PERGAMON MATERIALS SERIES SERIES EDITOR R.W CAHN THE COMING OF MATERIALS SCIENCE R.W.CAHN Pergamon
谨以此书纪念 伯明翰大学的Daniel Hanson教授(18921953) 他在推动治金学教学的现代化中起到了重要作用 因而为材料科学的诞生奠定了基础
5a0ww28工年衣 4 我花费了许多年的时间作准备来写这本书，目的有两层意思。在我的职业生涯 中，“材料科学与工程”学科从最初的诞生，我就与它的发展休戚相关。因此，我 想要记录下来它的发展历史阶段，以及一些很久以前就预料发生的事情。我的第二 个目的与第一个目的密不可分，就是为初步接触本学科的读者以及那些长期从事材 料研究的人们勾画出相关研究的现状。我的主题是科学，而不是已在很多书中详细 描述的那些出现在科学之前的技艺。这本书主要写给正在从事相关研究的科学工作 者和工程师，还有那些有兴趣进入这一领域的学生们。如果还有专业从事科学史研 究的学者们对本书感兴趣，我将会由衷地感到高兴。 本书的第1章从学术和产业的角度叙述了材料科学概念的形成。第2章和第3 章回顾了材料科学出现之前的历史，包括原子、晶体和热力学这些概念的出现和应 用，以及许多相关学科的演化过程，从而看到相互之间的影响和帮助。因此，我从 不同方面和不同深度上作了努力。本书绝对不是一本材料科学的教科书，而是从一 段距离上来透视材料科学。一个具体学科的发展历程长短并不能作为本书说明其重 要性的依据，对于某一主题的冗长叙述也不代表判断其价值所在。我只是想在有限 的篇幅内平衡好各个主题，并从那些一起构建材料科学与工程的众多人物中选择一 些进行重点介绍 本书涉及的大量文献可清晰地分为两类，许多是最早期的重点文章和书籍；而 另外一些主要是书籍，其描绘了某一主题的目前状况。在本书的前面部分，多数文 献都来自于过去的特定时期。而在后面，由于涉及的是更为现代的部分，所以更偏 于选择近期的文献。 至于谁来领衔去写这样的历史，在专业的科学史学家中确实存在一些争论。那 些训练有素的史学家们肯定会对从事实际工作的科学家们所给出的描述感到不愉 快，这无异于从他们嘴里争食。而我们这些“老朽”的科学家们，被有些史学家们 贬称为“民权主义者”，只是一些与世无争、终生追求认识和改变自然的圣人 (A.R.Ha则称民权主义者把历史写成一个登向光彩而圣洁顶峰的传奇故事)。在 这一评论中还讲了一些公道话，虽然没有前者那样多。另一场争论，也就是最近爆 发的所谓“科学战争”，是发生在外表主义者和那些像我本人一样主要注重内在本 质的人之间；外表主义者认为科学主要依赖于社会压力而形成（不被科学实践者自 身所认可)，而注重本质的人则将科学研究视为来自于那些直接从发展知识及技术 迫切性面产生的问题。外表现象论与内在本质论之间的争论绝对不会最终得到解 决，但读者应至少知道它的存在。无论怎样，我已尽力去了解我自身从事学科的历 更， 并从我所发现的材料科学的演变中给出科学实践方面的一般性结论 贯穿整本书中的另一个主题是：什么是一门学科？学科的产生及其之间的差
异？一门学科能否成为交叉学科？材料科学是一门真正的学科吗？这些问题不是好 像词典编辑中的一份习题，回过头来看，正是这些问题最终给了我去写这本书的 动力。 书中展现了大量的题材，如有不妥之处，由我负责。任何读者如果发现错误之 处，并能通过电子邮件(rwcl2@cam.ac,cn)告知我，将对我是一次帮助。然后， 知有再版机会，我会以纠正。 本书第一次印刷后，正在谁备进行重印。借此机会我改正了许多在第一次印制 漏掉的打印错误及其它小错误。此外，有少数重大事件，如对某些发现的不正确说 明等，均已作了改正。 非常感谢发现本书中打印错误、遗漏之处以及重要脚误的那些读者，使我能在 本次印刷中得以纠正。特别要感谢I本的Masahiro Koiwa、法国的Jean Paul Poirier和Jean Philiber以及美国的Jack Westbrook和Arne Hessenbruch. Robert W.Cahn 剑桥，2002年10月 :醇：
致谢 我首先要感谢治金学家、爵土Alan Cottrel教授，他是我长达半个多世纪的 朋友和恩师。儿乎从我刚刚步人科学研究时起，他就细心地指导我。他还阅读了本 书的初稿，并给出了他的评价，使我获益匪浅。 其次我要感谢冶金学家和史学家Cyril Stanley Smith教授，他教授了我如钊对 一个技术学科历史进行恰当描述，并送给我多本他所著的重要书籍，在本书中我曾 多次引用。. 爵士Brian Pippard教授在1993年给了我一次机会，在·一部材料物理发展史的 书中撰写一个章节。该书名为《二十世纪物理学(Twentieth Century Physics)》, 由他主编并于1995年出版。那。个章节可以说是本书的一个有价值的开端。我也 看到了他自身的贡献对于那部书来说是多么重要。 I992年由Lillian Hoddeson等人编辑版的《晶体困惑之外(Out of the Crystal Maze)》,也是为材料物理提供有价值信息的一部书籍，对材料科学亦有 影响。 资深的固体物理学家Frederick Seitz博士为我提供了很多有价值的信息，特别 是关于半导体材料的发展历史。他与Alan Cottrell爵士一样，是一个不可多得的 典范，即退休后的科学家还可以做很多事情。 开放大学(Open University?)的科学史学家、名誉教授Colin Russel在化学史 方面给我提供了有价值的建议，并让我看到如何以哲学的态度对待现实的科学家与 科学史学家之间的争鸣。我「分感激他。 剑桥大学科学期刊图书馆是一个不可多得的新旧信息库，它的藏书和其工作人 员，以及Whipple历史和科学哲学图书馆、材料科学与冶金系的图书馆的收藏， 都给本书提供了无可比拟的信息来源。 剑桥大学我所在系的Derek Hull教授，Colin Humphreys教授和Alan Windle 教授一直提供理想的条件，使我能够全身心地投入本书的写作。我感谢他们。 还有许多提供过帮助的朋友与同仁，在这里难以一列举，他们通常是自愿地 为我提供了打印件和影印件。下列这些人曾为我提供了专门的信息、评论或说明， 或面谈：Kelly Anderson,V.S.Arunachalam、贝尔实验室的档案室、Yann le Bouar[提供了本书封面用的图l2.3(f)]、Stephen Braun、Paul D.Bristowe、Jo seph E.Burke、.Hendrik B.G.Casimir(已故)、Leo Clarebrough、Clive Cohen、 Peter Day、Anne Smith Denman、Cyril Domb、Peter Duncumb、Peter Edwards、 Morris Fine,Joan Fitch,Jacques Friedel,Robert L.Fullman,Stefano Gialanel- la、Jon Gjonnes,Herbert Gleiter、Gerhard Goldbeck-wood、Charles D.Graham、 Martin L.Green、.A.Lindsay Greer、Karl A.Gschneidner Jr、Peter Haasen(已