于敏:上师无名
作者:李白薇时间:2015-04-29 13:34 来源:中国科技人才

1988年以前的30年,于敏的名字是国家秘密,只有极少数人才能接触到他的档案。解密那年,官方媒体对这位神秘人士的事迹进行了大篇幅的详尽报道,但相较于钱学森、邓稼先等早已深入人心的形象,于敏并未成为一个家喻户晓的公众人物。

1999年,中共中央国务院中央军委决定表彰为研制“两弹一星”做出突出贡献的科技专家并授予“两弹一星功勋奖章”。于敏第一个从时任国家主席江泽民手中接过奖章,并代表科学家发言。但直到十几年后,仍有人对这个名字感到陌生:于敏是什么人?有什么贡献?

2015年元月,89岁的于敏以“只此一位”的身份,从国家主席习近平手中接过表彰证书——国家最高科学技术奖。这一次,“中国氢弹之父”终于获得了应有的关注度,尽管他一直反对这样的叫法。

理学院“大神”

数月前,悉闻昔日同窗于敏入围国家最高科学技术奖,中国科学院院士刘光鼎回忆起他的老同学:“他这个人极聪明,一把桥牌到他手上,他立刻就能算出他会不会赢,会赢在哪张牌上,大家都不用玩了。”这番话也得到了于敏不少昔日牌友和科学家朋友的印证:此人极其聪慧。

在1945级的北大理学院,学号1234013是一个传奇。在北大图书馆院内墙上张贴的不张名成绩榜单中,第一的位置永远属于这个学号,理学院师生都知道,这个学号属于于敏。从北大毕业时,于敏被大家公认为“北大多年未见过的好学生”。

于敏进入北大理学院曾颇费周折。高中毕业时,这位出身寒门的优等生遭遇了巨大危机:久病缠身的父亲失去了工作,家里唯一的经济来源断了,不可能再供他读书。发愁之际,同学陈克潜将于敏的情况告诉了自己在启新洋灰公司工作的父亲。于是,于敏获得了一笔“天使投资”,由启新洋灰公司资助他上大学,条件是必须去北京大学工学院电机系学习。于敏欣然同意。

1944年,于敏进入北京大学工学院,一心治学。然而几个月后,于敏就坐不住了。工科学习对动手要求极高,而于敏却是个“心灵手不巧”之人;加之工学院对物理、数学等内容讲授得很简单,“能用就行”,而于敏又偏偏是个自小就爱刨根问底的学生,种种原因让于敏愈发想要转入理学院,学习自己热爱并擅长的理论知识。

但转入理学院又怎好让启新洋灰继续资助?权宜之下,于敏只好一边在工学院学习,一边自学理学知识。于是很多人会看到这样一幕:夏天,同学们在外乘凉,于敏在树荫下看书;冬天,同学们在宿舍里打牌聊天,于敏披着一件旧大衣坐在旁边还是看书。于敏在工学院因此得了一个“老夫子”的外号。

终于,转机来了。1946年抗日战争胜利后,国民党政府恢复了奖学金,于敏因此获得每个月一袋白面的微薄资助。他把白面换成粗粮,用省出来的钱当零用钱,维持读书,以此谢绝了启新洋灰的资助,转入理学院物理系,啃起了窝头就咸.菜。

于敏喜欢物理,尤其爱理论物理,而这门学科素以数学公式冗长复杂著称。一次近世代数考试的题目很难,整个数学系最好的一个学生也只得了60分,而学物理的于敏却得了100分,一时传为佳话。

填补空白

近代物理研究所系现原子能研究院和高能物理研究所前身,是新中国第一个核科学技术研究基地。吴有训、钱三强、王淦昌、彭桓武皆是创始元老。于敏曾进入这里的理论研究组,当时彭桓武任组长,胡宁兼职研究员。这个研究组共8人,6位在后来成为中国科学院院士,于敏是其中年龄最小、资格最浅的。除了他与黄祖洽,其余人都有海外留学背景。

于敏进入这一研究所是由钱三强、彭桓武、胡宁三位物理学家共同决定的。

本科毕业后,于敏原本按部就班地继续着自己的研究道路。他先是投入张宗燧门下,后者是一位在剑桥开课的中国人,深受其“既能跳出物外,又能还原其中”思想启迪。随后,因张宗燧生病,理论物理学家胡宁接收了这个学生,使其完成了研究生学业。胡宁认为于敏是难得的人才,与彭桓武、钱三强商量后,将于敏调入近代物理研究所工作,使其可以一心一意进行科学研究。

进入近代物理所的前两年,政治运动不断,于敏正式开展正规的科研工作是从1953年开始的。理论研究组接到了第一项任务,跟踪国际核物理研究的进展,金南星为此挑选了许多相关文献。于敏几乎仔细阅读了全部,同时精读了诺贝尔物理学奖得主梅尔和江森合写的一篇关于壳模型的论文,继而认识到物理实验的重要性,此后又仔细钻研了大物理学家费米的名著《原子核物理》一书,结合在北大“近世代数”课程中学习的“群论”,发现了对称性在壳模型中的重要性,又开始深入学习群表示理论。于敏的才华在这次调研工作中展露无遗,在调研结束时,负责人彭桓武对全组说:“真正钻进去的只有于敏。”

这次调研后,彭桓武将原子核理论研究的重任交给了于敏和邓稼先。一年后,邓稼先兼任中科院学术秘书,这个任务实际上就落在了于敏肩上。接到这个任务时,于敏曾有思想上的矛盾。一向钟情于量子场论研究的他,觉得核理论不如量子场论基础性强。但他很快又意识到,国家科学规划已将原子核物理列为重点发展学科,而全组仅剩自己一个年轻人,需要担起责任。

于敏一方面追踪文献,一方面了解国际相关领域全面发展情况,寻找有重要价值同时没有人做过的课题。很快他就站在了原子核物理发展的前沿,多篇颇有分量的论文相继诞生。这些研究不断发酵,上世纪60年代初,A.玻尔等人提出原子核内具有能隙现象后,于敏及时组织开展了相关研究,他清晰讲述了能隙现象的物理图像,还用很简单的数学进行描述。由于他抓住了“超导对”的本质,不到两年时间,他和团队就提出了原子核的相干结构理论。他们发表的《一个具有等间隙能谱的费米系统》和《原子核在短程力下的相干效应》等研究成果在当时位居世界前列。

1955年,于敏因在原子核理论研究方面取得的进展,被授予“全国青年社会主义建设积极分子”称号;次年,26岁的于敏被晋升为副研究员。此间,诺贝尔物理学奖获得者朝永振一郎带团访华,于敏被指定参加接待活动,并汇报了自己的工作。回国后,朝永振一郎发表文章称于敏是中国的“国产土专家一号”。

这不是于敏第一次引起国外科学名家的注意。1962年,诺贝尔物理学奖得主A.玻尔来北京访问,于敏担任翻译,除了翻译以外,他时常提出一些学术问题,发表自己的见解,与A.玻尔探讨。A.玻尔发现了于敏的才华,亲自邀请他到丹麦首都哥本哈根工作。但无奈于敏此时的工作已转向,只好婉言谢绝。A.玻尔回国后曾对人说,于敏“是一个出类拔萃的人”。

于敏的同事对其在理论上的才华也无不佩服,他总是凭借物理直觉,从量纲分析入手,估计数量级大小,通过粗估,很快抓住本质。现中国科学院院士何祚庥就曾对于敏惊人的物理直觉有过一次近距离感受。一次,一位法国核物理学家到原子能所作有关康普顿散射的报告。报告过程中,报告人还没有讲实验结果,于敏就小声对坐在旁边的何祚庥说,这个分支比是10-4至10-6数量级,后来报告人给出的结果,果然如于敏估计。何祚庥很吃惊,问于敏怎么算出的,于敏告诉他如何进行量纲分析和数量级估计。

多年后,何祚庥回忆起当时的情景还是大为赞叹:“于敏这种粗估方法是理论研究的灵魂。当时听了于敏的回答后,那才真叫‘与君一席话,胜读十年书’。像他这样的人才是真正的国际第一流科学家!”

当时,于敏的原子核理论研究工作,在国内是开创性的,此前没人研究,靠自己探索,他在上世纪60年代就将中国的原子核理论带入了国际前沿水平,钱三强称他“填补了我国原子核理论的空白”。

但谁也没有想到,在原子核理论这一前景光明的事业高点上,于敏的名字突然消失了。

消失的名字

1961年元月寒冬,于敏正被“粉红色道路”批判折磨得不堪其扰。所谓“粉红色道路”即指既不过激、反对党和社会主义,也不积极、不发言表态要求“进步”。总是被树为典型的于敏被大家称为“老运动员”。

与此同时,国际局势风云际会,国内暗流涌动。

彼时,超级大国美国、苏联均已拥有原子弹。1952年,美国在太平洋上进行了第一次氢弹试验,其威力相当于日本广岛爆炸的原子弹的几百倍;1954年,美国又制出了可用于实战的氢弹,人类从此进入按钮战争的时代。两超级大国以及许多发达资本主义国家间展开的军备竞赛令国际局势十分紧张。朝鲜战场上,中美剑拔弩张,美军统帅麦克阿瑟曾建议用核武器袭击中国。法国著名科学家约里奥·居里捎信给毛泽东说:“中国要反对原子弹,就必须拥有自己的原子弹。”

于是,我国开始秘密地调兵遣将,集中全国优势力量研制原子弹。1956年,第三机械工业部(1958年改为第二机械工业部,简称二机部)成立,宋任穷任部长,钱三强是副部长之一。1958年,核武器研究所成立(核武器研究院前身),专门研制原子弹和氢弹,邓稼先主持探索研究原子弹理论。1960年,王淦昌、彭桓武、郭永怀调入核武器研究院任副院长。1961年,周光召等科学家回国,任核武器研究院理论部副主任,后选调程开甲、陈能宽、龙文光等105名高、中级科研工程技术人员到核武器研究院任职。

由于氢弹无论在理论还是制造技术上,都远复杂于原子弹,为了在突破原子弹后尽快突破氢弹,1960年二机部做出重要部署:核武器研究院集中攻关原子弹;为了不分散核武器研究院精力,氢弹理论探索由原子能所先行一步,由钱三强负责,在原子能所成立“中子物理领导小组”。

1961年1月的一天,钱三强把于敏叫到办公室,严肃地告诉他:所里经报请批准,决定让他参加氢弹理论的预先研究。于敏知道这是核心机密工作,作为被批斗的“老运动员”,他起初以为自己听错了。当明白过来时,又感到十分矛盾。

当时,于敏研究的原子核理论正处于有可能取得重要成果的关键时刻,于敏有些难以割舍;同时他一贯喜欢基础科学研究,对于研制氢弹这样的大系统科学工程,他怕自己不能胜任。终究还是“国家需要”四个字打败了这些纠结。于敏再次改行,全力以赴加入氢弹理论的预先研究工作中。

1961年1月,于敏正式调入“中子物理领导小组”下设的“轻核理论组”任副组长。

拓荒氢弹

第二次世界大战末期,美国开始研究氢弹的研制。自从原子弹试爆之后,因为它能产生上千万摄氏度的超高温,也为日后研制氢弹开创了条件。然而,氢弹是一个非常复杂的系统,其涉及理论物理、原子物理、核物理、中子物理、辐射输运、辐射流体力学、等离子体物理、凝聚态物理、爆轰物理、应用数学和计算数学等多学科。国际上,真正意义上的战略核武器都是指氢弹,其设计也远比原子弹复杂。

于敏的研究从氢弹理论的最基础开始摸索,自己独立开题、独立研究、独立完成。轻核理论组组长黄祖洽来往于核武器研究院与原子能研究所之间。按保密规定,原子能研究所与核武器研究院的研究结果只能是单向传递的“半导体”关系。因此,在讨论时,黄祖洽不能透露核武器研究院的研究情况与进展,但他可以将于敏等人研究的结果带回核武器研究院。

在缺乏必要的原子弹知识的情况下,想要突破氢弹原理几乎是一项不可能完成的任务。但4年中,于敏带领团队没有一丝犹豫地在这条理论探索的路上奔忙着。他们全部的设备是核武器研究院的一台104计算机,每周这台机器可以借他们用十几个小时。4年后,他们解决了一系列有关热核材料燃烧的应用基础问题。后来的氢弹研制实战证明,4年预研中,他们的方向是正确的,发现的物理现象、规律和机制是可靠的,为后续研究奠定了坚实基础。

回忆这4年,于敏曾说:“这是我感到比较愉快的阶段之一。面对探索氢弹原理的任务,不能另有选择,只能接受。一旦接受了,除了要全力以赴地工作以外,也常有提心吊胆、如履薄冰的感觉。幸亏在原子能所的这个头开得好。”

1964年和1965年,毛泽东在听取国家计委关于第三个五年计划和长远规划设想报告时,曾两次谈到我国核武器的发展问题,并明确作出指示:我国原子弹要有,氢弹也要快。1964年10月16日,我国第一颗原子弹成功爆炸,宇内震动。周恩来立即指示二机部制订核武器全面发展规划,要求加快氢弹研制速度。1965年,二机部向中央专委呈报《关于加快发展核武器问题的报告》,周恩来召集专委成员审议报告时,要求通过两年核试验,完成原子弹武器化工作,力争于1968年进行氢弹装置实验。

1964年,于敏与组里另外30多人一起调入核武器研究院理论部,集中进行氢弹攻关,于敏任副主任。理论部接到的任务是要求赶在法国之前成功爆炸氢弹。时间紧、任务重,他们除了不舍昼夜地工作别无他法。为了突破氢弹原理,学术讨论和鸣放会隔三错五,频繁召开,但氢弹之复杂令他们很长一段时间找不到突破口。

1965年9月底,于敏率领部分研究人员到上海出差。这次出差在核武器研究史上意义非凡,被称为“百日会战”。此行上海,他们接到的任务是利用华东计算所的计算条件,对加强型原子弹进行优化设计。与于敏同行的,多是刚出校门不久的年轻人。在对加强型原子弹做系统数值模拟计算时,计算结果总是不理想,所有人陷入了山重水复疑无路的境地。于敏作为带队人,心情沉重却不敢面带忧色。

为了提振士气同时提高年轻人的业务水平,于敏决定举行持续2周的系列学术报告,经过规律分析,他们找到了热核材料自持燃烧的关键所在。随后,他又组织大家对问题进行物理分解,发现了一批重要的物理现象和规律。于敏将各方面的研究成果归纳整理成从原理到材料和结构的完整方案,然后又做了一次学术报告,逐一分析物理因素、物理现象,总结各个过程的物理规律,描绘出一幅氢弹的完整物理图像。到此,在上海的100多个日日夜夜的苦战终于有了结果。人们欢腾地叫嚷着“老于请客!”

最后,这顿饭由在北京闻讯赶到上海的邓稼先请了。于敏当即给邓稼先打了个电话,电话里用暗语说道:“我们几个人去打了一次猎,打上了一只松鼠。”邓稼先听出是好消息:“你们美美地吃了一餐野味?”“不,现在还不能把它煮熟,要留做标本。但我们有新奇的发现,它身体结构特别,需要做进一步的解剖研究,可是我们人手不够。”“好,我立即赶到你那里去。”来到上海后,邓稼先喜出望外,兴奋地请这群在氢弹理论中第一个吃螃蟹的人吃了一顿螃蟹宴。

按照于敏等人提交的设计方案,全国各相关单位展开了一场空前绝后的大协作,完成了氢弹理论设计、实验、工程设计、生产等一系列任务。1966年12月28日,氢弹原理试验在隆冬季节的西北荒漠深处进行。试验前,为了确保可靠地拿到结果,于敏与物理学家程开甲一起,在戈壁滩零下三四十摄氏度的冬夜,爬上102米高的试验铁塔顶端,检查和校正测试项目屏蔽体的摆置。第二天,这次堪称完美的试验让现场一片沸.腾。

1967年6月17日,中国第一颗氢弹成功爆炸。这一年,于敏刚过不惑之年。

从第一颗原子弹爆炸到氢弹爆炸成功,美国用了87个月,苏联用了75个月,英国用了66个月,法国用了102个月,而中国只用了26个月,且早于法国一年。

著名核物理学家朱光亚曾说:“于敏组织领导的小组率先发现了实现氢弹自持热核燃烧的关键,找到了突破氢弹的技术途径,形成了从原理、材料到构型的完整的物理方案,于敏在其中发挥了关键作用。”但在那个盛产无名英雄的年代,没有多少人知道于敏在其中的贡献。

和平主义者

氢弹爆炸成功后,我国立即面临着装备部队的问题。在“文革”恶劣的政治环境下,被各种“运动”折磨到身体高度透支的于敏坚持参与了我国第一代核武器的研制。

“文革”结束后,钱三强复出,几次问询于敏是否可以回中国科学院工作。当初钱三强找于敏谈话,要他参与探索氢弹理论时,于敏就曾想过,等氢弹突破后再回去搞基础科学研究。但此次当钱三强提出邀请后,他却婉言拒绝了。彼时,以高比当量、小型化为核心的第二代战略核武器发展已提上日程。论经验、论业务,能拍板把关的业务领导只剩于敏一人,他认为自己有责任留下来把这件事做好。

1980年,理论部领导班子大改组,于敏德高望重,被任命为核武器研究院副院长兼核武器理论研究所(原理论部)所长。至80年代中期,高比当量、小型化核武器和中子弹取得重大突破,于敏喜忧参半:“为山九仞。”他与峰顶仅一步之遥,但第二代核武器还没有完全武器化,此时中国核武器发展面临“功亏一篑”的危险。

当时,美国、苏联的热试验已接近理论极限,只要政治上需要,就可能结束地下核试验。如果美国提出全面禁试,还有许多热试验没有做的中国将功亏一篑。于敏心急如焚。他找到了已在病榻之上的邓稼先,提出自己的想法,两人不谋而合。他们又找来胡思得,就在邓稼先的病床前由邓、于口述,胡执笔,以邓、于的名义给中央写了一份报告,正式要求加快核试验,以便赶在全面禁试前做完核试验。

这份报告的意义非同小可,其为我国核武器研制争取到了10年宝贵的时间。1996年,有核国家签订了全面禁止核武器试验条约。此时,我国已做完了必要的核试验。相比美国上千次、苏联700多次、法国200多次的核试验次数,我国仅45次,但却将我国的核武器科学技术送入世界先进行列。

在全面禁试前,我国核武器发展经历了六次突破,分别是原子弹、氢弹以及核武器的小型化、高比威力和中子弹突破等。除原子弹外,于敏几乎参与了其他所有核武器发展历程,功不可没。

全面禁试后,于敏已经退居二线,但身心却并未放松下来。这一次,他焦虑于ICF—核武器物理研究。美国为了保住霸主地位,在全面禁试前就另辟蹊径,大力开展惯性约束聚变研究(ICF)。80年代后期,于敏同王淦昌、王大衍共同署名致信中央,积极促成将ICF研究列入863计划。1993年,ICF研究作为一个独立主题列入863计划,于敏担任第一届主题专家组顾问,确定了“质上相同,量上逼近”的物理分解技术路线,促使ICF研究进入了新的发展阶段。

曾有人说,如果说原子弹还曾有苏联帮助一下,算是师傅领进门,那么氢弹完全是靠中国自己独立研制出来。这是因为中国有一群逆天的科学家,尤其是一些国产土专家,于敏是其中代表之一。

1999年,于敏授勋“两弹一星功勋奖章”后,接受《南方周末》记者采访时,曾少有地说出了他对核武器的理解:“实际上不是杀人,而是人家要杀我,我不能不准备自卫。我当然是一个和平主义者,我当然不愿意打仗,我打心眼里赞成核武器最好都彻底销毁、完全禁止。”当被问到销毁核武器岂不是销毁了他毕生心血时,他说:“这有什么关系,一个人,十二亿分之一,从历史上看不晓得多么微小。再说,这种事怎么能从个人角度考虑,这是事关民族、国家、人类的大事,其他都无所谓。”

 

 


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