劉英/ 編
吳自良(1917 年12 月—2008 年5 月),物理冶金學(xué)家,中國科學(xué)院院士。20 世紀(jì)50 年代,從事蘇聯(lián)低合金鋼40X 代用品的研究,對建立我國低合金鋼系統(tǒng)有示范作用。20 世紀(jì)60 年代,領(lǐng)導(dǎo)并完成了鈾同位素分離用“甲種分離膜”的研制任務(wù),為打破超級(jí)大國的核壟斷做出貢獻(xiàn)。1988 年轉(zhuǎn)向研究高溫超導(dǎo)體YBCO 中的氧擴(kuò)散機(jī)制,求得了精確的氧擴(kuò)散率和擴(kuò)散激活能,在磁控濺射c取向薄膜中,發(fā)現(xiàn)膜的增氧速度,端賴于垂直c-軸單晶的位錯(cuò)管道所提供的快速氧輸運(yùn)過程。1984 年獲國家發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。1999 年被授予“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)?。入選“慶祝中華人民共和國成立70 周年大型成就展”1970—1979 年英雄模范人物。
1964 年10 月16 日,伴隨著一聲巨響,一朵“蘑菇云”從中國新疆羅布泊上空騰起。這聲巨響,是讓世界震驚的中國“禮炮”,不僅向世界宣告了中國第一顆原子彈爆炸成功,也標(biāo)志著中國從此打破了外國的核壟斷?!皟蓮椧恍恰惫转?jiǎng)?wù)芦@得者吳自良主持研制的“甲種分離膜”是原子彈的核心技術(shù)之一,為原子彈的爆炸成功做出了突出貢獻(xiàn)。
1917 年12 月25 日,吳自良出生于浙江省浦江縣的一個(gè)知識(shí)分子家庭,父親是前清秀才,后做過律師。他在家中排行第七,年齡最小。吳自良自幼在家讀私塾,從小就顯露出超常的聰慧。他母親便集中家里的財(cái)力供他讀書。1926 年,吳自良進(jìn)入了全縣最好的浦陽小學(xué)。1929 年畢業(yè)后,他考上了浙江省立第一中學(xué)讀初中,當(dāng)時(shí)他從縣城考進(jìn)省城時(shí),學(xué)習(xí)成績排倒數(shù)第2 名,但一學(xué)期后,他的成績升至正數(shù)第2 名。1932 年,他考入了浙江省立杭州高級(jí)中學(xué)。在中學(xué)時(shí)養(yǎng)成的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣為他以后的治學(xué)和科學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。
1935 年,吳自良以優(yōu)異的成績考入北洋工學(xué)院(北洋大學(xué))礦冶系,一年后在“航空救國”的熱潮中,他憑借優(yōu)異的成績轉(zhuǎn)入了剛剛開設(shè)的航空機(jī)械系。1937年,抗日戰(zhàn)爭爆發(fā),北洋工學(xué)院與北平大學(xué)等院校組成了西安臨時(shí)大學(xué),學(xué)校遷至西安;1938 年,北洋工學(xué)院又與東北大學(xué)工學(xué)院等院校組成了西北工學(xué)院,學(xué)校遷到了陜西省城固縣西北10 余里的一個(gè)小山村——古路壩。當(dāng)時(shí)教室設(shè)在祠堂里,用木板充當(dāng)黑板。吳自良回憶:“當(dāng)時(shí)校舍比較差,但教師教課非常好,學(xué)生學(xué)習(xí)很用功?!本褪窃谶@樣的艱苦環(huán)境下,他讀完了大學(xué)。
1939 年大學(xué)畢業(yè)后,他到云南壘允中央飛機(jī)制造廠任設(shè)計(jì)員。因?yàn)槟莻€(gè)工廠許多工程師都是美國人,所以他不僅學(xué)到了有關(guān)飛機(jī)制造的知識(shí),還鍛煉了英語口語。1942 年,該中央飛機(jī)制造廠遭日機(jī)轟炸,吳自良隨工廠撤到昆明,進(jìn)入中央機(jī)械廠任副工程師。但國民黨當(dāng)局通知他,要想重操舊業(yè),必須加入國民黨。吳自良不愿加入國民黨。當(dāng)時(shí)的國民黨航空委員會(huì)就以“逾期不報(bào)到”為由將他除名,并表明對他“永不錄用”。
1943 年,吳自良計(jì)劃自費(fèi)赴美國留學(xué),打算到麻省理工學(xué)院航空系學(xué)習(xí)。然而國民黨航空委員會(huì)對他“永不錄用”后,他只好改行。吳自良經(jīng)他原來所在的中央機(jī)械廠廠長的推薦,以助教的名義經(jīng)印度來到了美國匹茲堡卡內(nèi)基理工學(xué)院(現(xiàn)卡內(nèi)基梅隆大學(xué))攻讀物理冶金專業(yè)研究生,師從X 射線晶體學(xué)家、物理冶金學(xué)家巴瑞特教授和物理學(xué)家斯莫洛柯夫斯基教授。1948 年,以優(yōu)異的成績博士畢業(yè)后,他留在了該校金屬研究所做博士后;1949 年應(yīng)聘到美國錫拉丘茲大學(xué)材料系任研究工程師,主持美國國防部的重要科研項(xiàng)目“軟鋼中阻尼和疲勞”的研究。
1945 年,美國爆炸了世界上第一顆原子彈,小小的原子彈形成了巨大沖擊波。正在求學(xué)的吳自良開始還不知道原子彈是怎么回事,聽了幾次報(bào)告后,他知道了一個(gè)大概。當(dāng)時(shí)的他不會(huì)想到若干年后會(huì)有機(jī)會(huì)參與祖國的核武器研制工作。在美國時(shí),有一件事情給吳自良的震動(dòng)很大。當(dāng)時(shí)美國上層社會(huì)的人都穿質(zhì)地較好的衣服,他到當(dāng)?shù)匾粋€(gè)高檔的服裝店去買衣服,而店員卻問他:“你是不是洗衣店的員工來收衣服的?”祖國貧窮,海外的游子再成功也被人看不起!聯(lián)想到許多在美的中國留學(xué)生怕被歧視而謊稱自己是日本人的情況,吳自良更堅(jiān)定了以所學(xué)知識(shí)報(bào)效祖國、使祖國富強(qiáng)起來的決心。
1949 年10 月,新中國成立的消息傳到了美國,吳自良激動(dòng)萬分。他毅然放棄了在美國擁有的優(yōu)越生活條件和前途無限的工作,立即著手回國投身新中國的建設(shè)。1950 年冬,吳自良突破種種阻撓,以華僑的身份取道日本和中國香港,于 1951 年年初終于回到了闊別7 年的祖國。
回國后,吳自良先到北方交通大學(xué)唐山工學(xué)院(西南交通大學(xué)前身)冶金系任教授。1951 年夏,他應(yīng)聘為中國科學(xué)院工學(xué)實(shí)驗(yàn)館研究員,主持物理冶金方面的研究工作。在新中國的嶄新天地中,吳自良開始了他一生為祖國而不懈耕耘的奮斗歷程。
回國初期,吳自良的主要研究志趣在于運(yùn)用在美國學(xué)到的先進(jìn)知識(shí)在世界物理冶金學(xué)科領(lǐng)域?yàn)橹袊鵂幍靡幌亍5?dāng)時(shí)的中國百廢待興、科技落后,經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中有大量材料學(xué)科方面的問題亟待解決。他毅然放棄了個(gè)人志趣,他說:“國家的需要就是我的研究方向?!?/p>
1953 年7 月,在“抗美援朝”戰(zhàn)爭中,前線急需一種“特種合金電阻絲”,中央軍委通過上海市委下達(dá)命令,限期半個(gè)月內(nèi)完成。上海冶金研究所承擔(dān)了這項(xiàng)任務(wù)。吳自良二話沒說,帶領(lǐng)科技人員刻苦攻關(guān),如期完成了任務(wù),獲得了表彰。
20 世紀(jì)50 年代中期,面對美、蘇、英3 個(gè)超級(jí)大國的核壟斷,中國也開始對原子彈技術(shù)進(jìn)行研究。眾所周知,鈾235 是最重要的核燃料,在熱中子的照射下會(huì)發(fā)生核裂變,并通過連鎖反應(yīng)放出大量核能。但在天然鈾中,鈾235 只占0.7%,其他都是鈾238。而鈾238 不但本身不發(fā)生核裂變,還要吸收熱中子,妨礙鈾235 連鎖反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。所以要研制原子彈首先是要得到濃縮的鈾235。但二者的原子量差別很小,只差1.3%,所以把鈾235 和鈾238 這對“雙胞胎”分開,關(guān)鍵是制造出分離膜。美、蘇、英三國均把分離膜列為國家絕密,蘇聯(lián)稱之為“社會(huì)主義陣營安全的心臟”。
1960 年,中蘇關(guān)系惡化,蘇聯(lián)撤走了專家,也帶走了絕密級(jí)別的分離元件技術(shù)資料。時(shí)任二機(jī)部副部長兼原子能所所長的錢三強(qiáng)曾說:“有人揚(yáng)言,沒有外援,中國的濃縮鈾工廠將成為一堆廢銅爛鐵,更不用說造原子彈了。這其中的關(guān)鍵技術(shù)是制造用來分離鈾 235 的分離膜?!?/p>
“甲種分離膜”對外稱“真空閥門”項(xiàng)目。包括上海冶金研究所、沈陽金屬所、復(fù)旦大學(xué)和二機(jī)部原子能研究所4家單位開展了研究工作。但當(dāng)時(shí)因?yàn)榱α糠稚?、工作重?fù)、交流不便而妨礙了研制的進(jìn)度。周恩來總理及時(shí)做出了決定:要不惜一切代價(jià),在五六年內(nèi)攻克這一“心臟”;并將任務(wù)交給了上海市和中國科學(xué)院。中國科學(xué)院將該研制任務(wù)集中下達(dá)到上海冶金所,通知其他分離膜研究小組攜帶設(shè)備于1961 年春節(jié)后到上海冶金所報(bào)到。于是,60 多名專家在上海冶金所組成了第10 研究室,對外稱“7 支部”。時(shí)任上海冶金所副所長的吳自良任室主任、技術(shù)總負(fù)責(zé)人。7 支部下設(shè)3個(gè)組,各個(gè)組分工合作,聯(lián)合攻關(guān)。
想到當(dāng)年美國原子彈爆炸成功引起的轟動(dòng),現(xiàn)在有機(jī)會(huì)為制造自己國家的核燃料和原子彈出力,吳自良感到無上光榮。他放下籌備已久的研究項(xiàng)目,全身心投入到會(huì)戰(zhàn)之中。3年多的時(shí)間里,他大部分時(shí)間都待在實(shí)驗(yàn)室中,每天檢查各組的進(jìn)展,隨時(shí)解決各種問題。那時(shí),他每天工作10 多個(gè)小時(shí),過年過節(jié)也不休息。當(dāng)時(shí)正值國家困難時(shí)期,吳自良和同志們一道住集體宿舍,吃大食堂,幾天難見“葷腥”。1963 年,劉少奇、周恩來等國家領(lǐng)導(dǎo)人特地到上海來聽冶金所的工作報(bào)告。二機(jī)部則經(jīng)常派人來查看工作進(jìn)展。1963 年年底,上海冶金研究所正式報(bào)告:“心臟”被攻克,能在中等規(guī)模的工廠批量生產(chǎn);元件性能良好,超過了蘇聯(lián)的元件;造價(jià)僅為原來估算的黃金價(jià)格的1%。
就這樣,中國科學(xué)家僅用了3 年多的時(shí)間就攻下了這一世界性技術(shù)難題,使中國成為世界上第4 個(gè)獨(dú)立掌握濃縮鈾生產(chǎn)技術(shù)的國家。
1964 年10 月16 日,我國第一顆原子彈爆炸成功,舉國歡騰。已著手新研究的吳自良從報(bào)紙上獲悉了這一消息,激動(dòng)萬分。那遠(yuǎn)方傳來的“禮炮”聲中,有全體中國人的自豪,也飽含著科學(xué)家對祖國的深厚情感!
在研究所,吳自良的一句話廣為流傳:“我們搞國防的要有‘豎著進(jìn)去橫著出來’的決心,把一生都貢獻(xiàn)給國防建設(shè)事業(yè)!”他對祖國的真摯情感在這句話中表露得淋漓盡致。
(摘編自《為了那驚世的“禮炮”——記我校著名校友 “兩彈一星” 功勛吳自良》,李丹、王聰彬,原載于《天津大學(xué)報(bào)》,2008 年 6 月 12 日。由劉英整理)