今年12月10日是我国著名核物理学家、“两弹元勋”王淦昌先生辞世三周年。1961年4月,王淦昌在其科研事业如日中天之际,为了祖国的需要,从科技界销声匿迹17年、在西北戈壁荒漠从事“两弹”研制工程,为我国原子能事业发展作出了巨大贡献——
在新中国的科技发展史册上,两弹——原子弹和氢弹的顺利爆炸,恐怕是最精彩的篇章之一。世界公众颂扬为描绘此篇章而着墨添彩的好多位专家,尤其钦佩杰出的核物理学家王淦昌(1907~1998年)——试制两弹的实验研究负责人。海外学者把他称作“中国的奥本海默”;其实,令国内民众感动的是,他为了祖国原子能事业的全面腾跃,可谓鞠躬尽瘁、精勤不息,贡献甚钜、影响殊深。
(一)
公开宣传“两弹元勋”之功劳,还只是近一、二十年的事;然而,王淦昌早已是国际上闻名遐迩的大科学家。他从三十年代起,为探索微观物质世界的奥秘而创新不辍。他具备作出物理学新发现的一些素质:敏锐的物理直觉、清晰的物理思想、高超的实验功力,所以能很快地接受一些新的物理概念、并对其融会贯通地理解之,特别是还能创造新的实验方法和手段去验证、充实新概念的涵义。
图为“两弹元勋”王淦昌先生(中)
狄拉克的正电子预言(1928年)及其实验验证(1932年),乃现代物理中最震撼人心的成果之一,人们并由此而联想:任何粒子都可能有其反粒子相对应。50年代,加速器的能量达到相当高的量级;藉此,美国的物理学家于1955年和1956年先后发现了反质子和反中子。王淦昌于1956~1960年在前苏联的杜布纳联合原子核研究所领导一个研究组。该所建成当时世界上最高能量量级(10 GeV)的质子同步加速器,王淦昌认为正可利用它进行高能量的核物理、粒子物理实验,以寻觅大质量新粒子(奇异超子等)及其反粒子、并系统研究在高能核作用下各种粒子的产生规律。显然,王淦昌对反粒子、粒子转化等新概念理解深透,以致于在寻觅反超子时充满信心。联合所的10 GeV加速器为产生新粒子提供了基本条件,但新粒子产生后须探测到才行;王淦昌决定采用可比较简捷地制成的丙烷气泡室作为粒子反应及其探测的装置,得以争取时间,抢在欧洲原子核研究中心正在建造的更高能量(30 GeV)质子加速器完工之前获得重大发现。实验设备齐全了,实验功力就成为关键性的因素。王淦昌选择了恰当的核反应技术路线,由以寻觅新奇粒子:用被加速器加速到足够高能量的π-介子轰击气泡室的工作液体——丙烷,于是,π-与丙烷分子中的氢核和碳核相互作用;随即就将这反应过程拍摄下来。扫描甚大数量的反应照片、从中找出反超子的反应事例;这并非轻而易举。王淦昌的实验功力和物理直觉还体现于对实验现象能从本质上把握,他提出了在扫描时选出可能的反超子事例的“标准”,甚至画出了反兰姆达超子(∧)和反西格马负超子(Σ-)产生和衰变的可能图像,从而使实验操作者有了鉴别的依据。这样,研究组在1959年3月9日,终于准确地认定了一个Σ-产生和衰变的事例。看来,反粒子概念不仅被进一步验证了,而且其涵义亦得以进一步充实;发现正电子、反质子和反中子、反西格马负超子以及1962年在欧洲的30 GeV加速器上发现反克负超子(Z-),证实了对于每种粒子的确都有相应的反粒子存在。在这一系列验证过程中,学术界肯定王淦昌研究组的发现也有甚大价值,纵然他们并未像正电子、反质子的发现者那样获得诺贝尔奖;但Σ-登上粒子物理舞台,使反粒子假设超出了组成普通物质的质子、中子和电子这样小的粒子范围,而被广泛地确认为由种类繁多的高能粒子反应所展示的丰富多彩的微观物质世界的一个主导性概念。
王淦昌深深体会到:“要有先进的物理思想,同时也要有实现这种思想的手段,才能取得研究成果;这是从实践中得出的真理。”Σ-的发现过程证明了这条真理。再则,他早年的两个有意义的设想难以由其本人在实验上实现,亦同样证明了这条真理。1930年他到德国柏林大学师从迈特纳攻读博士学位。当时有人介绍,博特已用α粒子轰击铍核而产生一种穿透力很强的高能射线、并将这种射线解释为γ射线。敏感的王淦昌意识到γ射线不可能有很高的能量。他请求用云雾室去鉴定这种射线的本性;惜乎此请求未得迈特纳批准。而英国的查德威克闻讯便用云雾室等三种仪器作为探测器,鉴定该射线实乃中子流。中子的发现(1932年)使查氏获得诺贝尔奖;这么重大的发现却与王淦昌擦肩而过。40年代初,王在迁至贵州省遵义、湄潭的浙江大学执教,当地不具备必需的实验条件。尽管如此,他还是为了验证泡利等人的中微子假设,提出一种设想:轻原子核(如铍核)俘获K壳层电子后放出中微子,核作反冲运动,其能量和动量仅与中微子相关;因为反应末态为二体——反冲核和中微子,故而测量核的能量和动量便可间接地、但又是明确地证实中微子存在。这一设想清晰而精湛,王淦昌将其写成简短的论文:“关于探测中微子的一个建议”,发表在1942年1月的美国《物理评论》上。他的建议比别人的探测方案(例如末态为三体的)优越一些;美国的阿伦即于同一年按他的建议做了实验,完全印证了该论文中的断语。阿伦的实验成果被认作为1942年世界上最重大的物理学成就之一;当然,王的精湛设想也就被认可了。
发现奇异粒子Σ-的照片
王淦昌的许多科研成果都令人瞩目;尤其在发现Σ-以后,他的声望愈益升高。国内外的科学家大多认为他的科研事业如日中天,继续搞下去有可能得到以往曾失之交臂的诺贝尔奖。可是,他却从1961年起从科技界销声匿迹了,他与海外中断一切联系竟长达17年。那末,王淦昌为什么在科坛失踪呢?
(二)
王淦昌与别的专家一起,接受了中央首长的委派和信托,在这17年中,参与并具体领导了绝密的核武器研制工程。该工程圆满地完成,会大大增强国防力量,并为国防现代化和整个原子能事业的发展奠定坚实的基础。这是一个何等艰苦卓绝的重要工程!投身其中就必须把个人利益全然抛却。王淦昌说得好:“我愿以身许国!”“祖国的强盛才是我真正的追求。”为了打破美苏等大国的核垄断、为了亚洲和世界的和平、为了祖国人民的安全,研制原子弹和氢弹势在必行;作为核物理学家的王淦昌,认为这是义不容辞的职责。他和同事们把宝贵年华和精深学问默默奉献,换来了“核蘑菇云”在华夏上空激越地升腾。
研制两弹,进行地下核试验,其复杂程度非一般工程可比。原子核的裂变和聚变是核物理中的两种基本反应,但藉以制成原子弹和氢弹,涉及许多非物理的科技问题。王淦昌等负责人之所以能把为数可观的不同专业的科学家、工程技术人员以及工人、解放军战士团结起来,除了凭借其国际一流的科学水准外,还靠其高尚的品德产生了巨大的凝聚力;当然,全体工作人员都有报效祖国的共同理想。
王淦昌从1961年4月开始投身核武器实验研究,1964年10月,原子弹爆炸;1967年6月,氢弹爆炸;1969年、1975年、1976年的三次地下核试验也顺利通过。待到1978年3月他调回北京,已是年逾古稀的老人了。在这漫长的艰辛岁月里,王淦昌始终坚持在大西北核武器研制基地的第一线。他常常与小伙子们一样地工作在飞沙走石、风雪交加的试验现场。海拔3200米的青海高原、零下三十几度的天气——缺氧、寒冷;无边无垠的戈壁大漠——荒凉、干燥。适应如此恶劣的环境尚且不易,何况王淦昌还须完成那么复杂而繁重的研究、领导、指挥等任务。及至第二、第三次地下核试验时,他已年近七十;唯见他背着氧气袋在现场指挥,还匍匐爬行于试验山洞作严格检查。他说,为了做好这破坏性极强的核试验,在这僻壤荒漠,“我们甚至可以过原始人的生活”。
王淦昌毕竟具有纯真科学家的可贵作风:脚踏实地、一丝不苟,把全部实验都安排得妥贴而有效;他既虚心学习技术和非本专业知识,在检查、验收各环节的产品、成果时又果敢而严厉、要求精益求精。这样严肃、认真的科学风格使核武器研制工程从理论探索到实验研究、再到技术制作,一直处于顺利进展的状态,从而使两弹爆炸正如周恩来总理所指示的:“一次成功”、“万无一失”。自力更生的气度、实事求是的精神在王淦昌身上非常明显,其他研制人员也深受其感染。
实际上,两弹研制和地下核试验,在不少方面均未简单地沿袭国外的模式、而是有独特的创新;况且,对于氢弹和其他核工程的关键问题,先行国家保密甚严。另一方面,当然也不应该无端排斥外国科学家的正确发现。例如,在“文化大革命”期间,改制某一核部件时论及一个由某外国科学家所发现的不稳定性效应;有人对这一会影响该部件正常动作的效应置若罔闻。某些造反派就乘机把王淦昌批判为“崇洋媚外”的“反动学术权威”;王据理力争,为保证核工程质量而勇敢地顶住这种愚蠢的批判。可是,一心一意为祖国造“争气弹”的人成了洋奴、为祖国强盛而无私贡献一切的专家成了反动学术权威,耿直的王淦昌深感遗憾。他那隐姓埋名的17年中有好多年正逢“文革”浩劫,他亦终未幸免其难;这样就使那段艰辛岁月又蒙上了政治压力的阴影。鞠躬尽瘁者,总不能再使其心情压抑吧。好在王淦昌真理在胸,为民造福的宗旨使他豁达、开朗。
王淦昌不愧为杰出的核物理学家。他搞核武器研制,认为必须掌握物理作用全过程,首先须掌握反应前的爆炸压缩过程,并为摄下此过程而致力于研制X闪光机;还认为探索此过程的效用不限于核武器。他要将核裂变、核聚变所释放的原子能造福于人类,和平利用才是核物理研究的首要目的。再则,在研制X闪光机的同时,他还主持制造相应的强流电子加速器等设备;这也是不仅从设备上,而且从人才培养上为中国原子能事业的全面发展创造必要条件。
及至调回北京担任原子能研究所所长以后,王淦昌更是为原子能和平利用的开发竭尽全力:为督建核电站而奔波、为部署改建核反应堆、生产同位素而辛劳、为研制并充分使用新加速器而出谋划策,等等;并且,还积极宣传自力更生地发展核工业的深远意义,自力更生亦正是他通过核武器研制实践所形成的工作方针。
王淦昌对自己于1964年独立于前苏联的巴索夫提出用激光惯性约束导致核聚变的设想比较满意,在80、90年代并组织了这方面的实验研究。他说这是他最想做的一件事,因为可控核聚变的实现才能根本解决人类的能源问题,而激光技术已有长足进步,藉此可能开辟一条实现可控核聚变的新途径。故而,他在八十高龄还亲身参与“氟化氪准分子激光聚变”项目的研究,并一直坚持到近九十岁;即便在逝世前的那一段时日,依然壮志不已,热切地期望青年人在新世纪早日促成原子能的大规模应用,使原子能事业取得突破性进展。
熟悉王淦昌的人都知道他的美德带有浓浓的中国传统气息,除表现于工作之外,还表现在治学、生活、处世等诸多方面。忠心报国、赤诚待人、严谨从业、实事求是,便是其德行的主心骨;这对于当代文明建设来说,理当也益多而并无悖碍的。因此,王淦昌留给新世纪的,不仅是一份非凡的科学创新业绩,而且还有一项堪为志在高尚的文明人士之楷模的德行标准。但是,大科学家王淦昌把自己的工作成果看得很平淡,说不过是“搭桥性的”而已;他有一颗淡泊名利的平常心。他毫无怨言地投身于核武器研制达17年之久;他心甘情愿地把有价值的理论设想提供给别人去付诸实现。诚然,以他某些定位于实验原理和技术途径的理论性研究成果与物理学的主要概念和重大理论体系的建树相比,前者或可算是为后者铺路、搭桥;至于为了祖国的国防现代化和核工业、核科学的跃进,“以身许国”的他正乐意做铺路石子,尽管事实上是起到巨大的开拓性和奠基性作用。多么的谦虚大度!这恰恰是他的伟大和感人之处。然而,科学家是社会中夙具感召力的人;王淦昌那样的纯真科学家,其高尚品德对于科技发展、社会进步的影响更甚于他者多矣。若注意到这一点,往往会使科技史篇章的精彩倍增。