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幼河:中國“氫彈之父”于敏(上)
送交者: 幼河 2014年08月09日00:43:37 於 [五 味 齋] 發送悄悄話

中國“氫彈之父”于敏(上)


錢三強在談到于敏時說:“于敏填補了我國原子核理論的空白。”

彭桓武稱讚道:“原子核理論是于敏自己在國內搞的,他是開創性的,是出類拔萃的人,是國際一流的科學家。”

“國產的土專家一號”

于敏是一個神秘人物,曾經“隱身”三十年之久,直到1988年他的名字才得以解禁。1999918日,在中央軍委表彰為研製“兩彈一星”做出突出貢獻的科技專家大會上,他第一個被授予“兩彈一星功勳獎章”,並代表科學家發了言。

由於保密的原因,這位核物理學家、中國科學院院士的著述多未公開發表,連他的妻子都說:“沒想到老於是搞這麼高級的秘密工作的。”不過他的傑出貢獻仍有蛛絲馬跡可尋,原中顧委常委、國務委員張勁夫在《請歷史記住他們——關於中國科學院與“兩彈一星”的回憶》中提到,“研製氫彈工作主要是于敏他們做的,方案是于敏提的,也得過大獎”。在《中國軍事百科全書——核武器分冊》中,“于敏”的條目下寫着:“在氫彈原理突破中起了關鍵作用。”

1926816日,于敏生於河北省寧河縣蘆台鎮(今屬天津市)。他父親當時是天津的一位小職員。于敏的青少年時代是在抗日戰爭時期的淪陷區度過的,童年亡國奴的屈辱生活給他留下慘痛的記憶。他在天津耀華中學念高中時,以門門功課第一聞名全校。1944年,于敏考進了北大工學院機電系,仍是出類拔萃的學生。一次進行數學考試,題目出得很難,就連數學系學習最好的一個學生也才得60 ,惟獨學物理的于敏卻得了 100 分。

但上學後于敏發現,因為是工學院,老師只是把知識告訴學生會用就行了,根本不告訴學生根源。而他卻偏偏喜歡沉浸在“純粹”的理論之中,高深的物理學像一塊巨大的磁石吸引着他。1946年于敏轉到理學院物理系,並將自己的專業方向定為理論物理。他在理論物理方面的天賦很快展現出來,並以驚人的記憶力和領悟力贏得教授們的欣賞。1949年于敏本科畢業,考取了張宗遂先生的研究生。張先生病後,胡寧教授擔負起指導之責。在兩位先生的悉心教導下,1951年于敏以優異的成績畢業。不久,他被慧眼識才的錢三強、彭桓武調到中科院近代物理研究所。這個所1950年才成立,由錢三強任所長,王淦昌和彭桓武任副所長。

1957年,以朝永振一郎(後獲諾貝爾物理獎)為團長的日本原子核物理和場論方面的訪華代表團來華訪問,年輕的于敏參加了接待。于敏的才華給對方留下了深刻印象。他們回國後,發表文章稱于敏為中國的“國產土專家一號”。對此于敏有自己的見解,他說:“‘土專家’不足為法。科學需要開放,應該學習西方先進的科學技術。只有在大的學術氣氛中,互相啟發,才利於人才的成長。現在的環境已有很好的條件了。”

提前進入氫彈研究

于敏調到近代物理研究所,一頭扎進了文獻堆,幾乎閱讀了全部有關文獻。他一方面扎紮實實地學習核物理的基礎理論,一方面非常重視物理實驗,了解相關物理實驗的內容,分析相關的物理現象,去偽存真,總結有關的物理規律。後來與于敏共事的科技人員,發現他對相關的物理實驗總是瞭如指掌,無不感到十分驚訝和佩服。著名實驗核物理學家王淦昌後來說:“我所接觸的我國理論物理學家中最重視物理實驗的人是于敏。”由於理論研究的需要,不久在近代物理所成立了理論研究組。于敏被分到了這個組,由彭桓武兼任組長,胡寧是兼職研究員,全組共 8 個人,除彭桓武,胡寧和于敏外,還有朱洪元,鄧稼先,黃祖洽,金星南和殷鵬程。後來這個組有 6 位當了科學院院士。于敏是這個組裡年齡最小,資格最淺的。于敏與這麼多卓有成就的學者在一起工作,對他一生的科研工作影響匪淺。

對于于敏的刻苦學習精神和良好的調研習慣,彭桓武倍加讚賞,說“真正鑽進去了的只有于敏”。于敏和鄧稼先擔負着原子核理論方面的研究任務,但因鄧稼先肩負許多領導職務,這個任務實際上主要落在了于敏的肩上。于敏深感自己責任的重大。為了不負重託,他對所有能找到的相關文獻都要瀏覽或精讀,苦苦地思索着一切有價值的東西。就這樣,他很快就鑽到了原子核物理發展的前沿,發表了多篇頗有份量的論文。

于敏在科研中有一種特殊的本領,就是善於抓物理本質的東西。他在聽報告或學術討論時很少記筆記,總是在那裡用心地聽,用心地思考,即使偶爾記點什麼,也只是扼要地記些畫龍點睛的東西。然而,他對數學公式和有關的數據記得卻非常清楚,複雜的數學表達式經他一指點,就變成了一幅幅生動的描寫物理過程的圖像。關鍵的數據他脫口而出,決不會記錯。于敏在原子核理論研究領域辛勤地耕耘了十幾年。先後發表論文,著作和譯著二十多篇冊,在中國物理學界名聞遐邇。他與楊立銘教授合著的《原子核理論講義》成為我國第一部原子核理論專著。錢三強在談到中國原子核科學的發展時, 曾說:“于敏填補了我國原子核理論的空白。”彭桓武也讚賞他說:“原子核理論是于敏自己在國內搞的, 他是開創性的, 是出類撥萃的人, 是國際一流的科學家。”

在我國研製第一枚原子彈尚未成功時,有關部門就已做出部署,要求氫彈的理論探索先行一步。為什麼提前研究氫彈?原來,原子彈和氫彈有很大差別,氫彈是利用原子彈爆炸的能量點燃氘、氚等輕核的自持聚變反應,瞬間釋放巨大能量,又稱聚變彈或熱核彈。氫彈的威力要大得多。1960年底,錢三強找于敏談話,讓他參加氫彈原理研究,于敏毫不猶豫地答應了。在錢三強的組織下,以于敏等為主的一群年輕科學工作者,悄悄地開始了氫彈技術的理論探索。他的一位老同事對記者說,這次從基礎研究轉向氫彈研究工作,對于敏個人而言,是很大的損失。于敏生性喜歡做基礎研究,當時已經很有成績,而核武器研究不僅任務重,集體性強,而且意味着他必須放棄光明的學術前途,隱姓埋名,長年奔波。

于敏開始涉足深奧的核理論研究工作。當時國內很少有人熟悉原子能理論,是錢三強、王淦昌、彭桓武和于敏等創建了新中國第一個核科學技術研究基地。于敏沒有出過國,在研製核武器的權威物理學家中,他幾乎是惟一一個未曾留過學的人,但是這並沒有妨礙他站到世界科技的高峰。于敏幾乎從一張白紙開始,他拼命學習,拼命地汲取國外的信息,在當時遭受重重封鎖的情況下,他只有依靠自己的勤奮,舉一反三進行理論探索。

儘管于敏有着雄厚的理論基礎,有着廣博的知識,可是,對於氫彈這樣複雜的系統,仍感到陌生。從哪入手呢?于敏經過認真思索,覺得還得從氫彈理論的最基礎部分開始摸索。他一方面自己親自做課題,推導方程,做物理粗估,構造物理模型,做解析解;另一方面給年輕人講課,輔導他們做課題,不分晝夜,不懈攻關。有一次,他們看到國外報道了一個重要元素的新的截面數據。這個數據太理想了,高得簡直有點令人吃驚,如果實驗數據是對的,將對熱核反應大有好處。但是,這個數據是真的嗎?會不會實驗有誤或故意報錯,將你引入歧途?鑑別這個數據的真偽,一般只有重複做這個實驗。但這要花掉大筆資金,而且需要二三年時間。這值得嗎?一時議論紛紛,莫衷一是。于敏對這個數據也甚為懷疑。他晝夜分析論證和計算, 決心搞清楚它的對錯。一天深夜,他輾轉反側,不能入眠。突然,他一躍而起,高興得拉住妻子的手說:“我搞清楚了!”妻子不解地問“什麼搞清楚了”?他說:“三言兩語也說不清楚。今天我得提前上班,請早點起來給我做早飯。”

第二天,于敏早早到了辦公室,對自己的推導和計算再次進行了縝密的思考和檢查,上班後給同事們做了一個報告。他從核反應的基本理論出發,分析了各種物理因素,抓住該問題的主要物理機制,依據布萊特—魏格納公式進行了詳盡的推導,最後,高度自信地宣布:外國報道的數據是錯誤的,完全沒必要花費那麼多人力,物力和時間去重複那個實驗。于敏一錘定音,再無人相信這個數據。後來,外刊報道,國外有人做了那個實驗,證明原來報道的那個數據是錯的。

氫彈要實現核燃燒,單靠理論解析研究是遠遠不夠的,必須要創造高溫密度的等離子體狀態,來摸清它的現象和規律,而做到這點,必須靠電子計算機進行定量或半定量的數值模擬研究。當時,全國最好的一台計算機是104 機,運算速度每秒只有一萬次,而且每周只能給提供十幾個機時。如此小的計算機,每周十幾個機時,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!然而,他們硬是靠這笨玩藝,經過 4 年時間的團結協作和艱苦拼搏,解決了一系列有關熱核材料燃燒的應用基礎問題, 為最終突破氫彈原理打下了堅實基礎。

于敏記憶力驚人,他領導下的工作組人手一把計算尺,廢寢忘食地計算。一篇又一篇的論文交到了錢三強的手裡,一個又一個未知的領域被攻克。四年中,于敏、黃祖洽等科技人員提出研究成果報告69篇,對氫彈的許多基本現象和規律有了深刻的認識。

計劃中的氫彈的研製速度是力爭 1968 年研製出高標準和高當量的氫彈裝置,並明確提出裝置的標的為 1100(即威力達到 100 萬噸 TNT 炸藥當量)。二機部黨組又調集三十多人,集中力量進行氫彈攻關。于敏被任命為理論部副主任。為了突破氫彈原理,理論部分兵作戰,多路探索。于敏作為學科帶頭人,帶領各室人員分別攻關奪隘。他經常深入到研究室,或指導大家進行研究,給大家講課,或自己埋頭看紙帶,分析計算結果,抓物理實質,掌握研究進展和科研方向,發現問題和及時解決問題。大家密切配合,通力合作,“八仙過海,各顯神通”。在他的帶領下,大家的學術思想非常活躍,遇到難題,大家暢所欲言,各抒己見,民主氣氛十分濃厚。每個人都在不聲不響地克服困難,忘我地工作,苦苦地探索。

于敏處處身先士卒,真可謂是寢不安席,食不甘味。有的時候,妻子為了讓他換換腦筋,硬拉着他去逛公園,可他滿腦子都是學術問題,老是跟不上趟。有時一轉眼人不見了,一找原來到了幽靜地方獨自看書去了。有的時候,他幫妻子洗衣服,一盆一盆地往洗衣機里加水,口中念念有詞地計着數,誰知,倒了半天,衣缸里水卻不見漲,一看,原來沒有關排水閥。弄得妻子啼笑皆非。像這樣的事,不勝枚舉。“蒼天不負有心人”,在鄧稼先和周光召的領導和組織下,在于敏的直接指導和率領下,硬是靠大家這種鍥而不捨的精神,攻克了一個又一個難關,終於解決了一系列最為關鍵性的問題,取得了氫彈原理的重大突破。

為了儘快地設計出百萬噸 TNT 當量的核彈,1965 9 月下旬,39 歲的于敏帶領 13 4 個組的科學工作者前往上海華東計算機研究所,利用該所的 J501 (運算速度每秒 5 萬次),夜以繼日地對加強型原子彈模型進行優化設計。這次優化設計的目的,就是要通過熱核材料的燃燒,儘可能把原子彈的威力提高到百萬噸 TNT 當量。于敏對那堆積如山,布滿數以萬計蠅頭小字的紙帶, 都要親自審閱。他檢查物理圖象,分析計算結果,解決疑難問題,一看就是幾個小時,常常連飯都顧不上吃。

在于敏的影響帶動下,參加執行任務的年輕人個個熱情高漲,幹勁沖天,恨不得馬上就把百萬噸當量加強型的原子彈設計出來。但是,計算結果卻老是不理想,威力總是上不去。一時間,大家陷入了困惑,情緒有些低沉。怎麼辦?為了提高大家的業務水平,鼓舞士氣,于敏決定給他們做系列學術報告。他選擇了一些典型的計算結果,結合物理粗估,對輻射流體力學,內爆動力學,中子物理和熱核反應動力學等有關現象和規律進行了系統分析,給年輕人詳細地講解有關的物理和各個階段的特徵物理量,教他們學會如何分析計算結果,抓物理實質。于敏的學術報告內容全面、系統,分析詳盡、透徹,而且推理嚴密,語言簡潔,表 達力強,無懈可擊。好多設想新奇、獨特,出人意料。大家聽了,茅塞頓開,都說:“聽老於的報告,真是一種享受!”

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