于敏:獻(xiàn)身中國氫彈事業(yè)的核物理學(xué)家

侯新杰 邵夢迎

(河南師范大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453007)

·物理學(xué)家與物理學(xué)史·

于敏:獻(xiàn)身中國氫彈事業(yè)的核物理學(xué)家

侯新杰 邵夢迎

(河南師范大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453007)

介紹了于敏的求學(xué)經(jīng)歷、隱性埋名改變研究方向和突破氫彈原理的歷程、以及他鞠躬盡瘁獻(xiàn)身祖國核武器事業(yè)的動人事跡．

核理論;氫彈原理;氫彈試驗;核武器

1967年6月17日,伴隨著羅布泊沙漠腹地上空的一聲驚天巨響,我國的第一顆氫彈爆炸,成功地震懾了西方各國,深刻地影響著當(dāng)今世界的格局．然而,被譽為“中國氫彈之父”的于敏,卻由于核事業(yè)的特殊性甘心“隱身”30年．1988年,他的名字才被解禁,但仍然鮮少出現(xiàn)于報端．2014年獲得國家最高科學(xué)技術(shù)獎使于敏先生回到了大眾的視野,也使更多人認(rèn)識了這位國之巨匠．讓我們通過此文回顧于敏的科研歷程和動人事跡．

1 出身寒門難擋報國赤子心

1926年,于敏出生在河北寧河縣蘆臺鎮(zhèn)(現(xiàn)天津市)的一個普通家庭,父親是天津市財政局的小職員．于敏排行老二,上面有一個姐姐,下面還有一個妹妹和弟弟,但都不幸夭折．于敏出生的前一年,國父孫中山去世,而后北方開始了軍閥混戰(zhàn)時期,社會動蕩,民不聊生．國弱家窮,一大家人只靠于父一人的微薄工資過活,生活也越來越困難．

少年時代的于敏性格內(nèi)向,善于思考并且酷愛讀史書,讀書時常常被名著里的古代將領(lǐng)的愛國精神和聰明智慧深深感動．當(dāng)時于敏親眼目睹日本侵略者的暴行,憂憤之情郁結(jié)于胸．自己不像古代將領(lǐng)能上戰(zhàn)場英勇殺敵,想要改變舊中國積貧積弱的面貌,只能好好學(xué)習(xí)科學(xué)知識,將來搞科學(xué)研究．從此以后,他矢志不改,立志走科學(xué)救國的道路,一直為實現(xiàn)自己的理想抱負(fù)奮斗不懈．

于敏在中學(xué)期間勤奮好學(xué),成績出類拔萃,老師們都一致認(rèn)為他是多年未見過的好學(xué)生,臨近高中畢業(yè)時,于敏本以為自己還能接著上大學(xué),但沒想到父親突然失業(yè),無力再供他求學(xué)深造．幸虧天無絕人之路,同窗好友陳克潛的父親出于愛才之心,為他申請了資助,在各方的幫助下,1944年于敏被北京大學(xué)工學(xué)院電機(jī)系錄?。诠W(xué)院學(xué)習(xí),老師更強(qiáng)調(diào)知識的應(yīng)用,而于敏喜歡刨根問底、追本溯源的習(xí)慣對此并不滿足．于是,1946年于敏轉(zhuǎn)到理學(xué)院物理系,將自己的專業(yè)方向定為理論物理．他在理論物理方而的天賦很快展現(xiàn)出來,并以驚人的記憶力和領(lǐng)悟力贏得教授們的欣賞．在于敏上學(xué)期間還有個令人津津樂道的小插曲．于敏為了打好學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ),選修了張禾瑞先生的代數(shù),張先生是出了名的教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),對學(xué)生要求極其嚴(yán)格．一次張先生考試出的題目很刁鉆,數(shù)學(xué)系“尖子生”才勉強(qiáng)得了60分,唯獨選修的于敏考了100分,師生無不佩服和稱贊．

2 服從祖國需要轉(zhuǎn)變研究方向

1949年,于敏從大學(xué)畢業(yè),留校攻讀研究生,先后師從張宗隧、胡寧兩位先生．在胡寧先生指導(dǎo)下完成了第一篇論文《核子非正常磁矩》．1951年他被慧眼識才的錢三強(qiáng)、彭桓武選中,調(diào)到中國科學(xué)院近代物理研究所(1958年改稱原子能研究所)任助理研究員,專心從事原子核理論研究．

彼時新中國建立不久,百廢待舉．國家科學(xué)規(guī)劃把原子核物理研究列為重點,領(lǐng)導(dǎo)希望于敏從事這一課題的理論研究工作．想到建國初期國家需要原子核理論方面的人才,于敏放棄自己鐘愛的量子場論,欣然服從了國家需要．當(dāng)時我國在核物理理論研究上幾乎是一片空白,作為早期進(jìn)入該領(lǐng)域的先行者,于敏克服重重困難,憑著學(xué)習(xí)上慣有的韌性,經(jīng)過幾年努力發(fā)表了《關(guān)于重原子核的殼理論》、《關(guān)于原子核獨立粒子結(jié)構(gòu)的力學(xué)基礎(chǔ)》、《一個具有等間隔能譜的費米系統(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,為我國核武器的研制與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)．1959年暑假,于敏與北京大學(xué)楊立銘教授合作,在成都主辦了我國第一個原子核物理培訓(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．

就在于敏在原子核理論研究上將要取得重要進(jìn)展和豐碩成果的時候,1961年1月,時任第二機(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．氫彈是基于輕原子核的熱核反應(yīng)而制成的,比原子彈的威力更大,各核國家都把氫彈的制造技術(shù)列為國家的最高機(jī)密．面對這個艱巨的任務(wù),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,這已是第二次根據(jù)國家需要調(diào)整自己的專業(yè)方向,從此以后,便與核武器結(jié)下不解之緣．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．于敏雖然基礎(chǔ)理論雄厚,知識面寬,但對于氫彈理論這個研究領(lǐng)域仍感到陌生．而且當(dāng)時美、蘇兩大國對所有與氫彈相關(guān)的技術(shù)信息都絕對保密,所以只能靠自己摸索．從1961年到1964年,于敏和黃祖洽、何柞庥一起,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．

時代的使命,社會的需要往往決定了一個人的命運和人生道路．于敏這次的學(xué)術(shù)轉(zhuǎn)向,對他個人損失很大．搞氫彈研究,不僅任務(wù)重,集體性強(qiáng),而且意味著他必須放棄原本光明的學(xué)術(shù)前途,轉(zhuǎn)向絕密的核科研領(lǐng)域,從此隱姓埋名,默默奉獻(xiàn)．多年后于敏在一篇回憶中說:“這次變化,改變決定了我的一生．30年中,我一直深入實際,晝夜思慮,全力以赴．中華民族不欺侮旁人,也決不受旁人欺侮,核武器是一種保障手段．這種樸素民族感情、愛國思想一直是我的精神動力．”[1]

3 “百日會戰(zhàn)”突破氫彈原理

1964年10月16日中國第一枚原子彈爆炸成功．這標(biāo)志著中國已經(jīng)掌握了設(shè)計制造原子彈的科學(xué)技術(shù)．研制氫彈的任務(wù)更加緊迫了,必須要盡快在氫彈的理論上有所突破．雖然在原子能所的4年時間里,于敏和何柞庥帶領(lǐng)同事們對氫彈的原理做了初步的探索,了解了熱核反應(yīng)的基本現(xiàn)象,掌握了熱核反應(yīng)的基本條件,但氫彈畢竟是復(fù)雜系統(tǒng),探索過程仍十分艱苦．一條條途徑提出來,經(jīng)過仔細(xì)的討論和計算分析,又一條條地被否定,于敏和同事們始終找不到氫彈原理的突破口．

氫彈理論轉(zhuǎn)折發(fā)生在1965年,一場創(chuàng)造歷史的上?！卑偃諘?zhàn)“,最終打破僵局．1965年9月27日,于敏作為理論部業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)率領(lǐng)部分隊伍去上海華東計算技術(shù)研究所開展加強(qiáng)型原子彈優(yōu)化設(shè)計．工作剛開始時,大家熱情高漲,都想盡快完成從加強(qiáng)型原子彈到氫彈的設(shè)計任務(wù),但無論如何優(yōu)化,計算結(jié)果總不理想．于敏便整日都泡在計算機(jī)房里,埋頭于堆積如山的紙帶中,仔細(xì)分析計算結(jié)果．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)了實現(xiàn)氫彈自持熱核燃燒的關(guān)鍵之處．值得一提的是當(dāng)時美國想要通過禁運計算機(jī)來遏制我國核事業(yè)的發(fā)展,用于運算的J501計算機(jī),是我國自主研發(fā)的,5萬次每秒的計算速度比美國當(dāng)年用的要快5倍,在突破氫彈過程中發(fā)揮了非常重要的作用．10月下旬,于敏向在上海出差的全體同志作了系列的”氫彈原理設(shè)想“的學(xué)術(shù)報告．于敏從輻射流體力學(xué)、中子擴(kuò)散和熱核反應(yīng)動力學(xué)的基本方程出發(fā),結(jié)合以前的理論探索和最新的計算結(jié)果,列舉了實現(xiàn)熱核材料自持燃燒的各種可能途徑,比較了它們的優(yōu)劣利弊,詳盡地論證了實現(xiàn)熱核材料自持燃燒的內(nèi)因和必要條件,提出了兩級氫彈的原理和構(gòu)型的設(shè)想．聽完于敏的報告,大家都極為興奮,認(rèn)為經(jīng)過多年的苦苦探索,終于牽住了”牛鼻子”,抓住了使熱核材料充分燃燒的關(guān)鍵因素和創(chuàng)造這些因素的技術(shù)途徑．這樣的突破使大家深受鼓舞,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,終于形成了一套從原理到構(gòu)型的基本完整的氫彈理論方案.

1966年12月28日,中國進(jìn)行了氫彈原理試驗,這是一次完美的試驗．試驗結(jié)果證明,我國已在原子彈研制成功后僅兩年零兩個月的時間內(nèi)獨立掌握了氫彈原理．而后理論部經(jīng)過5個多月的團(tuán)結(jié)協(xié)作,完成了全威力氫彈的理論設(shè)計任務(wù)．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圓滿成功!從第一顆原子彈到氫彈,我國只用了26個月,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)科研隊伍完成了核裝置的理論設(shè)計,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．經(jīng)過冷、熱試驗證實,該理論設(shè)計是成功的．從此,中國擁有了第一代核武器,并開始裝備部隊．[3]

4 殫精竭慮三次與死神擦肩而過

由于長年累月的科研攻關(guān),廢寢忘食,積勞成疾,于敏的健康狀況每況愈下,1969年初,因奔波于北京和大西南之之間,沉重的精神壓力和過度勞累,使得于敏的胃病日益加重,身體瘦得形銷骨立．在首次地下核試驗時,他身體虛弱得連走路都很困難,上臺階要用手提著腿才能邁上去．在做熱核試驗,當(dāng)于敏被同事們拉到小山岡看火球時,突然臉色蒼白,冷汗淋漓,由于操勞過度和心力交瘁,當(dāng)場休克昏迷過去……

到了1971年,考慮到于敏的身體狀況,上級準(zhǔn)許于敏的妻子留在身邊照顧他．10月的一天深夜,于敏正伏案鉆研,突感身體不適,頭暈眼花,叫醒妻子．孫玉芹見他臉色蠟黃,氣喘叮叮,趕緊將他扶起來,不料,于敏身子一軟,攤倒在地,經(jīng)醫(yī)生及時搶救,才化險為夷．

出院后,于敏身體還未完全康復(fù),就又全身心的投入到工作中．1973年于敏從綿陽返京途中,在列車上開始便血．回京時,人便昏厥過去,還沒進(jìn)家門,就直接送進(jìn)了醫(yī)院,由于搶救及時,才轉(zhuǎn)危為安．[2]

就是在這樣的身體條件下,于敏也沒有停下科研的腳步．第一代核武器雖然解決了有無問題,但在武器的性能上還亟待提高．為了與運載裝置導(dǎo)彈適配,核裝置還得提高比威力并小型化．只有小型化才能裝上導(dǎo)彈頭,才能機(jī)動,只有高比威力才能構(gòu)成實戰(zhàn)所要求的破壞殺傷力．因此發(fā)展第二代核武器勢在必行．在1980年,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．于敏清楚二代核武器的發(fā)展對我國的國防安全的重要性,也深知研制第二代核武器核武器的技術(shù)難度．從原理、材料和構(gòu)型上都要有新的發(fā)展,新的突破,任務(wù)的艱巨性是局外人無法想象的．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)任心為祖國交出了滿意的答卷,中國在20世紀(jì)80年代終于突破了新型初級小型化原理的任務(wù),成功研制出了第二代核武器．與此同時,在于敏的親自指揮下中子彈的試驗也于1988年獲得圓滿成功,我國核武器設(shè)計達(dá)到了國際先進(jìn)水平．

5 甘于奉獻(xiàn)的學(xué)界楷模

自從擔(dān)起研制氫彈重任那天起,于敏不但要隱姓埋名,而且還要遠(yuǎn)地奔波,在條件艱苦的環(huán)境里,他憑借信仰、毅力、智慧和心血,孜孜以求,鞠躬盡瘁．可以這么說,為了中國氫彈早日研制成功,于敏不惜付出生命代價．然而有的人對于敏和他的同事們從事的事業(yè)并不理解,認(rèn)為他們是在制造殺人武器,不人道．對此于敏非常樸素的說了這樣一番話:“中國5000年的歷史都是受外族的侵略,中華民族從來就是非常堅強(qiáng)同時又非常愛好和平．我打心眼里贊成核武器最好都徹底銷毀、完全禁止,但是在50年代,核大國幾次威脅要使用核武器來打我們,要不受人家欺負(fù),就必須打破核壟斷．我國的的核戰(zhàn)略屬于戰(zhàn)略防御性質(zhì),我們完全是為了自衛(wèi)．我們承擔(dān)不首先使用核武器的義務(wù),不對無核國家或地區(qū)使用核武器,也不會用核武器進(jìn)行威脅．”[2]

回顧于敏先生的經(jīng)歷,我們不難發(fā)現(xiàn)于敏先生所處的時代和科研經(jīng)歷,使他無法像科學(xué)工作者通常所做的那樣著書立說,并在所獲得的科學(xué)成就上打上個人的標(biāo)記,個人首先服從于國家的需要,淡薄名利,甘心將自己無私地奉獻(xiàn)給祖國的科學(xué)事業(yè)和國防建設(shè)．在祖國的核武器事業(yè)中,他是勇敢的先行者之一,與一批老科學(xué)家在科學(xué)道路上中披荊斬棘,完全靠自己的智慧和毅力走出了一條自主創(chuàng)新之路,給后來者開辟領(lǐng)域,指引道路．著名科學(xué)家周光召稱他,“畢生奉獻(xiàn),學(xué)界楷模!”

1 鄭紹唐.氫彈功勛,于敏傳略[J].現(xiàn)代物理知識.2015(02):4.

2 鄭紹唐,曾先才.于敏[M].貴州:貴州人民出版社，2005.05.

3 應(yīng)陽君,藍(lán)可,李華.從理論物理到工程物理——于敏先生的學(xué)術(shù)生涯與杰出貢獻(xiàn)[J].物理,2015,44(2):88-89.

本文系2017年河南省教師教育課程改革研究重點項目“中學(xué)物理校本課程開發(fā)及實施策略研究”的研究成果之一．

2016-12-12)