礦物學是研究礦物的化學成分、晶體結構、形態、性質、時間、空間上的分布規律、形成、演化的歷史和用途等的地質學的分支學科。許多生產部門，如採礦、選冶化工、建材、農藥農肥、寶石以及某些尖端科學技術都離不開礦物原料。因此，礦物學研究不僅有理論意義，而且對礦物資源的開發和套用有重要的實際意義。專門從事研究礦物學的人稱為礦物學家。
基本介紹
- 中文名：礦物學家
- 性質：研究礦物的化學成分、晶體結構
- 屬性：專門從事研究礦物學的人
- 相關：採礦、選冶化工、建材、農藥農肥
定義,求學歷程,職業成就,
定義
結晶作用的研究，發現假高壓效應；解決了長石、輝石、石榴石等主要造岩礦物的X射線鑑定難題，撰寫專著，推動了岩石學研究；開展統計晶體化學研究，發現分子體積的可加和性和地球圈層氧平均體積守恆律；研究顆粒隨機堆積的體積效應，發現一系列新規律。
葉大年求學歷程 到了貴陽，葉大年葉大年他們哥仨上了國小，而且是最好的公立學校（貴陽實驗國小，即今天的南明國小），哥哥插班四年級，他插班二年級，而且都名列前茅，這充分證明母親和父親自辦的“家庭學校”是合格的。一年後，鐵路工程處辦了子弟學校（扶輪國小），他們都轉到扶輪國小，妹妹也入了幼稚園。扶輪國小的學生不多，只能複式教學，即兩個年級合用一間教室，一班上課，另一班同堂自習，頗像山區農村的學校。但是，教員的質量都很高，大多是工程師太太或青年技術人員兼任，老師中高級師範畢業和大學畢業的比比皆是，教學質量都很好，而且還開設其他學校沒有開設的課程，如英語和鐵道常識。這所國小有一首振奮精神的校歌，他至今還會唱：“貴山富水，佳氣鬱蔥蔥，火車如電過，文化隨交通，勵品學，鍛體魄，奮發志氣雄。”在扶輪國小，給他印象最深的是講授鐵道常識課的老師李仲芳，李老師是工程處的工程師，他除了講鐵道常識，如車站、道岔、軌距、隧道、坡度等等外，還講詹天佑的故事、鬼谷子的故事和孫臏及龐涓的故事，解放後李先生是西安公路局的總工程師。雖然他們上了學校，父母親並沒有放鬆對他們的教育，尤其是父親，他抓英文，用的是開明書局的英語讀本，強調“傻讀、傻背”，抓算術是用日本人寫的算術習題集，不斷地要他們演難題，如雞兔同籠問題、植樹問題、時鐘問題、行程問題等等。葉大年認為，父親抓他們的算術學習是第一流的。中學後，父親又以“三S平面幾何”和“范氏代數”課本來要求他們，並常常給他們講李國平的故事。
求學歷程
長大了要做一個土木工程師，這是父母給他灌輸的，母親甚至作了一篇範文，讓他背下來以便應付升學考試。在舊社會，土木工程師比較容易找工作，尤其是鐵路，被人稱之為“鐵飯碗”，所以繼承父業就成為他們弟兄的志願。後來又添了一個弟弟和一個妹妹，一共7個孩子。為了餬口，母親出來在鐵路上找了一份工資比臨時工還低的工作。雖說有美好的願望，可是家境越來越困難，要把孩子培養成土木工程師實際是不可能的，哥哥國小畢業考上公立的師院附中，沒錢繳學費，只得賣了爺爺留下的長袍，此時不由得想起母親教他們唱的《漁光曲》：“爺爺留下的破魚網，小心再靠它過一冬。”
葉大年從讀國小四年級的時候起，就知道通貨膨脹的滋味，因為父母親發工資後，立刻去米鋪把一個月的米都買了，餘下的錢去黑市（貴陽的南門口）換成銀圓，手上不能留紙幣。他關於銀圓的“豐富知識”都來自這時候，銀圓重量七錢二分（十六兩制），又分“大頭”（有袁世凱頭像）、“小頭”（有孫中山半身像）、“船板”（有帆船圖案）、“龍板”（光緒年間的，有龍的圖案）、“川板”（民國初年四川軍政府的）和“墨西哥鷹洋”（有老鷹圖案）。“大頭”又分“民三”、“民九”、“民十”，其中以民三最值錢，他父親曾風趣地說：“民三大頭中袁世凱的耳朵里有耳屎”。後來他學了化學和礦物學，才知道“民三”含銀量高，容易氧化成黑色的氧化銀。至今不解的是，民國四年袁世凱就死了，怎么會出來“民九”和“民十”呢？到了1949年，父母親的工資就停發了，他家就只得上街去擺地攤，賣舊衣物。葉大年人雖小，但頗有力氣，因此每天用麻袋往返背衣物都是他的事，有時還要看攤。國民黨行將滅亡的形勢越來越明顯，父親的同事同鄉常常聚集在家裡討論形勢，許多廣東同鄉決定回廣東另謀生路，或出走港澳，父母親鑒於有7個子女，就是走到天涯海角也是沒法謀生的，於是說：“共產就共產吧，反正我沒有什麼財產可共，不怕共產”。就這樣留了下來。離去的同鄉留下一些舊衣物和舊皮箱，都讓他們“練攤”了。他們家周圍是農民的菜地，到解放前夕，他家連買菜的錢也沒了，只得到菜地揀白菜幫子，農民都是相識的鄰里，見他家人多困難，故意多留一些好菜葉給他。葉大年始終沒有忘記這幾戶農民，幾十年後，他當了中國政協常委、中國科學院院士後，出差到貴陽，還特意去看望他們。
解放軍節節勝利，蔣介石宣布下台，同學們拿著一張銀圓券大家爭著傳閱，原來鈔票上四個角的花紋中藏著“中正下台”4個正楷字，顯然是鈔票設計師的手筆。他們公開、半公開地議論共產黨和解放區等新鮮名詞了。父輩們組織護處糾察隊，他們這些孩子湊熱鬧，也不時地玩弄著“武器”——十字鎬把。1949年11月14日，情況十分緊張，據說解放軍已經過了馬場坪（湘黔公路與黔桂公路的交會點）。晚飯後，他擠在大人堆里，湊到電話總機旁，大家靜聽著接線生與都築段沿線各工地的呼話，“貴定，貴定……，”沒人接，貴定解放了，“龍里，龍里……，”又沒人接，龍里解放了，直到最後一站貴陽市郊油炸街的第四總段，聽到了對方的回話：“剛剛見到解放軍，天亮舉行入城式。”這時正好是1949年11月15日零點。天亮了，一隊隊中國人民解放軍第二野戰軍第五兵團的戰士和拉著大炮的騾子在他們身前走過，聽到的第一支歌是《解放區的天是明朗的天》：“解放區的天是明朗的天，解放區的人民好喜歡呀。民主政府愛人民呀。共產黨的恩情說不完呀。呀荷嘿，嘿嘿，依荷呀嘿。解放區的太陽永遠不會落啊。解放區的歌聲永遠唱不完。”父親參加了支援前線搶修委員會，當工程組的秘書，50年過去了，葉大年永遠忘不了1949年11月15日，這一天成為貴陽解放後的第一個晴朗的天。
貴陽解放這年，葉大年讀國小五年級，國小畢業後，考入貴陽第二中學，它的前身是王若飛的母校、黃齊生老先生創辦的“達德中學”。這時他的父母親已經調離貴陽，他成了住校生，從此自己料理生活，自己洗衣服被褥、縫縫補補，並且自己管理自己的學習和“財務”。國中三年里，葉大年的成績一直是優秀，尤其是數學。數學老師王起華，他的一條腿在“黔南事變”中日機轟炸貴陽時被炸斷，平時杵著雙拐，講課時卻以“金雞獨立”的姿勢講課，神情自若，穩如泰山，在他的身上體現出中華民族不屈不撓的精神。有一次他在講台上後退時，不小心摔了下來，有些同學失聲笑了，王老師沒有責備同學們，而是講述了日機轟炸貴陽時的慘象，教室里安靜得出奇，很像法國作家都德的名篇《最後一課》的情景。
1954年，貴州省新建了一所完全中學——貴陽第六中學，據說是按前蘇聯高爾基城的一所中學的模式設計的，屋頂都是琉璃瓦，理化生物都有專門的實驗室，兩個學生一個實驗台，有標準的運動場和數個籃排球場，相當一部分學生可以住校。葉大年如願以償地考上了貴陽六中，並成為它的第一屆高中畢業生。他在高中的學習階段是非常刻苦的，因是住校生，不論星期日還是寒暑假都用來學習，所有的功課不管高考考與不考，都一律對待，努力學習，他的信條是“書到用時方恨少”。地理老師史重威，知識淵博，他講的經濟地理非常有趣，講述到：前蘇聯的馬格尼托哥爾斯克是鋼城，卡拉乾達是煤都，在兩個城市間建立鐘擺式的運輸關係，中國的攀枝花和水城，將來就是馬格尼托哥爾斯克和卡拉乾達那樣。十多年後，三線建設中攀枝花和六盤水的關係正是史老師所說的鐘擺式，真令人佩服。葉大年最近潛心研究經濟地理的對稱問題，經濟地理的基礎知識得益於史重威老師。數學老師陳壽軒，是貴州最有名的數學老師之一，他唯讀過私塾，全靠自修，據說他一度教過大學。陳老師教他們證明“九點共圓”、“歐拉多面體公式”，使葉大年對數學產生了濃厚的興趣。語文老師楊石，解放前北京大學國文系畢業，他父親是前清舉人，特別喜歡他用標準的國語抑揚頓挫地朗誦陶淵明的《歸去來兮辭》。葉大年對背誦古文很感興趣，課本中的古文背得滾瓜爛熟，終身受益不淺。
1956年，國家制定了科學規劃，要在12年內趕上世界先進水平，郭沫若為此題詞：“軍號響了，年輕的朋友們前進，前進，向科學大進軍，要搶救中國科學文化的落後，要在十二年內達到世界先進水平，這是光榮而艱巨的使命。”郭沫若的題詞被譜成了歌曲，葉大年至今還會唱，當時他們深受郭沫若題詞的鼓舞，稱努力學習為“進軍”，他要當一個鐵道工程師的志願就更加堅定。高中的生活是在充滿幻想的歡樂中度過的，全然不知等待著他的卻是一場滅頂之災。
1957年春，正當葉大年滿懷信心準備高考的時候，貴州省教育廳突然宣布，貴州的考生只能報考貴州的高等學校（即貴陽醫學院、貴州農學院和貴陽師範學院），這對他無疑是當頭一棒。他們很有意見，集體寫信給毛主席，並派代表去省高等學校招生辦公室提要求，結果得到滿意的答覆。這年高考，他的成績考得相當好，傳言名列全省第二，可是等通知書，左等右等都不來，最後來了一張“未予錄取”的通知書。此時他人已在北京，只能托同學和老師幫助打聽原由，從內部得知，“政治不合格，因而除名”。事情是這樣的，時值“反右”，教育廳認為學生集體給毛主席寫信和“請願”乃“裴多菲俱樂部”性質，要把首要分子除名，學校校長和班主任認為他是“首要分子”，匯報到省高等學校招生辦公室。其實他並沒有去“請願”。在那個年頭，“說你是，不是也是，說你不是，是也不是”。被扣上“政治不合格”的帽子後果是可想而知的，葉大年曾打消了上大學的念頭，去報考火車司機，沒報上名，去聯繫下鄉務農，因為在北京他只能算“社會青年”，沒人組織。想來想去，無從是好。父親說：“即使永遠上不了大學，自學吧，只要你自己不自暴自棄，我寧可養你一輩子，華羅庚靠一張紙一支筆，自修成才，你可以走華羅庚的道路。”韓愈說過：“彼人也，餘人也，彼能是，而我乃不能是？”於是他把名落孫山的恥辱和“政治不合格”的冤屈深深地埋在心裡，拿起紙筆自修高等數學和俄語，同時再作一次考大學的嘗試，如果再次以“政治不合格”而落榜的話，就永世不考大學了。1958年春，武漢的《數學通訊》上發表了葉大年的一篇“論文”，名為《二元二次聯立不等式的圖解法》，儘管它是一篇很不起眼的文章，但對於高中畢業、落地秀才的他來說，是件無比高興的事，它證明他有自學的能力，在數學上有成功的希望，孫子曰：“置之死地，而後生。”真乎哉。
1958年高考的通知書發下來了，葉大年並沒有考上第一志願——北京大學數學系，而被錄取在北京地質學院普查系，內心裡一百個不願意，但深知有刺配“金印”的人得這個結果就相當不錯了。他尋思著，與其三心二意白浪費時光，不如好好學地質，相信學好地質也能出人才，這樣，情緒很快就穩定下來，父親對此很高興，給他講述了陳國達的故事。陳國達在中山大學地質系讀書時，寫了一篇關於廣東紅層的論文，並得到中國地質學會的300大頭的獎金。二十多年後，葉大年見到陳國達院士，還暢談起三百大頭的故事。
他一貫學習刻苦，興趣廣泛，勤于思考，又善於學習觀察，愛提問題，有股刨根問底的鑽勁。
一年級上解析幾何課時，葉大年在作業上寫到，平面方程的截距式，與結晶學中的晶面符號有密切關係，作業被彭志忠看到，很賞識他的悟性，告訴他，礦物學和結晶學中用到數學的地方多著呢，從此他就迷上了礦物學，常常出入彭志忠老師的實驗室和家裡。彭志忠先生是他的良師益友，如果沒有遇到彭志忠先生，今天就不會有礦物學家的葉大年。
物理化學是一門令學生頭痛的課程，葉大年領悟到它必定是岩石學和礦床學最基礎的理論，當時國內地質院校還沒有結合岩石學和礦床學的物理化學教程。他從俄文教科書中得知柯爾任斯基有過這方面的著作，柯氏提出火成岩和變質岩中主要礦物數目不超過四個的觀點，他找不到原著，自己就用吉布斯相律和類質同象的規律給出了證明，並寫了一篇讀書報告交給池際尚教授，這時他剛上大學三年級，這件事給池先生深刻的印象，兩年後，她推薦他去考中國科學院的研究生。
1961年，葉大年參加了郝詒純先生領導的華北中生代地層隊，在孫善平老師的指導下負責中侏羅紀火山岩地層的岩石學工作。他在灤平發現了焊接凝灰岩（ignimbrite），並論證它與紐西蘭的焊接凝灰岩有相同的野外特徵和鏡下特徵。寫了一篇論文給《科學通報》，論證他發現的一種新的火山沉積相，不幸被退稿了。後來外國人論證了這種新的沉積相，他只能惋惜。他那時還是個大學生，沒有刊物錄用他的論文，覺得自己沒有陳國達先生那樣走運。
葉大年在學生期間初步顯示了有從事科學研究的能力，是得益於他能流暢地閱讀俄文的專業文獻。他上大學一年級時，有人認為地質學院不必念外語，高元貴院長高瞻遠矚，批駁了這種錯誤的觀點，規定外語非但不能取消，而且要天天讀。那時地質學院旁邊的五道口商場有個外文書店，俄文的專業書籍應有盡有，非常便宜（每個盧布只折合人民幣0.13元），為了增加辭彙量，專業課學習他全用俄文的教程。教礦物學的張本仁老師上課時說過：“西方的科學家數據多且精，但總結歸納較弱，前蘇聯的科學家數據少且精度差，但學術思想相當活躍，應該取兩者的長處。”張本仁老師的教導他一直牢記心中，並成為他學習俄文的動力。
葉大年職業成就 【1】開拓礦物學的新領域
職業成就
1961年廣州會議召開，黨對知識分子的政策和估價有了很大的鬆動，對葉大年來說無疑是一個福音。他決心要考研究生，1962年大學畢業，他被批准報考研究生，結果考上中國科學院地質研究所何作霖教授的研究生。何作霖先生是中國科學院的學部委員，他非常重視學生的基本功訓練。一天他給葉大年一個很好的晶體，要他鑑定，並沒限定方法。葉大年沒有用常規的方法，而用兩個世紀前的方法，接觸測角儀的辦法，鑑定出來是符山石。先生問他何以用此法，他回答，這樣可以避免破壞晶體，先生對他的回答非常滿意。研究室里有人捉弄他，找了一塊非常透明的晶體，“請教”他是什麼礦物，他心裡明白，請教是假，想考倒他是真。他想：“我是科班岩礦專業的畢業生，不能‘栽’在這個礦物上。”沒用多久，他用“水浸法”，鑑定為天然鹼。水浸法是曲一華老師從前蘇聯鹽湖專家那裡學來的，她把這個絕招教給他們。葉大年所在的岩石室是研究火成岩和變質岩的，不會接觸天然鹼，他突然想起衛生間的鹼盒，啊。原來是預謀好來捉弄他的。有一次，們在花崗岩的人工重砂里“發現”許多透明晶形又十分完好的晶體，大家都不知它是何物，找他去看一看，他馬上肯定它不是礦物，而是古巴糖，大家以為他開玩笑，放在嘴裡果然有甜味，經追問真相大白，有人把糖包放在標本箱上，糖包有點漏。露了幾手後，人們不再“敢”在鑑定礦物上小看他了。
何先生本意要葉大年研究花崗岩接觸帶，不合他意，他想研究礦物光學性質與晶體結構間的關係，何先生很開明，同意了他的想法，何先生寫了一封信給彭志忠老師，委託彭志忠先生指導葉大年學習晶體結構的測定方法。從此他就在兩位名師的指導下學習。早在大學二年級時，他就注意礦物光學性質與結構之間的關係，如今有機會研究它，真是格外高興。1964年他在《科學通報》上發表第一篇論文——《氧離子最緊密堆積構造與礦物折射率之間的定量關係》，此後他在這個領域堅持研究二十餘年，終於在1988年出版了專著——《結構光性礦物學》，實現了他的夙願。世界著名礦物學家Bloss教授在為葉大年的專著寫的序言中稱：“這是世界上第一本這方面的專著”。一個理論之所以成立，不僅僅在於它能說明以往的實際，而且在於它有預見性。在結構光性礦物學研究中，最令他得意的是兩件事：第一件，他用自己的公式，預測新礦物矽鋰鈹石結構中鋰的配位數是四，而不是六，後來被張漢卿的結構分析所證明；第二件，他預測碳鈰鈉石結構中碳酸根平面間夾角是52°，馬哲生和施倪承結構測定結果與他預測的幾乎一模一樣。
【2】高溫窯爐燒出來的理論
“文化大革命”中，葉大年他們感到應該理論聯繫實際，於是就選擇了鑄石學，鑄石學即岩漿鑄造學。學地質的人們，岩漿這詞不離口，但真正的熾熱的岩漿並沒有看見過，基於這一點他主動去系統研究鑄石學的理論和技術問題，使中國在這一領域趕上世界先進水平。他在工廠里幹了5年，而且是真心實意地按照毛主席的教導，“先當民眾的學生，後當民眾的先生”，他至今不後悔，在那裡他學到很多東西，並且也取得很滿意的成績。除了掌握了鑄石生產的工藝技術外，他建立了鑄石配料的計算方法，余矽指數法，它是以透輝石—鈣長石—鈉長石三元體系的理論為基礎提出來的，研究了鑄石中結球的原因等等，當時鑄石生產中提出的理論問題，葉大年幾乎都研究過，而且大部分都給解決了。他儘可能地在實驗室作模擬，還得到一些與地質學有關的理論成果，證明玄武岩岩漿在過冷卻條件下結晶，有利於輝石析出，而對斜長石的結晶產生抑制作用，並指出這是一種假高壓效應。由於鑄石生產的需要，他還解決了用X－射線粉末法鑑定單斜輝石成分的問題，這是礦物學家多年沒有解決的問題。
【3】為了忘卻的紀念
1975年，葉大年奉命參加中國科學院的“富鐵礦會戰”，擔任許昌隊變質岩分隊分隊長，雖然他已多年沒有從事野外工作了，但是他仍相信“別人能幹的事，我一定能學會幹”。在鐵礦會戰期間，他在信陽地區發現了3T型多矽白雲母和C類榴輝岩，從而論證秦嶺—大別山是揚子板塊和華北板塊的縫合線。文章發表後，在國內反響很大，以致有些青年學者以為他是一個大地構造學家，他說：“其實這是個誤會，我並不懂大地構造，這篇文章是鐵礦工作中‘順手牽羊’而已。現在大別山超高壓地質作用是研究的熱點，提提我當年的發現作為忘卻的紀念吧。”
【4】乾前人沒有乾過的事
地質學有很大的區域性，所謂研究，有相當多的工作，實際上只是用外國人的理論去說明中國的地質問題而已，免不了人云亦云。葉大年說：“老實說，這樣的科研我沒有興趣，我要研究別人沒研究過的事情，或者是用別人不同的方法來研究問題，而且以此為快。”他的研究工作主要集中在礦物學、岩石學和晶體化學中帶普遍性的、基礎性的、沒有區域性的問題，特別是研究其中的定量規律。例如，他用結晶學的布拉維空間格子的模型，解決了等粒和不等粒隨機堆積問題，論證有多個隨機堆積常數存在；提出分子、離子團拓撲體積的新概念，證明常溫常壓下分子體積符合加和性原則；提出地球各圈層氧離子平均占有體積皆有守恆性等等。他的研究工作很少有人問津，不免有和者甚寡之感，他在一次中國性學術大會上，以“不謂歌者苦，但惜知音稀”作為結束語。
【5】用圓規直尺丈量地圖
葉大年從小就喜歡看地圖，國小老師告訴他們，湖南和江西很相似，洞庭湖和鄱陽湖，湘、資、沅、澧與修、贛、信、鄱一一對應。大學時的地史老師王鴻教學生背地圖，他在黑板上畫一個很大的“W”字，說上面中間的拐點是武漢，下面兩個拐點分別是岳陽和九江，岳陽和九江下邊再畫兩個圓圈，分別是洞庭湖和鄱陽湖……，這說明，地圖中有規律性的東西。魏格納以美洲東海岸與非洲西海岸的海岸線相似的事實出發，提出了著名的“大陸漂移”學說。幾十年來，葉大年都在想：普通的地圖上還能有驚人發現嗎？他是礦物學家，研究對稱是本行，1996年，他突然萌發出“地理對稱”的構想，即用拓展了的對稱概念（包括反對稱、色對稱、斜對稱和曲線對稱）去審度地圖，從中看出別人看不出來的未知規律。例如，從武漢—幕阜山—羅霄山畫一直線，湖南和江西就以此直線為對稱軸對稱起來啦。他花了整整三年，研究了不同比例尺的中國和世界地圖，正在撰寫一本專著“經濟地理中的對稱現象”。根據地理對稱的原理，他指出湖南懷化有發展經濟的區位優勢，寫了一長篇長文章——《懷化--發展中西部的一著重棋》，文章在《懷化日報》和《湖南日報》全文發表後反響極大，他認為勝過他以往發表的一百三十多篇論文，深深感到自己的科研成果能為國民經濟服務的喜悅。
