两弹一星元勋|周光召 中国试爆原子弹的关键之人

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  中国是在1964年成功试爆第一颗原子弹,国家安全和国际地位提升。但原来中国原子弹的研发进程,曾因为一个数据而停滞近一年,又因为材料的杂质问题,在试爆前夕几乎被叫停,最后解决这两次“危机”的关键人物,就是“两弹”元勋之一的周光召。周光召有什么故事?

赴苏联做研究 周光召30岁蜚声国际

周光召在苏联杜布纳联合原子核研究所工作期间,已在国际物理学界扬名。图为周光召(二排右二)参加学术讨论会。(网上图片)

  周光召1929年5月出生在长沙一个知识份子家庭,全面抗战开始后随家人西迁四川。他自小对科学感趣,曾希望大学能学习电机,但1945年美国在日本投下两颗原子弹,震撼的消息改变了他的初衷,决意改学物理。

  1947年,周光召考入清华大学物理系,新中国成立后因院系调整,他转入北京大学读研究生,毕业留校工作,至1957年被选派到苏联杜布纳联合原子核研究所,从事高能物理、粒子物理研究。

  在苏联期间,年轻的周光召先后发表30多篇论文,还首先提出“相对性粒子螺旋态”理论,被公认为“赝向量流部分守恒定理”的奠基人之一。

周光召请缨回国参加核武器研究,为此他还放弃自己快将有突破的研究。(网上图片)

  有关研究的内容一般人未必能明白,但其重要性从外国物理学家评价可以反映:“假如周光召将来得诺贝尔奖,我不会感到惊讶。”可是,就在蜚声国际之际,周光召突然“失踪”了。

  上世纪50年代末,中苏关系开始破裂,苏联单方面撕毁协议,撤走各方面援华专家,中国刚起步的原子弹计划只能自食其力;中国虽有邓稼先、郭永怀等一批杰出科学家,但整体科研实力还是太单薄,举步维艰。

  身在苏联的周光召得悉祖国遇上难以逾越的困难,马上召集了一批中国年青学者讨论中国自行研发原子弹的问题,并致信负责相关工程的第二机械工业部(二机部),请缨回国参加研究。

国家有需要 周光召义无反顾“转行”

周光召是中国研发原子弹的其中一个关键人物。图为民众在展览会上观看原子弹(右)和氢弹模型。(图片来源:视觉中国)

  他在信中说:“作为新中国培养的一代科学家,我愿意放弃自己搞了多年的基础理论研究工作,改行从事国家急需的工作,我们随时听从祖国的召唤。”

  1961年初,未满32岁的周光召从苏联回到祖国,马上加入二机部,担任核武研究所理论部副主任;当时理论部主任是邓稼先。自此,他放下原本快将有突破的研究,改行研发核武,和参与“两弹”工程的其他科学家一起隐姓埋名,为国铸盾。

  后来有人问周光召为什么愿意改行,他说:“如果国家需要,这是光荣的事情,我愿意放下自己的专业去从事国家需要的研究……光自己有名,国家不行,到头来还是没有用处。”

  加入二机部后,周光召面对的第一个挑战是“九次计算”事件。

周光召是彭桓武(右)的学生,这是两人上世纪70年代合照。彭桓武是中国核物理理论、中子物理理论,以及核爆炸理论的奠基人,差不多所有在这些领域的后来者,都是他直接或间接的学生。(网上图片)

  原子弹是各国的绝密,中国研发人员当时唯一有的资料,是苏联专家撤离前口授的一些数据,但大家计算一个炸药爆炸压力数据,却与苏联专家说的有很大分别;原子弹的核材料就是靠炸药爆炸的压力来引爆,此数据无比重要。

  由于缺乏经验,大家担心是自己的计算出了纰漏,于是再三核查,研究所还从中科院、各大学等调集了一批物理学家、力学家、数学家一起分析、论证。但反覆计算了9次,结果与苏联专家的数据仍是相差很远。

  数据差异引发了一场持续一年的大争论,大家始终没法说清楚问题出哪里,但如果数据不确定,原子弹研便无法继续,这是绕不过的问题。

周光召巧妙解决“九次计算”争论

“九次计算”是研发原子弹进程中的重要事件,有大型油画作品以此为场景。前排穿浅色上衣的站立者,就是周光召。(网上图片)

  此际刚到二机部的周光召,马上被指派复核之前的计算公式和数据。

  接下来一段时间,周光召没日没夜地工作,对资料逐一核对。他确认计算中应当考虑的条件都考虑到了,也证明了九次计算的结果完全正确。那么,问题只能是出在苏联的数据上了。

  苏联拥有成熟的核武技术,要推翻“权威”数据,必须有让人信服的道理。周光召经过仔细研究,最后他巧妙利用“最大功”原理,从炸药能量利用率着手,证明爆炸不可能达到如此大的压力,从而反证苏联数据有误。

周光召后来说起“两弹”往事很是低调,强调自己只是“十万分之一”而已。(网上图片)

  就这样,周光召以一己之力结束了争论,扫清原子弹研制的一大障碍。第二年年底,他协助邓稼先完成了原子弹理论设计方案。

  周光召在研发原子弹过程中还有另一次大功劳。

  1964年10月15日,中国原子弹试爆前夜,一份急电从进行试验的罗布泊基地发到北京,称突然发现原子弹其中一种材料中的杂质,超过了设计要求,有可能造成试验失败。

  在那时的国际环境中,第一颗原子弹试验成功与否,关系着中国命运,不容得半点差错。时任总理的周恩来闻讯要求马上计算出问题的概率,以决定是否如期试验,任务又落在周光召肩上。

原子弹试爆前 周光召送上“定心丸”

周光召参与研发的中国第一颗原子弹于1964年10月16日爆炸成功,威力相等于2.2万吨TNT当量。(网上图片)

  时间只剩下十几小时,惟计算的结论必须可靠,还需要高度保密,周光召只找来物理学家黄祖洽、数学家秦元勋两人协助,他顶着巨大压力,挑选了最关键的参数核算.....。

  在预定的试验时间之前,周光召送出了“定心丸”,他的结论是:“我们想不成功的机率大概小于千分之一。”

  当日下午3时,中国的第一颗原子弹爆炸成功,中国成为第5个成功研发原子弹的国家,国际地位提升。

  一位参与原子弹研发的科学家后来曾说,“现在看来,如果没有1961年的周光召回国参加我国核武器的理论研究,我们的第一颗原子弹的进程,可能要推迟至少一至两年,甚至两至三年”。

  此后周光召亦参与了氢弹的理论研究,发挥了重要作用。

周光召上世纪70年代回到埋论物理学界,并在很短时间内就重返学术前沿。图为2008年周光召(中)出席物理学界活动时,与诺贝尔奖得主杨振宁(左)和李政道(右)合影。(网上图片)

  周光召谈起“两弹”往事,总是淡然低调:“我一直认为,无论是原子弹还是氢弹,远不是几个人的事情,是10万人以上的共同工作,而且不能出一点差错。每个人的作用都是不可缺少.....如果要评价我在其中的贡献,那只不过是十万分之一而已。”

  “两弹”研制任务结束后,周光召在70年代回到埋论物理学界,并在很短时间内重返学术前沿,他的身份也渐解密。此后周光召应邀前往美国弗吉尼亚大学和加州大学担任客座教授,又到西欧原子核研究中心做研究员。

  1987年至1997年间,周光召出任中国科学院院长,期间他还当选全国政协副主席。1999年,他和钱学森、钱三强、邓稼先等共23位科学家获授“两弹一星功勋奖章”;在23位“两弹一星”功勋科学家中,周光召是最年轻的一位。

  2024年7月17日,周光召在北京逝世,享年95岁。

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