周光召 中國試爆原子彈的關鍵之人

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  中國是在1964年成功試爆第一顆原子彈,國家安全和國際地位提升。但原來中國原子彈的研發進程,曾因為一個數據而停滯近一年,又因為材料的雜質問題,在試爆前夕幾乎被叫停,最後解決這兩次「危機」的關鍵人物,就是「兩彈」元勳之一的周光召。周光召有甚麼故事?

赴蘇聯做研究 周光召30歲蜚聲國際

周光召在蘇聯杜布納聯合原子核研究所工作期間,已在國際物理學界揚名。圖為周光召(二排右二)參加學術討論會。(網上圖片)

  周光召1929年5月出生在長沙一個知識份子家庭,全面抗戰開始後隨家人西遷四川。他自小對科學感趣,曾希望大學能學習電機,但1945年美國在日本投下兩顆原子彈,震撼的消息改變了他的初衷,決意改學物理。

  1947年,周光召考入清華大學物理系,新中國成立後因院系調整,他轉入北京大學讀研究生,畢業留校工作,至1957年被選派到蘇聯杜布納聯合原子核研究所,從事高能物理、粒子物理研究。

  在蘇聯期間,年輕的周光召先後發表30多篇論文,還首先提出「相對性粒子螺旋態」理論,被公認為「贗向量流部分守恆定理」的奠基人之一。

周光召請纓回國參加核武器研究,為此他還放棄自己快將有突破的研究。(網上圖片)

  有關研究的內容一般人未必能明白,但其重要性從外國物理學家評價可以反映:「假如周光召將來得諾貝爾獎,我不會感到驚訝。」可是,就在蜚聲國際之際,周光召突然「失蹤」了。

  上世紀50年代末,中蘇關係開始破裂,蘇聯單方面撕毀協議,撤走各方面援華專家,中國剛起步的原子彈計劃只能自食其力;中國雖有鄧稼先、郭永懷等一批傑出科學家,但整體科研實力還是太單薄,舉步維艱。

  身在蘇聯的周光召得悉祖國遇上難以逾越的困難,他馬上召集了一批中國年青學者討論中國自行研發原子彈的問題,並致信負責相關工程的第二機械工業部(二機部),請纓回國參加研究。

國家有需要 周光召義無反顧「轉行」

周光召是中國研發原子彈的其中一個關鍵人物。圖為民眾在展覽會上觀看原子彈(右)和氫彈模型。(圖片來源:視覺中國)

  他在信中說:「作為新中國培養的一代科學家,我願意放棄自己搞了多年的基礎理論研究工作,改行從事國家急需的工作,我們隨時聽從祖國的召喚。」

  1961年初,未滿32歲的周光召從蘇聯回到祖國,馬上加入二機部,擔任核武研究所理論部副主任;當時理論部主任是鄧稼先。自此,他放下原本快將有突破的研究,改行研發核武,和參與「兩彈」工程的其他科學家一起隱姓埋名,為國鑄盾。

  後來有人問周光召為甚麼願意改行,他說:「如果國家需要,這是光榮的事情,我願意放下自己的專業去從事國家需要的研究……光自己有名,國家不行,到頭來還是沒有用處。」

  加入二機部後,周光召面對的第一個挑戰是「九次計算」事件。

周光召是彭桓武(右)的學生,這是兩人上世紀70年代合照。彭桓武是中國核物理理論、中子物理理論,以及核爆炸理論的奠基人,差不多所有在這些領域的後來者,都是他直接或間接的學生。(網上圖片)

  原子彈是各國的絕密,中國研發人員當時唯一有的資料,是蘇聯專家撤離前口授的一些數據,但大家計算一個炸藥爆炸壓力數據,卻與蘇聯專家說的有很大分別;原子彈的核材料就是靠炸藥爆炸的壓力來引爆,此數據無比重要。

  由於缺乏經驗,大家擔心是自己的計算出了紕漏,於是再三核查,研究所還從中科院、各大學等調集了一批物理學家、力學家、數學家一起分析、論證。但反覆計算了9次,結果與蘇聯專家的數據仍是相差很遠。

  數據差異引發了一場持續一年的大爭論,大家始終沒法說清楚問題出哪裏,但如果數據不確定,原子彈研便無法繼續,這是繞不過的問題。

周光召巧妙解決「九次計算」爭論

「九次計算」是研發原子彈進程中的重要事件,有大型油畫作品以此為場景。前排穿淺色上衣的站立者,就是周光召。(網上圖片)

  此際剛到二機部的周光召,馬上被指派複核之前的計算公式和數據。

  接下來一段時間,周光召沒日沒夜地工作,對資料逐一核對。他確認計算中應當考慮的條件都考慮到了,也證明了九次計算的結果完全正確。那麼,問題只能是出在蘇聯的數據上了。

  蘇聯擁有成熟的核武技術,要推翻「權威」數據,必須有讓人信服的道理。周光召經過仔細研究,最後他巧妙利用「最大功」原理,從炸藥能量利用率着手,證明爆炸不可能達到如此大的壓力,從而反證蘇聯數據有誤。

周光召後來說起「兩彈」往事很是低調,強調自己只是「十萬分之一」而已。(網上圖片)

  就這樣,周光召以一己之力結束了爭論,掃清原子彈研製的一大障礙。第二年年底,他協助鄧稼先完成了原子彈理論設計方案。

  周光召在研發原子彈過程中還有另一次大功勞。

  1964年10月15日,中國原子彈試爆前夜,一份急電從進行試驗的羅布泊基地發到北京,稱突然發現原子彈其中一種材料中的雜質,超過了設計要求,有可能造成試驗失敗。

  在那時的國際環境中,第一顆原子彈試驗成功與否,關係着中國命運,不容得半點差錯。時任總理的周恩來聞訊要求馬上計算出問題的概率,以決定是否如期試驗,任務又落在周光召肩上。

原子彈試爆前 周光召送上「定心丸」

周光召參與研發的中國第一顆原子彈於1964年10月16日爆炸成功,威力相等於2.2萬噸TNT當量。(網上圖片)

  時間只剩下十幾小時,惟計算的結論必須可靠,還需要高度保密,周光召只找來物理學家黃祖洽、數學家秦元勳兩人協助,他頂着巨大壓力,挑選了最關鍵的參數核算.....。

  在預定的試驗時間之前,周光召送出了「定心丸」,他的結論是:「我們想不成功的機率大概小於千分之一。」

  當日下午3時,中國的第一顆原子彈爆炸成功,中國成為第5個成功研發原子彈的國家,國際地位提升。

  一位參與原子彈研發的科學家後來曾說,「現在看來,如果沒有1961年的周光召回國參加我國核武器的理論研究,我們的第一顆原子彈的進程,可能要推遲至少一至兩年,甚至兩至三年」。

  此後周光召亦參與了氫彈的理論研究,發揮了重要作用。

周光召上世紀70年代回到埋論物理學界,並在很短時間內就重返學術前沿。圖為2008年周光召(中)出席物理學界活動時,與諾貝爾獎得主楊振寧(左)和李政道(右)合影。(網上圖片)

  周光召談起「兩彈」往事,總是淡然低調:「我一直認為,無論是原子彈還是氫彈,遠不是幾個人的事情,是10萬人以上的共同工作,而且不能出一點差錯。每個人的作用都是不可缺少.....如果要評價我在其中的貢獻,那只不過是十萬分之一而已。」

  「兩彈」研製任務結束後,周光召在70年代回到埋論物理學界,並在很短時間內重返學術前沿,他的身份也漸解密。此後周光召應邀前往美國弗吉尼亞大學和加州大學擔任客座教授,又到西歐原子核研究中心做研究員。

  1987年至1997年間,周光召出任中國科學院院長,期間他還當選全國政協副主席。1999年,他和錢學森、錢三強、鄧稼先等共23位科學家獲授「兩彈一星功勳獎章」;在23位「兩彈一星」功勳科學家中,周光召是最年輕的一位。

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