本刊記者 王 景 劉之靈
承載經(jīng)緯 光榮綻放
——訪著名爆炸力學(xué)專家、中國工程物理研究院孫承緯院士
本刊記者 王 景 劉之靈
孫承緯院士在辦公室
國防事業(yè)是國家繁榮富強(qiáng)的堅(jiān)強(qiáng)支柱,在其發(fā)展歷程中有多少可歌可泣的英雄壯舉和小人物的酸甜苦辣,有多少刻骨銘心的經(jīng)歷和恒久難忘的時(shí)光,有多少生動(dòng)美麗的傳奇故事涌動(dòng)在胸。60年星輝歲月,曾經(jīng)滿目瘡痍的祖國,已變得雍容大度,自信豪邁。
靜水流深是心的力量,一個(gè)人的能力是有限的,但一種忠誠與智慧卻足以推動(dòng)事業(yè)的長遠(yuǎn)進(jìn)步。流水無語,被大地銘記。半個(gè)世紀(jì)來,孫承緯院士在中國國防高科技研究事業(yè)中的卓越貢獻(xiàn),祖國和人民不會忘記。
“我選擇爆轟研究的原因只有一個(gè),就是國家和人民的需要!”這是孫承緯一生的諾言,與這諾言同時(shí)跟隨他一生的是如山的責(zé)任。孫承緯院士曾經(jīng)對一位友人說過,“我想把自己全部的本事使出來,讓祖國用得上?!边€有什么比祖國在孫承緯的心中更重?
古稀之年,伏櫪不輟,天不言自高,地不言自厚,天地藏大美,有麝自來香。
孫承緯五歲開始入學(xué)讀書,接受啟蒙教育。孩提時(shí)代的他頗有靈氣和韌性,但也像大多數(shù)學(xué)生一樣,不會主動(dòng)地學(xué)習(xí)。一直以來,他學(xué)得都很輕松,但總能名列前茅。直至后來升入上海虹口中學(xué)讀高中。在當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)式教學(xué)法下,主張課堂消化吸收。印象很深的是,高二時(shí)有一次老師抽查代數(shù)的因式分解,已站在了黑板跟前的孫承緯卻突然忘記了公式,一時(shí)間手足無措。自尊心極強(qiáng)的他認(rèn)識到:要想把功課學(xué)好,光靠課堂所學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。自此,他開始深入系統(tǒng)地學(xué)習(xí)各門功課和知識。優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化、豐富的自然科學(xué)知識、以及自強(qiáng)不息的進(jìn)取精神構(gòu)建了他的知識結(jié)構(gòu),也塑造了他獨(dú)立的個(gè)性。
1957年,孫承緯高中畢業(yè),時(shí)值錢學(xué)森教授回國不久,控制論的宣傳深入學(xué)子心。孫承緯帶著探索物理力學(xué)神奇自然規(guī)律的興趣,帶著對科技兵的向往,以優(yōu)異的成績考入北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系。學(xué)校有著優(yōu)良的校風(fēng)和雄厚的師資力量,周培源、王仁等著名力學(xué)家都在此執(zhí)教。雖然相當(dāng)多的同學(xué)條件都很艱苦,要靠助學(xué)金維持生活,但強(qiáng)烈的求知欲使他們絲毫不為貧寒所困,而是如饑似渴的珍惜每一時(shí)機(jī)學(xué)習(xí)科學(xué)知識。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,使孫承緯在專業(yè)上打下了良好的基礎(chǔ)。
然而好景不長,1957年后期“反右”、“反右傾”、“大躍進(jìn)”、三年自然災(zāi)害接踵而至,那是極左思潮猖獗的年代,后又經(jīng)短時(shí)期的調(diào)整、落實(shí)政策。在這樣動(dòng)蕩的年代里,學(xué)校成了政治運(yùn)動(dòng)的戰(zhàn)場,教育事業(yè)受到挫折,知識分子屢遭劫難,學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情也在各項(xiàng)政治運(yùn)動(dòng)中受到挫傷。
60年代以后,各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)逐漸平息。這股清新的風(fēng)氣猶如一曲“春之聲”,呼喚大地回春,促使冰雪消融。科學(xué)終于迎來了久違的“春天”,在布滿荊棘的道路上,他學(xué)會了在歲月的蹉跎之中把苦難當(dāng)作人生的良師,收獲了更為珍貴的沉甸甸的思想和信念。
1963年,經(jīng)歷北大熏陶的孫承緯學(xué)成畢業(yè),當(dāng)時(shí)國家正急需各類科技人才,一些單位看中了孫承緯,希望他加盟,最初拿到手的派遣通知上寫明要求他到北京果子巷報(bào)到,然而,派遣書剛拿到手上就被組織收回去了,原來組織是另有考慮。最終組織決定安排這個(gè)各項(xiàng)條件都很優(yōu)秀的青年去青海的核工業(yè)部(原二機(jī)部)第九研究院(中國工程物理研究院的前身)。接到派遣通知后,孫承緯心里很是矛盾。在這之前,他就聽說過青海的惡劣條件,尤其是高原氣候更是令人擔(dān)心,這對于從小生活在大都市的孫承緯來說,不能不算是一種嚴(yán)峻的考驗(yàn),“到邊疆去,到艱苦地方去,到祖國最需要地方去?!睕]有過多的猶豫,孫承緯背起行囊,走進(jìn)了青海,走進(jìn)了位于青海湖畔金銀灘上的實(shí)驗(yàn)研究基地。
踏上金銀灘,孫承緯發(fā)現(xiàn),這兒的條件比想象的還要惡劣,空氣稀薄,氣候偏冷,交通不便,人煙稀少……好幾天,孫承緯都處在一種“恍恍然”中,尤其是在夜深人靜的時(shí)候,望著遠(yuǎn)處一望無垠的夜幕,他更加思念家鄉(xiāng)的親人。后來,孫承緯逐漸發(fā)現(xiàn),這兒聚集了不少著名學(xué)者和名牌大學(xué)生,有些還是國外留學(xué)生,但他們沒有絲毫怨言,一門心思搞研究工作。漸漸地,孫承緯為自己的“自私”感到慚愧,于是他暗下決心,克服一切困難,調(diào)整心態(tài),力爭迅速全身心融入工作中。自此,孫承緯與爆炸理論及應(yīng)用研究結(jié)下了不解之緣。
在發(fā)電狀態(tài)下,主電機(jī)運(yùn)行在3 kV額定電壓下,超過1.5倍額定電壓下作用于跳閘。因?yàn)閒=np/60(f為頻率,n為轉(zhuǎn)速,p為極對數(shù)),因?yàn)殡姍C(jī)的極對數(shù)一定,即轉(zhuǎn)速與頻率成正比,頻率高,這就顯示轉(zhuǎn)速高,設(shè)定當(dāng)f大于1.2額定頻率時(shí),保護(hù)作用于跳閘。
當(dāng)時(shí)的研究基地正處于大規(guī)模建設(shè)時(shí)期,一窮二白,處于“邊干邊學(xué)、干成學(xué)會”的階段。一系列保密措施的認(rèn)真執(zhí)行,使他深感自己所做的工作是那么的神圣和有意義;初涉蘇聯(lián)譯著《爆炸物理學(xué)》,他被里面的知識深深吸引了:原來炸藥還有爆速,爆速還可以計(jì)算。孫承緯開始感覺到學(xué)校所學(xué)的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。他白天工作,晚上就捧起書本如饑似渴地補(bǔ)充知識。
參加第13屆國際百萬高斯磁場產(chǎn)生及相關(guān)論題學(xué)術(shù)會議
艱苦的條件沒有削減他的熱情,用他的話說:“越干越熱愛”。他貢獻(xiàn)出了聰明才智,工作也回報(bào)他以豐碩成果。1967年,大學(xué)畢業(yè)剛4年,年僅27歲的孫承緯,在尖端武器某關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)中,創(chuàng)造性地提出設(shè)計(jì)和計(jì)算的新方法,成功應(yīng)用于實(shí)際實(shí)驗(yàn),為原子彈的武器化做出了重要貢獻(xiàn)。
然而,“文化大革命”來了,正常的科研生產(chǎn)秩序被打亂,孫承緯也難逃此劫。孫承緯作為反動(dòng)“白專”被關(guān)押,甚至在得了急性肝炎時(shí)仍然被拉出去“拉練”。工作陷于停滯,他就爭取一切機(jī)會學(xué)習(xí)英語,閱讀報(bào)紙,滿心想的都是怎樣利用一切可能汲取更多的知識。雖然其間遭到殘酷迫害,身心受到極大摧殘。但最令他痛心的還是文革期間浪費(fèi)了幾年寶貴的青春時(shí)光,丟失了很多辛苦積累的技術(shù)資料。
終于,科學(xué)的春天打破了桎梏。孫承緯開始關(guān)注到激光引爆炸藥技術(shù)領(lǐng)域,面對這一充滿活力的新領(lǐng)域,領(lǐng)導(dǎo)給予了高度重視。70年代中期,在王淦昌院士等技術(shù)專家大力支持下,孫承緯和同事們開始積極籌建激光引爆實(shí)驗(yàn)室。從申請、可行性論證到立項(xiàng)、規(guī)劃、建設(shè),孫承緯在實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過程中,付出了大量的心血。對國內(nèi)外這一領(lǐng)域技術(shù)以及研制情況都了然于胸的他,一直用學(xué)者的敏銳捕捉著這個(gè)領(lǐng)域的動(dòng)向與走勢。在有關(guān)激光技術(shù)應(yīng)用研究剛剛開展的關(guān)鍵時(shí)刻,他擔(dān)負(fù)起科研組織者的角色。這個(gè)工作,既讓他如魚得水,也讓他感到了巨大的壓力。在研究所,他更偏重于理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),在研制過程中遇到困難時(shí),他堅(jiān)信研究方向的正確性,通過多方搜集資料來論證方案的可行性。
當(dāng)“激光引爆實(shí)驗(yàn)室”從夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),并做出很多開拓性工作,成為當(dāng)時(shí)中物院創(chuàng)新技術(shù)研究的成功范例時(shí),孫承緯的心中充滿了成就感,就象一個(gè)父親終于看到兒子長大成人一樣。
中國工程物理研究院(簡稱中物院)成立于1958年,在隨后的二三十年時(shí)間里,一直處于一種秘密、隱蔽的狀態(tài),難為外人所知。這種性質(zhì)決定了從事這些事業(yè)的科技人員要“甘于寂寞”。從青海的大草原,到新疆的戈壁灘,再到四川西部的大山溝,這里沒有都市的繁華,沒有舒適和休閑的生活,陪伴他們的只是惡劣的氣候,落后的交通、不便的信息和少有的對外交流。直到1991年,中物院搬遷到綿陽市,工作生活環(huán)境和物質(zhì)條件才稍有改善。
孫承緯經(jīng)歷和見證了所有這些歲月。他親自參與了武器研制若干環(huán)節(jié)中的理論和實(shí)驗(yàn)研究,目睹了實(shí)驗(yàn)的一次又一次成功和武器技術(shù)的不斷進(jìn)步,見證了中物院事業(yè)的發(fā)展壯大和國家民族揚(yáng)眉吐氣的重要時(shí)刻。
“搞我們這種工作,它需要習(xí)慣‘寂寞’,平常的對外交流很少,業(yè)余活動(dòng)也基本是在院內(nèi)開展。這就要求我們注意調(diào)整心態(tài),把主要精力投入到研究工作中,從工作中去品嘗樂趣,去尋找人生價(jià)值?!睂O承緯行如其言,幾十年來,他對生活沒有太多要求,看書學(xué)習(xí)幾乎是他的唯一業(yè)余愛好,孫承緯右手的食指和中指,是彎曲變形的,繭很厚,那是多年看書、讀文章,用筆在上面作批注的結(jié)果。他書架上的書,總夾著這樣那樣的小紙條,上面寫滿了密密麻麻的公式推導(dǎo)和數(shù)據(jù)分析等等。他的最大樂趣就是看到自己的研究成果運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)中取得一次又一次的成功。每當(dāng)這時(shí),他都會高興得徹夜難眠。
孫承緯是一個(gè)大忙人。他不僅是中物院流體物理研究所里的資深專家和主要技術(shù)負(fù)責(zé)人,還曾經(jīng)是國家高技術(shù)某領(lǐng)域?qū)<医M成員,國防科工委電磁發(fā)射專家組成員,中國力學(xué)學(xué)會、空氣動(dòng)力學(xué)會、兵工學(xué)會的組長或成員,四川省學(xué)位委員會學(xué)科評議組的成員,《強(qiáng)激光與粒子束》、《宇航學(xué)報(bào)》、《爆炸與沖擊》等多家期刊的主編或編委。同時(shí),他還是中科大力學(xué)系、中科院力學(xué)所、國防科大理學(xué)院的兼職教授和兼職博導(dǎo)。最忙的時(shí)候,他一年之中差不多有三分之一的時(shí)間在天上“飛來飛去”。據(jù)與他一道開會出差的科研人員反映,在汽車上、火車上、飛機(jī)上的孫承緯,總是在抓緊時(shí)間看文獻(xiàn)。他要盡可能地化被動(dòng)為主動(dòng),把被各種會議占去的時(shí)間在途中賺回來。
孫承緯長期從事尖端武器和先進(jìn)常規(guī)武器戰(zhàn)斗部相關(guān)的爆轟研究,其研究成果達(dá)到國際同類先進(jìn)水平,不僅受到國際同行專家的好評,而且廣泛應(yīng)用于爆轟和沖擊動(dòng)力學(xué)研究。在高技術(shù)研究方面,他長期擔(dān)任國家高技術(shù)計(jì)劃專家組成員和有關(guān)專題組長,為我國激光技術(shù)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。他多次被評為高技術(shù)研究先進(jìn)個(gè)人。
作為一名專家學(xué)者,孫承緯的最大特點(diǎn)就是做事認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)。所里一位外語專業(yè)畢業(yè)的、從事情報(bào)資料收集工作的女同志,曾經(jīng)翻譯了一部英語專業(yè)著作,請他校閱。結(jié)果,孫承緯不僅幫她校閱了全書,還從頭改到尾,基本上等于重新翻譯了一遍。他還建議那位女同志在發(fā)揮外語好的特長,為所里收集情報(bào)資料的同時(shí),多看一些理工類的專業(yè)書,進(jìn)一步拓寬知識面。孫承緯的學(xué)生,都說他“嚴(yán)”、“要求高”。他們的論文送到導(dǎo)師手上時(shí),修改的結(jié)果,往往都是“紅字比黑字還多”。他的嚴(yán)謹(jǐn)和堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn),從一件生活小事上也可以得到佐證:他愛人說,孫承緯的一個(gè)小愛好就是做木工活,因?yàn)樗偸窍淤I來的家具在尺寸上不標(biāo)準(zhǔn)、在設(shè)計(jì)上不合理,需要修改。于是經(jīng)常拿著卡尺這里量量那里量量,揮舞起錐子、鑿子、刨子進(jìn)行一番“修改”、“校正”。
孫承緯治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。流體物理研究所許多新的學(xué)科發(fā)展方向,都是在他的倡導(dǎo)下建立和發(fā)展起來的,為國防武器裝備預(yù)先研究和高技術(shù)研究工作做出了突出貢獻(xiàn)。他編著的《應(yīng)用爆轟物理》一書,目前已經(jīng)成為工程力學(xué)和爆炸物理研究領(lǐng)域的重要著作。書中有大量的插圖,制作和處理起來非常麻煩,編排時(shí),對每一幅圖,他都要親自把關(guān),找人進(jìn)行技術(shù)處理。這本書的編寫和出版,不但經(jīng)歷了反復(fù)修改、幾易其稿的艱難,還經(jīng)歷了非技術(shù)原因的曲折過程,非常不易。這本書的出版,也反映了孫承緯個(gè)人鍥而不舍的性格。
認(rèn)真聆聽他人的報(bào)告
會心的微笑
與外國專家交流
孫承緯是一個(gè)實(shí)干家。到所里當(dāng)了科技委主任以后,他仍然經(jīng)常參加科研室的野外現(xiàn)場爆轟實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)方案提出具體的指導(dǎo)和建議。很多重大的科研項(xiàng)目,他都親力親為,負(fù)責(zé)到底。
1998年,美國的圣地亞核武器實(shí)驗(yàn)室率先以內(nèi)部報(bào)告的形式報(bào)道了基于Z實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行磁驅(qū)動(dòng)平面準(zhǔn)等熵壓縮的新型實(shí)驗(yàn)技術(shù),用于材料的偏離雨貢紐空間的動(dòng)力學(xué)行為研究。孫承緯院士敏銳地發(fā)現(xiàn)這是研究核武器物理基礎(chǔ)問題的一種新穎方法,并進(jìn)行了長達(dá)兩三年的跟蹤和調(diào)研,撰寫了一份厚厚的調(diào)研報(bào)告。隨后孫承緯召集自己的學(xué)生,利用簡陋的實(shí)驗(yàn)室條件啟動(dòng)了相關(guān)研究,從實(shí)驗(yàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理方法、理論分析和數(shù)值模擬等四個(gè)方面同時(shí)開展跟蹤和分析研究。
經(jīng)過數(shù)年的不懈努力,研究取得較大進(jìn)展,相關(guān)成果發(fā)表于美國核心學(xué)術(shù)期刊,并在國際學(xué)術(shù)交流會上進(jìn)行交流,在中國力學(xué)大會、香山會議等多個(gè)重要會議上做特邀報(bào)告,得到了國內(nèi)外同行的高度評價(jià)。2010年底,圣地亞實(shí)驗(yàn)室報(bào)道了他們利用這種實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了準(zhǔn)等熵壓縮下特殊材料的動(dòng)力學(xué)行為研究。這一報(bào)道印證了孫承緯十年前的判斷。在院、所領(lǐng)導(dǎo)的支持下,經(jīng)過孫承緯所帶領(lǐng)的項(xiàng)目組的努力,他們成功研制了4MA電流的脈沖功率加載裝置,開展了更高水平的物理實(shí)驗(yàn)。
同時(shí),相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金委和中物院的高度重視,以國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目、中物院基金重點(diǎn)項(xiàng)目等多種形式進(jìn)行資助。在孫承緯的帶領(lǐng)下,磁驅(qū)動(dòng)研究領(lǐng)域一支優(yōu)秀的科研隊(duì)伍正在不斷發(fā)展壯大,在國內(nèi)外的影響力與日俱增。
從2008年開始,在孫承緯院士的指導(dǎo)下,流體物理研究所率先在國內(nèi)利用氣庫膜射流進(jìn)行激光準(zhǔn)等熵壓縮實(shí)驗(yàn)研究,開展了大量的激光驅(qū)動(dòng)氣庫膜等離子體射流和準(zhǔn)等熵壓縮的實(shí)驗(yàn)探索。
2010年12月,率先在上海高功率激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的神光-II裝置上進(jìn)行了第一輪激光直接驅(qū)動(dòng)等離子體射流和材料準(zhǔn)等熵壓縮實(shí)驗(yàn)。在國際上首次給出了氣庫膜射流空間分布和速度特性。利用速度30km/s的射流實(shí)現(xiàn)了在鋁樣品中的無沖擊壓縮,壓力上升時(shí)間約10ns,峰值加載壓力可達(dá)40GPa以上。2011年底通過對列陣透鏡的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)3ω大焦斑均勻輻照(2mm×1.5mm),獲得了橫向超過1mm的準(zhǔn)一維射流,鋁/LiF復(fù)合臺階靶工藝改進(jìn)取得了重要進(jìn)展,利用一維射流對鋁/LiF臺階靶進(jìn)行了無沖擊壓縮實(shí)驗(yàn),獲得了多臺階鋁/LiF界面光滑上升的速度歷史,給出純鋁樣品的準(zhǔn)等熵壓縮線,最高峰值壓力達(dá)到了100GPa。國內(nèi)首次開展了黑腔驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)等熵壓縮實(shí)驗(yàn),首次獲得了純鐵和鉭的高應(yīng)變率斜波壓縮數(shù)據(jù),準(zhǔn)等熵壓力達(dá)到了150GPa以上。
孫承緯院士始終保持科學(xué)上的敏銳性。俄羅斯實(shí)驗(yàn)物理研究院是俄羅斯核武器研究的主要單位,他們在核武器物理研究領(lǐng)域具有獨(dú)立的思想和見解。孫承緯特別重視這一點(diǎn),利用每一次的機(jī)會與俄方核心技術(shù)人員交流、溝通,聽取他們對一些研究方向的理解和判斷。通過多年的觀察,孫承緯發(fā)現(xiàn)俄羅斯實(shí)驗(yàn)物理研究院對于柱面內(nèi)爆磁通量壓縮技術(shù)研究始終保持一支龐大的研究隊(duì)伍,而公開發(fā)表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果特別是有關(guān)材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很有限。經(jīng)過多次與俄方交流,孫承緯判斷這一技術(shù)未來極有可能應(yīng)用于新型材料研究,并且能夠做為一種極為有效的低密材料等熵壓縮技術(shù)。
經(jīng)過長期的技術(shù)跟蹤,孫承緯建議迅速恢復(fù)該項(xiàng)技術(shù)研究。在立項(xiàng)時(shí),孫承緯親自參與方案與技術(shù)路線的制定,親自指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)工作。在他的全力推動(dòng)下,在短短的一年半的時(shí)間里就迅速完成了初級裝置的研制,獲得了數(shù)百特斯拉的超強(qiáng)動(dòng)態(tài)超強(qiáng)磁場。這一技術(shù)的發(fā)展對于未來我國在極端條件下凝聚態(tài)物理研究、新材料高壓合成及超強(qiáng)磁場下材料物理問題研究等具有重大意義。
雖已年屆高齡,孫承緯仍一如既往、孜孜不倦地拼搏在人才培養(yǎng)的第一線。他力推新秀、甘做人梯,為培養(yǎng)和造就年輕學(xué)術(shù)骨干傾注了大量心血。近年來他參與編寫了《動(dòng)高壓原理與技術(shù)》一書,并翻譯了俄羅斯的《爆炸物理學(xué)》、美國的《磁通量壓縮發(fā)生器》與《高能量密度物理》等書籍,為科研工作者系統(tǒng)全面地掌握相關(guān)知識奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);他閱讀了大量國內(nèi)外科研文獻(xiàn),做了很多調(diào)研分析記錄,及時(shí)向科研工作者傳遞分享,使他們能夠敏銳地掌握學(xué)術(shù)研究前沿。他精心培養(yǎng)鍛煉的年輕科技隊(duì)伍,正順利接過老一輩的擔(dān)子,在科學(xué)的征途上繼續(xù)奮勇前進(jìn)。
一位學(xué)林景仰的泰斗,一位桃李滿園的恩師,一位儒雅博學(xué)的慧者。在孫承緯那一代科學(xué)家中,他們所做的一切,自己都是視為“尋常事”的。不功利,不盲從,為學(xué)術(shù),為人格,都是學(xué)人精神起碼的皈依。他像秋天高高聳立的銀杏,灑落大地一片金黃。