Part 1
第一節 序言
進行科學技術發展遠景規劃是為著實現國家的這樣一個基本任務:迅速壯大我國的科學技術力量,力求某些重要的和急需的部門在十二年內接近或趕上世界先進水平,使我國建設中許多複雜的科學和技術問題能夠逐步地依靠自己的力量加以解決,作到更好更快地進行社會主義建設。
我國社會主義建設的第一個五年計劃,即將完成,第二和第三個五年計劃又將更大規模地展開,在這個期間內,將全部地或部分地完成國民經濟各部門的技術改造,實現社會主義工業化的目標。完成這樣一個偉大的建設任務,一個強大的科學技術力量是絕對不可缺少的。
現代世界科學技術正處在日新月異的發展過程中,各門科學都有了嶄新的發展,並且彼此互相帶動、互相交叉,產生了許多邊緣科學和新的科學生長點,使自然科學佔領了許多新的領域,引起生產技術的不斷的更新。現在人們已經能夠利用鈾、釷等原子核內所蘊藏的能量來發電了,不久還將進一步學會利用水裡的重氫的核子聚變作為動力的來源。電子學技術的應用,原來只限於通信和廣播的範圍,現在已經成為進行各種觀測、傳達、計算和控制操縱的極為重要的環節。
生產過程的機械化和局部的自動化早已實現了,現在正在實現全面自動化,機器不僅能夠用來代替人們繁重的體力勞動,某些機器像電子計算機還可以用來部分地代替人腦的某些勞動。高溫、高壓、高速技術的發展和各種特殊性能的物質的人工合成方法,使人們可以從更多的方面利用自然資源,把社會生產的領域空前地擴大起來,以豐富人類的生活。這些科學新成就,正為人類社會準備一次新的生產技術大革命。
我國在這個大革命的前夕進行社會主義建設,只有充分利用現代一切科學技術成就,並通過自己的努力來充實和發展這些成就,才能保證社會生產力的不斷提高。
我國的自然科學和技術,比世界上科學技術最先進的國家,落後了幾十年。解放前,雖然在某些科學部門中建立了一定的基礎,但因受到舊的社會制度的限制,沒有得到充分發展的機會。解放以後的幾年當中,隨著整個社會條件的轉變,科學技術方面的落後狀態已經有了明顯的改變,許多部門如資源調查、機械製造、冶金、化工、農業、水利、交通運輸、建築工程、氣象、地震、醫藥衛生以及基礎科學的研究工作和培養幹部工作,都結合國有的需要,取得了不少的成績。但是,幾年來的進步並沒有也不可能從根本上改變我國科學技術的落後狀態。在近幾年的建設事業中,不只是一些特別重大的複雜的技術總是就連某些比較一般性的問題,也還不能完全依靠自己的力量來解決,還必須依靠兄弟國家的幫助。目前在我國,最新技術的應用還處在萌芽階段。
和這些新技術有直接聯繫的某些重要科學部門,如原子核物理、空氣動力學、電子學、半導體物理學等幾乎還是空白,或十分薄弱。某些原來較有基礎的部門,雖然這幾年得到一定程度的發展,但它們和客觀需要之間的矛盾不但不見得有所減輕,卻更顯得尖銳化了。為了更好地服務於社會主義建設,必須努力使我國科學技術工作逐步走上自立的道路。對於科學的空白部門必須迅速加以填補,原來較有基礎的部門必須迅速加以提高和加強,務須迅速擺脫我國在科學技術方面的落後現象,在十二年內接近或趕上世界先進水平。這是一個必須完成的歷史任務。
我國科學技術既然還很落後,在短時間內要趕上世界先進水平,必須善於利用一切有利條件,有組織有計劃地進行工作。我國的社會主義建設是按計劃進行的,服務於建設的科學技術研究工作必須配合整個建設計劃的需要。因此,發展我國科學技術事業必須實行全面規劃。只有這樣,才便於國家更有效地加強地科學技術戰線的領導,把全國各部門分散作戰的力量組織起來,把一切潛在的和仍被閒置的力量發動起來,組成一個全國性的相互協調的有組織的科學研究力量,來完成巨大的任務。
根據國家建設事業的需要和我國科學技術力量的現狀及其可能的發展速度,並參考世界各科學技術先進國家、特別是蘇聯發展科學技術的經驗和我國工業建設初期發展技術的經驗,我國發展科學必須執行“重點發展,迎頭趕上”的方針。實現這個方針需要注意到以下幾點:
1、應該根據國民經濟發展的需要和科學發展的方向,確定國家的重要科學技術任務,把各個科學部門的力量匯合在統一的目標下。
在所確定的各項重要任務中應挑出更重要的和更急需的任務作為重點,在這些重點上,集中必要的力量,大力開展研究,並帶動其他有關部門的發展。
2、在進行科學研究時,應該首先掌握世界現有的先進科學成就,儘量避免重複研究國外早已解決了的問題。在這一方面,由於有蘇聯和其他兄弟國家的幫助,我們是有便利的條件可以運用的。在學習、掌握和利用國外的成就時,應該特別注意結合我國資源情況和技術要求,總結我國的經驗,取長補短,發揮創造性和實事求是精神,防止簡單的一味抄襲和盲目的模仿。
3、必須及時地積極地積累自己的科學儲備。科學儲備的主要內容是科學理論的儲備,既包括基礎科學理論,也包括技術科學和其他應用科學理論。科學理論的泉源是生產實踐,但理論既經形成就對生產實踐的發展有重大指導作用。
根據最近幾十年來科學技術的發展趨勢來看,技術上帶有根本性質的進步和革新,必須以一定的科學理論作為基礎。因此,要想在今後逐步作到依靠自己的力量解決本國建設中不斷出現的科學技術問題,從根本上擺脫目前的依賴地位,就必須建立起我國自己的科學理論儲備,大力加強和充實理論研究的力量,克服忽視理論研究的近視的傾向。
根據上述方針,我們就重要科學技術任務、科學研究機構和人員、國際合作等方面進行了規劃。
首先從十三個方面提出了五十七項重要的科學技術任務。這十三個方面是:(一)自然條件及自然資源;(二)礦冶;(三)燃料和動力;(四)機械製造;(五)化學工業;(六)建築;(七)運輸和通訊;(八)新技術;(九)國防;(十)農、林、牧;(十一)醫藥衛生;(十二)儀器、計量和國家標準;(十三)若干基本理論問題和科學情報。第一個方面有一項或幾項任務。每一個任務又包括若干個中心問題。每一箇中心問題都參照國際先進水平,結合我國情況,提出瞭解決問題的科學途徑和最近兩年的研究題目。
這些任務都是針對我國今後十年左右經濟建設事業各個重要方面的需要提出來的。因此五十七項任務是國家的、重要的、綜合的、長期的任務,需要各個科學部門配合起來解決,需要有關的各個部門和科學家們把它們放在優先地位上用共同力量來完成。除這些任務外,尚有一些研究項目,沒有列入這個規劃中,這些項目可以由有關部門根據需要與可能進行研究。
57項任務總共包括616箇中心問題,工作量是十分浩大的,在目前人力不足的情況下,為了更好地完成這些任務,必須根據國家建設的迫切需要和科學技術發展的遠景,抓住最關鍵性的問題,著重加以解決。
這一類的問題綜合成為第三節中所列舉的12個重點。
這些重點在人力和物力上都必須優先予以保證。
在57項任務中,已經包括了和國家建設直接有關的各種科學理論問題,並且還專門把若干基本理論問題列為重要任務之一。此外,又從學科角度對數學、力學、物理學、化學、生物學、地質學、地理學、天文學等科學部門做了規劃,初步確定了這些部門的發展方向。
由於現代科學正向著許多新的領域發展,在12年這樣一個相當長的時間以內,隨時都會有新的發現。隨著這些發現和其他條件的變化,我們現在所擬定的某些解決中心問題的科學途徑、某些中心問題、某些任務、甚至某些重點項目都會有一些變化。因此,在今後執行這個規劃時,必須保持必要的靈活性,以適應我國建設情況和世界科學的發展變化,並避免束縛科學工作者的主動性和創造性。
在規劃中還對全國科學研究工作的體制(主要是科學院、產業部門和高等學校三個方面之間的分工合作與協調原則)、現有人才的使用方針、培養幹部的大體計劃和分配比例、科學研究機構設置的原則等作了一般性的規定。對於若干重要緊急的任務,還做出了比較具體的措施。至於人員機構的更具體的安排,應在今後的長期和年度計劃中進一步平衡。
國際科學合作的規劃是按照這樣一個原則進行的:就是力求自力更生,但要有計劃地合理地運用兄弟國家的幫助,虛心地學習一切國家的長處,並把學習外國長處和繼承發揚科學遺產、總結本國的經驗這兩個方面結合起來。
第二節 一九五六——一九六七年國家重要科學技術任務
一、 自然條件及自然資源
我國幅員廣闊,總面積960萬平方公里,包括了熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶地區;有世界上最高的山系和高原,也有廣大肥沃的平原;海岸曲折,全長達11,000公里。
我國有著優越的自然條件和豐富的自然資源。要使這些優越的條件和富饒的資源,得到充分的利用和及時的開發,必須展開一系列的調查研究工作,以便掌握自然條件的變化規律和自然資源的分佈情況,從而提出利用和開發的方向,並在這個基礎上,研究各區和全國國民經濟發展遠景以及工、農業合理配置的方案。
地圖是認識和利用自然必不可少的基本資料。我國現有地圖,從質量和數量上說,都遠不能滿足需要。因此,必須結合我國地理的特點,掌握和改進測量製圖的新技術,發展測繪科學,以加速製成全國的基本地圖。
水文、氣象等自然條件的研究,既可服務於農林、水利、運輸、漁撈及基本建設等事業,又可對海空軍及其他兵種活動提供海洋及天氣的情況。為了充分利用水文、氣象的有利因素,避免或改造其有害因素,就必須首先建立統一的海洋、陸地水文、氣象站網系統,改進儀器和觀測方法,進行精密觀測,取得全面資料,瞭解和掌握它們的特徵和變化規律,以改進海洋、陸地水文、氣象的短期及長期預告。
為了大力開發和利用自然資源,必須對礦產、水流和生物資源進行調查研究,在工業建設上,首先要解決的是礦產資源問題。必須運用地質科學的理論和方法,闡明礦產的形成及分佈規律,同時,還必須掌握和發展各種新的勘探方法。
我國河流眾多,水利資源豐富,水能的儲藏量很大,但是目前若干地區還受著嚴重的水旱災害的威脅。我國的幾條主要河流具有許多特點,如長江流量大、洪水大;黃河泥沙多,河床變遷劇烈,並且河床的洩洪能力也感不足,華北和江淮平原地勢平緩,經常積澇成災。為了根治水害,綜合利用水利資源,必須研究有關流量調節、水能利用,泥沙控制和水利經濟等科學技術問題。
在生物資源方面,應特別注意北緯21度以南的地區,這裡有豐富的熱帶生物資源,適合發展橡膠、咖啡、劍麻、金雞納樹和椰子等經濟植物。
海洋中蘊藏著重要的生物資源、化工原料和礦物資源,過去我們研究得很少,利用得更少。“海洋學”在我國還是個空白科門,應儘速展開海洋資源的綜合調查研究。
為了全面規劃各地區的國民經濟發展遠景,還需要對某些特定的地區地質、地貌 、水文、氣候、土壤、植被等自然條件,礦產、水利、生物等自然資源,以及農、林、牧和社會經濟的現況,加以綜合調查研究,制訂生產力合理配置的方案。這項工作應該首先在重點開發地區進行,在不同的地區又應該找出不同的重點調查對象。新疆、青海、甘肅、內蒙地區是我國今後工農業建設的新基地,冶金工業和石油工業的廣闊發展遠景,已可初步肯定;可供開墾的荒地面積非常廣大,畜牧業的發展也有遠大的前途。因此,應該圍繞這些重點,進行全面的調查研究。西藏地區具有獨特的自然條件,資源情況目前瞭解尚少,在西藏進行全面的調查研究不僅對經濟的發展具有重大作用,也有重要的學術意義。長江、黃河的流域規劃,熱帶地區的綜合開發,也必須在綜合調查研究的基礎上進行。
國民經濟的全面及長期發展,要求各個區域的生產建設互相配合,因此,必須按照國家計劃工作的需要,分期研究和總結全國自然和經濟的基本情況,作出自然區劃和經濟區劃,為擬訂技術政策、規劃生產配置提供科學根據。
根據上述情況,提出下列十項科學技術任務。
第1項:中國自然區劃和經濟區劃
自然區劃是根據不同的自然特徵,從不同的角度來進行的。一種是分別研究各種自然條件,如第四紀地質、地貌、水文地質、氣候、水文、土壤、植被、動物及礦產的發生類型及分佈規律,進行部門自然區劃;
另一種是研究某些自然條件間的有機聯繫,進行綜合自然區劃。應根據現有資料,研究和總結全國自然條件的基本情況,儘快提出初步的自然區劃方案,以適應國家計劃工作的需要,並應隨著新資料的積累,分期予以充實及改進。
制訂綜合性的經濟區劃必須分析研究各省區的自然、經濟與人口情況,以及十二年內主要基本建設所可能引起的變化。
此外應著重進行生產力配置理論和區劃原則的研究。
第2項:測量製圖新技術和研究和我國基本地圖的測繪
測量製圖包括大地測量控制網 的佈設、航空測量、製圖和印刷等一系列的過程。為了提高地圖的質量,並保證加速完成國家基本地圖的測繪,應著重研究和解決下述問題:
(一)新技術的掌握及進一步的研究,如無線電定位在大地測量和航空測量上的應用問題,高生產率的製圖印刷問題。
(二)現行測量製圖技術的改進,如國家天文——大地控制網的佈設及平差問題,大地重力學及其在大地測量上的應用問題,現行航測成圖方法的改進問題。
此外,我國康藏地區的測量製圖是一個特殊的問題,必須經過實驗和研究,才能解決高原地區特有的大地測量和航空成圖方法。建立國家授時站網,進行測量儀器和器材的研究和改進,也是保證本任務完成的重要條件、百萬分之一地圖和國家大地圖集的編制,是迫切需要解決的工作任務。
第3項:西藏高原和康滇橫斷山區的綜合考察及其開發方案的研究
西藏高原是世界屋頂,康滇橫斷山區的自然情況也很特殊。這個地區有豐富的自然資源,據初步瞭解,藏南與橫斷山區有煤、鐵、有色金屬和鹽類礦床,崑崙山區有稀有金屬貴重金屬等礦床;全區都有廣大的草原,康滇峽谷有豐富的森林資源,也有不少河谷地區適宜農業的發展;雅魯藏布江、怒江、金沙江、瀾滄江等水能蘊藏量也非常豐富。為了滿足地方建設的需要,應首先對人口較多和已知有開發遠景的地區進行自然條件和自然資源的綜合調查,並逐步推廣到全部地區。
同時對交通運輸和社會經濟情況也必須進行調查研究。結合自然資源的調查,研究生產力的合理配置,從而提出全區的開發方案。
此外,對西藏高原的特殊科學問題,如高山、冰川、地震、地磁、新構造運動 、太陽觀測、大氣物理等的研究,將對世界科學的發展作出重要的貢獻。
第4項:新疆、青海、甘肅、內蒙地區的綜合考察及其開發方案的研究
在地質礦產方面,必須普遍進行地質研究,儘可能找出礦產分佈規律;並重點地研究石油、稀有金屬、黑色金屬和有色金屬,為發展重工業準備條件。在農林牧方面,必須研究各種自然條件的特徵和對其利用改造的措施。
水利資源的研究是發展乾旱地區農業的關鍵問題,也是解決動力資源和工礦交通供水的重要問題。必須大力進行有關冰川消長、地表徑流和地下水的研究。結合以上的研究,對自然資源進行經濟評價,闡明區內經濟情況和區際經濟聯繫,從而提出各區國民經濟專業化和綜合開發的方案。
第5項:我國熱帶地區特種生物資源的綜合研究和開發
要發展熱帶地區的特種生物資源,必須進行綜合考察,瞭解全區的自然條件,並重點研究提高土壤肥力和利用與改造自然植被以防禦寒害風害等問題。提高橡膠樹的單株產量和擴大種植面積,要著重研究栽培技術,選育優良品種,並研究其北移的可能性。對咖啡、纖維植物(劍麻、番麻等)、香料植物(香茅、胡椒等)和油料植物(椰子、油棕等)的生態類型,育種和病害的防治也應進行研究。紫膠在國防建設上有特殊的用途,必須研究擴大紫膠蟲的培育面積和提高紫膠產量的措施。
第6項:我國重要河流水利資源的綜合考察和綜合利用的研究
制定我國主要河流(特別是長江黃河)的根治水害和開發水利資源的方案,首先應研究這些河流的自然情況和水文特性。為此,必須通過全國基本水文站網的建立來累積資料;研究各河流徑流(特別是洪水)的形成過程和變化規律,以便制訂適合於這些河流情況的水文計算和水文預報方法。針對我國河流的特徵,特別是黃河,應進行泥沙運行規律和河床演變過程的研究。
並應在蘇聯先進的河流綜合開發的理論基礎上,尋求合乎我國具體情況的水庫調節與水能利用的計算方法。
此外應對主要河流流域的自然資源進行綜合研究,並擬訂流域規劃要點。對我國水利歷史文獻也應整理研究,以便了解歷史上水旱情況和總結前人的治水經驗。
在全部研究工作中將著重解決開發長江黃河的若干重大科學問題。
第7項:中國海洋的綜合調查及其開發方案
為了制定我國海洋開發與利用方案,須大力開展海洋水文、氣象以及生物、地質化學等方面的綜合調查,編制和出版海洋圖集。通過資料分析,模型實驗和理論研究,掌握我國廣大近海地區海流、潮汐、海浪的特徵及其變化的規律,以建立海洋水文、氣象預報系統。進行海洋生物、化工原料和礦產的調查研究,瞭解這些資源的分佈,掌握經濟海產生物的生活習性。此外,為了防止海港泥沙、生物、化學成分等對於船艦及海港建築物的危害,還應當研究港灣泥沙淤積和防治海港建築、船艦遭受海中有害生物破壞及化學腐蝕等問題。
第8項:提高氣象預報準確率,發展全國氣象工作
提高氣象預報準確率是發展全國氣象工作的中心任務。必須開展天氣學、氣候學、及動力氣象學的研究,逐步掌握我國及鄰近地區天氣變化的規律,從而改進現有的天氣預報方法,並運用高速電子計算技術,建立數值預報。應通過大量農田氣象觀測和實驗研究,掌握我國主要農作物的農業氣象條件,發佈農業氣象預報。為了配合大自然改造工作,還必須開展氣候資料的分析,地方氣候考察及小氣候實驗工作,充公揭露我國各地區氣候特徵及其形成過程。
此外為了保證航空安全及近代技術的要求,還須相應地開展一些大氣物理的研究工作。
第9項:我國礦產分佈規律和礦產的預測
為了有目的有計劃地探測各種礦產資源,必須研究並儘可能掌握我國礦產分佈的規律,和預測其分佈情況。今後十二年內應不斷地擴大黑色金屬、有色金屬和燃料礦產資源,尋找和研究放射性元素、稀有元素及其他特種礦物原料以滿足國家發展重工業的需要,同時還要相應地解決化學工業、輕工業和農業所急需的礦物原料。
對於乾旱和半乾旱地區的地下水資源也應調查研究。要求在某些礦產資源的分佈上,如煤、鐵及磷礦等逐漸求得地區平衡。
完成本任務的科學途徑,是運用地質科學各部門的理論知識,結合大規模的地質測量和勘探的資料進行綜合研究。主要內容是:研究火成岩及變質岩,瞭解內生礦床 的形成條件;研究沉積建造,瞭解煤和其他外生礦床 的形成條件;研究地層發育史及岩漿活動,瞭解我國礦床在地區和地質時代中的分佈規律;運用地球化學的理論與方法,查明各種元素在地殼中富集的條件及規律。此外,還須要發展地質科學的薄弱和空白科門,如地球化學、沉積岩石學、海洋地質學。
第10項:地球物理、地球化學和其他地質勘探方法的掌握及新方法的研究
運用探礦方法的最新成就,擴展其使用範圍,提高其工作效率,是取得可靠的礦產埋藏量的關鍵問題。
必須研究地球物理勘探、地球化學勘探、鑽探、掘探和地質勘探五種方法。在地球物理勘探和地球化學勘探方面,研究航測技術和自動記錄儀器,以便迅速完成在大面積內磁場及放射性的測量,研究放射性測量用於油氣的勘探的方法和地球化學應用於石油測井的方法;
研究地球物理勘探擴大應用於各種金屬礦床的方法。此外,在十二年內,把地震法、重力、磁力和電測法普遍應用於全國探油區域的生產工作也是一個主要的問題。在鑽探掘探方面,應研究岩石破碎的理論,提高鑽進和掘進的生產效率。在地質勘探方面,應利用直接觀測的資料,根據礦床的理論,研究最經濟的鑽進、掘進的佈置和採樣的規範,以求用較少的鑽探工程,獲得可靠的礦產埋藏量。
二、礦冶
要發展工業,首先必須保證原料的供應。因此,礦產資源開發的快慢直接影響到工業發展的速度,而提高採礦效率的問題也就變得更為尖銳。
我們需要開發的礦的種類是很多的。
不同種類的礦具有不同的特點和分佈規律,而同種類的礦也經常由於地質環境的變遷而處於完全不同的埋藏條件。要提高採礦效率,一方面有賴於機械和自動化等技術的發展,另一方面則必須針對礦床的特點和埋藏條件選擇最適當的採礦方法,這兩方面要配合得好才能達到既安全又經濟的目的。
在大多數情況下,開採出來的礦石並不能直接用於工業生產,需要通過選礦,把礦石中各種有用成分分開,才能充分利用國家資源。不僅在選礦過程中應該這樣做,在有色金屬提煉過程中也應該這樣做,有時兩者必須密切結合才能達到上述目的。
尤其是稀有金屬一般都存在於複雜而品位低的礦中,更需要在選礦和冶金過程中分離或收回這些金屬。
稀有金屬的供應是發展原子能、電子計算機、無線電電子學等新技術所必需的條件。這些金屬的種類很多,有的熔點特別高,有的特別容易被氧化,而在使用方面又往往要求有很高的純度,因此在製備上存在著不少的問題。我國包頭鐵礦中含稀土元素極為豐富,含鈹礦物也有充分的來源,這對於發展稀有金屬工業是有利的條件,應該重點研究。
鈦的比重僅比鋼的比重的一半略高一些,如按強度與重量比計算,某些鈦合金的單位強度比合金結構鋼還高,它的高溫強度遠比鋁合金為優而僅次於不鏽鋼。因此,在超音速飛機及火箭製造上,鈦是一種很優越而需要的材料,它還可以用來發展輕型武器,如輕型坦克和槍炮等。鈦的資源是比較豐富的,就各種金屬在地殼中含量來說,鈦佔第七位,但分佈較散。目前鈦的提煉和加工都很困難,大規模生產不易,成本很高。如果能夠解決上述困難,鈦的應用將有更廣闊的前途。
世界工業技術的發展是走向更高的溫度、更大的速度和更高的壓力。為了適應這些發展,合金鋼、高溫合金與其他特種合金不但在需要量上日益增大,而且對它的性能要求也愈來愈高,最重要的是強度要大、要能耐磨損、耐高溫、能抵抗氧化和腐蝕等。
由於組成合金鋼的某些重要元素如鎳、鉻、鈷等的來源在我國目前已感不足,將來如無新資源發現,這方面的問題更大,因此節約這些元素建立適合於我國資源情況的合金鋼系統就不能不及早考慮。在有色金屬方面,我國有豐富的稀土元素和銻,應該進行研究如何擴大其應用範圍。此外,銅的來源在世界各國都感到不足,因此應該尋找節約銅的方法。
為了增加金屬的產量,一方面要依靠新的基本建設所增加的生產能力,同時還必須依靠強化冶煉過程,使已有的和新建的冶金設備發揮更大的生產能力,其中採用並發展最先進的生產方法和技術是一個具有決定性的環節。我國水電有很大的發展前途,在發展電冶金方面應予以重視。
根據上述情況提出下列六項科學技術任務:
第11項:高效率的採礦方法的研究
(一)在露天開採方面,應著重研究高效率的機械設備和開採方法,以增加露天開採的深度和降低採礦成本。對於砂礦,應研究改進水力開採 和砂金船開採 的方法。
(二)在地下開採方面,金屬礦的大量崩落方法和極薄礦脈的開採應重點研究。就煤礦而言,發展水力採煤並研究急傾斜煤層的開採是今後應該遵循的方向。
(三)建立礦山壓力理論基礎,研究岩石壓力的發生與發展規律,從而解決頂板管理、坑道支護、建築物下或河海下的開採技術。此外,還應該研究礦井通風的理論與方法,礦井瓦斯突出的規律,有用礦物自然發火理論及其預防和滅火方法,以及鑿巖爆破、井巷掘進和礦山測量等問題。
第12項:先進的選礦方法和共生礦物利用的研究
(一)研究金屬氧化物的浮選理論,有效的浮選藥劑、泥礦的選礦理論和各種選礦流程,尤其是選礦與水法冶金 的聯合流程,以解決金屬氧化礦、多成分鎢錫礦、重要稀有金屬礦及低品位貧礦的選礦方法,以合理回收金屬。
(二)研究和掌握現有的選礦、燒結新技術,如重介質選礦、離心力選礦、選擇破碎、各種合理流程,以及高自熔性燒結礦的工藝過程,提高選礦和燒結效率,改進產品質量,並研究利用光能、熱能、超音波、高速振動的選礦方法,以不斷改進和發展新的生產過程。研究有效的選煤方法以擴大煉焦煤資源。研究鐵礦粉的造球方法,提高貧鐵礦的利用價值。
(三)為了給上述兩項工作創造條件,尚須研究製造更有效的浮選藥劑,設計新型高效率的選礦、燒結設備,並掌握放射性同位素的應用、有機溶液萃取、質譜分析等新技術,進行礦物物質組成的研究,俾能提高選礦效率並作為決定及改進工藝過程的依據。
(四)研究選礦與燒結的理論,尤其是對金屬氧化物礦和泥質礦的選礦、燒結和球形團礦的理論等進行研究,以不斷指導技術的發展。
第13項:強化現有的並探索新的黑色金屬的冶金過程
在三個五年計劃期間,我國鋼鐵年產量將增長十幾倍,這樣迅速的增長,在相當大的程度上必須依靠強化冶金過程以不斷提高冶金設備的生產能力。
目前我國的高爐和平爐的利用係數大致相當於蘇聯1952年的水平;電爐則由於容積小,雙聯法也未普遍應用,生產率較低,為了進一步提高勞動生產率和產品質量,應該開展下述科學技術工作:
(一)迅速掌握並大力推廣國外已有的先進生產方法和技術。譬如,在煉鐵方面普遍採用加溼鼓風和高壓爐頂操作 提高自熔性燒結礦的鹼度 等。在煉鋼方面,發展氧氣煉鋼,推行平爐快速煉鋼,推行轉爐 - 電爐雙聯法 ,發展優質耐火材料的製造與使用,並推廣真空處理以提高鋼錠質量等。
(二)研究國際上正在發展的先進生產方法,如頂吹式轉氧氣煉鋼 和連續鑄錠等,爭取儘早投入生產。
(三)結合國家長遠需要研究新的煉鐵方法。應建立實驗高爐,研究利用貧鐵礦和劣質煤焦直接煉鐵的新工藝過程,並且可以結合這樁工作在強化煉鐵過程方面做深入的探討。
(四)開展冶金物理化學方面的研究。
第14項:強化現有的並探索新的有色和輕金屬的冶金過程
目前我國的有色金屬和輕金屬冶金工業是很薄弱的,規模小,設備陳舊,技術落後。1955年我國生產的有色金屬及合金品種共只24種,最一般的金屬如銅、鋁等都尚不能滿足工業上的需要。冶煉過程中金屬的損失率過高,許多複雜礦的提煉問題尚待解決。為了改變上述落後局面,應開展下列研究工作:
(一)研究並推廣先進的生產方法和技術,以強化冶金過程並回收副產品。沸騰層焙燒 、懸浮熔煉 、富氧吹煉等新方法應首先掌握。發展真空精煉技術以提高金屬的純度。
改進集塵設備並研究從煙塵中提取各種有用成分的方法。
研究強化電解過程的措施如採用高電流密度等。
(二)解決低品位礦、複雜礦、氧化礦等處理問題,以綜合利用資源。為了這個目的,應研究溼法冶金的新方法,如高壓浸出 、離子交換 、液相間萃取等,並應制訂它與選礦相結合的聯合流程。
(三)改進鋁的提煉過程並幫助建立鎂冶金工業。
根據我國原料特點應進一步研究硬水鋁石的處理方法,並探索利用明礬石的有效途徑。研究從白雲石、鹽滷和菱鎂礦等提鎂的工藝過程。
(四)研究金屬、熔渣、氣體、熔鹽等的熱力學性質與反應動力學,為尋找新的冶金方法開闢途徑。
第15項:合金鋼及特種合金系統的建立
掌握各種合金的生產技術並發展新型品種是我國冶金工業當前和今後的主要工作之一。為此,應開展下列研究工作:
(一)結合我國資源建立合金鋼系統。主要目的是利用硼、鉬、鎢、釩、矽、錳、鈦等來節約鎳、鉻、鈷,工作重點應放在用量大的合金結構鋼方面。
(二)建立有色合金系統。包括鎂合金、鋁合金和軸承合金,在鎂合金中充分利用稀土金屬,在鋁合金方面發展多種元素的品種,以提高其強度。在軸承合金方面,建立鉛基和鋁基合金系統,並推廣鐵基含油軸承的應用,以節約錫和銅。
(三)研究高溫材料。首先應掌握高溫合金與金屬陶瓷 的生產技術,進一步發展新品種。研究鉬、鎢等高熔點金屬的表面保護層的製造方法,以求獲得超高溫材料。
(四)磁性材料及特種合金。研究超級矽鋼片和各種叵姆齊 的製造方法,並掌握電阻合金、電極合金、低膨脹係數合金等的生產技術。
(五)研究粉末冶金 。
許多特種材料需要用粉末冶金方法來製備,研究的重點是燒結理論和各種金屬粉末的製造方法。
第16項:鈦冶金及其合金
金紅石是目前提煉鈦的最好的原料,但在我國尚無大量發現。我國目前已知的主要資源是鈦鐵礦。從鈦鐵礦中提鈦,成本很高,因此必須加強勘探金紅石的工作。
為了解決建立我國鈦工業中的某些關鍵性的科學技術問題,應開展下列研究工作:
(一)鈦的冶煉。首先應掌握克魯爾法 。為了達到連續生產和降低成本的目的,應進一步研究新的方法,如鈉還原法與電解法等。
(二)鈦及其合金的加工。研究鑄造、壓力加工變形、切削、焊接、表面處理和粉末冶金等方面的工藝過程,降低生產成本。
(三)鈦合金。
首先應掌握現有鈦合金性能及其處理方法,進一步探索新型鈦合金以提高其高溫強度和抗氧化等性能。
三、燃料和動力
燃料工業和電力工業都是先行工業,必須走在其他經濟建設的前面,我國特別需要在這兩方面努力,來趕上先進國家。在工業先進國家中,平均每人每年使用的各種燃料的總量相當於2噸煤以上,使用電力的總量在800度電以上;而我國目前平均使用量還不到0 .2噸煤和25度電。
目前使用得最多的燃料是煤、石油和天然氣。最新而儲量最大的燃料是原子能燃料-- - 鈾和釷。
我國燃料資源目前情況是煤的蘊藏量多和質量較好,石油和天然氣發現得還少,鈾的富礦尚未大量發現,但低品位的鈾礦還是充裕的。總的講來,我國目前燃料生產的中心問題是石油產量的不足,使得各企業對液體燃料的使用受到了很大的限制。
我國現在石油年產量,連人造石油在內,還不到一百萬噸,只能滿足目前需要量的百分之三十,而石油消耗量不到全部燃料消耗量的百分之五。現在美國年產石油已超過3億噸,加上從國外掠奪來的石油,全部石油消耗量佔全部燃料消耗量三分之一以上。蘇聯石油產量已超過7千萬噸,消耗量為全部燃料消耗量的百分之二十以上,並且這個比例正在急速上增中。根據初步估計,到1967年,我國石油需要量至少在二、三千萬噸以上,為目前產量的二、三十倍以上。
因此在石油方面應該著重研究如何發現新的產油地區,和如何來保證最迅速和最有效的開發和加工。
同時也應當加強人造石油的科學研究工作,其中包括油頁岩乾餾和頁岩油加工工藝的研究,改進煤煉油的方法以降低成本等。此外,天然氣是最便宜的一種燃料,也是最好的化工原料。我國四川等地擁有相當多的天然氣。我們應及早研究它的最有利的用途,特別是在缺乏石油地區替代液體燃料的問題。
和擴大燃料來源的研究工作具有同樣重要意義的是燃料綜合利用的研究。
燃料是很多化工產品的必需原料而它的蘊藏量又是有限的,因此,一方面應該儘量利用水力和原子能以節省煤和油的消耗,一方面還應該在使用煤和油時儘量綜合利用以得到最大的經濟效果。譬如,現在不僅利用煉焦工業的副產品煤焦油作為化工原料,並且已開始利用焦爐煤氣和焦炭本身作為化工原料。另外,一個很重要的新發展是蘇聯學者首先倡議和試驗成功的在發電廠中得到液體和氣體燃料副產品的研究工作。如果我國在十二年內,平均每年在發電廠中消耗3千萬噸固體燃料,採用了這種綜合利用方法後,可能每年得到150萬噸的液體燃料和60億立方米的高發熱量煤氣的副產品。
規劃全國各地區各種燃料的利用方向和它們在冶金、化工、運輸、發電、農業、國防和人民生活等各方面用途上最合理的分配,是一個重要和必需的研究工作。
最近十幾年來世界各國在動力技術方面,有著極大的進展。在蒸汽動力方面,蒸汽溫度和壓力的提高與每座機組功率的提高,降低了發電的成本。
結合我國煤比較便宜和高溫合金鋼比較貴和比較缺乏的情況,我國在蒸汽動力方面應著重研究發揮我國煤的較高灰熔點特性的鍋爐的設計,提高機組的功率,以及適當地提高蒸汽的溫度和壓力以節省金屬、降低造價和發電成本。
燃氣輪機是一種極有發展前途的動力機械,在交通運輸和發電方面都有很大的應用範圍。採用它來發電,可以節省大量金屬和資金並減少建設時間,用在缺水的地區更是有利。我國應在最短期間內,掌握燃氣輪機動力新技術,解決它的燒用固體燃料問題,並逐步實現它的極高熱效率的可能性。
兩年前首先在蘇聯使用成功的原子能動力給人類帶來了改造自然的偉大遠景。我國必須在短時間內,掌握原子能動力新技術並進一步研究如何提高它的經濟性。
我國水力資源豐富,目前電力建設的基本方針是大力發展水力發電。在黃河、長江巨大水力發電廠的建設中包含著一些困難問題,如水輪機組參數的選擇和運用問題。在這些發電廠建成後,需要把大量的電力向遠處輸送,因此有必要結合我國氣候、地形、地質等特點進行高壓遠距離輸電的研究。為了提高供電的可靠性,保證各種動力資源的配合利用,並獲得投資和運行費用的最大經濟性,必須建立高壓電力網,把各大型發電廠連結成強大的動力系統。最後還要結合長江水力發電廠的建設,有計劃,有步驟地建立全國性的統一動力系統。建立這種地區性和全國性的動力系統,就引起規劃設計、運行各方面一系列複雜的科學技術問題。
根據上述情況,提出下列五個任務:
第17項:發現並開發石油和天然氣資源
石油和天然氣經常共生,探採過程和方法相同,所以合併提出,而以石油為重點。
我國沉積岩的分佈佔全國面積1 / 3以上,四周鄰國又有許多油田,已發現的油氣苗幾乎遍及全國,最近克拉瑪依和柴達木冷湖地區噴出石油,這些都說明我國石油和天然氣資源的開發是極有希望的。首先應從地質工作著手,根據沉積、構造、古地理、大地構造和區域地質的特點,研究中國油氣區的分佈規律,油氣儲集的基本規律,儲油層系和圈閉類型,並結合地球物理探礦和鑽探,發現好的油儲;
其次對現有的和新發現的油氣田進行迅速而合理的開發和開採方法的研究,以保證最大限度地把油氣資源從地下取出來;
最後研究如何經濟有效地把這些油氣送到加工場所。
第18項:擴大液體燃料及潤滑劑來源
目前我國從天然石油的加工過程中,僅取得50 % 左右的透明石油產品,因此,必須迅速採用各種先進的高效能的催化加工與非催化加工方法,以提高透明油品的收率。為了很快地使石油加工工業現代化,必須在最短時期間內迅速完成幾個重要的新油田原油的評價,並得出設計數據。逐步開展新技術的研究,特別是催化加工、合成潤滑劑及其添加劑,求得最充分和最合理的利用我國石油資源。
在大力開發天然石油資源的同時,還必須適當地發展人造石油工業,在這方面油頁岩的利用更有其重要意義。我國的頁岩油工業在規模和方法上,目前尚不亞於其他國家,但現行方法缺點很多,而在新方法的研究和發展上則是很落後的。
必須大力開展油頁岩乾餾和頁岩油加工工藝的科學研究。
煤的乾餾,焦油加氫,煤氣合成等煤煉油方法的費用目前還很高,但各國都在不斷研究改進。我國煤炭資源極為豐富,除配合新基地建設的研究工作外,還應當進行發展新方法的研究,為煤煉油工業開闢途徑。
為了完成以上任務,還必須相應地進行原油成分分析、催化機理、化工原理以及技術經濟等基礎性、綜合性的科學研究。
第19項:可燃礦物作為燃料及化工原料的綜合利用
必須研究我國煤(包括油頁岩)和天然氣的基本性質及其合理利用。對各種工業用煤,特別是煉焦用煤,應制定分類方案。為適應鋼鐵工業的迅速發展,尚需要改進現有的煉焦方法,並研究配煤與煉焦新技術。結合我國資源情況,研究各種煤的高效能氣化方法及天然氣的加工技術,以擴大可燃礦物綜合利用的範圍與經濟作用。
固體可燃礦物的物質組成級為複雜,各國的煤炭分類方法至今仍不一致。研究煤的物理化學性質,結合煤巖學的研究與煤化學地質圖的編制,不僅可研究我國煤質的分佈與變化規律,也可為分類方法提供科學依據和確定經濟的利用方案。從膠體體系和高分子化合物觀點出發,用各種近代的實驗方法,可研究煤和油母的組成結構及其在熱解過程中的轉化原理與各種現象。從而可探討成焦理論,改進配煤與煉焦方法和提高化學產品質量。
蘇、德等國利用低級煤粉,用加壓成型、流體化、兩段煉焦等方法,創造了新煉焦技術。
研究改進現有爐型與操作條件及掌握新煉焦技術,將促進煉焦工業的生產改革。
應用氧氣、加熱空氣、加壓和常壓氣化以及流動床沸騰床等氣化法,在各國都在不斷改進和發展。
研究我國各種煤的氣化機理和反應動力學,掌握先進的高效能氣化設備的技術,是發展我國煤氣工業的重要步驟。對地下氣化技術,也需要進行探索性的研究。天然氣的加工技術,如制氫、制合成氨與氣化熱解制乙炔等在國外已工業化。
通過反應機理和其它化學加工方法的研究,可確定我國天然氣的工業用途。
第20項:全國能源的合理利用和動力技術的研究
要充分和合理地利用全國各種能源,必須研究如何根據最有利的條件來統籌規劃各地區各種能源的利用方向和這些能源在冶金、化工、運輸、發電、農業、國防和人民生活等各方面的合理分配,使得整個國民經濟能夠得到最迅速的發展。
在動力技術的研究方面目前必須著重提高內燃機熱效率和內燃機使用天然煤氣和發生爐煤氣的研究工作,在研究燃氣輪機這一個新型動力機械時,除了研究提高它的熱效率和功率等問題外,還必須著重解決它的燒用固體燃料問題。
在燃料的節約方面,除了一般動力機械熱效率的提高和工業企業中二次能源的利用外,目前的一個新的發展方向,就是燃料的動力、工藝綜合利用。
我們應該立刻開展在火力發電廠中得到液體燃料副產品並附帶得到氣體燃料副產品的研究工作。
在原子能動力方面,主要是選擇動力反應堆類型,並研究相應的傳熱介質、傳熱系統和熱力系統等。此外,還須研究原子能動力中遠距離操縱、安全裝置,燃料棒等的取出、清理和重製,各種設備的設計製造等問題。
動力技術的研究中還包括熱力學、燃燒學和傳熱學等方面的研究工作,這些理論的研究對於解決其他一些任務(例如第21、22、35、37、44等任務)也都是有很大幫助的。
第21項:發電廠和電力網的合理配置與運行,全國統一動力系統的建立
為了滿足我國廣大地區迅速增長的用電的需要,根據我國水力資源特別豐富而又集中的特點,我國發展電力的技術方向應當是:在水力發電內採用大功率水輪發電機,在火力發電廠內採用大功率高溫高壓蒸汽動力設備、燃氣輪機,聯合供電和供熱,發展遠距離輸電,建設巨大動力系統,並有步驟地建立全國性統一動力系統。
在水力發電方面,研究大型水力發電廠主要設備參數的選擇,水輪機震動、磨損和氣窩的防止,水力發電廠的自動化和遙控的特殊的電氣問題。
在火力發電方面,研究各地區燃料,特別是低質燃料的特性和燃燒技術;
大功率高效率發電廠設計和運行的科學問題,包括鍋爐用水的高度純潔的處理,建立並提高供熱網技術,發電廠生產過程和聯合機組的自動化,及有關減低發電廠投資和加速其建設的科學問題。
在高壓交流遠距離輸電方面,主要問題是提高線路送電容量,包括提高穩定性的研究;結合我國氣候、地形、地質的特點,研究內部過電壓 、大氣過電壓 、放電和絕緣性能;解決輸電線路的機械問題。
在高壓直流遠距離輸電方面,主要問題是:大容量換流閥 及換流裝置結線方式 的研究;直流斷路器 的探索;無功功率的補償;高次諧波 和暫態過程 所產生不良影響的防護。
在動力系統方面,應結合建立全國性統一動力系統的遠景,研究動力系統規劃的理論基礎以及有關動力系統綜合性的經濟問題;電壓和周率的調節;繼電保護 和系統自動化;系統的經濟調度;遙測、遙控和通迅技術的提高。
四、機械製造
機械製造工業是重工業的心臟。建國六年以來我國機器製造從無到有,從修配到製造,雖然有了若干進步,但科學基礎仍很薄弱,缺乏獨立設計能力,在工藝與機器品種型號方面一般也是落後的。
因此我們迫切需要建立機械製造的理論基礎,掌握新技術,從而走上發展創造的道路。
機器製造總的發展方向是要求機器能力大、人工省、用料少、質量好、製造快、成本低,在設計方面要求充分利用國產材料,發揮材料強度和特性的最大作用,要最大限度地加大機器單位重量的能力;在製造方面要求生產過程更短、材料加工過程效率高、精密度高和節約材料。
為此必須展開有關零件結構的強度、剛度、穩定性的研究,和有關零件材料的機械、物理和化學性能的理論與實驗的研究。必須進行各類機器、器械在不同情況下的技術經濟指標的綜合研究,以確定設計中所用最合理的機器性能指標與材料和工藝的選擇。也必須研究工藝的基本理論,如加工準確度與裕量 的理論,裝配理論等,以及新工藝的科學基礎,如新的鑄造,壓力加工、切削磨削工藝和新的電工特殊工藝的科學基礎等。
為了設計製造國民經濟各類不同專業機器而進行的科學研究涉及異常廣泛的基本理論和工藝技術。例如發展長江水力發電需要30到50萬千瓦的水力發電機組,必需結合流體力學進行水輪機模型試驗,以確定葉片的最好形狀,並進行其他結構問題以及若干製造工藝問題的研究。
在十二年內首先從分析國內外先進設計與工藝資料著手,掌握設計與工藝的經驗方法,以後逐步發展理論研究。結合我國具體情況,根據統一化、標準化原則進行建立我國各類機器系列的設計研究。
在這基礎上進行新型高效率的典型工藝過程的研究,創造專業和成批生產應用的先進工藝及生產機械化自動化的基本條件。掌握設計理論和新工藝原理,然後進行新理論與新工藝發展的研究,以保證新型、高效率的,特別是大能力的機器器械的創造。
有關的研究任務包括下列三項:
第22項:掌握現有的並研究新的、更完善的工業、運輸業各部門的機器器械,特別是大型機器器械的製造
機械製造中基本理論的研究,包括零件結構的強度、剛度與穩定性的理論和實驗研究,工藝的基本理論的研究。各類專業機械設計製造的研究,包括大型及高效率水輪發電機組,大型、高效率及新型鍋爐、汽輪機、燃氣輪機、內燃機、鼓風機、壓縮機及泵,巨型電機電器製造及新型發送配電裝備,高效率及新型的採掘、勘探、選礦、破碎、粉碎設備,起重運輸及土建機械,冶金設備,軋製設備,化工、石油、矽酸鹽工業設備,金屬成型(包括鑄造、鍛壓、沖壓)設備及切削磨削各種機床的設計製造的科學研究。此外,還有高效率及新型的輕工業機械設計製造新發展的科學研究,傳動裝置,滾動軸承的設計製造新發展的科學研究。
在各類機器製造共同性研究中,主要地是研究設計中如何在計算零件時正確地採用材料與結構,使材料的強度和特性得到充分的利用;
在特殊機器或機件設計時進行模型或模擬試驗,使理論計算得到證實和發展;
在製造工藝中結合設計中的統一化標準化的研究工作,進行研究典型工藝過程,以建立成批、大量、機械化自動化生產的基礎。
各類專業機械在國民經濟中必需配合發展,而所需研究的問題範圍很廣,現階段研究工作最大重點為動力機械。為了保證完成黃河、長江水力發電,在第二、第三個五年計劃內所需12 - 20、30 - 50萬千瓦的水輪發電機組,以及高溫、高壓、大功率和新型的熱工機械(包括蒸汽輪機、燃氣輪機、柴油機等)和相適應的發電、送電、配電與電動機械的設計製造,需要研究流體力學、模型試驗、熱傳導與燃燒,應力分析、高溫材料、大件成型與加工的特殊工藝、電工特殊工藝及高壓電工學的科學研究。其次為了保證冶金工業,化學工業與材料成型及加工的機器設備,特別是冶金軋製設備、大型水壓機、重化工設備及大型與精密切削機床等的發展,必需進行有關各專業機械的設計和製造工藝的有實驗基礎的理論研究。
第23項:掌握並研究高效率、高精密度和高材料利用率的材料加工過程
研究提高鑄造、壓力加工、熱處理和機械加工等成形工藝過程的效率、精密度和材料利用率,提高機器質量,和節省大量的金屬和非金屬材料,以加速工業的發展。
研究重點是:(一)用連續作業的軋製代替間歇性的鍛壓加工來生產各種零件,以大大提高零碎件生產的速度和質量,最大限度地降低金屬切削工作量以及金屬切屑量;(二)使液體金屬直接注入軋輥之間,或沖模、擠模中,一次成型,省去鑄錠過程,以節省費用與消除隨著鑄錠帶來的缺陷;(三)用焊接結合較小鍛件與鑄件來代替大型鑄件或鍛件,這樣可以不用重大鍛壓鑄造設備,使大機件減少製造上的困難,減少內部缺陷,而且降低重量。為此,必須研究半液態金屬受壓力後的結晶與流動規律,金相組織與強度變化、軋輥與模子抗熱應力的方法,焊接應力、變形、焊縫組織等問題。
此外也應研究現在已比較成熟但對國民經濟有重大意義的加工過程,包括:(一)金屬特別是黑色金屬的熱擠壓和冷擠壓,以解決國防上和工業上所要求的複雜斷面低塑性金屬成型方法;(二)其他壓力加工新工藝,如行星式軋機等高效率軋製的新發展,和精密模鍛,無餘模鍛 等。
以下兩項均需研究金屬在各種條件下的可塑性,最大容許成型速度及模子材料與設計,和沖壓擠壓時所用潤滑劑等;〔三〕鑄造工藝的新發展,特別是殼模鑄造 金型鑄造 真空鑄造 等,要進一步研究鑄造的基本理論、凝固過程及改進方法;(四)球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和其它強度鑄鐵在製造和應用上的新工藝過程;(五)材料切削加工的新發展,特別是強力、高速、精密切削磨削。要探索新的刀具、磨具材料、研究工具、磨具的設計、製造與使用方法,並進一步發展新工藝;(六)金屬熱處理的新發展。
要研究金屬學理論上高效率熱處理的可能性與新工藝。
第24項:機器和工具使用期限的延長方法,特別是金屬防腐問題的研究
研究機器,工具的腐蝕理論並探求新的防腐方法;
熱帶地區電工器材的變質規律及防止方法;機器工具磨損理論及減低磨損的新方法;機器維護修理及現代化的改裝。
在防腐蝕方面,建立防腐蝕的科學研究組織,推廣防腐技術與防腐制度,發展我國耐腐蝕合金和金屬保護方法,基本上控制主要化學工業中防腐與熱帶電工器材的變質,打下防腐蝕理論與技術的基礎。在磨損研究方面,建立有實驗基礎的磨擦與潤滑理論,有效的抗磨方法,和提高潤滑劑的質量。
在機器設計製造方面解決有關抗腐抗磨損問題。在機器維護修理、改進和現代化改裝方面建立先進的維護制度,和強迫預修制度,達到國際先進水平,配合機械化自動化的發展,提出主要類型的機床改裝和工具改進的方向性方案。
五、化學工業
強大的化學工業能保證供給社會主義工業化、國防現代化以及改進人民生活水平所需的各種產品及材料。
現在人類已經能夠利用過去所沒有利用的自然界資源製造各種需要的產品了,如利用煤、石灰石、水、空氣等製成農業用的肥料、工業用的橡膠及塑料、各種類型的燃料以及各種染料、藥物等;
又如利用礦物資源可以得到工業及國防所需的各種金屬及非金屬的材料。
由於化學在國民經濟建設上牽涉範圍極廣,因此在科學規劃中牽涉化學的研究任務便很多。有些問題已分別在“礦冶”及“燃料和動力”二分節中敘述,現在在化學工業方面共提出稀有元素、矽酸鹽等五項研究任務。
在全部已知101元素中,稀有元素約佔三分之二。由於許多稀有元素是和平利用原子能、半導體、噴氣飛機和火箭等新技術所不可缺少的材料,世界各國都在廣泛地開展著稀有元素的研究,並已開始整千噸或上萬噸地進行生產了。
為了保證供應我國建立現代新技術所需要的材料,必須積極研究稀有元素的提取,稀有元素及其化合物的性質,以及結合我國資源情況研究某些稀有稀土元素的應用。
工業、國防及基本建設需要大量的和各種類型的水泥、耐火材料、陶瓷和玻璃等屬於矽酸鹽一類的化學工業產品。矽酸鹽工業的原料基礎極其廣泛,因此除應進行各種類型矽酸鹽製品的研究外,還應研究各種原料的特性,以便結合我國特有原料提高產品質量。
重無機化學產品,如酸、鹼、鹽等,不但是一切化學工業的基本原料,也是冶金工業、輕工業和國防工業上大量使用的原料。需要量極大的農業肥料,極大部分是無機鹽類。在肥料的生產中應注重有關資源的勘探,結合我國農業的需要與無機化學工業的發展情況,研究生產肥料的新品種和新方法。農業藥劑(包括殺蟲劑、殺菌劑、植物刺激劑等)過去側重使用無機化合物,但近年來轉向使用有機化合物,如殺蟲劑滴滴涕,六六六,有機磷內吸殺蟲劑、有選擇性防莠劑等等。這些新式的有機農藥效力高,而且宜於大面積施用,是提高農業生產不可缺少的化學產品。
近代化學工業的另一個原料來源是重有機合成工業的產品。各種溶劑、洗滌劑、浮選劑、乳化劑、染料及藥物的中間體等,已經滲入到化學工業各部門成為必需的原材料。
另一方面高分子化合物的生產也主要依賴重有機產品的供應。
蘇聯等工業先進國家對重有機合成工業都給予極大的重視,大量地進行了從天然資源如石油、煤、天然氣、工農業副產品等出發合成重有機產品的研究工作。我國重有機合成工業基礎十分薄弱,研究工作極待大力開展。
在化學工業中高分子化合物的生產和研究工作是近二十年才發展起來的。由於高分子化合物種類和性質的多樣化,很快就被利用到各種近代工業中去,成為極重要的化學材料。飛機工業、汽車及輪船製造工業、國防工業、電訊工業以及大量的日用品的生產都和多種多樣的高分子化合物的生產密切的聯繫著。合成橡膠、塑料、纖維及塗料等已經大部地代替了天然原料,並在某些性質方面超過了天然原料。高分子化合物有研究工作是極有前途的。
此外,造紙、漂染、製糖、油脂、製革、攝影材料等工業也都是非常重要的。我國輕工業過去雖有一些基礎,但是缺乏科學研究工作,不能合理利用原料,產品質量還待提高。
第25項:稀有元素和分散元素的開採、提取和利用
我國稀有元素的礦藏很豐富,如包頭鐵礦中就含有大量的稀土元素,但是這方面的科學研究工作還處在萌芽階段,某些分析方法和分離提煉的技術尚未掌握。
稀有元素在礦石、爐渣、菸灰、海水、空氣等中的含量一般都很微少,成分複雜,並且有些元素彼此性質又很近似,所以分離非常困難。而在某些使用方面,對純度的要求極高,因此研究製備超純的稀有元素的方法,具有極其重要的意義。為此,必須注意下列各點的研究:(1)研究從礦石中提取稀有金屬的方法,並建立生產流程;(2)研究從工業副產品中收回稀有元素的方法;(3)研究從天然氣和空氣中製取稀有氣體的方法;(4)研究稀土元素化學並探索它的新用途;(5)掌握並改進各種超純元素的製備方法。
為了完成以上任務,首先要加強地質勘探工作,瞭解資源情況。掌握稀有元素原料、中間產品及成品的化學分析方法及儀器分析方法,進行利用高壓浸出 、真空熔煉、帶熔精製 、離子交換、溶劑提取等新技術提取、分離和提純稀有元素的研究。
在理論方面應加強研究稀有元素的各種物理化學性質,為尋找新的冶金方法和擴大稀有元素的用途,提供科學根據。
第26項:改進現有的水泥、耐火材料、陶瓷和玻璃鋼的性能並製造新型產品
我國雖有傳統的陶瓷工藝技術,但近代矽酸鹽工業的基礎還很薄弱,產品種類少,生產方法落後,而且大部分質量不高。為此,必須開展下列科學研究工作:首先是瞭解資源,加強地質勘探和研究主要礦區的工業類型,同時應研究原料的基本性質和加工方法,制訂合理利用的方案;第二是改進現有的產品質量,並研究新型產品的生產工藝,譬如我國缺乏鉻礦,而鎂砂則產量甚豐,因此應該研究用穩定性鋁鎂磚代替鉻鎂磚。
對一些在國外已具有相當成熟的生產經驗的重要產品,如特性水泥、高級耐火材料、建築用玻璃、電瓷等,應儘快地掌握它們的製造技術,並結合我國資源特點加以提高。對一些國外還正在蓬勃發展的,如特殊耐火材料、特種瓷、特種玻璃、陶瓷金屬等製品的生產,則必須在國外的技術援助下迅速建立基礎,開展研究。
第三是研究矽酸鹽工業的新型機械設備和窯爐加工,探索新的生產過程,實現生產過程自動化。第四是若干共同的基礎理論問題的研究,如矽酸礦物和製品的組成、結構與性能的關係,生產過程中的反應機理,製品在使用過程中的損毀機理,玻璃的結構,高溫及多元體系的相圖等。
第27項:礦物肥料、農業藥劑和重無機化學產品的生產過程的研究
在氮肥方面,應該著重研究獲得廉價氫氣的方法以降低原料的成本,並研究生產過程的強化,以及各種新品種氮肥和複合肥料的生產。磷肥方面,一面勘探新的礦藏,儘可能求得原料產地的地區平衡,一面改進磷肥的生產工藝,試製各種新的高效磷肥,並在冶金部門的協作下研究廉價的磷酸鹽礦渣肥料。鉀肥方面,首先要解決水溶性鉀鹽礦的資源問題。在鉀鹽礦未大量發現以前,應進行綜合利用明礬石的研究。如在浙江平陽所產的明礬石,可以做為鉀肥的原料,但必須研究同時提取其中所含的氧化鋁,才能使工業生產合乎經濟的要求。微量肥料元素如硼、銅、鉬用量小而收效大,也是值得注意的研究方向。
化學肥料在不同地區對不同農作物的肥效試驗是確定化學肥料的品種和產量以及施肥量的依據,必須在最近四、五年內得出初步結果。
農業藥劑現有產品效能應設法提高,並創造更多的新品種。
農藥方面最根本性理論研究是藥劑的作用機理和分子結構與生理活性的關係。
至於農藥的使用劑量和效果又須視地區的情況、作物的種類、病蟲害的類型、施用的方法等等而有所不同,必須選擇若干據點進行一個時期(二、三年)的田間試驗,得出初步結論,然後才能推廣。這對品種的生產比例是有很大關係的。
在重無機工業方面,我國硫的資源缺乏,因此,應在硫的節約利用和強化硫酸製造方面進行研究。鹽礦及硼、氟等是我國豐產的資源,應該及時開展研究,擴大用途,並發展硼、氟的化學。此外絡合物的化學,無機合成方法的研究等亦應開展,因為無機化學目前還是我國最薄弱的環節之一,必須大力推動,以引導工業技術不斷前進。
第28項:重有機化學產品和高分子化合物的生產過程的研究及其應用範圍的擴大
應迅速建立我國重有機產品和高分子化合物兩個工業的完整體系。逐步作到能解決這兩方面的技術問題。為此在重有機化學產品方面要掌握、改進和研究新的有機合成方法,使其能更經濟地從乙炔、石油氣、天然氣、工業氣、煤焦油餾分及農林副產品中製造出更多的重有機化學產品。要研究有機催化反應,並進一步研究它們的機構和催化原理。要研究分子的新的活化方法,以求發現新的合成方法,研究重有機合成的生產技術,如工藝流程、反應設備、設計原理等。
在高分子化合物方面要調查天然高分子化合物資源,研究它們的性能和化學加工的方法。
研究合成高分子化合物的聚合方法和生產技術;
研究它們的加工成型方法以製成橡膠塑料和纖維等材料,並研究這些材料的機械物理性能以擴大其應用範圍。同時應在新型高分子化合物的合成、高分子化學形成的反應機構、高分子的結構及期限與機械物理性質的關係等方面進行研究,希望能創造新型的具有指定性能的高分子化合物,並發展高分子化學這門科學。
第29項:輕工業新技術的建立
輕工業和其他化學工業的關係是非常密切的。
因為大部分輕工業產品是利用農林產品經過部分化學加工而製得的。本項任務的主要研究內容是:紡織用纖維及造紙用非木材纖維的研究,包括各種適合於製造再生纖維的原料的研究以及攝影材料製造的研究;合理利用食品中的糖、酒、油料等資源及改進加工方法的研究;
原料皮分類及皮革速鞣方法與設備的研究;紡染工藝及其設備設計的研究;
在食品工業方面應研究釀酵工藝及食品保藏新方法及設備;
應根據我國輕工業副產品的情況進行纖維水解加工以及紙漿廢液的綜合利用的研究工作。同時應深入研究,總結並發展我國輕工業的特點,如麻和絲的整染技術、非木材纖維製造高級紙和精製漿、帶毛革、特產香料、特產發酵製品及其他特產品等。
六、建築
在我國國民經濟基本建設的投資中,建築工程佔著很大的比重。在今後十二年內,我們將要建立許多新的工業基地和城市,修築幾萬公里的鐵路,和近百萬公里公路。
工業和民用建築的面積也將增加幾億平方公尺。在水利建設方面,特別重要的是,配合著長江、黃河等主要河流水利資源的開發和水患的防止,也將興建許多大型水利樞紐和成千累萬的中小型水工建築物。要順利地完成這個艱鉅的建築任務,必需在建築科學方面進行大量的研究工作。
首先,工業基地和城市的建設必須符合於區域規劃的安排。這就是說應該根據自然條件、區域經濟、國防要求等等方面的考慮,來保證工礦業、城市和居民點的合理分佈。城市建設的本身也涉及社會經濟、衛生保健、工程技術和建築藝術幾個方面。歷史事實證明,城市的規劃和修建是生產力的發展、社會制度、文化和建築技術水平以及自然地理條件的綜合產物。由於這種高度綜合性,科學問題也就異常複雜。
為了使建築任務得以迅速完成,最有效的途徑,就是走建築工業化的道路。建築工業化包括下列三個主要環節:(1)把建築物設計成為若干標準零件的組合體;(2)在工廠中用機械化和自動化的方法分別將這些零件進行大量生產;(3)用機械化的方法將建築零件在工地安裝起來,成為建築物。這樣可以簡化施工程序,縮短施工時間,降低建築造價和保證工程質量。
發展建築工業化的同時,必須結合進行結構設計和建築設計理論以及新型建築材料的研究。
只有把先進的理論和技術成就應用到建築實踐中去,才能使建築滿足“適用、經濟、美觀”的要求。
在水利工程方面,世界上從來還沒有像長江三峽這樣巨大的水利樞紐,這樣廣泛地影響著各項國民經濟建設和水利科學技術的發展。像它那樣大規模的圍堰導流工程 和那樣高水頭大型通航措施,必須創造性地尋找解決的辦法。它的高速溢流工程、地下電廠、高壩與基礎應力分析、機械化施工等等也都是很複雜的技術問題。黃河上的水利樞紐規模雖然較小,但也存在著類似的問題,並且我們還需要和泥沙作鬥爭,也還需要研究利用當地黃土築壩的問題。此外,在江淮、華北等廣大沖積土地區以及沿海一帶淤泥地區需要修建為數很多的河川建築物和港工建築物。
進一步發展在這些軟土地基上修建大型水工建築物的技術,可以給國民經濟帶來很大的節約。
我國境內不少地區地震相當強烈,必須開展地震規律和建築物抗震措施的研究。
各項科學研究任務是:
第30項:區域規劃、城市建設和建築創作問題的綜合研究
總結國內外有關區域規劃,城市建設及建築創作的經驗。根據技術經濟和自然條件,擬訂區域規劃的原則和方法,研究城市和居民點的規劃和建設問題,以適應國民經濟迅速發展的需要。在市政工程方面,必須綜合研究市內的交通運輸、供水、供熱、衛生防護等科學技術問題。我國舊有大城市如北京、上海、廣州等的改建,應結合具體情況,尋求合理的方法。
第31項:建築工業化問題的綜合研究
實現建築工業化要解決三方面的科學問題。在設計方面,要研究裝配式結構物的定型化問題和統一的具有廣泛適應性的預製構件系統,並應發展有關建築設計和結構物設計的理論,推廣新的科學技術成就在建築中的應用,以貫徹適用、經濟、美觀的設計原則。在預製構件生產方面,要研究如何使用地方材料及廉價原料製造高效能的建築材料,並研究如何以機械化、自動化的方式進行各種製品的大量生產。在現場施工方面,要研究各種工程的機械化和全盤機械化,以及與機械化施工相適應的施工組織問題。此外對於建築工業化的建築經濟問題、組織規劃問題和建築法規也須作充分研究。
第32項:大型水工建築物和水利樞紐的建設問題
研究長江、黃河等河流的水利樞紐的工程地質條件、地基的處理、加固和計算方法。改善高壩、大型水電廠房(壩內式或地下式)、洩水建築及輸水管道等的設計方法。研究港工及護岸建築物的合理型式。設計新的輕型水工建築物,並發展裝配式與預應力構造 。
研究節約水泥和利用地方性土料特別是黃土的築壩技術。發展水利工程的施工機械化,並創造性地研究解決長江三峽水庫的圍堰導流問題和高水頭通航措施。
第33項:中國地震活動性及其災害防禦的研究