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眾核物理學者談于敏

2015-12-25 17:46:06楊琳
百年潮 2015年12期
關鍵詞:物理理論研究

楊琳

今年的國家最高科技獎頒給了于敏。因為核事業的特殊性,這份榮譽顯得有些“遲到”。在此之前,于敏曾經為了我國的核武器研究而“隱身”長達30多年,甚至直到今天,他的事跡也鮮見于報端。在他剛剛獲得國家最高科技獎后,我看到國家最高學府清華大學的BBS上有人評論:“記得當時‘兩彈一星’元勛表彰的時候,他是第一個名字,當時感覺特別陌生,這人干嗎的,為啥他排第一,還代表講話。當時以為是以姓氏筆畫排序的。現在才知道這真是國之巨匠啊!”

稱于敏“國之巨匠”實不為過,掌握氫彈爆炸技術的國家有五個。氫彈構型只有兩種,一種是除中國以外其他國家使用的“T-u構型”,另一種是中國的“于敏構型”。

但盡管在中國核事業上居功至偉,于敏本人卻謙和低調,他拒絕“中國氫彈之父”這樣的提法,強調成績是大家的。他不愿意代表大家去受領和言說這份過往的“成績”。得知今年的國家最高科學技術獎要頒給他時,他還一直在謙讓,他說應該頒給一線的研究人員,這樣能對他們起到激勵作用……

制造氫彈的成本高,核試驗用的材料比金子還貴,每次核試驗耗資巨大,這對于當時一窮二白的中國核武器計劃是一筆巨大的開支,如果財政壓力沉重,當年有可能止步于增強裂變彈。于敏帶領的團隊迅速找到了研制氫彈的正確方向,避免了花費巨大的人力物力財力去做多余的試驗。在后來的二代、三代核武器研制上,也因為于敏的貢獻,技術路線幾乎沒有走過彎路,使得我國僅用45次試驗就達到國際先進水平。

圍繞于敏的訪談工作陸續開展了一年時間。特別感謝他的秘書徐敏同志和他的家人及他的學生藍可,在他們的幫助下我得以從眾多院士口中還原了于敏和他的團隊的那段經歷。這份記錄,也是為我們的黨史留下一些記憶。

楊 琳:張老師,您和于老共同在原子核理論所從事過原子核理論研究,共事20年,您能談談他這階段的情況嗎?

張宗燁(中國科學院院士,中國科學院高能物理研究所):于敏一開始是跟著我二哥(物理學家、我國最早從事量子場論研究的科學家之一、中國科學院院士張宗燧)做研究,不久我二哥就病了,于敏就由胡寧老師指導。因為于敏父親重病,他家里又很困難,所以當時他兼當助教,收入補貼家里。胡寧(北京大學教授,中國科學院理論物理研究所研究員)覺得于敏人才難得,應該讓他集中精力做研究,就同彭恒武(中國核反應堆和核武器的理論設計工作的領導者,曾任中國科學院理論物理研究所所長、高能物理研究所副所長等)和錢三強他們商量,把于敏調到了近物所(中科院近代物理研究所,今中國原子能科學研究院)工作,這樣他就可以集中精力搞研究,而且還有工資了。

1951年,于敏調到近物所,很快成為近物所核理論方面的學術帶頭人。在20世紀50年代至60年代,我們在于敏指導下開展了近十年的研究工作。這期間他提出了很多解決問題的物理思想,先后發表很多篇論文、著作(根據于敏等人的講稿編輯出版的《原子核理論講義》是國內第一部原子核理論教材,是好幾代學子學習原子核理論的必讀書)和譯著,對原子核理論的發展形成了一套自己的思路。他那時已經在中國物理學界聞名。而且他還培養了一批原子核物理理論研究人才,帶出了一支核理論研究隊伍,把我們的研究引到了國際前沿。

進入“氫彈的預先研究”

楊 琳:薩老師,請問于老從什么時候開始氫彈理論探索?我們國家為什么在原子彈還沒有研制成功之前,就開始氫彈的研究?

薩本豪(中國科學院原子能院研究員):氫彈的“預先”研究從1960年12月開始。20世紀60年代初,國家科委黨組和中國科學院黨組在聶榮臻副總理領導下,起草了《關于自然科學研究機構當前工作的十四條意見(草案)》,簡稱“科學十四條”。為貫徹“科學十四條”,聶老總指示說:“科研工作像下棋,下棋要看三步棋。我們的國防研究,是否還應部署第二步棋?”根據聶老總這一指示,當時主持核武器研發的二機部部長劉杰找到錢三強商量核武器應如何部署第二步棋,錢三強建議開展氫彈的預先研究。研發核武器的第一步棋,是原子彈。第二步,很自然,當然是氫彈。在氫彈全面上馬以前,當然就是“氫彈的預先研究”。這也是為什么我國能在原子彈爆炸后兩年零八個月便爆炸了氫彈,而其他國家往往在5年至8年后才爆炸了第一枚氫彈的一個重要原因。這其中和我們黨中央的提早決策分不開。

1960年秋,二機部黨組決定在原子能研究所開始氫彈的原理探索,原子能研究所四室成立了“氫彈理論探索小組”,黃祖洽是組長,大約半年后,于敏調入我們組任副組長。我是小組成員之一。起初我們的工作是探索氫彈原理的知識和收集輕核反應截面等。因為黃祖洽那時在九院兼職參與原子彈的攻關,所以“氫彈理論探索小組”的主要攻關任務實際上是于敏在負責。

楊 琳:在已經取得了很大的成績而且即將取得重大突破(實際上我們很快就提出了第一顆原子彈理論設計方案)時,您和您的團隊肯下決心去啃硬骨頭,去接受研究一個完全未知的領域,是什么讓您下這個決心?

于 敏:在原子彈攻關的關鍵時刻,我們就認識到氫彈比原子彈更復雜,必須預先組織隊伍,早做準備,打下基礎。當時領導希望我參加這項工作。我的青少年時代是在抗日戰爭時期淪陷區度過的,亡國奴的屈辱生活給我留下深刻慘痛的印象,而我周圍很多同事都是在國外留學,出于愛國熱情,放棄國外優厚待遇回到祖國從事這項工作,這都對我影響很大,核武器是一種保障國家安全的手段。作為年輕的新中國,不能沒有自己的核力量。這促使我下決心從基礎研究轉向研制氫彈工作。

楊 琳:氫彈是公認的從原理和結構上都十分復雜的系統,如果說原子彈尚有蘇聯給我們提供的一些線索,氫彈則完全是從零開始。你們最初遇到了什么困難?

吳 翔(同濟大學教授,已在采訪過程中逝世,材料由相關資料整理):二機部部長劉杰在1957年作為中國政府代表團成員隨聶榮臻副總理同蘇聯政府代表團談判“國防新技術協定”,從協定的文本中清楚地看出,蘇聯準備提供給中國的一種氫加強的實彈樣品屬于原子彈,而不是氫彈。劉杰曾找機會多次向二機部的蘇聯專家組組長詢問氫彈與原子彈在原理和結構上有什么不同。專家組組長表示不清楚,未作任何透露。蘇聯在氫彈技術上對我們是嚴格保密的。不光蘇聯,核大國對氫彈技術都是嚴格保密的。二戰期間,美國因技術力量不足,曾請英國派科學家幫忙,共同研制原子彈。但戰后,當英國人要發展氫彈的時候,美國人就不愿意把氫彈的秘密告訴他們了。關于氫彈,我們沒有任何可供參考的消息。從美國的通俗小冊子上,我們只知道氫彈必須有一個原子彈引爆,為氫彈內的燃料創造自持聚變的條件,這個原子彈被稱為氫彈的“扳機”。但是,我們并不知道這個扳機如何去扳動氫彈。

楊 琳:最初于敏團隊進行了哪些探索?

吳 翔:氫彈是一個非常復雜的系統,涉及理論物理、原子物理、核物理、中子物理、輻射運輸、輻射流體力學、等離子物理等方方面面的知識和學科。大家對這個領域都很陌生。于敏團隊腳踏實地從氫彈理論最基礎部分做起,邊干邊學。從氘和氚、氘和鋰—6等有關核反應截面的調研、整理、分析和估算上切入,對氫彈中各種物理過程進行了探討和研究。將復雜的物理問題進行分解,從而形成了許多氫彈基礎理論的研究課題,他自己做課題,推導方程,做物理粗估,構造物理模型,做解析,經過一段時間的工作,各個選題,特別是重點選題都取得了成果,為開始氫彈的理論探索初步提供了一些必要的核數據基礎。

當時原子能研究所的科研條件是非常差的。要研究一些現象和規律,單靠理論解析是不夠的,必須依靠電子計算機進行定量或者半定量的數值模擬研究。當時全國最好的一臺計算機是104機,運算速度只有一萬次,就這么臺計算機主要是提供給核武器研究院突破原子彈用的(當時主要任務是突破原子彈,原子彈的研究工作由核武器研究院集中攻關),每周只能提供給原子能研究所十幾個小時。于敏他們任務特別緊張的時候,就只能請錢三強出面,去核武器研究院挖出幾個小時。為了充分利用好這十幾個小時,于敏他們在上機計算之前,總會一遍一遍地檢查修改手編程序,以便確保程序一次通過。如此小的計算機,每周又只有十幾個小時,在現在看來,要研究熱核材料燃燒的有關現象和規律簡直是不可想象的,但就是在這樣的科研條件下,原子能研究所解決了一系列有關熱核材料燃燒的應用基礎問題。無論對熱核反應現象的了解、基本條件的掌握,還是對某些規律的認識,都為后來的工作奠定了基礎,在最終突破氫彈中起了重要作用。我們能在原子彈爆炸成功后,經過兩年零八個月爆炸氫彈,與這個時期的應用基礎預研工作密不可分。

從1960年第四季度到1965年初,經過四年時間扎扎實實的探索和研究,原子能研究所對氫彈有關物理過程已做過相當的研究,對氫彈的原理作了一些初步探索,對氫彈可能的整體結構也有了一些初步的設想。提出了加強型原子彈和在液氘中實現非熱動平衡情況下燃燒兩條技術途徑并建立了相應的模型和計算參數,編制了相應的簡化計算程序。這四年頗富成效的工作,無論對熱核反應基本現象的了解、基本條件的掌握,還是對某些規律的認識,都為后來的氫彈攻關工作奠定了一些必不可少的應用基礎,在最終突破氫彈原理中起了重要作用。

楊 琳:第一顆原子彈成功爆炸后,原先從事原子能理論研究的九院理論部開始對氫彈原理的探索,和你們的力量合二為一,這對集中攻克氫彈原理有什么意義?

吳 翔:當時集中突破氫彈的任務很重。在這之前,按保密規定,原子能研究所與核武器研究所的研究結果只能是單向傳遞,于敏他們的研究成果是可以帶回給核武器研究所的,但核武器研究所的研究情況和進展是嚴格保密的。所以,他們沒有機會接觸原子彈機密。因此原子能研究所“輕核理論組”研究氫彈理論雖然已經長達四年多,也有相當的廣度和深度,但是,缺乏原子彈的具體知識,要突破氫彈原理還有很多的困難。九院理論部有突破原子彈的實踐經驗,已經掌握了原子彈的有關理論和計算技術,比較系統地查明了原子彈內部的物理圖像和各種物理規律,有條件在氫彈理論研究方面向縱深發展。所以在1965年1月,黃祖洽、于敏等原子能研究所“輕核理論組”的31位科研人員攜帶著預先探索研究的所有成果和資料,調到了九院理論部,于敏任理論部副主任,實際上是強強聯合,一起攻關。

氫彈原理的突破

楊 琳:資料表明,直到1965年我們氫彈的理論上還沒有解決,但當時中央要求1968年就要研制出高標準和高當量的氫彈裝置,那時大家的狀態是怎樣的?

孟昭利(清華大學教授):在氫彈原理尚未突破的時候,這是一個相當高的指標,就像小雞尚未孵化,就要求小雞破殼而出時得達到半斤八兩一樣,任務相當艱巨。

1965年1月,于敏等31人從原子能所到了九院。當時組織了一個被稱為Z模型的攻關小組,從等離子體物理方面開始攻關,11室和12室在這個領域努力探索。鄧稼先、于敏、周光召都在講授等離子體課程,聽眾很多。學術民主氣氛是非常好的。不管是大專家還是剛出校門的大學生,在氫彈的秘密面前,大家都是平等的,幾乎每周都要召開學術討論會和鳴放會。在會上,不論資格,人人都有發言權。不論誰有了新的想法,都可以登臺各抒己見,暢所欲言。有不同的意見就展開爭論,一場爭論下來,常常大家都面紅耳赤,但誰說的對,就聽誰的,彼此都從中得到啟發。許多好的想法,就是在你一言我一語的討論中產生出來的。通過一個個學術報告會和學術討論會以及鳴放會,許多種突破氫彈的設想和途徑被提了出來。

然而,氫彈畢竟是非常復雜的系統,諸多制約因素混雜。經過幾個月的探索研究,這些設想,一條一條經過仔細討論、計算和分析后,又一條條地被否定了。

1965年秋天,理論部給13室下達了探索氫彈原理的任務。核反應后物理組和數學組來主攻。物理組組長褚連元被派往河南搞“四清”去了,我是副組長。大家熟悉原子彈計算程序,了解原子彈的物理過程,對完成任務熱情很高。

首先利用原子彈研究成果與計算程序進行ALU系統的氫彈物理模型計算,探求氫彈基本物理規律。中央提出力爭1968年爆炸氫彈裝置以后,理論部考慮到我國轟—6飛機最大載重量的限制,給了我們三個技術指標:第一,主炸藥球外徑可以由原子彈的限定尺寸向外擴大;第二,裝置總爆炸威力達到100萬噸TNT炸藥當量(簡稱“1100”計劃);第三,保證一定的聚變比。當時考慮的是盡可能地加大尺寸,多裝材料的氫彈試驗裝置,探索輕核反應規律,再設計更先進的氫彈。

可是試驗面臨的困難是威力上去,重量就得上去;在總威力中,聚變威力所占的份額不能隨著威力的增加而增加;這種核彈中所加的熱核材料,固然能起到加強原子彈的威力的作用,但由于熱核材料燃燒得不充分,這種加強作用又是有限的;對于好材料的作用也進行了探索。結論是:這條途徑與目標相差甚遠。

楊 琳:局面最后是如何打開的?

孟昭利:在認識到像“1100”那樣先進的熱核彈頭是不可能一下子完成后,理論部領導決定在確保主力繼續進行理論上的探索研究前提下,抽調一部分力量抓緊加強彈的設計工作,以便在實現“1100”目標之前,安排若干次檔次較低的熱核裝置試驗,目的是補充和驗證我們在氫彈知識方面的不足。

我們被安排到上海華東計算所,當分析第一批計算結果時,發現由于計算機內存的限制,增加計算程序的分點困難,氫彈又比原子彈結構復雜,分點要多,會影響計算結果的準確性,于敏先生組織我們修改計算程序。

于先生考慮到與自己一起出差的年輕人開始氫彈探索時間不長,大都缺乏氫彈的基本知識和科研的實踐經驗,他還給大家作系列報告。教我們掌握氫彈的核物理學基礎知識,提高進行氫彈設計、分析能力和構建氫彈核反應循環過程框圖。為了節省計算時間,我們用計算尺計算出系統特征參量數值。這是于先生從1960年就開始的研究成果,當我們與原子彈的知識結合起來,成為成功的基礎。通過計算,我們看到采用加強型原子彈的方法可以設計出百萬噸級氫彈,也能夠提供可行的模型尺寸與參數。在一次計算中,我們誤將輕核物質的裝料加大20多倍,使我們看到了300萬噸級氫彈的物理圖像。在他的指導下,大家一邊學著動手分析更多的模型,一邊繼續嘗試著改進設計。然而,情況并沒有很大改觀。有人試著人為地提高熱核材料的密度,結果十分誘人。當時流體力學專業的徐華生說了一句話:“這么高的密度要靠炸藥爆炸的威力是絕對辦不到的!”但是高密度還會帶來高溫度,而要實現300萬噸級氫彈,必須要用原子彈的能量才能實現。

此前人們曾指望原子彈起爆后就能給聚變材料創造自持燃燒所需要的高溫高密度條件。但經過深入細致的分析后發現,原子彈爆炸后出現許多物理因素,有的起好作用,有的起破壞作用。限于彈體的構型,它們不可能很好地配合。如何選用性能合適的材料,采取什么樣的構型,才能促進起好作用的物理因素,抑制起破壞作用的物理因素?當時大家是沒有辦法的。于先生抓住了關鍵,利用原子彈把輕核物質壓縮起來,提高密度和溫度是關鍵。于先生提出利用原子彈的輻射能量達到目的,并提出了一種結構模型,這讓大家由衷地佩服。這是第一次在原子彈設計中構型上的改變。

怎么引導原子彈輻射能的傳輸,編制計算程序,為氫彈設計提供正確參數。于先生組織吳翔等人用蒙特卡羅方法試驗可行性。最后,我們得到了一個很好的解析函數描述的氫彈主體引進輻射能邊界條件。

上海百日奮戰完成了一套從原理到構型基本完整的氫彈物理設計方案,可以說是創造性勞動。于敏從材料、原理到構型提出的氫彈方案比原來的加強型方案優越得多,成為首選方案。1966年12月28日,我們在羅布泊試驗場百米高塔上進行了我國首次氫彈原理試驗。1967年6月進行了全當量空投試驗,取得圓滿成功。從原子彈到氫彈,按照突破原理試驗的時間算,美國用了七年零三個月,英國用了四年零三個月,法國用了八年零六個月,蘇聯用了四年零三個月,而中國只用了兩年零兩個月,速度之快是世界上絕無僅有的。

于敏的貢獻使得我們搶在“文化大革命”之前在理論上突破了氫彈原理,又在“文化大革命”對九院造成重大破壞之前圓滿完成了首次氫彈原理試驗,這在我國核武器發展史上有重要的意義。

“最善于指導實驗工作的理論家”

楊 琳:于敏團隊在高精尖端核武器研究方面走出了一條自主研發、自力更生、艱苦奮斗的道路,這給我們現在的科研人員什么啟示?

朱祖良(中國工程物理研究院研究員):用原子彈爆炸放出的裂變能量使足夠數量的熱核材料充分燃燒,這個原則是知道的。但究竟如何用裂變爆炸能量引燃熱核材料,并使它們充分燃燒,這里有一個訣竅,只有深刻認識、掌握一系列復雜物理過程的現象和規律,才有可能發現這個訣竅。于敏緊緊抓住了“點火”和“燃燒”兩個主要物理過程,深入探討了一些關鍵性機制和規律,從而加快了突破進程。

彭先覺(原子核物理學家,中國工程院院士):回想起來,我們當時在工作中也認識到了輻射在輕重介質中明顯不同的性質,并已設法利用輻射去壓縮介質,但因缺乏對原子彈及總體概念的了解,缺乏對各種物理性質的整體把握,終究沒有走向成功。此事也使我頗受教育,那就是物理是最重要的。要解決問題,那就首先要很好學習,要弄清事情的概念、本質及規律,要像于敏先生一樣,真正做到融會貫通。

氫彈原理理論設想方案的誕生不是偶然的,是原子能研究所“輕核理論組”和九院理論部的科研人員,前后歷時近五年時間殫精竭慮地探索和研究工作的結果,是集體辛勞和智慧的結晶。集體是由若干人組成的,沒有每個個人的努力和奉獻,集體成果便空無一物。從氫彈理論研究的歷程中我們可以清楚地看出,無論是在氫彈的基礎理論探索研究方面,還是在氫彈原理的突破方面,于敏同志都起了極為關鍵的作用,作出了重大貢獻。

楊 琳:在研制核武器的權威物理學家中,于老是唯一未曾留過學的人,是新中國自己培養的研究生,因此被稱為“國產土專家一號”。但這并沒有妨礙他成為最出類拔萃的科學家,您認為原因是什么?

杜祥琬(中國工程院院士):由于工作的特殊性,于先生出國加上在國內與國外學者交流的次數屈指可數,但在有限的交談中,常常是他提出一兩個問題,就令國外同行刮目相看。實際上,他十分重視研究國際上的信息資料。1992年,他在同我們的一次談話中,又一次分析了核禁試的前景,他說:“1963年的條約,是因為他們(美蘇等國)大氣層的試驗做夠了,但地下試驗還在做,以通過近區物理測試了解小型化的途徑。1974年的條約(美蘇簽訂的《限制地方核試驗當量條件》),是因為大當量的做夠了,可以限制15萬噸了。現在,在核試問題上,它們的每步棋也各有底牌。”經過一番分析,他認為“全面禁核試或分步驟達到禁試都是可能的”。因此,要搶到這之前加強實驗室工作。在經過有限的核試驗之后,通過實驗室工作,可以解決安全、可靠的問題。以后幾年的實際情況基本上就是他分析的那樣。

于先生能取得這么大成績,也是因為他具有豐富的哲學智慧。他學術功底深厚,雖然是一個理論物理學家,但十分重視第一手的試驗數據,總是強調搞理論要去試驗場,強調理論聯系實際,他被稱為“最善于指導實驗工作的理論家”;氫彈研制研究我們無跡可尋,完全靠自己,于先生的創新精神,使我們突破了一個個未知領域,而且他也十分支持后輩的創新精神,又高度重視基礎研究,他說過高水平的成果是建立在基礎研究之上的,沒有深厚系統的基礎研究,工作走不遠;于先生多次強調既善于分解、又善于綜合的重要性。他把物理分解看作核武器物理基礎研究的“基本環節”,分解每個物理現象,研究其規律。面對復雜的現象和問題,他總能理出頭緒,找出物理上的原因。許多問題到了于先生手上,他總是把其中的物理因素一一加以解剖,并估計它們的大小和影響,這樣,對許多難以解決的現象,就能夠理解了,同時解決問題的辦法也就出來了;于先生善于抓主要矛盾,總能從復雜的計算中找出其中的物理的內容,使認識有所前進。他不斷地發掘問題,提出問題,分析問題,解決問題。

劉恭梁(北京應用物理與計算數學所研究員):于老嚴謹治學、一絲不茍和堅忍不拔攻關克難的科學作風我有很深刻的體會。1976年時,我們在華東計算技術研究院國產計算機“655”上為即將進行的核試驗任務計算結果,其間一個十分重要的物理量的計算結果不穩定,發生跳動。物理設計的同志認為這種圖像是不合理的,也與其他計算不一致,因此肯定是程序有錯。而搞程序的同志說,該程序各種模擬計算都正常,輸入也沒有錯,一定是機器出了毛病。維護機器的同志說,機器運轉正常,其他程序均算出了正確的結果,唯獨這個程序不對,應該是程序有錯。這個問題陷入死循環。眼看著離交方案的時間越來越近了,一些同志提出來為了如期交出方案,可以避開此程序的計算結果,根據其他研究和計算結果進行綜合判斷,論證方案的可靠性。于老堅持迎難而上,排除疑點,決不有任何僥幸心理放過任何隱患,查個水落石出。他鼓勵大家程序是人編的,只要一步一步跟蹤查找,一定能查出來,他和大家一起制定查找方案,從現象分析,從程序的原始公式開始,對計算機打紙帶上的每個數據進行檢驗、核對,不放過任何一個環節。由于這個程序十分龐大復雜,要把問題查出來,猶如大海撈針,于老和同志們一排一排數據計算,一個一個數據檢驗,連續作戰,幾天后終于找到,原來是一塊大部分計算程序都不會走過的運算插件板出了問題。而眼前的這個程序,由于計算量的特殊性,偏偏必須走過這個插件,從而出現了不穩定的情況,更換了插件板,計算結果一切正常。這個物理學家查出計算機隱患的故事在我們這里廣泛流傳,其實這類反映于老嚴謹的小故事還有很多。我們的事業正是靠這樣的作風取得一個又一個成績。

胡思得(中國工程院院士):于敏崇尚科學、堅持真理的一些故事我們所里年紀大點的人都知道。20世紀60年代末,“老點”(綿陽梓潼的核武器試驗基地)響起三發“六五”炮實驗失敗的消息,軍管首長急了,在“老點”組織了轟動一時由眾多科技人員參加的“學習班”。軍管首長正準備把“脫離實際”“設計失敗”的大帽子扣下來,散布技術原因在勁頭不足,就像病人推小車,科技人員中認識也有些模糊。于敏和我領導理論部工作小組在那里,堅持實事求是與科學分析的態度,排除各種干擾,經過艱苦細致的實際工作,找出主要技術原因應是二維效應的“波形問題”,并提出“整形”作為應急解決問題的技術措施。后來的工作表明上述處理是成功的。實施軍管的那段時間,氣氛是十分緊張的,白天黑夜連續工作或開會,有一段時間于敏天天在招待所的房間召集我們開小會,常常弄到深夜三四點,持續40來天。于敏承受了最大的精神壓力,但他堅持真理不唯上。

中國核事業帶路人

楊 琳:氫彈之后,于老的工作方向是什么?

藍 可(應用物理與計算數學研究所研究員):氫彈爆炸后,緊接著的問題就是熱核彈頭武器化的理論設計和探索新原理的工作。第一顆氫彈只是試驗裝置,尺寸重量較大,還不能用作導彈運載的核彈頭,屬于第一代核武器。要與運載裝置導彈適配,核裝置還必須提高比威力并小型化,發展第二代核武器,二代核武器研制涉及新原理、新材料、新結構等一系列技術難題,難度大大增加。20世紀70年代末80年代初,因為種種原因,一大批優秀的科學家和科技骨干相繼調離,于老被任命為核武器研究院副院長兼核武器理論研究所所長,全面負責領導突破二代初級和次級原理,發揮了兩個至關重要的作用:決策、把關。從80年代開始,他成為核武器理論研究領域的帶路人,帶領大家走出了一條具有中國特色的核武器研究道路。80年代中期,我國不但在初級小型化和中子彈原理試驗上取得了圓滿成功,第二代核武器研制實現重大決定性進展,而且次級小型化技術途徑已明確,核武器事業躋身世界水平。相比美蘇上千次、法國200多次的核試驗次數,我國的核試驗次數僅為45次,不及美國的1/25。

于老對核武器發展有著獨到的眼光和敏銳的判斷。干著第一代,看著第二代,想著第三代甚至第四代,20世紀70年代,他敏銳感覺到,慣性約束聚變(ICF)不僅有可能用于解決能源問題,還可能用來研究武器物理。慣性約束聚變研究長遠的目標是為人類提供能源,中、近期目標是研究核武器物理。可以在實驗室通過慣性約束聚變,開展實驗室研究。氫彈爆炸就是人類在地球上實現的慣性約束聚變,但氫彈是不可控的,我們通常所說的慣性約束聚變是可控的。慣性約束聚變靶的物理過程可以模擬大尺度的核武器系統整體行為,兩者性質相同,量上逼近。在禁核試條件下,應用實驗室數值模擬,是了解庫存核武器的安全、可靠和有效性的唯一手段。于敏一直關注慣性約束聚變,為此傾注了大量心血。他積極促進相關科研單位的合作,在我國慣性約束聚變還處于初級研究階段時,他和王淦昌、王大珩等給中央寫信,爭取把ICF列入國家“863計劃”,提出了慣性約束聚變研究的指導方針,制定了發展戰略,使慣性約束聚變進入了一個新的歷史發展階段。

楊 琳:作為于老唯一的博士生,請您談談于老在學風、作風上對您的影響?他培養年輕人的有關情況以及于老的科學方法及精神品質?

藍 可:我倍感榮幸能成為于老唯一的一個博士生。最初我對X光激光一竅不通,于老就由淺入深,從最基本的概念講起,他講述的物理圖像非常清晰,再復雜的數學公式一經他指點就成了一幅幅生動有趣的過程圖像。盡管于老很忙,但只要他在北京,每個星期我們都會安排一次討論,每次討論于老都會仔細分析我們的計算結果,一個個查看數據,一個個分析物理量,他還會讓助手把打印的計算結果用自行車馱回家繼續分析,把他在家分析的結果詳細寫在紙上,下一次討論的時候講給我們聽。

于老對我們的要求非常嚴格,記得在用逃逸概率方法處理柱對稱等離子體中共振線的輸運時,計算公式含四重復雜的積分,而共振線有成百上千條,計算量非常大。我覺得是不可完成的,于老憑他的經驗和直覺認定可以用一個近似表達式來處理,當我好多天找不到方法準備放棄時,于老堅定地說:“必須要有近似表達式,你一定要給出一個來。”說這話時他的眼神十分堅定而嚴厲。經過我的努力,最終得到了一個近似表達式,多虧于老的嚴格要求,我心里充滿了對于老的感激。

于老業務上對我們嚴厲但生活上對我們非常關心。我在德國工作時,患上了惡性淋巴瘤,并馬上在德國開始治療。于老獲悉我得病后非常焦急。因為盛家田知道我的情況較多,當時已經77歲的于老幾乎天天向盛家田詢問我的病情和治療進展,并通過盛家田再三詢問我“需不需要錢,我這還有一些美元”。在德國艱難度過三個療程的化療后,我回國繼續接受治療,在我住院期間,于老和孫阿姨經常來醫院看望并鼓勵我,那時“非典”剛剛過去,大家對醫院還心存顧慮,但于老每次到醫院都坐很長時間,安慰鼓勵我,和大夫詳細了解治療情況,我非常感動……

于老雖然為國家和人民立下了巨大的功勞,但我從來沒有聽于老講過任何一點自己的成績,也從來沒有看他流露過絲毫的驕傲。我在于老指導下學習工作這么多年,從來沒有看到于老對人對事給予激烈的言辭,從來沒有聽到于老高聲調表述自己的學術觀點。對于不同意見,無論對方年紀大小、地位高低,于老闡述完他的觀點后,最后總會用征詢的語氣說:是不是這樣更好一些?是不是那樣更合理一些?語氣永遠非常溫和,態度永遠非常真誠。

于老曾不止一次講過,“科技人員一定要服從國家需要。研究方向的選擇,要把國家任務放在第一位!”“一個青年科技工作者的立志,要與國家科學發展方向和需要相符。”其實,于老自己就是這句話的實踐者,最初他對高能物理很有興趣,學的是量子場論。參加工作以后,因國家急需發展核物理,當領導提出要求后,他就全力投入到核物理研究中去。后來國家又需要他從事國防科技研究,他就放下核物理,全力投入新的研究領域。而無論做什么工作,只要是國家需要,他都全力以赴地干好。

采訪過程中,我能由衷地感受到于老身上具有的強烈的使命感和高度的責任感,他的人格魅力在深深影響著所有接觸過他的人。他一直能堅持治學、鍥而不舍,他不爭功、不倨傲,國家培養了他,他用一生回報,刻苦鉆研,用科學報國。他真正做到了他自己推崇的“淡泊以明志,寧靜以致遠”。

(作者是《百年潮》雜志編輯,副編審)

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