《山西文学》2024年第6期 | 李朝全:身为一叶(节选)
李朝全,中国作协创研部副主任、中国报告文学学会副会长,入选文化名家暨“四个一批”人才。著有《最好的时代》《国家书房》《梦想照亮生活》等。曾获国家“五个一工程”奖、庄重文文学奖等 。
于敏是中国科学院院士、我国著名核物理学家、我国核武器研究和国防高技术发展的杰出领军人物之一。他1926年出生,2019年逝世。他在我国氢弹技术突破过程中发挥了关键性作用,并曾长期担任我国核武器技术的主要领导者,摘得2014年度“国家最高科学技术奖”。1999年荣膺“两弹一星功勋奖章”,2019年荣获“共和国勋章”。
在接受“两弹一星功勋奖章”之后,73岁的于敏填写了一首七律《抒怀》,总结了自己沉默而壮丽的一生:
忆昔峥嵘岁月稠,
朋辈同心方案求。
亲历新旧两时代,
愿将一生献宏谋。
身为一叶无轻重,
众志成城镇贼酋。
喜看中华振兴日,
百家争鸣竞风流。
身为一叶无轻重,愿将一生献宏谋!这,正是这位伟大科学家的真情告白。
差点命丧日寇车
1938年,12岁的于敏考上天津市河东中学,便随正在那里工作的父亲到天津求学。
此时正值抗日战争全面爆发,日本侵略军大举入侵华北。在天津生活,于敏经常目睹日寇的种种暴行。
于敏有一位表叔,是他三姑婆的儿子。表叔眼睛高度近视,但是平时却不戴眼镜,每回到于敏他们家里来,一进门就要低着头,钻到各个房间里去仔细地查看。看看有没有外人或者陌生人,特别警惕。这位表叔表面上看起来像个文弱书生,但实际上却非常勇敢,后来还参加了天津的抗日游击队,不幸被日寇抓获,最终惨遭杀害。对于这个表叔,于敏印象很深。他的被害,使小小的于敏感到恐怖与震惊,让他从小就对日本侵略者充满了仇恨。
上初中时,有一次他还差一点儿就被日本人的汽车撞死。
那是一年夏天,因为海河洪水泛滥,人们便在河边的马路上筑起了一道防洪堤。当时,于敏刚刚学会骑自行车,很热衷于骑车。这一天,他借了一辆同学的自行车骑上街。他老老实实地靠近马路边骑行。就在这时,对面风驰电掣般驶来一辆日本鬼子的汽车。汽车在快要接近于敏时丝毫没有减速,也没有打方向盘,而是直直地冲着正靠着马路边骑行的于敏飞驶过来。
糟糕!
于敏脑子一激灵,迅即将自行车的龙头用力向左一扳,斜着骑到了防洪堤上。说时迟那时快,就在他的自行车后轱辘刚刚骑上堤岸,日本鬼子的汽车立刻就碾着他刚才的那道车辙呼啸而过。
如果他当时稍有一点迟疑或是犹豫一下,哪怕只是耽误一秒钟,他就会被这辆汽车狠狠地压到车轮下!幸亏年幼的他身手敏捷,才躲过了这一场飞来横祸。
他被吓出一身的冷汗,庆幸自己捡回了一条命。
这件事给于敏留下了终身的噩梦,也让他看清了日本鬼子骄横跋扈野蛮残暴的本质,也更加深了他对日本侵略者的痛恨。
在童年和少年时代,于敏经历了战火纷飞的岁月,目睹了许许多多的血雨腥风和人间的苦难屈辱,这一切都成为他日后的一笔厚重的人生财富。从小他便立下了远大的志向,一定要发奋读书,将来有朝一日报效祖国,为国雪耻,让中国人都能挺直腰杆做人,永不再受外敌的欺辱。
于敏一家和他的叔叔于振远一家一直生活在一起,始终都没有分家。1929年,于敏的祖父去世,于敏全家八九口人就依靠父亲和叔叔的薪水维持生活。好在有两份薪水收入,倒也能维持小康之家的生活水平。
抗战全面爆发后,于振远随同国民党军队转移到了抗战大后方,从此便和处于沦陷区宁河县的家里断了联系。这样,全家老小就只能依靠于敏父亲一个人的薪水过日子,家庭经济状况捉襟见肘。
于敏十分好学。从小学开始,他就自己阅读《三国演义》和各种史书。上中学后,他喜欢阅读各种历史著作和文学作品,包括四大古典名著、《杨家将》《说岳全传》他都曾认真地阅读过。那些历史上的爱国英雄,包括诸葛亮、岳飞、杨家将、苏东坡、陆游、辛弃疾、文天祥、戚继光、林则徐等,都对他产生了深刻的影响。尤其是诸葛亮的足智多谋鞠躬尽瘁,岳飞的精忠报国,文天祥的舍生取义,林则徐的“苟利国家生死以,岂因祸福避趋之”的一身正气,都让他佩服得无以复加,成为他学习的榜样。其中,他尤其推崇的是诸葛亮。他的智谋双全运筹帷幄,他的赤胆忠诚至死不渝,都让于敏尊崇备至。
在阅读历史书籍的过程中,于敏琢磨出了历史发展的一条规律。那就是:在中华民族几千年的发展过程中,经常会遭遇到外族入侵,每逢此时,便会激发起举国同仇敌忾一致抗敌。中国历史上总是不断地经历各种各样的战乱,每一次的战争都会造成成千上万的百姓生灵涂炭家破人亡背井离乡,但是,每一回严重的战乱,最终总会有一些英雄豪杰挺身而出,举臂一挥,应者云集,共同抵御外敌,拯救国家,复兴民族。就像鲁迅先生在1934年写下的一篇杂文里所言:“我们从古以来,就有埋头苦干的人,有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人……虽是等于为帝王将相作家谱的所谓‘正史’,也往往掩不住他们的光耀,这就是中国的脊梁。所说的,是‘中国的脊梁’。”在于敏看来,那些敢于挺身而出的盖世英雄正是“中国的脊梁”。
因此,在日本侵略中国的漫长岁月里,于敏心里始终都怀抱着一份坚定的信念:尽管自己还不能像古代的英雄豪杰那样叱咤沙场,但是中国一定会涌现出像诸葛亮、岳飞那样的盖世英雄,大臂一挥应者云集,荡平敌寇,重振山河。
这时的于敏还小。他知道自己还无法担负报效国家的重任,自己现在所能做的就是好好学习,学好本领。他认为自己的性格比较安静、内向,不适合交际和娱乐,可能更适合钻研学问,从事科学研究,于是他便决心长大后要当一名科学家,走科学救国的道路。
与死神失之交臂
1945年,于敏转入自己热爱的北大物理系学习。由于聪颖过人,他的成绩常常排在第一名,许多教过他的老师都感叹:很多年都没有教过这么优秀的学生了。
正当于敏在学业上高歌猛进之时,不幸却突然降临了。
1949年7月,于敏以物理系第1名的成绩考取了著名物理学家张宗燧的研究生。不料,这时他却突然发起了高烧,烧到了40℃。他自己倒不以为意,认为自己年轻,扛一扛就能挺过去,加上确实也没有钱去看病,于是他就一直硬挺着。
同学看到他满脸胀得通红食欲不振,一问,才知他正发着高烧,于是硬把他拉去学校医院就诊。
校医经过检查,认为于敏患上了伤寒病,并且怀疑这种病具有传染性。因此,于敏便被转院到了传染病医院,进行住院治疗。
医生在接诊时发现于敏几天没有大便,误诊为便秘。决定立刻给他进行灌肠洗肠。
本来因为罹患伤寒病,伤寒病菌已经侵害到了于敏的肠道,结果一洗肠道,便造成了肠穿孔。于敏感到钻心的疼痛,几乎昏死过去。
医生看到他痛不欲生的样子,也束手无策,只能给他增加一些消炎药。他们甚至担心于敏能否挺过这一关。
那时,治疗伤寒病最有效的药物就是青霉素。但是青霉素在那个年代奇缺,价格也贵得惊人。这对于于敏一个连生活基本保障才刚刚能够满足的贫困学生来说,是一大笔开支,他哪里支付得起?!
同学和老师们得知了于敏的这种状况,知道他治病需要一大笔钱,纷纷向他伸出了援手。
北京大学物理系代主任兼北大教务长的郑华炽教授听说学生于敏的病情以后,当即找到北大医学院院长胡传揆教授,请求他组织力量全力进行抢救,并且给予最好的医学护理。
于敏是此时北大物理系最好的一名学生,老师们对他关爱有加,同学们也对他格外钦佩。在师生们的帮助下,于敏很快便被转院到了北大医学院附属医院进行手术治疗。给他做手术的是著名的外科大夫张金哲。张大夫1946年刚从上海医学院毕业,后来当选为中国工程院院士,他的医术水平特别值得信赖。
当时的大学生,政府没有给予公费医疗的待遇。因为于敏承担不起高昂的医药费,北大同学特别是许多共产党员都主动在校园里为于敏募捐,共同筹款来给他治病。一听说同学有难,其他同学都纷纷伸出援手,你一角我一元,纷纷捐款,凑了一些钱。但是,同学们大都没有什么钱,募捐的这些钱还远远不够支付于敏的医药费。后来,据说是饶毓泰教授得知了于敏的病情,主动伸出援手,垫付了他的医药费。
因为于敏病情危急,医院通知,需要紧急给他输血,但是医院的血库里储存的血液数量非常少,无法满足手术需要。
同学们听到这一消息,都争先恐后赶到医院去。班里的同学一下子就去了二三十个人。大家排着队,撸起袖子等待检验血型。准备给于敏无偿输血。
后来,经过化验,只有赵凯华和孙亲仁两个人的血型和于敏的相符。这两位同学非常开心自己能够帮到于敏。
在医院的全力救治下,特别是在张金哲大夫精湛医术的治疗下,在学校师生们的呵护与关爱下,于敏终于挺过了难关。他的身体慢慢地康复了。
这一年10月1日正是开国大典。于敏躺在病床上,收听着收音机里开国大典的直播。当他听到毛泽东主席站在天安门城楼上宣布“中华人民共和国中央人民政府今天成立了”这个喜讯,心情非常激动,也非常兴奋。对于这个新生的国家,他是衷心拥护的。对于自己的祖国,他满怀热爱,特别是在亲身感受到身边共产党员和众多师生的无私帮助以后,于敏更是满怀感激之情和感恩之心。他在心里说,自己这条命得来不易,以后一定要好好珍惜,在学业上刻苦钻研,竭尽全力去报效伟大的祖国,也以此去回报那些在他困难之际伸出援手的北大师生。
两次转变研究方向
当于敏还在北大攻读硕士期间,便被导师推荐加入了中国科学院近代物理研究所。这时的他对玄奥的量子场论特别感兴趣,在研究上如鱼得水。
然而,很快地,因为国家要开展原子能方面的研究,他作为拔尖人才被选拔参与这方面的工作,于是不得不第一次转变自己的研究方向。
进入中国科学院原子能研究所后,于敏很快便显示出了研究才华,接连发表了多篇重要论文。1955年,29岁的于敏荣获“全国青年社会主义建设积极分子”称号。随后又被提拔为副研究员。
1961年1月,那是一个大雪天。绵密的雪花在北京的天空中翩翩起舞。
钱三强让人把于敏请到他的办公室,表情严肃地对他说:“经所里研究,报请上级批准,决定让你参加热核武器原理的预先研究。你看怎样?”
听到这个消息,于敏心里着实大吃一惊。
这,实在是太突然了!
当时,他在原子核理论研究方面进展迅速,成绩斐然,突然又要他改变研究方向,参与氢弹理论研究,说实在的,他一点思想准备也没有。他深知,研制氢弹是国家机密,也是一桩神圣的国家使命。但他不是共产党员,组织上怎么放心让他参与如此核心机密的工作呢?因此刚开始,他的头脑有点发懵,以为自己听错了。从钱三强坚毅的目光里,于敏立刻明白,国家正在全力研制第一颗原子弹,氢弹理论的预先研究也要尽快进行。
钱三强接着问他:“你有什么想法?”
于敏这才反应过来,知道这的确是真的,确实要他去参与氢弹研究。这时,他的心里又非常纠结。他担心自己性格内向,喜欢安静,可能更适合从事基础理论、基础科学研究,而不太适合搞应用型的研究,特别是像研制氢弹这样大科学、大系统、大工程、大技术结合的工作。同时,他也很不舍,感觉自己即将在原子核理论研究方面取得更大成就,当下正是他在这个领域的研究渐入佳境,让他再一次改变专业方向,心里很是不舍和不甘。
钱三强凝视着于敏,静静地等待着他的回答。
于敏当然也想到了,国家积贫积弱,新中国刚刚成立,又遭遇战争威胁。1960年以后,国家又遇到了自然灾害,加上苏联撤走援助,导致中国的经济和科技发展受到了很大的影响和冲击。但是,国家要强大,民族要振兴,人民要能真正地站起来,挺直腰杆屹立于东方,就不能没有原子弹、氢弹这些国之重器。于敏小时候早已深切感受过做亡国奴遭受列强蹂躏欺凌的悲惨生活,因此,在他心中,国家利益高于一切,天下兴亡,匹夫有责,没有国家,哪有个人成就可言?顷刻间,他觉得,面对如此重大的国家交付的重任,自己不能有其他的选择,一个人的名字早晚都是要消失的,但是,如果能够把自己微薄的力量,贡献给祖国最需要的事业,那么,这不也正是他从小就立下的救国报国之志吗?这不也足可慰藉此生吗?
想到这些,于敏不再犹豫了。他抬头直视着钱三强的目光,毅然回答:“好!我转!国家需要,我一定全力以赴。”
钱三强点了点头,赞许地说:“好!”
为了让我国的原子核理论研究少受影响,刚开始时,钱三强还让于敏每周抽出一天时间,继续指导年轻的同志从事原子核理论研究,指导他们做研究、写论文。这也是为什么在 20 世纪 60 年代初期,于敏还和同事联名发表了一批原子核理论重要论文的原因。
而从1966年开始,于敏就完全隐姓埋名,从原子核理论研究领域彻底退隐了。人们再也没有看见他在《物理学报》等学术期刊上发表论文。
1960 年冬季,黄祖洽带领氢弹理论组的蔡少辉、萨本豪和刘宪辉等,走上征途。起初主要是寻觅有关氢弹原理的知识和收集轻核反应截面等。当时信息技术还很落后,大家主要靠查阅各种报刊以及国外研究机构出版的机械缩微卡片。这些缩微卡片需要在专门的放大机上才能阅读,很是费力。但大家心里都有一种承担国家重任的光荣感和使命感,丝毫不怕苦和累,总是拼命工作。
1961年1月,于敏被正式调入轻核理论组,任副组长。当时,全组共约十一二个人。后来,黄祖洽需要抽一半时间到核武器研究所兼职,参与突破原子弹工作。
1963年,这个组又陆续从中国科技大学和浙江大学等学校调来刘恭梁、孙永盛等一些大学毕业生,人数增加到了近40人。黄祖洽和于敏将人员按照学科划分成四个小组:研究和计算轻核反应截面,研究中子输运及中子在氢弹爆震中的作用,研究高温高密度物质性质和输运系数,研究中子和辐射流体力学等。两人分别负责其中的两个小组。
百日攻坚
20世纪60年代,理论部的每一个人几乎都像于敏一样,忘我地投入工作。
在1965年2月刘西尧主持的会议之后,经过5个多月的探索,大家重点研究了于敏提出的突破氢弹的两条可能的技术路径,否定了其中的非平衡燃烧这条路径,而对于加强型模型的内在规律也基本摸清楚了。要想让核弹的爆炸威力提升,就得增加重量,还要尽量提升核弹中所添加的热核材料燃烧所产生的威力。但由于热核材料的燃烧不够充分,它对核弹威力的增强是有限的。
这时,大家普遍怀疑:是否还有未被掌握的新原理或新机制?
随后,理论部又进行了多路探索。一条条路径被提了出来,然后又一个个被否决了。山重水复,千头万绪,又仿佛曙光就在前面。
到8月的时候,刘西尧再次指导理论部召开了一次规划修订会。
会上,大家用八个字概括了前一阶段的工作:热情很高,办法不多。研制氢弹,需要原理上的突破,只有突破了原理,才能继续推进构型。而在这方面显然还没找到什么办法。
根据毛主席的 《实践论》,在实践与认识的辩证关系中,实践是第一位的,实践可以验证理论的正确与否。而量变会引起质变,通过一定数量的实验,一是可以发现一些原先没有发现的理论,同时也可以验证有些认识是否准确;二是也能总结出一些规律性的认识。于是会议决定,在继续探索氢弹原理的同时,先做几次大威力加强型原子弹试验,通过这几次试验,或许能够发现一些原先还没有认识到的东西。
会后,为了提高各位研究人员的知识水平,邓稼先、周光召和于敏分别在三个不同的研究室为大家讲授等离子体物理课程。
为了落实规划修订会的精神,8月27日,理论部召开全体大会。邓稼先主任对工作进行了分工。决定将主要的研究力量留在北京,利用中科院计算机所新研制成功的119计算机,继续探索突破氢弹的途径;由于敏带领十三室部分人员赶赴上海华东计算技术研究所,利用那里的 J501 计算机的空余时间,用当时已经掌握的加强弹原理,配上可能取得的最好的核材料,完成指定口径重量达数吨、当量百万吨级的氢航弹优化设计任务。后面这项被戏称为“老原理新应用”的突击任务,也就是要求利用加强弹加强型原理,依靠拼材料、拼重量的办法,优化设计飞机能够运载的百万吨级热核弹头。
119计算机和J501计算机都是当时中国运算速度最快的计算机,计算能力可以达到每秒 5 万次。这两台计算机在突破氢弹原理过程中发挥了极其重要的作用。美国在20世纪40年代初开始探索氢弹原理的时候,还没有计算机;在50年代开始突破氢弹原理和设计第一个热核武器时,用的也只是每秒1万次计算能力的计算机。而我国在研制氢弹时,已经拥有每秒5万次的计算机,比美国当年使用的计算机运算速度要快4倍。这也是我国氢弹研制速度能够加快的一个重要原因。
去上海出差,有两大好处:一是在上海可以有专门的计算机供其使用;二是在北京经常会有各种杂务,特别是各种政治活动需要每个人参加,去上海就可以逃避掉这些事务,一心一意地从事研究。搞理论工作最需要的就是能够专心致志地思考。因此,大家都说,在上海工作,效率特别高。
十三室除了安排书记吴中祥和副主任徐锡申带领主管状态方程和辐射平均自由程的2个小组留守在北京之外,其余4个与武器设计直接相关小组的科研人员和科研辅助人员共40多人都要去上海。室主任孙和生主管炸药爆轰和流体力学2个小组,副主任蔡少辉主管核反应后物理小组,刚从南京大学计算数学系调来的副主任彭清泉主管核反应后计算数学小组。
这4个小组在出发前都抓紧做好了各项准备工作。核反应后物理小组和计算数学小组安排了专人,对当时理论部用于研制加强弹反应后的常用计算软件做了一番调查,并从程序的物理建模、基本假设到数学推导和差分格式,以及与之配套的物理参数等,都做了一次彻底的梳理。彭桓武、黄祖洽、于敏和秦元勋等专家给大家讲解了他们对加强弹的看法,一室、十二室一些参加过加强弹理论设计的经验较丰富的年轻人,也给大家传授了经验。
核反应后物理小组副组长孟昭利等还根据几位部主任的意见,准备了几个到上海要计算的模型。
9月27日,国庆节即将到来。但是,对于于敏他们而言,并没有节日和休假一说。大家的工作热情高涨,只想一心一意地刻苦钻研,尽快搞出成果来。这天,于敏带领十三室的50多位科研人员,各自扛着自己的行李和被褥、计算软件、科研记录本等资料,搭乘火车直奔上海。当时,上海华东计算所只能给每位科研人员准备一个铺有稻草垫子的双层铁床的铺位,而床上用品如被子、枕头等,还有各种日常生活用品包括脸盆都需要自备。
第二天,全体人员来到了坐落于上海郊区嘉定县城外的华东计算所。计算所周围是一大片金黄色的谷穗沉甸甸的稻田。大家仿佛一下子置身于乡村的田园风光中,来到了一个世外桃源。这里没有车马喧嚣、人潮汹涌,没有高楼大厦,更没有鳞次栉比的商店、饭馆。
大家到达计算所后,便马不停蹄地开始着手安装从北京带过来的各种计算程序,并进行调试,工作有条不紊、紧张有序地开展起来。
10月1日,国庆节。除了留下一些人继续在计算机房进行计算之外,十三室的其他出差人员当天晚上都围坐在计算所主楼5层东侧的大教室里,举行了一场简短、欢乐却很有意义的联欢会。
联欢会在齐声合唱 《歌唱祖国》 的歌声中开始。大家一面吃着点心水果,一面欣赏自编自演的一个个短小的文艺节目。孙和生表演口技,詹皇业表演南拳,徐华生进行了手风琴独奏,王玉华等表演女声小合唱《洗衣歌》。于敏则拿出了他的拿手好戏,说了一段《三国演义》的评书。这些节目都博得了在场人们的齐声喝彩。这场简短的晚会,也算是在紧张忙碌的战斗气氛中的一次有益调剂。
由于在出差前已经进行了周密的准备,很快,蔡少辉便从程序的物理假设和方程中查明了造成程序计算中系统中子数不守恒的原因。
10月5日,蔡少辉和彭清泉一起主持研究程序改编。考虑到计算任务紧迫,他们决定在原来理论部532程序的基础上做局部修改。大家先后完成了1301、1302程序的编制工作,解决了中子数不守恒的问题。
与此同时,加强弹的优化设计工作,在几位组长的组织下有序地开展,并将其分成反应前和反应后两块内容。反应后物理小组按选材不同划分成了两个题目组,对模型进行优化设计。两个题目组有时会聚在一起沟通讨论,有时又分头探索。
由于计算机的稳定性很差,每次算题除了计算员、程序员必须在场外,还需要有物理专业人员在场,以便及时发现和解决问题。因此,物理和数学专业人员以及科研辅助人员都一起混合编组排班,夜以继日地轮番到机房算题。
每一次去机房,大家都会抱回来一大堆的纸带。留在办公室的科研人员便忙着画图、登记、分析、讨论,并且准备下一批要计算的模型。大家鼓足干劲,迅速算出了一大批的模型。从计算的结果来看,这些模型距离理论部领导提出的要求相距不远,只要在材料中加入少量的贵重材料,爆炸威力就可以提高到100万吨TNT当量。
但是在这批模型中,聚变提供的能量所占的份额都很低。这表明,其中的热核材料并未充分燃烧。或许是因为受到加强型原理当时还不被大家看好的普遍思想的影响,所以,大家对这一点并未进行深究。
然而,于敏却没有放弃。他有一个特点,就是不论做什么事情,要么不做,要做就绝不敷衍了事,一定要全力以赴做到最好。
对于物理小组提交的这批计算结果,于敏并未感到意外。早在他还在原子能研究所轻核理论组进行氢弹应用基础研究时,就曾对在原子弹中加入聚变材料的加强型原子弹进行过探索。当时他发现,在加强型原子弹中,聚变材料虽然能够起到加强原子弹威力的作用,但由于加强弹中聚变材料燃烧不充分,这种加强作用是不充分的。因此,物理小组的计算结果早在他的预料之中。当然,于敏所在的轻核理论研究小组,当时是在缺乏原子弹知识的情况下所作出的研究判断,如今,关于原子弹的原理,对于敏是完全开放的。原子弹的知识为于敏的进一步探索无疑提供了得天独厚的便利。他带领十三室成员到上海,就是要研究加强型装置优化设计任务。
在上海出差的日日夜夜,于敏总是亲自深入到计算机房,埋头于堆积如山的输出的纸带中,仔细分析计算结果。为了找出问题所在,他从众多的计算模型中,挑出了三个用不同核材料设计的模型,进行深入细致地系统分析。
于敏注意到,和他一起出差的这批科研人员中,有许多年轻人涉足氢弹探索的时间不长,大都缺乏氢弹的基本知识和科研的实践经验。为了提高他们的工作水平,也为了找出问题所在,于敏决定将他过去4年中在原子能研究所探索氢弹原理时积累下来的氢弹物理知识,结合当下加强弹优化设计的实践,给大家做一系列的报告。
10月13日,于敏开始了他在上海连续两周的系列报告的第一讲。他从炸药爆炸讲起,并对其中每个阶段的特征物理量进行分析。他结合物理初估,对内爆动力学、中子学、热核反应动力学、辐射流体力学等有关现象,都进行了系统地分析。
通过这一系列的学术报告,大家对整个核爆过程都有了深刻地认识。而于敏也在这一系列报告中获益,进一步厘清了思路。
在于敏的指导下,大家一边学着动手分析更多的计算模型,一边继续尝试着改进设计。然而,情形并没有得到很大的改观。
很显然,要提高热核材料的燃烧率、能效比,关键在于大幅度提高热核材料的密度。是啊,要实现如此高的压缩度,单单依靠提高炸药能量利用率的办法是绝对办不到的。于敏心想:这,应该就是问题的关键。他抓住这个关键,又开始了新的思考。
那么,如何才能实现如此高的压缩度,从而使热核材料的密度得到大幅度地提升?
这,就是牛鼻子!
怎么办呢?如何去找到这么大的能量?
怎么办呢?
突然,仿佛有一道光,刺穿了茫茫黑暗;仿佛有一颗流星,划过了天际。
——要考虑原子弹!
原子弹的能量巨大无比。
那么,加强弹中的原子弹的能量,此前难道没有用上吗?
在此之前,人们曾经指望,原子弹爆炸后,就能给其中包含的聚变材料创造自持燃烧所需要的高温、高密度的条件。然而,如今计算出来的结果证明情况并非如此。那么,问题究竟出在哪儿呢?
于敏反复地思考,细致地分析。
原子弹爆炸会产生巨大的能量,但是,这些能量会出现许多物理因素,有的可能起好的作用,有的则可能起破坏作用。而受限于弹体的构型,原子弹的能量不可能很好地配合对热核材料的压缩。
那么,下一步的关键问题就在于如何选用性能合适的材料,采用什么样的合理的构型,才能促进发挥好作用的物理因素更好地发挥作用,而将那些起破坏作用的物理因素进行有效的抑制。
于敏又陷入了苦苦地思索之中。
要抑制坏因素,要发挥好作用,要找到合适的材料,要设计出一种好的构型……这些极其复杂的问题在于敏的脑子里萦绕着、盘桓着。
那时候,国家经济比较困难,大家的生活都很简单。但是,华东计算所周边的环境却十分宜人。已然是深秋时节。计算所周边田野里的稻子沉甸甸的,金灿灿的,就像成熟了的正在孕育新生儿的母亲,站立在原野之上。空气中弥漫着清新的稻香味。那些成熟的水稻正在等待公社社员们的开镰收割。
每天晚饭后,全体科研人员唯一的休闲娱乐,就是走出计算所,三三两两,结伴在稻田中间的小道上漫无目的地散步行走。在充满着稻香味的空旷的大自然中,短暂地放松自己紧绷着的神经。
这是在紧张战斗中短暂的休憩,也是在给紧绷着的神经短暂的调剂和换频。
蔡少辉记得,那是 10 月 29 日,一个星期五。
晚饭后,于敏和他一道在附近的田间小道上慢悠悠地散步,放松身心。两个人谈到了应该如何创造条件,让热核材料充分燃烧。于敏直截了当地指出,加强弹目前的构型不利于热核材料的压缩和燃烧,应该有一种新的构型,这个构型要能够充分利用原子弹的能量。
他把近日来思考所得一一道来,详细对蔡少辉讲述了自己的看法。
蔡少辉一下子便被他全新的思路吸引住了,也被他所列举的无可辩驳的证据所折服。
“老于,那我们马上就动手干吧!”蔡少辉急切地说。
于敏回答:“好,我们先算两个模型看看。其中一个比较理想,一个比较接近实际。”
蔡少辉看得出来,于敏显然对这个课题经过了深思熟虑,就像一个高明的棋手,始终目不转睛地注视着自己的棋盘,他已经知道下一步、下两步最关键的棋子应该落在哪一处。
这天晚上,两个人谈论到很晚,一直到露水沾湿了他们的衣裳。秋风一阵阵地袭来,两人都不禁感到了身上的一些寒意。但是,他们都很兴奋,似乎还没有停止交流的意思。
这是一个农历初六的晚上,天上的上弦月很快就要下沉到西边的地平线下了,东边的天际已经露出了鱼肚白。曙光初现,新的一天即将到来。
这,又将是一个阳光灿烂的日子。
天气越来越冷了。衣着单薄的两人,却根本不去理会这深秋夜晚的寒意。
“老于,天快亮了,我们回去吧!”
这时,意犹未尽的两人,才缓缓踱着步,回到了办公室。
蔡少辉倦意全无,丝毫没有睡意。兴奋的他立即找到了孙和生,跟他谈起了于敏的新想法。
孙和生十分支持。于是又当即找来孟昭利,三个人一起商量。
然而,在当时的情形下,要在计算机上对如此复杂构型的氢弹进行数值模拟,几乎是不可能的。大家退而求其次,按照于敏的想法,先来验证原子能压缩是否能使聚变材料自持燃烧。
经过两三天的精心编制,大家准备了两个模型,通过改变计算模型的外边界条件的办法,模拟原子弹能量通过某种机制,瞬间作用在“被扳机”身上。
11月1日晚,大伙儿聚集在华东计算所501机房。室内的灯光柔和地投射在每个人身上。计算组组长汤敏君一个人在拨弄着计算机操作台上的按键。台面上的小氖灯在欢快地不停地闪烁。蔡少辉和孟昭利趴在机房的地板上,埋头查阅纸带,检查输入和输出的数据是否有差错。于敏就在桌子旁边,拿着计算器和铅笔,不时地在计算点什么,写点什么。计算机则在一旁忠实地执行着指令。
机器时而发出美妙动人的连续的旋律,偶尔又发出数值求解迭代过程中所特有的、如同人的沉重叹息一样的声音。
听到机器这种沉重的叹息声,汤敏君就会说:“你们听,现在到了最难算的阶段了,能量方程老迭代不出来。”
大家的心,一下子就被揪紧了。
只见汤敏君又在操作台上拨弄了几下,就像一双灵巧的手在黑白琴键上弹奏一样。没过一会儿,计算机又开始弹奏出流畅的韵律。
一听到机器流畅的响声,大家紧蹙着的眉头便又舒展开来,喜出望外,相互对视,发出会心的微笑。
纸带卷上缓慢地吐出了一排排令人兴奋的数字。
这个夜晚是如此的美好,安宁的空气中仿佛弥漫着幸福的香味。一切都是那么地振奋人心。
最终的计算结果,果然如于敏当初所预料的那样。
“太好了!”于敏大声说道:“我们再加上一个材料比例不同的模型看看。”
在场的每个人都异常激动,群情激昂。
大家立刻对这个新的不同的模型进行了编制,马上由汤敏君继续在机器上去计算。没有一个人感觉到一丁点儿的劳累。
不知不觉间,东方泛白,窗外的天空渐渐地亮了起来。新的一天已经到来。但是,在场每个人都没有丝毫的困意和倦意。大家都像上足了发条的机器。
果然,另一种模型的计算也取得了很好的结果。
“太好了!我们吃点东西,继续作战。我们再上一个模型看看。”于敏说。
于是,大家简单地吃了点食物,就又都回到了计算机房,开始按照新的模型进行计算。
非常幸运,另一个模型的计算结果也很完美。
连续两天,大家算了两种类型三个模型。结果表明,只要能够驾驭好原子弹爆炸的能量,我们就能设计出当量超过百万吨级的氢弹。
“太好了!太好了!”于敏连声说道。
在场的每个人都激动万分。
紧接着,于敏立即安排召集全体人员开会。
听说有重大的好消息要宣布,所有人都不约而同地奔向计算所主楼5层东侧的大教室,静静地围坐在大黑板前。
蔡少辉首先上台,简略地介绍了最近两天所进行的这两类三个模型的计算结果及其特点。他在黑板上列出了长长的一串数据。这些数据立即引起台下一片热烈的议论。大家群情振奋,人声鼎沸。
“要是真能达到这样的爆炸能量,我们的氢弹就能设计出来了!”
“对呀!听说这是老于提出的思路。按照这个思路,他们已经计算了两天两夜。”
“好啊,看来我们的任务就将大功告成了!”
接着,大家都安静下来,将殷切的目光投向头发已有些斑秃的于敏主任。
于敏大步登上讲台,给大家做学术报告。
他首先向大家介绍了新模型的设计思想。他说,过去大家都很重视对原子弹的压缩,现在看来热核材料的压缩更重要。这,可能是氢弹设计的关键所在。
“要实现这么大的压缩度,单靠炸药爆炸提供的能量不行,要靠原子能。”于敏坚定地说。
报告开始时,大家都只是抱着新奇的心理,对于敏的新设想感到好奇,对计算结果感到意外而前来听讲的。原以为这可能是一项新的计划和任务、一种新的研究方向。但是,随着于敏所做报告的逐步深入,大家终于被他深入浅出的语言、严密周到的逻辑思维、无懈可击的推理和充足充分的论据带进了氢弹王国。
当于敏结束报告时,会场响起了热烈的掌声。
大家一片欢腾,群情激昂,气氛非常热烈。
报告结束后,于敏把孙和生、蔡少辉等室领导和各位小组长都找来开会。
经过研究,决定:加强型核弹优化设计是上级布置的任务,不能怠慢,必须继续抓紧完成;同时,抽调物理组的几位同志,和蔡少辉等人一起,配合于敏另外开辟一条突破氢弹原理和技术的路径,立即启动计算机大型程序的编制工作,以适应探索新原理的需要。
会后,蔡少辉和彭清泉一起研究程序的编制问题。彭清泉从数学组抽调了几位科研人员参与编程工作。蔡少辉则负责程序的物理和数学建模。
远在北京的理论部对这项新的工作也给予了极大的关心和支持,十二室派出了三位同志前来增援。
为了验证原子能爆炸压缩能否使氘化锂6自持燃烧,于敏部署,上机计算两个模型,通过在计算程序中加边界条件的办法,模拟用于压缩的那一部分原子弹的裂变能。
当时,理论部的吴翔正在上海出差。他是“蒙特卡罗”小组的负责人。于敏请吴翔等人,用随机模拟方法,计算一些物理过程的持续时间。
后来曾任同济大学资深教授的吴翔回忆说:
1965年,我当时是蒙特卡罗组的组长,正同胡锦、张锁春等几位同志出差上海,利用华东计算所J501电子计算机研究蒙特卡罗方法的误差问题。一天,老于来到嘉定,找到我,并告诉我他想要算一个东西,这实际上是他准备提出来的氢弹原理的一个重要的局部论证。
他把想要计算的问题和设想仔细地对我说了一遍,问我:能不能利用蒙特卡罗方法把它算出来?我立即回答:可以。于是,我同组里的其他同志放下了原先手里的工作,立即着手进行这一问题的计算机程序的编制。我们奋战了一个多星期,终于完成了平时需要一个多月甚至两个月时间才能完成的程序设计工作,然后,马上上机进行计算。
但是,没想到计算速度非常非常慢,连续进行了三天三夜。当时,计算机内存小,速度慢,而且输出的形式单一,只能把需要的信息都打印在长长的纸带上,看起来很不方便,而且机器还经常出现偶然性的错误。为了避免浪费大量的上机时间,进行物理分析的人一般都要待在机房里进行在线跟踪分析,一旦发现错误,立即调出原先保存的状态退回去重算。而从事数学计算的同志有好几位,他们可以排班轮流在机器上操作;但是从事物理分析的人却只有我一个。因此我只能一个人在机房里连续坚持了三天三夜,最后累得连站着的时候都会睡着。老于也经常抽空来到机房,同我一起分析纸带。后来,我们越来越感到这计算的结果有问题。要么是于敏的设想可能无法实现,要么就是计算机程序出了错。
吴翔和于敏经过分析以后,都更倾向于后者。
于是,吴翔又忍着极度的疲劳,继续进行了连续几天新的战斗,从头到尾彻底检查所编制的程序。
经过持续不断地努力,他们终于找到了制造错误结果的根源。他们重新修正了程序,投入了新的计算。
这一次,计算非常顺利,只用了几个小时便得到了结果。这个计算结果非常好,完全验证了于敏最初的预期,证明了他提出的用原子弹引爆氢弹的具体方案是切实可行的。
于敏和吴翔都非常兴奋。
但是,为了确保结论万无一失,吴翔他们又设计了一个更接近实际的模型,并且从北京调来了核反应堆组的杨明伦等同志一起来参与编程和计算。
最终结果证明,原先的结论完全正确。
这一刻,他们兴奋得手舞足蹈。因为于敏和吴翔确信,氢弹制造的原理已经诞生了!
新原理探索研究小组在于敏的领导下,一方面对氢弹设计中的问题进行物理分解,一方面组织数值模拟计算。在小组模拟计算结果出来之后,于敏进行认真地分析,并随时向大家报告分析的结论,启发大家进行热烈的讨论。在讨论和思想碰撞中又产生出许多新的想法,然后又根据这些新想法立即开辟新的课题。
那些日日夜夜,大家既紧张又兴奋,思想火花四溅,不断提出新的问题。而通过解决问题,又把研究工作一步步向深处推进。通过这个阶段的研究,大家探索发现了一批重要的物理现象和规律,逐步形成了基本完整的物理方案。
于敏将这个基本完整的氢弹爆炸反应过程的物理图像再一次向大家做报告的时候,整个会场变成了一片欢腾的海洋。
大家都按捺不住万分激动的心情,纷纷高声叫喊:“老于请客!”“老于请客!”
于敏也非常激动。人生幸事有几回啊!
他立即大声答应:“我请客!我请客!”
其实,所谓的请客,也就是请同事们到嘉定城里吃一顿肥羊大面而已,或者再加一碟子羊肉。
然而,大家都心满意足,因为比物质会餐更能让人感到愉悦和满意的是精神的满足,是集体事业的成功和个人价值的实现。
……
本文为节选部分,全文载于《山西文学》2024年第6期