漸接觸到進步思想，決心為國家的解放事業貢獻力量。1937年抗戰全面爆發后，他們毅然辭去工作，變賣家產，購買邊區緊缺物資，化名陳凌風和朱明凱，于1938年奔赴延安，投身革命。
到達延安后，陳凌風提出參軍去前線抗日的意愿。周恩來表示，抗戰相持階段，為了突破封鎖，陜甘寧邊區開展了轟轟烈烈的大生產運動，希望他們發揮專業優勢，去延安開辦農場，建設大后方，支援抗戰。
1939年冬，陳凌風和朱明凱負責籌建光華農場，旨在解決邊區軍民的給養問題。農場建成后，陳凌風任場長，朱明凱任園藝組組長，帶領團隊開展農業科研和生產實踐。
陳凌風和朱明凱首先開展了農作物、蔬菜、果樹的引種和選育。他們成功引種了西紅柿、南瓜、蘋果等多種作物，為邊區農業生產提供了優質種子。在篩選和引進了許多優良作物的種子之后，新的問題是如何對其進行栽培種植，以適應當地的氣候及水土環境。陳凌風帶領邊區的農業技術人員在光華農場開墾了試驗田，開展對作物栽培的試驗研究。
陳凌風（左）和朱明凱。（作者供圖）
新開墾的試驗田排列整齊，每塊試驗田都清楚地用木牌子標明所種作物及其農藝性狀。由于坡上沒有水源，他們只能從谷底的小河取水灌溉，每天上下十幾趟。當時已有溫床技術，但是受條件所限，邊區更多采用冷床露地育苗。朱明凱帶領園藝組的技術人員進行栽培時，先對種子做催芽處理，在育苗期間掌握好水肥比例，同時注意間苗和防蟲。他們還針對不同蔬菜的需求及各種肥料的氮磷鉀含量，確定施用的肥料種類和數量。經過大家的精心努力，當年就迎來了農場的豐收，為邊區的機關和學校供應了大量蔬菜。
此外，光華農場還開展了各種嫁接和配植試驗，如馬鈴薯與番茄的嫁接，蘋果、梨、葡萄等的嫁接，均取得了成功。
當時，光華農場生產的西瓜和西紅柿最為出名，質量比西安市場上買到的要好。這讓美國軍事觀察組稱羨不已，有一次他們特意帶了一些光華農場的西紅柿回重慶，飛機飛過光華農場上空時，他們特意搖擺機翼表達謝意。朱明凱培育的甘露西瓜不僅皮薄、沙瓤，而且糖分高，周恩來專門把它帶到重慶，在記者招待會上用它來宣傳邊區大生產所取得的成就。1943年，《解放日報》連載光華農場技術人員撰寫的《種菜法》一文，詳細介紹了延安地區的蔬菜栽培技術，對抗日根據地推廣蔬菜種植技術起到了推動作用。
在抗日戰爭的烽火中，盡管中國的科技力量總體上還十分薄弱，但中國廣大科技工作者運用手中武器抗擊侵略者的決心和意志卻絲毫不弱。盡管戰爭所造成的環境十分艱險，但中國的科技工作者們和廣大的國際同行一道，為了人類持久的和平與未來，堅守在他們的崗位上。他們在不同領域以不同方式展開的努力與奮斗，不僅構成了中華民族迎接獨立和解放征程中的獨特場景，更成為人類反抗壓迫、爭取和平與幸福的重要組成。
抗戰中的科學成就為戰后中國的崛起奠定了基礎，而在戰火中成長起來的科學家，則成為戰后科學發展的中堅力量。在紀念抗戰勝利80周年的今天，讓我們致敬那一代人創造的不朽傳奇，期許他們在烽火中鑄就的剛毅與堅卓精神代代傳承！
（作者分別為中國科學院自然科學史研究所副研究員、清華大學深圳國際研究生院教授）
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