在伦敦，一个偶然的时间里，一个老冶金学家和一名青年材料科学家在材料学会优雅的会议室内进行了一次讨论，其结果并不是完全可以预料的……
近半个世纪以前，威廉 · 休姆 · 罗斯利（William Hume-Rothery）教授出版了他的经典著作《电子、原子、金属及合金》，书中有一个老冶金学家与一名青年理论科学家在一次冶金学会会议上的富于启发性的讨论。为了纪念旧的金属学会变为新的材料学会，我们摘登了1992年一名老冶金学家与一名年轻的材料科学家在新成立的材料学会总部进行的一次偶然的讨论，他们讨论的主题是“21世纪的材料”。
场景：在材料学会一间可以远望林荫路和圣 · 詹姆士公园的优雅会议室里，走进一位青年材料科学家，恰好一位著名的老金属学家正在浏览一本科技刊物。
（以下用OM表示老科学家，YMS表示青年科学家）
OM：有意思，这本杂志引用美国政府的一份近期出版物说：到这个世纪结束时，先进材料将在所有科技领域中很轻松地占有最大的市场份额，达到每年900亿英镑左右，电子工业预计将只能达到这个数额的一半，低水平地名列第二位。我却怎么也想不出他们脑中哪来那么多新材料…
YMS：坦白的讲，我对此估测毫不惊讶。请你想一想下列事实：当前，电子陶瓷、新型燃料电池、纤维光学材料和新玻璃材料有光辉的前景、在结构领域，发展了许多新型替代材料；在医学方面，发展了高技术移植材料；用于体育器械的高级复合材料也有很大发展；高级新型陶瓷在发动机部件和化工厂中有了显著应用。所以，尽管传统的金属材料在应用中，如在汽车、飞机、甚至自行车上，有一个明显下滑的趋势，但我敢说上面的预测是合理的。
OM：你不能这么轻率地给金属材料下定论，确实，目前有数据表明金属材料总产量略有下降趋势，但从市场价值的角度看，未来并不悲观。例如，在下一个10年中世界钢产量可能会从在现每年7000万吨下降大约10%，但另一方面，钢的成分变得更复杂，微合金化的结构钢的屈服强度稳步提高，这将使结构更轻，使能量利用率更高。至于自行车，在未来的生产模式中，还没有改变使用钢的迹象。对铝的展望同样光明，当铝在建筑和屋顶的外表结构领域中应用的市场扩大的同时，铝汽车的原型出现了，而且新型铝锂合金在民用飞机部件中有光辉的前景。请无论如何不要忘记地球上铁矿和铝矿的巨大蕴藏置，所以，未来这些材料绝不会短缺。而且这两类金属的再循环使用性能高，这对解决环境问题也有很大益处。
YMS：假如我是生产钢或铝的厂商，我想我不会太自鸣得意，就结构领域来说，混凝土比钢或铝的生产成本低得多，能轻松地把钢从桥梁和采油平台等重型结构领域中挤走，目前聚合物粘结的玻璃纤维强化混凝土研究很有前途，到本世纪结束时，将能在滚轧机上连续生产重量轻的混凝土结构杆，然后在工地上用聚合物基超级胶粘结起来。
在交通部门，我还不认为钢和铝能把热塑性聚合物挤出汽车或铁路机车车身的应用领域之外。例如，现在聚丙烯基玻璃纤维强化聚合材料能快速浇铸，并几乎能挤压成任何形状。如果设计得当，它的抗冲击韧性几乎与现在的钢材一样。而且，考虑到环境因素，这些新的聚合物比大多数旧的结构聚合物更有吸引，力，它能循环加工。即使在航空工业上，机体外壳也向着使用碳纤维强化蜂窝结构发展，这大大减轻了重量，进而节省燃料消耗。最新代表性的军用飞机含50~100%的碳纤维强化聚合物（CFRP）机壳，在下一个世纪，这种趋势一定会转到民用飞机领域，我们都知道在喷气发动机中陶瓷的使用越来越多。至于钢的自行车，我的两个朋友刚刚买了钛合金山地自行车。事实上，日本最近生产了纸制超轻自行车。假如我们不把讨论局限于结构材料领域，就会看到真正赚钱的领域是在电子、光学和磁性材料领域。
OM：我想你该论及硅或砷化镓的优点了，但新材料在这些领域有什么应用呢？无论如何，我还是怀疑900亿英镑的预测。
YMS：请允许我就当前研究和发展趋势讲几个例子，电子学方面，在半导体器件、压电晶体和某些类型聚合物材料基础上，研制了三维印刷电路板，这都是对显微平版图形印刷技术的改进。这种技术使电子器件、本身微型化仅是个开端，真正的兴旺领域在于显微电子机械器件的研制，这确实是先进材料和精妙设计技术的高超结晶。这些电子机械器件设计成对环境的物理和化学变化有反应，因而能用来监测很大范围的现象。现在每年只在汽车行业就生产几千万压力传感器：如图1。但是迅速崛起的领域是在医学上的应用，如无侵害压计，如图2和化学疗法中的显微泵。在光纤和化学工业上传感器用途广泛，它可以监测光、气体或其它环境现象，如空气质量。所有传感器检测的信号都经信号采集和多道信号分析器来评价，我预计在不久的将来传感器将可以随身自带，例如藏在手表下面，詧告我们环境污染和放射性程度，但不要忘记，如果需要，所有这些能装在只有几微米大小的器件中，相当于一根纤维光缆能作成头发丝粗细一样。
[青年材料科学家和老冶金学家继续讨论了许多其它发展，如表一]。
OM：许多新发展是立足于聚合物的，确实随着21世纪中期石油资源的耗尽，像聚合物等石油基的产品将开始极其缺乏。
YMS：我不相信结果将会那样，请注意：80%的石油是用于交通工业，生产塑料只需10%。即使到21世纪，这个数字加倍或3倍，交通工业可能更加节省燃料，这不仅由于轻的纤维强化蜂窝聚合物和高效的更耐热陶瓷发动机的使用，而且还是固体电解质电池的广泛使用的结果。
此外，二次能源的使用也将扩大，如风能、太阳能、潮汐能、垃圾处理能等，到那时热聚变能的时代也将到来。
OM：是的，但这有待于发展，对于你对传感器的看法，我不敢苟同，这么多的传感器使我们靠近了奥韦尔（Orwell）对1984年的预见。
YMS：我恐怕不能同意您的看法，我们这一代继承的是一个污染和使用过度的地球，我们必须设法使其恢复生态平衡，我认为我们这一代不会像你们那样热心于不断开拓市场，而牺牲我们呼吸的空气，降低第三世界的生活水平。传感是一种监测过量的方法，如监测我们的环境污染，传感在一定意义上说是感觉力的外延，您不认为自觉先于商业的时代就要来到了吗？
OM：也许是这样。但你指责前辈科学家忽视社会和技术发展的负效应是镨的，毕竟是我们这一代为社会打开了整个技术时代的大门，今天，每个人都使用先进材料，无论在闲暇时、体育活动时、旅行时，还是在众多电子商品奇迹中，都是如此。在本世纪中，所有的人都能够进入学校学习了。
YMS：我多么希望我能同意您的意见啊！我们的观点是：您们这一代通过设计一个狂热市场经济的系统，形成一种普遍的趋势，给我们带来了电视、录像等，只按一下按钮，就可以享受瞬间使大脑麻木的娱乐，简直是技术恐怖。你们的疯狂损坏了雨林，把平流层播了个洞，并给下几百代人准备了核废料。同时，我们像羊一样被赶去学习，学校是现行体制中目的性最强的工具，如此的教条，使我们也成了你们的体制的爪牙。社会必须变革，明天的材料为全人类服务，不局限于我们或他们。
闭幕：老冶金学家突然意识到他赶车晚了。他和青年材料科学家握手，祝她幸福后，就急着去了剑桥大学的圣 · 约翰学院的圣殿，青年材料科学家坐在学会会议室的优雅橡木桌旁，她的手指在桌面上愉快地移动，沉浸于与这美丽自然的材料接触的美感之中。
[Metals and Materials，1992年1月]