大国脊梁程开甲

2018-12-11 16:28
世纪人物 2018年12期
关键词:程开甲原子弹试验

11月17日,中国科学院院士、“两弹一星功勋奖章”获得者程开甲在北京逝世,享年101岁。

在我国的核武器事业中,程开甲功勋卓著,一生情定。1946年8月,他远赴英国爱丁堡大学留学,从师物理学大师波恩,主要从事超导电性理论研究,与导师共同提出了超导电的双带模型。1948年秋任英国皇家化学工业研究所研究员。1950年毅然回国,到浙江大学物理系工作。1962年,为两年内进行第一颗原子弹试验,程开甲被调到国防科委,任国防科委核试验基地研究所副所长、所长。为我国的核武器事业立下了赫赫战功,因此,被人们成为“中国核司令”。

游子归来 与祖国荣辱与共

1945年8月,美国在日本广岛、长崎投掷原子弹的消息传到国内,几天后日本投降。当时,世界上多数人都不知道原子弹是什么。程开甲也不会想到,十多年后,从英国学成归国的自己会参加中国原子弹的研制和试验。

量子力学奠基人、1954年诺贝尔物理学奖获得者玻恩在十多年后说:“我的许多学生,奥本海默、卢森堡、海森堡、福克斯、彭桓武、程开甲……都去搞原子弹了。”

在程开甲的印象中,玻恩有着丰富的学识,也有着鲜明的个性。他与爱因斯坦常在科学问题上争锋相对,互不相让,但在音乐上却是一对好搭档。爱因斯坦拉小提琴,玻恩弹钢琴,琴瑟和鸣,余音绕梁。

在英国生活,程开甲追求着学识与尊严,在玻恩门下,他领悟着科学研究中的坚持和民主。

寻梦爱丁堡 玻恩施恩lost sheep

20英镑与20分钟 大师培养大师1946年8月,程开甲从上海乘飞机,途经多个国家,辗转一个多星期,抵达英国伦敦。英国文化委员会一位女士接待了他,安排了旅馆并发给他20英镑。程开甲就靠这20英镑开始了英伦生活。他先花了10先令给家里发电报报了平安,又与在伦敦的浙大同班同学胡济民见了一面,两人相谈甚欢。两天后,程开甲被分配至爱丁堡大学。

爱丁堡大学是一所拥有400多年历史的世界名校。早在17世纪末就是欧洲主要学术研究和教育中心之一,培养出了达尔文、休谟、阿普尔顿、麦克斯韦、利斯特等学界泰斗。中国第一位留欧学生、中国西医领路人黄宽就曾在此求学。

与玻恩教授的第一次见面,令程开甲难忘。那天,大雾弥漫,程开甲早早起来,收拾整齐。按照约定的时间,程开甲提前了不少,想赶在导师之前到他办公室,以示尊敬。然而,程开甲到时,玻恩已站在门口等程开甲,让程开甲不知所措,连准备的问候语都忘说了。

玻恩也闹了个笑话,对程开甲说:“你不是已经报到过了吗?”原来,玻恩把他当成早前来过的杨立铭。意识到错误后,玻恩马上道了歉。玻恩一共带过4个中国学生,除了程开甲和杨立铭,还有彭桓武和黄昆,后来都成为中国科学界的佼佼者。程开甲和杨立铭是同时期玻恩的门生,一次,三人一起外出,玻恩开玩笑说程开甲是“lost sheep”(失去的羔羊),意思是差点失去这个学生。

玻恩為人谦逊,在学界早有口碑,初次见面程开甲就领略到了。他看到程开甲有些紧张,和蔼地对程开甲说:“不要紧张,别把我当成什么专家。”接着给程开甲介绍他自己的研究方向、研究领域,也介绍了学生中突出的人。知道程开甲从中国来,玻恩就介绍他带过的中国学生彭桓武学习时取得的成绩,还从书架上把彭桓武的论文取下来送给程开甲,要程开甲拿回去看,勉励程开甲以他为榜样。 玻恩为程开甲订下学习制度:每天上午或下午到他办公室,与他交谈20分钟。玻恩善于启发他独立思考,鼓励他畅所欲言。在20分钟时间里,程开甲可以与他自由交谈、提出问题。他欢迎、引导程开甲与他就学术问题争论,通过解决学习、研究中遇到的疑难问题,培养程开甲的创新精神和创新能力。

高手过招 “程—玻恩”理论萌芽

国际会议“离经叛道”叫板师兄

玻恩常带着程开甲参加学术活动,程开甲也认识了许多世界级的物理学家,其中不乏诺贝尔奖得主。

刚到英国,玻恩应邀去牛津大学讲学,随后参加狄拉克主持的剑桥大学讨论会。玻恩把程开甲引荐给了海特勒和狄拉克,在浙大时,程开甲就学习了他们的相关理论,在与海特勒的交流中,有很多相同的观点。而与狄拉克长期的书信往来后,程开甲也得见真身。

后来在一些学术会议上,程开甲认识了薛定谔、鲍威尔、缪勒、玻尔等学界大师。特别是玻尔,他的五维基本粒子理论与程开甲的观点一致。会上,他们俩就这个问题进行了深入探讨。

程开甲本想继续从事基本粒子研究。1946年底,爱丁堡大学举办了两次超导实验讲座,使程开甲对超导问题产生了兴趣。程开甲将周期表中的元素分为超导元素和不超导元素,发现了超导元素的分布规律。玻恩看到程开甲画的图,觉得有道理,鼓励程开甲做下去。在爱丁堡大学,程开甲完成了3篇超导研究论文,先后单独或与玻恩合作发表在英国的《自然》杂志上。从此,程开甲将超导作为研究方向。

海森堡和泡利也是玻恩的学生、程开甲的师兄,是核物理和基本粒子研究的领军人物。

1960年1月,二机部在“科研工作计划纲要”中明确提出:“我们的事业完全建立在自己的科学研究基础上,自己研究,自己试验,自己设计,自己制造,自己装备”,“从无到有,从小到大,从低级到高级”。

研制原子弹是“秘密使命”,期间不能参加学术会议、不能发表论文、不能随便与人交往,不能与外界保持联系,甚至要到艰苦的地方去。军令如山,赴汤蹈火,程开甲在所不辞。

当时,研究人员求解高温高压下的材料状态方程时遇到了困难。国内没有实验条件获得铀235、钚239的状态方程,而国外视此为绝密。程开甲认真听取状态方程小组的汇报,想起自己在南京大学时研究过托马斯·费米理论,为了让大家掌握理论及相关的修正,程开甲给他们系统讲课,又追加了固体物理方面的内容。经过半年艰苦努力,程开甲带队首次采用合理的TFD模型计算出原子弹爆炸时的冲击聚焦条件,为原子弹的总体力学设计提供了依据。

1960年10月,张爱萍来研究所视察,听完汇报后,他提出去爆轰试验场考察。一路上,程开甲向他汇报爆轰物理试验场的情况,并向他提出需要性能更好的设备,他当即表态答应。

1961年下半年,原子弹的理论设计、结构设计、工艺设计都陆续展开,原子弹爆炸的一些关键技术也初步搞清,到了程开甲参加的关键的最后一次化爆试验,炸药的冲击聚焦最终得到引爆原子弹的条件,原子弹研制的最后重要一关终于突破了。

当时正值“三年困难时期”,程开甲他们不得不经常在夜里点着油灯、忍着饥饿工作。科学家的表现,让周恩来总理深受感动,和聂荣臻元帅商量后,分别以个人名义给有关省区市、军区打电话,向科学家募捐。各方在自身非常困难的情况下,紧急调拨一批粮食和生活用品。科学家们领到食物时,有人当场就流泪了。

1962年春节前,周恩来在人民大会堂设宴招待科技人员。桌上有一大碗红烧肉让程开甲印象深刻,终身难忘。“那段日子里,毛主席和周總理为了与全国人民一起共渡难关,也都节衣缩食,不再吃肉了,那一碗红烧肉,珍贵无比。”程开甲说,当时陈毅元帅对他们说:“我这个外交部长,现在腰杆还不太硬,你们把导弹、原子弹搞出来了,我的腰杆子就硬了!”

筹建核试验技术研究所拿起筷子做算术

进了二机部,程开甲自然也有了军人身份。在山河破碎的年代没能戎马杀敌,但能在新中国成立后,披上军装,为了国家的和平,筑起科技国防之盾。对军人程开甲来说,亦是一种荣耀。

1962年,我国第一颗原子弹研制的关键理论研究和制造技术已取得突破性进展,李觉、朱光亚等人提出建议,钱三强同意,组织专门的试验研究队伍,由程开甲代表九所开展工作。程开甲清楚自己的优势是在理论研究方面,但组织上决定要他去搞原子弹爆炸试验,他坚决服从,转入全新的研究领域。

随后,二机部正式向中共中央写报告,提出争取在1964年,最迟在1965年上半年爆炸我国第一颗原子弹,实际上是给中央立下了军令状。这个“两年规划”得到毛主席批准:“很好,照办。要大力协同做好这件工作。”

开辟新战场,组建新队伍,程开甲为了国家需要,转入核试验技术,进入被称为“死亡之海”的新疆罗布泊。

根据核试验研究的需要,经过论证,程开甲很快创建了核试验技术研究所,搞出了研究所的学科专业需求和组织结构的基本框架。研究所下设5个研究室,分别为冲击波研究室、光测量研究室、核测量研究室、自动控制与电子学研究室、理论计算研究室等。程开甲负责全面技术工作。

为解决协作中遇到的难题,所里还举办各种专业课题会议,各生产厂家、研究单位课题组的同志也常到西直门的研究所来。程开甲几乎每天都接待协作单位,解决他们提出的各种各样的技术问题。

那段时间,程开甲没日没夜地思考和计算,有一次,排队买饭,他把一张饭票给打饭的师傅,说:“我给你这个数据,你验算一下。”弄得师傅莫名其妙。排在后面的邓稼先拍着程开甲的肩膀:“程教授,这儿是饭堂。”程开甲这才反应过来,过了一会,邓稼先看到他往嘴里扒了两口饭,就把筷子倒过来,蘸着菜汤,在桌上写了个公式。

经过大家辛勤努力,刻苦研究,在核爆炸“零时”到来前,他们圆满完成了三项任务:全面的、多学科交叉的、有高度预见性和创造性的、切实可行的试验方案;有定量分析的爆炸效应图像;独立自主研制的性能稳定可靠的1700多台(套)测试、取样、控制的仪器设备。

戈壁滩上“蘑菇”起总理问询吴侬语

1963年程开甲点名将几名大学毕业生直接安排到了他的手下,来自吴江的朱明发就是其中的一员。朱明发曾回忆,程开甲对年轻的科技工作者十分关心,并且敢于放手让他们在实践中成长,促使他们早日成才。对于一些难题,这些刚出校门的大学生束手无策。程开甲就来到课题组,给他们辅导,给他们指点,顺利帮他们完成了我国首次核试验地面放射性沾染的预报任务。

程开甲总是对年轻人说:“搞科研、搞技术工作来不得半点虚假,也不能有半点疏忽,一定要多问几个为什么。”朱明发记得,向程开甲汇报工作,他总要刨根问底,提出一连串的为什么。因此,他们汇报工作前一定要做足功课。

在生活中,朱明发眼中的程开甲对人和气,也很体贴人。1964年的中秋节,是在第一颗原子弹爆炸前,朱明发和同事一起在戈壁滩紧张试验。为了调节气氛,让大家在异地他乡过上一个欢快的中秋佳节,担任支部委员的朱明发和研究室指导员等人商量,决定在中秋之夜举办赏月晚会。当晚,副所长程开甲陪着试验现场指挥张爱萍来到了赏月现场,程开甲带着浓浓的吴江乡音对大家说:“今天是中秋节,张副总长特地来看望大家,和大家在戈壁滩一起过中秋节!”会场上响起了经久不息的掌声。

程开甲通过精密的计算,提出我国第一颗原子弹爆炸试验采用静态方式,将原子弹放在铁塔上进行爆炸试验,又根据产品设计参数,设计了百米高铁塔。为确保第一颗原子弹爆炸试验的测试万无一失,程开甲对所有测控仪器设备的工作状况进行大规模综合性的化爆模拟试验。同时,程开甲还观察到“拍震”现象,认识到核试验中气象因素的重要影响。为取得足够的数据,程开甲根据测试点的分布状况,设立了主控站和4个分控站,安排各类仪器设备1100多台(套),现场安装调试的难度和工作量都很大。

1964年10月15日夜,程开甲彻夜未眠。天一亮就起床观测天气。16日上午,张蕴钰、李觉、朱卿云按照张爱萍总指挥的指示,最后巡视全场,程开甲在主控站。站里气氛越来越紧张。9、8、7、6……在读秒声中,大家屏住呼吸。当数完“1”时,一声令下:“起爆!”

短暂的寂静之后,传来一声惊雷般的巨响。张爱萍在离爆心30公里处的指挥部看见蘑菇云腾空而起,立即打通周总理的电话,激动地向总理报告:“我们成功啦!原子弹爆炸成功啦!”

严谨的周总理却沉默了一会,问:“是不是真的核爆炸?”

这个问题让大家措手不及,一时无法提供准确的科学证据。于是,技术人员从各个测点迅速向主控站跑来,把他们获取的数据汇集给程开甲。经过程开甲团队的分析,实测爆炸量与设计量完全一致,证明中国第一颗原子弹爆炸成功!听到程开甲的吴侬语,现场再次欢呼起来,周总理也高兴地笑了。

这一声巨响,不但让世界重新认识了中国,而且让所有的炎黄子孙扬眉吐气。当时,看到现场升腾的蘑菇云,许多人禁不住流泪,朱光亚、王淦昌都背过身去擦眼泪,大家拥抱欢呼。那一晚的庆功宴,不太能喝酒的程开甲干了足足半斤酒。

荣耀,在心中升华,程开甲知道,这不是终点,而是起点。

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