莊前鼎

莊前鼎（1902—1962），機械工程專家、機械工程教育家。

字開一，1902年出生於上海青浦縣，自幼勤奮好學，做事專一。年事稍長，熱衷於科學技術，崇拜牛頓，故取“牛頓”為別名以自勉。1920年考入上海南洋大學（即上海交通大學）機械工程系。從此他開始了為祖國繁榮富強而勤奮學習先進科學技術的歷程。由於他學習努力，成績優秀，成為該校斐託斐（PhiTauPhi）榮譽學會會員。1924年以優異成績獲得機械工程學士學位。大學畢業後，曾先後任交通部技術員及交通大學助教。1925年復，名列前茅，考取了清華大學公費留美生。

莊前鼎懷着工業救國的宏願，為改變祖國貧窮落後的面貌，赴美留學、考察及工作，共達7年之久。他先在康奈爾大學研究院專攻機械工程，在學習期間被選為美國科學研究榮譽學會（Society of Sigma Xi，Alpha Chapter）會員，並榮獲金鑰匙，1926年獲機械工程碩士學位。繼入麻省理工學院（MIT）專攻化學工程，1928年獲化學工程碩士學位。畢業後先在原校任助理研究員，後去酸鹼廠、造紙廠、煉糖廠等廠實習，曾任波士頓斯威工程公司（Stone and Webster Eng．Corp．）原動廠工程師，1929年去底特律城愛迪生公司電廠擔任試驗工程師，1930年在芝加哥地區電廠擔任效能工程師。

莊前鼎為了進一步瞭解美國一些大工廠的規模設置、產銷情況、勞動組織、經營管理等情況，以供祖國振興工業借鑑，曾於1929年夏自駕汽車，由波士頓出發，途經紐約、紐奧郎奇、培瑞爾漢、華盛頓、依賽卡、勃夫羅、匹茨堡、阿克蘭、克利夫蘭、最後抵達底特律，行程為萬多公里，歷時3周，重點參觀考察了10餘家著名工廠，如培瑞爾漢鋼廠、尼亞加拉水力發電廠、阿克蘭橡膠製造中心等。通過在美國工廠工作實踐和參觀考察，他認為美國工業確佔世界領先地位，其所以強盛，主要是由於有一支精幹的產業大軍為基石，作為內政、外交、國防軍事的堅強後盾。雖然它是一個先進發達國家，但其社會基礎並不鞏固，人民之間的貧富懸殊，一旦爆發經濟危機，隨之而來的將是百業蕭條，工廠倒閉，工人失業，社會動盪，平民生活很不好過。我國具有數千年文化，地大物博，人民勤勞樸素，但多年遭受中外反動勢力的壓迫，長期處於貧窮落後的狀態，素有“東亞病夫”之稱。中國應該走什麼道路才可達到民富國強呢？這是愛國知識分子經常思索的問題。

1932年美國經濟危機終於爆發，金融緊縮，市場蕭條，不景氣的陰影籠罩全國。莊前鼎所在的芝加哥地區電廠亦不能倖免，廠方決定解僱全部外籍人員，但他們建議莊前鼎加入美籍，歡迎他留任。一心懷着報效祖國、服務桑梓的莊前鼎毅然決然棄職回國。在歸國途中，他接到清華大學電報聘請為教授。從踏上清華園地就兢兢業業、專心致志地將所學知識貢獻給祖國教育和科學事業，直至1962年7月2日不幸病故，他為祖國高校工科教育、科技發展奮鬥終生，為後人留下寶貴的精神和物質財富。

1932年8月莊前鼎來到清華園，就精力充沛地投入了清華大學工學院機械工程系的創建工作，擔任系主任。此時正值“九·一八”事變，日本帝國主義武裝侵佔了我國東北地區，而且得寸進尺，窺視華北，威脅平津，時局緊張。他意識到建立這個系的戰略意義，感到責任重大而艱鉅，必須全力以赴。他夜以繼日地工作，夜深了他那不到三米見方的辦公室仍然燈光通明。經過他和教職工的共同努力，克服了重重困難，1934年夏機械工程系已初具規模。在物質建設方面，有機械工程館（下設相當完善的熱工試驗室，裝有各種熱機和成套的蒸氣動力發電設備）、航空館（內有航空試驗風洞）、金工、木工、鍛工、鑄工等工場。在人員配備方面，先後聘請到知名教授劉仙洲、李輯祥、王士倬、馮桂連等，1935年還聘請美國航空專家華敦德博士主講航空工程講座。在教學設施方面，一年級數、理、化課程請理學院教授講授。四年級分為兩大組，原動力（含汽車）組和航空組。以莊前鼎為首的機械工程系教師，承擔機械工程原理、設計、實驗和實習等教學任務。他們治學嚴謹，講課深入淺出，條理清晰，富於邏輯性和啓發性。對學生學習嚴格要求，培養學生具有紮實的基礎和靈活運用所學知識的能力，理論聯繫實際。

在莊前鼎倡導下，機械系教師在教學之餘，努力從事編輯、設計、製造等工作。爭取為國家多做貢獻，並可以豐富自己的理論知識，加強勞動實際能力。許多項目安排了學生參加，以利於學生的成長。根據國家的迫切需要，選定課題，填補空白。例如編訂英漢對照機械工程名詞，翻譯外文書籍，研製抗日戰士使用的防毒面具，試製取代人拉人不文明的“黃包車”的腳踏三輪車，以及推動航空事業發展的滑翔機的試製等。

籌建機械工程系，任務是艱鉅的，有利條件是教師陣容強、幹勁大、團結合作好。在莊前鼎領導下，他們不僅起到了開創性的骨幹作用，為系裏的教學和科研工作打下了良好的基礎，而且在以後的工作中也做出貢獻。當年系的規模設施，主要參考美國康奈爾大學機械工程系。但平地起家，經驗不足，財力有限，百廢待舉，這是創業面臨的實際困難。為了將每分錢都用在刀刃上，少花錢多辦事，必須精打細算，使系的建設花費很低，為當時國內的其他學校無可比擬。到了1937年機械工程系為國家培養出了一批機械工程方面的專門人才，許多畢業生在各自工作崗位上做出優異成績，成為企業、事業、科技及高等院校的骨幹力量。這與莊前鼎辛勤勞動、艱苦樸素的工作作風是分不開的。

1936年，莊前鼎由南京國民政府資源委員會借調，擔任資源委員會機器製造廠代理籌備主任，籌備主任是王守競。這個廠的設計規模較大，建成後將以生產各種航空發動機為主要任務。翌年夏，因“七·七”事變後，工廠由湖南湘潭遷往雲南昆明，莊前鼎仍回校工作。在此期間清華大學機械系為當時航空委員會在南昌設計建造一座15英尺口徑航空風洞（當時遠東最大的航空風洞），但終因敵機轟炸頻繁，該風洞競功虧一簣。莊前鼎和航空組華敦德（美籍）、張捷遷教師等一同撤退到成都，籌建清華大學航空研究所。1938年重慶教育部命令昆明西南聯大成立航空工程系。為集中人力物力，通力合作，在莊前鼎領導下清華大學航空研究所在昆明正式成立，他任研究所所長兼航空工程系系主任。1939年航空研究所在昆明白龍潭建造5英尺口徑航空風洞（與留在北平清華大學機械系航空組建造的全國第一座5英尺口徑回氣風洞相似），而其長度則展至70餘英尺，在調試範圍及調節靈敏性方面都有所改進，1940年建成投入運行，它就是當時國內可用的航空風洞。

在抗戰大後方昆明，並非能安心從事教學和科研工作，經常遭敵機空襲，逃警報，加以物價一日數漲，生活極端困難。儘管工作和生活條件如此惡劣，莊前鼎克服了種種困難，領導研究所和航空系作了許多有價值的工作，例如：

（1）利用航空風洞進行機型性能試驗研究，為航空委員會各飛機制造廠提供改良機型的技術資料；

（2）利用航空風洞進行空氣動力學的研究，如試驗機翼和飛機模型的專題研究，風洞內氣流擾亂程度的研究，以及一些純理論性的研究；

（3）研製氣象測量設備，進行高空氣象方面的研究工作，得到氣象界好評；

（4）飛機結構材料方面的研究，包括金屬、非金屬、原材料的生產、製造加工、性能測定等，以求飛機制造材料能自給自足；

（5）研製滑翔機，推動滑翔運動；

（6）培養航空專門人才，研究所與航空系密切合作，所內主要研究員為系裏開課，並安排學生利用所內設備進行實驗，從而保證畢業生質量；

（7）舉辦試飛員培訓班，畢業生分配到部隊飛機修理廠和製造廠服務，很受歡迎；

（8）編輯方面的工作。結合實際需要，積極組織進行論著和翻譯工作。有三類：①大學教科書和參考書，②航空知識通俗讀物，③專題論文。這對提高航空工程理論水平和普及推廣航空知識，都起到積極作用。

在那抗戰艱難困苦的歲月中，莊前鼎從未動搖堅持在科教戰線上，爭取抗戰勝利的決心，儘管重慶國民政府曾再三商量調聘，甚至以“委座促駕”來電催請，他以“敬謝不敏”覆電堅辭。他常説：“我這輩子不做官，也不善於做官，我要以畢生精力踏踏實實地做些有益於國家、造福於人民的實際工作。

抗戰勝利後，莊前鼎隨學校回到北京清華園，積極投入機械工程系的恢復工作，同時也非常關心人民羣眾的健康。

1948年，他休假赴美考察。鑑於我國人民常以大米為主食，為保全營養，他認為大米的加工方法極有待改進。經過數月的專心研究，提出一種“健康米”的製造加工方法。

曾用英文寫出《健康米》（Enriched Rice or Converted Rice）一文稿，準備日後宣傳：呼籲政府大力投資建立“健康米”加工廠，以保持大米的營養成分，增進人民健康。

他在文章中指明：稻穀有一層很鬆的外殼和三層很緊的內皮。這四層表皮含有豐富的維生素B以及礦物質等。一般碾米廠把這四層表皮都給碾掉了，剩下只是含有大部分澱粉的潔白米粒，碾得越細，養分損失越大。“

健康米”的製造法是：把稻穀洗淨後，放入一個真空容器內（抽出空氣），然後將熱水在極高壓力下擠入這些米粒的空隙中，於是維生素B因已溶解於水中，便都集中到米粒中去了。然後再用蒸汽使之凝定。待穀粒乾燥後，碾去皮殼，便得到完全保持營養素的白米了。這是增進大米營養價值的簡便方法，對人類健康大有裨益。

莊前鼎還對農作物大豆（俗稱黃豆）很感興趣。他指出大豆是我國培植最古老的農作物之一，無論就耕種面積和總產量而言，我國都佔世界首位，在國際貿易上是換取外匯的重要農產品。它的經濟用途極廣，在工業各部門中得到廣泛利用，而它的營養價值也是異常豐富的，含有40%的蛋白質，30%的脂肪，以及維生素A、B、C、D和礦物質等，它所含蛋白質可與肉類、乳類、蛋類相比擬，但價錢則便宜得多，是一種理想的大眾食品。莊前鼎在教學行政工作繁忙的情況下，擠出時間在1961年國際勞動節前夕，撰寫《大豆的營養價值》一文初稿，為紀念清華校慶五十週年，為促進民族健康而作。

莊前鼎關於“健康米”“大豆價值”的見解，對國計民生至今仍有重要參考價值。

我國主要能源是煤炭。作為一個受黨和人民器重的科學家，抱着科研應為生產服務的願望和對祖國社會主義建設的責任感，莊前鼎於1956年開始，在繁忙的教學行政工作中進行了中國煤分類的科學研究。這是一項對國民經濟有很大價值的科研項目。他翻閲了近百年國內外有關煤分類法的文獻，並密切地與生產部門聯繫，取得了大量數據和圖表資料，經過一年多時間的頑強鑽研，終於撰寫出《煤的特性的揭露及其在工業上的應用》論文，並提出了中國煤工藝技術分類及國際煤分類方案的建議。此項科研工作報告發表後，不僅在國內引起科研單位和生產部門的注意，而且在國外也獲得了重視和好評。莊前鼎是民主同盟會會員，曾是北京市第四屆人民代表大會代表，清華大學校務委員會委員，中國機械工程學會常務理事，《中國機械工程學報》主編。

1957年莊前鼎代表中國機械工程學會出席羅馬尼亞工技科協全國代表大會，在那裏他的論文受到與會的幾位英、德專家的稱讚。同年他參加中國科學技術代表團去蘇聯莫斯科與重型製造機械研究院商談科學規劃時，把這篇論文與蘇聯科學院可燃礦物研究所煤的特性專家泰茨（Taǔs）討論時，立刻引起他的興趣和重視。泰茨高興地説：這是幾十年來的新發現。他還花了很多時間，用頓巴斯和庫茨涅茲出產的煤的原始數據，把莊前鼎提出的新分類法作進一步校驗，結果證明這一分類法不僅適用於中國煤，而且也可以將蘇聯煤進行分類。經泰茨推薦莊前鼎在蘇聯科學院門德列夫俱樂部作了報告，引起聽眾很大興趣和好評。

在蘇聯逗留期間，莊前鼎在列寧圖書館作了進一步的研究工作，相繼用蘇、英、美、德、日和波蘭等國家的數據，來對他建議的煤的分類法進行校驗。結果證明，這個煤的分類法也是完全適用的。同時他在理論上又有了進一步的發展。他發現煤的簡化特性係數不僅代表了煤的全部特性（粘結性、揮發件、發熱量、……），同時還代表煤分子結構的質量指標與煤的巖相組成的相對數量。這些論點，他後來用國際上公佈的實驗數據，予以理論分析得以證實。這對煤化學的科學理論是一個很大的貢獻。

莊前鼎關於煤的科研，不但在科學上有很大價值，找出百年來國內外學者尚未得出的結論，並且對我國工業生產也能起很大作用。經過他的研究，找出煤的奧秘——“煤的簡化特性係數β′”，利用它來進行煤的分類，只要有原始分析數據，就可以用他所建議的雙座標圖進行分類。這樣可以節省好多試驗粘結性的工作，同時便於勘測礦產、計劃煤的開採與選擇適當的煤，如煉焦煤、液化氣化煤與動力用煤等。這對國民經濟有很大的意義。

莊前鼎的這個科研初步成果，受到國內外不少同行者的歡迎和讚賞，也激勵他向更高領域攀登的雄心。一年以後，他又提出一篇論文《運用國際數據來證明煤分類新方法的正確性》。在前後兩篇論文中，他指明瞭①簡化特性係數（β′）今後將稱作燃料特性係數，代表着煤分子結構側鏈質量的新指標；②代表着煤中鏡煤含量與非鏡煤含量的標誌；③簡化特性係數反映了煤的物理與化學特性。

科學研究沒有平坦的大道，需要艱苦奮鬥，鍥而不捨，而且往往是在不同觀點的劇烈爭鳴中，經過反覆推敲，反覆實踐驗證，才使問題得到澄清，而逐步發展起來的。莊前鼎最後一篇論著《燃料特性係數在動力資源的可燃礦產領域中的作用及其應用》一文，雄辯地説明了燃料特性係數β′代表着動力資源可燃礦產的質量指標（包括煤炭，油母頁岩，石油等），並可以用純燃質碳素C′作為橫座標及燃料特性係數β′作為縱座標來分清全部可燃礦產，進一步證實了簡化特性係數β′代表着煤的一切特性，包括粘結性、結焦性、膨脹性及其他物理化學性質等。這個指標具有比較完整性，揭露了煤的大部分秘密，既可以用來劃分細類，也可以用來解釋煤的一切特性的差別。這篇論文還強有力地證明了作者一貫所持觀點及中國煤分類新方案的正確性。

正值莊前鼎在煤的分類科研工作取得突破性進展，準備再深入探討擴大研究成果的時候，萬惡的心臟病突然奪去了他的生命，於1962年7月2日他匆匆地離開了人間，年僅60歲！他還有許多想做的事情沒有做完啊！

1902年3月18日　出生於上海青浦縣。

1920—1924年　上海南洋大學（即上海交通大學）機械系，獲機械工程學士學位。

1924—1925年　任交通部技術員，交通大學助教。

1925—1926年　美國康奈爾大學研究院獲機械工程碩士學位。

1926—1928年　美國麻省理工學院（MIT），獲化學工程碩士學位。

1928—1932年　麻省理工學院助理研究員，波士頓斯威工程公司、愛迪生公司、芝加哥地區電廠工程師。

1932—1937年　任清華大學教授，兼機械工程系主任。

1937—1948年　任清華大學教授，兼清華大學航空研究所所長，西南聯大航空系主任。

1948—1949年　赴美考察。

1949—1962年　任清華大學教授，兼機械系動力系系主任。

1962年7月2日　逝世於北京。

1　莊前鼎．Efficiencies of Ottoand Diesel Cycle．康奈爾美國機械工程學會學報，1929（9）．

2　莊前鼎．美國發電廠組織及工作概況．中國工程師學會學報，1932，（6）．

3　莊前鼎．美國電氣事業之統計概況．中國工程師學會學報，1933，8（4）．

4　莊前鼎．國外大電廠（美國芝加哥地區發電廠）報告．中國工程師學會學報，1933，（4）．

5　莊前鼎．電廠鍋爐給水問題．中國工程師學會第三屆年會論文．1933，8．

6　莊前鼎．酒精代汽油問題．清華週刊，1935．（4）．

7　莊前鼎．國立清華大學新電廠．中國工程師學會第五屆年會論文．1935，8．

8　莊前鼎．毒氣戰爭．清華週刊，1936（4）．

9　莊前鼎．美國國家航空顧問委員會的歷史與發展概況．航空雜誌，1937，（9）．

10　莊前鼎．飛機炸彈威力的理論計算．中國工程師學會第10屆年會論文，1940，10．

11　莊前鼎．清華航空研究所工作報告．1945．

12　莊前鼎．電廠燃煤計算圖解法．機械工程學報，1955，（2）．

13　莊前鼎．中國煤工藝技術分類及國際煤分類新方案建議．清華大學學報，1957，（10）．

14　莊前鼎．運用國際數據來證明煤分類新方案的正確性．清華大學學報，1958（1）．

15　莊前鼎．燃料特性係數在動力資源的可燃礦產領域中的作用及其應用．清華大學學報，1962.7