百年清华

2019年3月9日，中国工程院院士，清华大学教授柳百成做客由中科院北京分院主办、文献情报中心承办的“科学人讲坛”，带来了“创新、强基、智能，建设制造强国”的专题讲座。同时，结合自己的人生工作经历，分享了他的科学人生价值观。

柳百成: 铸造及材料工程专家。清华大学机械工程学院及材料科学与工程学院教授、博士生导师。兼任制造强国建设战略咨询委员会委员。1999年当选为中国工程院院士。

在国内较早提出用计算机技术改造传统铸造行业，致力于将传统的铸造工艺从工匠技艺提升到科学制造的事业中去，致力于振兴我国制造业及推广先进制造技术等战略研究,在开拓铸造过程宏观及微观模拟仿真新领域做出重要贡献。

结缘清华，水木情深

从1951年考入清华大学成为机械工程系的学生算起，柳百成已经在清华大学工作生活了68年。如今这位满头花发却神采奕奕的科学老人，回首往事时，仍旧难以忘却在清华点点滴滴的时光。

1951年10月，经过30多个小时的长途跋涉，18岁的少年柳百成从上海走进清华园，成为了清华大学机械制造系的一名新生。当时，国内机械铸造专业人才缺乏，清华院系大调整新设一个铸造专业，当学校老师告诉他国家急需机械铸造专业人才，柳百成和全班同学服从祖国的挑选，志愿到最苦、最累的铸造专业学习。“立足国需，为国奉献是我当仁不让的选择。自此，我就暗下决心要努力来美化和改造铸造专业，建设祖国强大的制造业。”

沐浴在清华这座历史名校浓厚的学术氛围和人文气息下，柳百成如鱼得水，畅游于知识的海洋。这里有太多可以引以为豪的学术大师、兴业之士和治国之才；这里汇聚着众多曾经为国家作出过重要贡献的人文大师、科技功勋及为新中国建设作出不可磨灭贡献的杰出人物。老一辈科学家渊博的知识，尤其是爱国奉献的精神对他的影响颇为深远。

谈起清华严谨的学风和良好的环境，留在柳院士印象中最深的就是：每天吃完晚饭，同学们就去图书馆门口排队，抢座位，灯火通明的图书馆鸦雀无声，大家如饥似渴地学习文化科学知识；课堂上、实验室里、校园的走廊、草地上，到处都可以看到清华学子专心学习、交流的身影。除些之外，清华另具特色的还有生动活泼的思想政治教育、丰富多彩的文体活动。大学时候柳百成是班级学生运动会及球类比赛的主力队员，还经常活跃在荷塘月色的溜冰场……

身心愉悦的柳百成每次写信，都把对清华“名师熏陶，学风严谨，同学奋发”的深切感受和热爱传递给家人。正是受哥哥影响，弟弟柳百新高中毕业时毫不犹豫地报考了清华大学，跟哥哥同一专业：机械制造。现在这一母同胞的兄弟，一个是铸造工艺与设备专家、中国工程院院士；一个是材料科学家、中国科学院院士。

毕业时，柳百成以优异的成绩留校任教至今。可以说，清华园里大家名师的教诲、浓厚的学术氛围奠定了柳百成扎实的学术基础，也为日后的赴美留学和建功立业做好了准备。

留学海外，报效祖国

对现代人来说，出国留学早已算不上稀奇。数据显示，2018年我国出国留学人数突破了60万人大关。然而， 1978年中国第一批留学人员却只有52人，名列其中的就有柳百成。

1978那一年，进入不惑之年的柳百成凭借扎实功底、出色的外语水平和过人的业务能力，连闯三关，从一批优秀教师中脱颖而出，取得了清华大学机械工程系分到的一个宝贵名额，并作为改革开放后中国首批赴美留学者的总领队，启程赴美。

“无论是小学、中学在教会学校打下的良好英文功底，还是在文革期间，自己既使被分配到校办工厂铸造车间从事繁重艰苦的体力劳动，始终没有放弃刻苦学习和保持研究的努力，这就是我能够在国家选择赴美留学生的层层筛选中脱颖而出、成为领队的关键。养兵千日，用兵一时，除了机遇的降临，更要靠自身长久以来所做出的积累。”柳院士感慨地说。他始终相信，知识就是力量。

留学两年间，柳百成经历了人生的一个个难忘的精彩片段。

他们到达纽约机场，当众宣读简短声明的场景。“我们是为了学习先进的科学技术而来，也是为了促进中美两国人民的友谊而来。”柳百成自豪地说：“这两句还是我执笔起草的。”

1979年1月1日，中美两国建交。在中国驻美大使馆开馆的仪式上，他亲眼见证了第一面五星红旗在美国大地正式冉冉升起。27天后，在白宫草坪上，他受邀参加了时任美国总统卡特夫妇欢迎邓小平夫妇仪式的活动场面。柳百成永远也不会忘记卓琳女士代表邓小平语重心长地嘱咐他们三句话：“努力学习、学成回国、报效祖国。”

1979年，清华大学第一批留美访问学者摄于美国。前排左起第三位是柳百成。

作为访问学者，深感求学报国责任重大的柳百成先是去了国际著名铸造研究重镇美国威斯康星大学学习当时最强的铸造工程学，之后转入麻省理工学院材料科学与工程学系学习。在电子显微探针实验室，柳百成见识、学习并掌握了当时最先进的仪器——全新的现代材料测试仪器，如电子显微探针、俄歇谱仪等，充分利用这批先进的仪器，开创性地对球墨铸铁形貌及形成机理进行深入的分析研究，取得了丰硕成果，大大提高了铸铁结晶凝固基础研究水平。

当看到美国房东家里八九岁的孩子居然可以熟练使用电脑进行运算和查找资料，从来没有见过电脑的柳百成，敏锐地感觉到计算机技术、信息技术的巨大潜力，将会带来社会变革和世界改变。因此，他下苦功系统学习了计算机高级语言和编程。

进修学习的同时，柳百成还利用一切可能的机会参加各种学术会议，参观通用、福特汽车公司等大型企业，利用寒暑假访问了密歇根大学、哥伦比亚大学等多所高等院校，广泛结交学术及工业界专家学者，为以后的国际交往及科技合作创造条件。

从1978年底到1981年， 留学的700多个日日夜夜，柳百成始终没有忘记自己的祖国，也时刻牢记着人民对他们的殷切期盼。在柳百成心中，祖国永远是他最丰满的少年理想、最宽广的施展舞台、最深切的责任和牵挂。

美国学生直率真诚，在一次提问中问柳百成：“对美国印象如何？”柳百成回答说：“美国有很先进的科学技术，在这里学习很有收获。”学生紧接着追问：“愿不愿意留在美国？”柳百成想都没想，就唱起一首在美国家喻户晓的英文歌曲——“Home, Sweet Home”《家、甜蜜的家》表明心志。家，甜蜜的家，没有比家更甜蜜、更可爱的地方……，在歌声余音飘荡的教室里，孩子们听懂了柳百成唱歌的寓意，他们把热烈的掌声送给尊敬热爱自己祖国的人。此情此景，历历在目，柳百成至今难忘。在这次的“科学人讲坛”上，听完柳院士讲起的这个故事，现场的听众和学生们同样是掌声雷动。

1981年，柳百成回到朝思暮想的清华园，成为首批留学成员中第一批回国任教的海归人员。他心中也做好规划，要将计算机信息及高新技术应用到传统的铸造产业中去，做大做强中国的制造业。

中国制造业的布局创新

从传统的角度看，制造业一直是世界各国经济增长、繁荣和创新的引擎，对国家的繁荣富强和人民的幸福安康至关重要。经济危机以后，许多国家都不约而同地强调应重新重视实体经济特别是制造业的发展，发展先进制造业，并根据自身的国情和制造业发展状况出台了各具特色的振兴制造业发展战略。如美国的“先进制造业伙伴计划（AMP）、德国政府提出《工业4.0战略》、韩国推出了《制造业创新3.0战略》、《英国工业2050战略》。

柳百成分析研究世界各国制造业的发展战略，中肯地提出中国制造业面临的发展现状。“中国已然是世界第一制造大国，在航天工程、超级计算机、量子通信、大飞机工程、高速铁路、国产航母等高技术和高端制造领域取得了举世瞩目的成就，但我国制造业大而不强，产业整体仍处于全球制造业链条的中低端。主要表现特征就是还面临着自主创新能力弱，许多关键核心技术、共性技术缺失，高端装备仍需依靠国外提供支持，容易卡脖子受制于人。”

基于国内制造业从大到强的转变的需要和应对新工业革命挑战的需要两大方面的考虑，中国应运而生发布实施制造强国战略第一个十年行动纲领——中国制造2025。

“中国制造2025”是一个纲领域性文件，它围绕实现制造强国一个（1）战略目标；通过分三（3）步走的计划，坚持五（5）条指导方针；明确了九（9）项战略任务；实行五（5）大工程；寻求实现在十（10）大重点领域的技术、产业突破；这就是中国制造2025的主要内容。柳百成院士在报告中解读了中国制造2025纲领文件，把它简单概括为“1359510”。

柳百成告诉我们，世界各国都将智能制造作为先进制造业发展的趋势和主要研究方向。美国通过成立一批创新研究院组成网络，解决制造创新过程中，从高校的基础研究、概念研究阶段到企业生产的效率与考核阶段中间实验室实验和制造能力的验证缺位的突出问题，为研究成果和产业化中间架设畅通的桥梁。中国和美国制造业一样，同样面对着“中间缺失”的困扰问题。中国制造的腰杆能不能硬起来，制造强国目标能否如期实现，很大程度取决于科技创新实力。

“中国制造2025”提出了制造强国发展路线图，明确以促进制造业创新发展为主题，把增强制造业创新能力作为核心任务，提出了建设制造业创新中心等一批重大创新工程，并把发展智能制造作为实施五大工程的主攻方向和突破口。

中国应主攻智能制造

在中国工程院直接领导下，柳百成积极参与多项重大制造业战略研究、参与策划制造创新研究中心的建设，提出并参与了“中国制造2025”的制订。谈及“智能制造是中国制造业的未来”，柳百成仿佛打开了话匣子。

“中国要跻身制造强国，应主攻智能制造工程。这就要求国家要建设一批国家制造创新中心，作为引导性创新平台，要以机器人、传感器、数字化设计与制造为智能制造的关键共性技术基础。此外，基础元器件、基础材料、先进基础工艺是发展智能制造的基础，要加强工业强基工程研发，为智能制造提供技术支撑。创新体系、智能制造、工业强基、绿色制造、高端装备等五大工程是相互联系、协同发展的，在主攻智能制造的同时，我们也不应忽视其余四项工程的建设。”

在柳百成看来，也许是因为国内舆论宣传有点过头，“中国制造2025”曾一度让人误解是中国什么事情都要自己来做，引发国际上的敌对和贸易摩擦。柳百成觉得，“自主创新绝不是关起门来搞创新，任何一个国家不可能什么都自己做，重要的是融入全球创新网络，在全球分工体系中掌控关键环节和核心技术，增强产品实力和品牌影响力。中国要发展成为智能制造强国，不要吹，要多做少说靠实干，核心的技术和领先的地位不是依靠舆论吹出来的。我希望中国宣传要低调，更要实事求是。”

他还补充说，“中国在数字化设计与制造建模与仿真领域已经具有较好技术基础，在加强发展智能制造的关键技术，包括传感、建模仿真、控制、平台等关键共性技术及相关相应支持软件也都取得了一定的成绩。只要有正确的领导，正确的方向，按三步走计划去实施，我们有信心能赶走上美国当时的水平。但我们更要认识到，全面实施智能制造，建设中国智能制造强国，仍然任重而道远，需要我们长期的努力，更需要在座的年轻人担起重任。”

行胜于言，为人师表

作为一名教师，如何在高校的学科建设、团队、人才培养中发挥作用？柳百成的回答是：“身教重于言教，发挥自身的表率作用。”

归国后，柳百成在清华开辟了计算机技术和传统铸造行业相结合的新领域，带领团队创新运用计算机的模拟仿真技术改变传统铸造行业，战胜一个个难关，开发了国内第一个有自主知识产权的三维铸造模拟软件“铸造之星”，长江三峡工程所用的水轮机转轮便有他所带领的团队的功劳，他和团队在航空发动机高温合金定向凝固铸件的研发及汽车发动机铝和镁合金铸件的研发上扮演着重要角色。“模拟仿真是需要经过验证的。我的团队有8个博士生，他们不是穿白大褂在做科研实验，就是下到工厂做仿真。科研人员要实干，要耐得住寂寞，不能急躁。”

在进行十分繁重紧张的科研工作的同时，柳百成还将美国“名师上讲堂”的教学理念带回清华，重新拿起教鞭，一直坚持为研究生、本科生讲课，倾注于为国家培养高层次科技创新人才。他带头用英语讲授两门新课，开阔学生的学科前沿思路，提高学生英语水平。他的每一堂课、每一次报告，甚至是会议上的发言，都经过认真思考和准备，力求做到言之有物，让大家有所收获。

至今柳百成先后为国家培养了五十多名博士和大批本科生。他们中的大多数奋斗在高等院校、研究单位和企业等各个领域的一线，其中不少现已成为行业领域年轻的学科带头人，正为国家的经济发展和社会进步贡献着自己的力量。

对下一代年轻人，柳百成总结有20字、五句话的忠告：“爱国奉献、敢于创新、顽强拼搏、健康体魄、全面发展。”他还积极鼓励同学们为祖国的繁荣富强而努力奋斗。

后记：

幸福的人生就是做自己最有兴趣的事情，这种兴趣能给人持久的追求和无限的激情。如今的柳百成——这位满头花发却神采奕奕的科学老人，仍旧保留着一颗热爱祖国、服务人民、不断创新、勇于拼搏、行胜于言的心；仍然以满腔的热情、无悔的执着，奋斗在科研和教学的第一线，出国调研参加国际学术会议，解读宣讲《中国制造2025》，为年轻学子们讲学术人生和科普知识；他始终站在制造技术学科的前沿和高端，推动更多的融合。