應(yīng)陽君 藍(lán)可 李華
核武器的成功研制是新中國成立以來取得的最重大的成就之一,它深刻地影響著當(dāng)今世界的政治格局,對鞏固我國的大國地位和提升中國在國際上的影響力起著至關(guān)重要的作用。核武器過去是、現(xiàn)在是、將來仍然是我國國家安全的重要基石。中國核武器發(fā)展的輝煌歷程是成千上萬科技工作者無私奉獻(xiàn)的集體成就,然而誰也無法否認(rèn)杰出科學(xué)家在武器物理關(guān)鍵技術(shù)突破中所發(fā)揮的重要引領(lǐng)作用。于敏先生就是我國從事核武器事業(yè)的璀璨科學(xué)家群體中最為突出的代表之一,是我國核武器研究與國防高科技發(fā)展中的主要組織者、領(lǐng)導(dǎo)者和技術(shù)核心,他為我國核武器事業(yè)作出了不可磨滅的歷史性貢獻(xiàn),當(dāng)之無愧是中國最杰出的物理大師之一。
“于敏的工作完全靠自己,沒有名師,因?yàn)楫?dāng)時(shí)國內(nèi)沒有人會(huì)原子核理論,他是開創(chuàng)性的,是出類拔萃的人,是國際一流科學(xué)家。”我國著名理論物理學(xué)家彭桓武院士曾這樣高度評(píng)價(jià)于敏先生。
解放初期,我國在核物理理論研究上幾乎是一片空白。20世紀(jì)50年代,作為早期進(jìn)入該領(lǐng)域的先行者,于敏發(fā)表了《關(guān)于重原子核的殼理論》《關(guān)于原子核獨(dú)立粒子結(jié)構(gòu)的力學(xué)基礎(chǔ)》《一個(gè)具有等間隔能譜的費(fèi)米系統(tǒng)》和《原子核在短程力下的相干效應(yīng)》等具有國際領(lǐng)先水平的核物理文章。1959年暑假,他與北京大學(xué)楊立銘教授合作,在成都主辦了我國第一個(gè)原子核物理培訓(xùn)班,出版了我國第一部原子核理論專著《原子核理論講義》,為國家培養(yǎng)了亟需的原子核理論科研人才。
20世紀(jì)60年代以后,于敏將其深厚的理論功底成功應(yīng)用于我國核武器的研制與發(fā)展以及國防高技術(shù)的開拓性研究中,為推動(dòng)核武器與國防高技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)理論的發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn):他深刻地揭示了武器核反應(yīng)內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;對輻射與物質(zhì)的相互作用及其弛豫過程、輻射波與沖擊波的傳播規(guī)律等問題進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的研究。這些核武器理論科學(xué)研究從多個(gè)角度揭示了核武器動(dòng)作過程的內(nèi)在規(guī)律,為我國氫彈原理突破、第一代核武器的設(shè)計(jì)定型以及第二代核武器的研制奠定了重要的理論基礎(chǔ)。
我國在突破原子彈之后,面臨著盡早突破氫彈的迫切需求,亟需盡快生產(chǎn)出可裝在中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈上的熱核彈頭。然而,氫彈的理論與技術(shù)遠(yuǎn)比原子彈復(fù)雜,它具有高度的綜合性,涉及理論物理、原子物理、核物理、輻射流體力學(xué)、等離子體物理、凝聚態(tài)物理、應(yīng)用數(shù)學(xué)等眾多學(xué)科。當(dāng)時(shí)美、蘇兩大國對所有與氫彈相關(guān)的技術(shù)信息都絕對保密。1961年1月,時(shí)任第二機(jī)械工業(yè)部(簡稱二機(jī)部)副部長的錢三強(qiáng)找于敏談話,向他傳達(dá)了上級(jí)任命他為“輕核理論組”副組長、領(lǐng)導(dǎo)開展氫彈理論預(yù)先研究的決定。于敏先生毫不猶豫地接受了組織的安排,立即停下手中有關(guān)原子核理論的基礎(chǔ)研究,全力以赴地投入到氫彈原理的探索之中。在他的科研生涯中,這已是第2次根據(jù)國家需要調(diào)整自己的專業(yè)方向。從1961年到1964年,他和黃祖洽、何祚庥一起,領(lǐng)導(dǎo)“輕核理論組”做了大量研究工作,包括氫彈中多種物理過程的探討和研究、氫彈作用原理和可能結(jié)構(gòu)方面的探索等等。
1965年1月,黃祖洽、于敏等原子能研究所“輕核理論組”的30余位科研人員攜帶著預(yù)先探索研究的所有成果和資料,來到二機(jī)部九院(現(xiàn)在的中國工程物理研究院)理論部,與我國核武器研究的主戰(zhàn)場匯合。于敏被任命為理論部副主任。為了突破氫彈原理,鄧稼先、周光召、于敏、黃祖洽等部主任分別帶領(lǐng)一支研究隊(duì)伍從不同途徑進(jìn)行探索。
1965年9月底,于敏作為理論部業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)率領(lǐng)部分隊(duì)伍去上海華東計(jì)算技術(shù)研究所開展加強(qiáng)型原子彈優(yōu)化設(shè)計(jì)。在隨后的3個(gè)多月時(shí)間里,于敏以其深厚的理論功底和嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng),帶領(lǐng)科研隊(duì)伍實(shí)現(xiàn)了氫彈原理的偉大突破——此為核武器研究史上著名的“百日會(huì)戰(zhàn)”。工作剛開始時(shí),大家都想盡快完成從加強(qiáng)型原子彈到氫彈的設(shè)計(jì)任務(wù),但無論如何優(yōu)化,計(jì)算結(jié)果總不理想。為了找到問題所在,也為了幫助年輕人了解必要的基本知識(shí)和提高科研工作水平,于敏給大家做了系列學(xué)術(shù)報(bào)告,對3個(gè)典型模型進(jìn)行了深入細(xì)致的系統(tǒng)分析。他從炸藥起爆開始,將氫彈物理全過程分為若干個(gè)階段,并對每一階段進(jìn)行分析,從復(fù)雜現(xiàn)象里提取物理本質(zhì),從熱核聚變所必需的基本條件中梳理背后的主要物理過程與物理機(jī)制。
通過對堆積如山的紙帶上的物理數(shù)據(jù)仔細(xì)地分析和推敲,并經(jīng)過縝密分析與苦苦思索,于敏以其敏銳的理論洞察力透過現(xiàn)象抓住了事物的本質(zhì),不僅很快找到了加強(qiáng)型原子彈無法進(jìn)一步優(yōu)化的癥結(jié)所在,更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)氫彈自持熱核燃燒的關(guān)鍵所在。10月下旬,于敏為一起出差的同志們做了“氫彈原理設(shè)想”的學(xué)術(shù)報(bào)告。在這個(gè)具有里程碑意義的報(bào)告中,他從基本方程出發(fā),通過嚴(yán)密的推導(dǎo)、量綱分析與粗估,指出了實(shí)現(xiàn)熱核材料自持燃燒的幾種可能途徑,結(jié)合以前的理論探索和最新計(jì)算結(jié)果,比較了這些途徑的優(yōu)劣利弊,分析了實(shí)現(xiàn)熱核自持燃燒的內(nèi)因和必要條件,最終論證了氫彈的原理構(gòu)型設(shè)想。經(jīng)過這次學(xué)術(shù)報(bào)告,大家熱情高漲,又抓緊完成了一系列系統(tǒng)的工作,發(fā)現(xiàn)了一批重要的物理現(xiàn)象和規(guī)律,終于形成了從原理、材料到結(jié)構(gòu)完整的氫彈物理方案。
1966年12月28日,中國進(jìn)行了氫彈原理試驗(yàn),這是一次完美的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明,我國已在原子彈研制成功后僅兩年零兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立掌握了氫彈原理。5個(gè)多月后的1967年6月17日,沉寂的戈壁大漠上空,剎那間升起了一顆極為神奇壯觀的“太陽”,中國第一顆氫彈試驗(yàn)圓滿成功!從第一顆原子彈到氫彈,我國只用了26個(gè)月,速度是世界上最快的,而于敏在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。氫彈爆炸成功后,于敏與鄧稼先、周光召、黃祖洽等理論部領(lǐng)導(dǎo)一起,帶領(lǐng)科研隊(duì)伍完成了核裝置的理論設(shè)計(jì),在提高比威力和核武器生存能力等方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。經(jīng)過冷、熱試驗(yàn)證實(shí),該理論設(shè)計(jì)是成功的。從此,中國擁有了第一代核武器,并開始裝備部隊(duì)。
為了與運(yùn)載裝置導(dǎo)彈適配,核裝置還得提高比威力并小型化,因此發(fā)展第二代核武器勢在必行。上世紀(jì)80年代初,于敏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(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)突破第二代核武器原理。面對這樣重大的國防任務(wù),于敏以其強(qiáng)大的理論功底、縝密的思維能力、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)木窈蛷?qiáng)烈的責(zé)任心,在領(lǐng)導(dǎo)與科研人員的信任下,承擔(dān)起決策與把關(guān)之重任。
核武器初級(jí)引爆彈的小型化是核武器小型化的關(guān)鍵,而小型化的引爆彈具有高形狀比、高收縮比等特點(diǎn),設(shè)計(jì)難度很大。于敏作為氣體引爆彈理論設(shè)計(jì)的主要技術(shù)負(fù)責(zé)人,主持研究并解決了從裂變材料壓緊、中子注入及其增殖,到氘氚聚變?nèi)紵^程的規(guī)律等問題,還提出了加大兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)裕量的具體措施,確保了試驗(yàn)的成功。氣態(tài)引爆彈的研制成功,為我國第二代核武器的研制奠定了可靠的基礎(chǔ)。
在第二代核武器研制過程中,于敏高度重視加強(qiáng)核武器理論研究與冷、熱試驗(yàn)的結(jié)合。他經(jīng)常深入核試驗(yàn)基地,親自抓核試驗(yàn)的測試工作并根據(jù)核武器物理過程的特點(diǎn)提出測試意見,這對推動(dòng)一些測試技術(shù)的發(fā)展起到了很大的作用。
為了完成第二代核武器的研制任務(wù),于敏確定了3條準(zhǔn)則,并據(jù)此進(jìn)行把關(guān)和決策:第一,力求采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和技術(shù),從戰(zhàn)略需要出發(fā),突出重點(diǎn),逐步縮短與核大國的差距,不追求核武器的多樣化;第二,必須謹(jǐn)慎地選擇技術(shù)途徑,力求做到不走彎路或少走彎路;第三,在技術(shù)途徑選定以后,必須將復(fù)雜的物理和技術(shù)問題進(jìn)行分解,狠抓物理和技術(shù)關(guān)鍵。正是這3條概括了具有中國特色的核武器發(fā)展創(chuàng)新道路的主要科研經(jīng)驗(yàn),也正是因?yàn)閳?jiān)持了這3條才使我國以如此之少的核試驗(yàn)次數(shù)和經(jīng)費(fèi)投入,便使我國核武器設(shè)計(jì)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。中國在20世紀(jì)80年代成功研制出了第二代核武器。
從1977年8月開始,于敏領(lǐng)導(dǎo)核武器理論研究所開始了對中子彈的探索。中子彈,又稱增強(qiáng)輻射武器,屬于特殊性能氫彈,是一種以中子殺傷效應(yīng)為主的戰(zhàn)術(shù)核武器。在沒有任何資料的情況下,于敏根據(jù)報(bào)紙中披露的“中子的殺傷比沖擊波的熱輻射要厲害得多”以及800m距離等零星的信息,提煉出兩個(gè)至關(guān)重要的問題,并循著這個(gè)思路提出了中子彈設(shè)計(jì)的兩個(gè)指標(biāo):一個(gè)是劑量指標(biāo),一個(gè)是當(dāng)量指標(biāo)。據(jù)此,他敲定了中子彈的研究思路,即威力盡量小,以減少?zèng)_擊波的破壞半徑,而單位威力具有高穿透力的中子數(shù)必須要盡量大。于敏進(jìn)一步地明確提出了中子彈設(shè)計(jì)指標(biāo)。經(jīng)國防科工委批準(zhǔn),于敏所提出的中子彈設(shè)計(jì)指標(biāo)被正式下達(dá)并啟動(dòng)研究。
1978年秋天,于敏在第一次中子彈技術(shù)討論會(huì)上,做了全面系統(tǒng)的總結(jié),明確了中子彈探索的主攻方向和初步設(shè)計(jì)目標(biāo),指出了某些關(guān)鍵技術(shù)問題和難點(diǎn);確定了中子彈設(shè)計(jì)的基本技術(shù)途徑;提出了解決某一關(guān)鍵難點(diǎn)的可能途徑等等。基于對設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)的認(rèn)識(shí),為確保中子彈試驗(yàn)的成功,于敏提出了“三錘定音計(jì)劃”。在他的親自指揮下,中子彈試驗(yàn)于1988年獲得圓滿成功。這標(biāo)志著中國成功突破了技術(shù)先進(jìn)的中子彈。
到20世紀(jì)80年代中期,我國的核武器不僅在初級(jí)小型化原理試驗(yàn)和中子彈原理試驗(yàn)中取得了圓滿成功,小型初級(jí)的武器化研制也取得了重大的決定性的進(jìn)展,而且次級(jí)小型化的技術(shù)途徑也已明確。鄧稼先和于敏審時(shí)度勢,對世界核武器科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢做了深刻分析,認(rèn)為美國核戰(zhàn)斗部的設(shè)計(jì)水平已接近理論極限,他們?yōu)榱吮3肿约旱暮藘?yōu)勢、限制別國的發(fā)展,很可能會(huì)加快禁止核試驗(yàn)的談判進(jìn)程,遏制我國核武器的發(fā)展,而那個(gè)時(shí)候中國正處于突破第二代核武器優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵時(shí)刻,如果必須做的熱試驗(yàn)還沒有做完,該拿的數(shù)據(jù)還沒拿到,核武器事業(yè)很可能“功虧一簣”。1986年,鄧稼先和于敏向中央遞交建議書,要求加快核試驗(yàn)步伐,盡早完成必須要做的核試驗(yàn)。中央很快批準(zhǔn)了他們的建議。
1992年,美國在完成了最后6次核試驗(yàn)后,果然開始積極進(jìn)行全面禁止核試驗(yàn)的談判。1996年,《全面禁核試條約》(CTBT)簽署。
正是鄧稼先和于敏的建議書提前規(guī)劃了我國核試驗(yàn)的部署,促使黨中央作出果斷決策,為我國爭取了寶貴的10年熱核試驗(yàn)時(shí)間,做完了必須做的熱試驗(yàn)。該建議為提升我國核武器的水平,保障中國大國地位的確立,推動(dòng)核武器裝備部隊(duì)并形成戰(zhàn)斗力發(fā)揮了非常重要的前瞻性作用。
中國只做了45次核試驗(yàn),僅為美國的4%,經(jīng)費(fèi)投入也少得多,但在核武器物理設(shè)計(jì)方面,經(jīng)過原子彈、氫彈、小型化、中子彈、安全型初級(jí)五個(gè)臺(tái)階,已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。這是由于我國采用了正確的核武器發(fā)展方針,在目標(biāo)的選擇和技術(shù)途徑的抉擇中采取了積極而又慎重的態(tài)度,使得在實(shí)際發(fā)展中幾乎沒有走什么彎路。在這條具有中國特色的核武器成功發(fā)展道路上,于敏是當(dāng)之無愧的重要引領(lǐng)者與設(shè)計(jì)師。
在肩負(fù)核武器研制重?fù)?dān)的同時(shí),于敏總是在思考著全面核禁試后如何確保我國庫存核武器的安全、可靠和有效性,關(guān)注著國外高科技發(fā)展對未來軍事態(tài)勢的影響,特別是對我國核武器的影響。20世紀(jì)70年代初期,于敏看到國際雜志上刊登了一篇有關(guān)慣性約束聚變的文章,立刻意識(shí)到慣性約束聚變的重要性,認(rèn)為它將來不僅有可能用來解決能源問題,還有可能用來研究核武器物理。然而,當(dāng)時(shí)國際上有關(guān)慣性約束聚變研究的文獻(xiàn)資料極少,在我國更是一片空白。為了使從事核武器物理研究的科研人員盡快進(jìn)入一個(gè)新的高技術(shù)領(lǐng)域,于敏在率先開展慣性約束聚變研究的同時(shí),在核武器理論研究所開辦了有關(guān)等離子體動(dòng)力學(xué)、慣性約束聚變、激光等離子體物理、X光激光等一系列的講座,為科研人員普及有關(guān)慣性約束聚變的基本知識(shí),并且陸續(xù)編寫了不少講義,如《等離子體動(dòng)力學(xué)理論講義》《等離子體粒子云方法講義》《激光聚變物理研究現(xiàn)狀講義》《激光與等離子體相互作用和孤立子問題講義》《冕區(qū)物理》等等。在深入開展慣性約束聚變研究并開辦講座的過程中,他提煉出大量的研究課題并親自組織和指導(dǎo)科研人員進(jìn)行攻關(guān)。在他嘔心瀝血指導(dǎo)下,我國首批慣性約束聚變理論研究隊(duì)伍茁壯成長,并取得了豐碩的科研成果。
1988年12月,王淦昌、王大珩和于敏給鄧小平寫了一封建議書,建議加速發(fā)展我國慣性約束聚變研究并列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(簡稱863計(jì)劃)。1993年,國家正式成立了高技術(shù)863計(jì)劃慣性約束聚變主題專家組,于敏擔(dān)任第一屆主題專家組顧問。結(jié)合我國國情,他提出了慣性約束聚變研究的20字方針,即:“目標(biāo)明確、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)、物理精密、道路創(chuàng)新”;他還力促慣性約束聚變研究與核武器物理“接軌”,提出了“質(zhì)上相同、量上逼近”的技術(shù)思路。在于敏的積極推動(dòng)與指導(dǎo)下,我國制定了慣性約束聚變的發(fā)展戰(zhàn)略和“九五計(jì)劃”,繼神光-I激光裝置之后,在上海建造了神光-II八路固體釹玻璃激光裝置,并同時(shí)開展規(guī)模更大的神光-III激光裝置的預(yù)研。自此,中國慣性約束聚變研究進(jìn)入了一個(gè)嶄新的歷史發(fā)展階段。
近年來,于敏主要在慣性約束聚變發(fā)展戰(zhàn)略上指導(dǎo)和幫助著年輕一代的掌舵人與決策者。2011年11月,在美國點(diǎn)火攻關(guān)戰(zhàn)役可能失敗、時(shí)任美國能源部主管科學(xué)的副部長提交辭呈、國際上有關(guān)點(diǎn)火研究各種意見和想法紛起之際,于敏在中國人民解放軍總裝備部組織的座談會(huì)上談了他關(guān)于美國NIF激光裝置與美國點(diǎn)火攻關(guān)戰(zhàn)役的看法,指出美國在“發(fā)展戰(zhàn)略、頂層設(shè)計(jì)、物理分解與綜合集成”等4個(gè)主要環(huán)節(jié)上似乎都犯有錯(cuò)誤,導(dǎo)致當(dāng)前思想混亂,而且美國人近幾年專注點(diǎn)火,對核武器物理方面似乎無重大貢獻(xiàn)。于敏的一系列意見與建議給我國慣性約束聚變研究的年輕一代領(lǐng)導(dǎo)人提供了重要的幫助,成為中國慣性約束聚變發(fā)展戰(zhàn)略的指南針。
在我國X光激光研究方面,早在20世紀(jì)70年代,他便開辦系列講座并編寫講義,為科研人員普及與強(qiáng)激光相關(guān)的物理知識(shí),并組織和親自指導(dǎo)X光激光的科研隊(duì)伍深入系統(tǒng)地開展X光激光各種產(chǎn)生機(jī)制的理論研究。在于敏的悉心指導(dǎo)與引領(lǐng)下,中國在X光激光理論研究上取得了突破性進(jìn)展,理論與實(shí)驗(yàn)研究水平均進(jìn)入了國際先進(jìn)行列。曾擔(dān)任國家863計(jì)劃激光技術(shù)主題首席科學(xué)家的中國科學(xué)院院士杜祥琬認(rèn)為:“于敏對強(qiáng)激光主題的發(fā)展起到了重要的把關(guān)和推動(dòng)作用。”曾擔(dān)任國家863計(jì)劃激光技術(shù)主題X光激光組組長、中國科學(xué)院院士王世績寫道:“在我國近30年的激光聚變事業(yè)中,于先生作為學(xué)術(shù)上引領(lǐng)人的作用是無可替代的。”
“于敏是一位忠于祖國、無私奉獻(xiàn)的科學(xué)家。他自幼立下了科學(xué)救國的遠(yuǎn)大志向,數(shù)十年如一日,將自己的全部身心和才華奉獻(xiàn)給祖國的科學(xué)技術(shù)事業(yè)和國防建設(shè)。在科研生涯中,他根據(jù)國家需要兩度調(diào)整自己的專業(yè)方向……”朱光亞在《于敏院士八十華誕文集》序中這樣寫道。于敏先生不僅是一位杰出的物理大師,還是品德高尚的學(xué)界楷模。他嚴(yán)于律己,淡泊名利,為人十分謙和與低調(diào);對工作嚴(yán)肅認(rèn)真,實(shí)事求是、堅(jiān)持科學(xué)、不畏強(qiáng)暴;對國家、民族的事業(yè)總是滿懷熱忱,具有極高的責(zé)任感。自從開始研究核武器,于敏便隱姓埋名,極少發(fā)表文章,全身心地地?fù)湓趪乐卮笕蝿?wù)上。
在科研工作中,于敏十分注重學(xué)術(shù)民主,并把工作根基牢牢扎實(shí)在科技群體之中。深入群眾、深入一線是他一貫的學(xué)術(shù)作風(fēng)。即便在擔(dān)任所、院科技領(lǐng)導(dǎo)工作期間,于敏也經(jīng)常來到科研室或課題組參加學(xué)術(shù)討論,甚至找負(fù)責(zé)某個(gè)具體工作的同志討論一個(gè)物理細(xì)節(jié)或者推敲一個(gè)具體數(shù)據(jù)。他常說:“核事業(yè)是成千上萬人的事業(yè)。一個(gè)人的力量是有限的,你少不了我,我缺不了你。必須精誠團(tuán)結(jié),密切合作。”于敏先生還十分關(guān)心青年科技工作者的成長,不吝賜教、獎(jiǎng)掖后學(xué)。對于許多工作,他往往做了最難的開頭,然后讓年輕同志去完成。在他工作過的單位,許多科研人員都自稱是“于敏的學(xué)生”。
于敏先生在長期的科研工作中形成了獨(dú)具特色且行之有效的治學(xué)思想與治學(xué)方法,如:“研究物理問題時(shí)需要先進(jìn)行物理過程的分解,然后對每個(gè)環(huán)節(jié)中的物理現(xiàn)象進(jìn)行從現(xiàn)象到物理實(shí)質(zhì)分析”“理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、任務(wù)與基礎(chǔ)相結(jié)合、分解與綜合相結(jié)合、微觀與宏觀相結(jié)合”等等。他的這些思想與方法為科研人員留下了豐厚而珍貴的治學(xué)財(cái)富。
共和國不會(huì)忘記這位以國家和民族利益為重,把畢生心血和全部才華都無私奉獻(xiàn)給祖國國防事業(yè)、功勛卓著的科學(xué)家——于敏。