以身许国——记中国核物理学一代宗师王淦昌

2022-03-12 08:47:52 | 浏览次数:

2003年,国际小行星命名委员会将一颗永久编号为14558的小行星命名王淦昌星,从此在浩瀚的宇宙中王淦昌拥有了一个永恒的位置(图1)。然而当我们仰望夜空的时候才发现,王淦昌教授已经离开我们5年之久了。

(1)这是国家天文台所制作的一颗小行星的运行轨道图,这颗小行星被发现的时间是1997年11月19日

从1929年起,国际物理学界就有一个著名的中微子存在假说,但是没有人能够用一个物理实验来证明这个假说成立。

王乃彦(核物理学家 中国科学院院士 王淦昌教授生前助手):我们生存的空间里面,都有中微子,每立方厘米里面有300个中微子在走来走去。但是中微子穿透过我们的身体,你绝大部分不会有感觉,所以中微子测量很难很难。

1941年的中国,正在遭受日本侵略者的蹂躏,为抗战王淦昌捐献了自己所有的积蓄,甚至妻子的陪嫁首饰,与浙江大学一起开始了西迁生涯。

在敌机轰炸的间隙中,王淦昌分析了一段时间内国际物理学界发表的学术论文,依据自己的判断,提出了一个验证中微子存在的实验方法,然而,战火毁掉了必要的实验环境,王淦昌只好把这个想法写成论文。1942年1月,美国《物理学评论》杂志刊登了此文。

王乃彦:美国科学家阿伦按照王淦昌的建议,作了中微子验证的测量,这个方法很好,后来大家就把它叫王-阿伦方法。

在王-阿伦方法确定中微子存在的基础上,1953年,在一座足够强大的核反应堆前,美国科学家莱因斯第一次捕捉到了中微子,并因此于1995年获得了诺贝尔物理学奖。在很多人的眼里,王淦昌应该有资格分享这个世界大奖,但是他的想法却和别人不一样。

王乃彦:王老说,我非常高兴,荣誉就应该归于最后从实验上去测到中微子的人。

一名从江苏农村走来的学子,最终成为一位世界著名的核物理学家,王淦昌的一生,经历了怎样的传奇呢?

1907年,王淦昌出生在江苏省常熟县枫塘湾的一个中医家庭。1925年成为清华大学第一届本科生。1930年王淦昌考取了赴德国官费留学生,那年他23岁(图2)。在德国柏林大学,王淦昌师从物理学家迈特纳女士。迈特纳是世界核物理学的先驱,在国际上与居里夫人齐名(图3)。迈特纳是个工作起来不要命的人,但是她渐渐地发现,她的这个中国学生比自己还不要命,常常因为贪恋实验忘了时间而被锁在研究所的大门里。在这样一个勤奋的小伙子身上,迈特纳竟然犯了一个固执的错误。

(2) 在德国留学时的王淦昌

(3) 王淦昌的导师是与居里夫人齐名的物理学家迈特纳

一天王淦昌听完一个学术报告后灵感突然闪现,他对报告中涉及的物理现象和结论提出了质疑,同时自己又想到了一个新的实验方法,欣喜万分的王淦昌向导师提出了自己的建议。

王乃彦:迈特纳教授当时没有同意,因为迈特纳教授认为人家德国的两位博士的解释就是这个了。但王淦昌还不甘心,又向迈特纳第二次提出建议,迈特纳仍没有接受。

1931年,英国人查德威克在实验中发现了中子,获得了1935年诺贝尔物理奖,而查德威克的实验对象和实验方法与王淦昌当年给导师迈特纳的建议如出一辙。

在评价查德威克获得诺贝尔物理奖时,法国科学家约里奥·居里夫人说:上帝是公道的,因为查德威克所在的实验室具备了发现中子的思想和学术氛围。

学生时代的这个教训,王淦昌牢记在心,也成为他以后教书育人和科学研究的一面镜子。

建于北京房山区的中国原子能科学研究院,前身是中国近代物理研究所,新中国的原子能事业就发端于此。研究院小树林的深处,有两座铜像并排伫立在一起,西边的是钱三强,他被称为中国的原子能之父;东边的就是王淦昌(图4)。

(4)两位伟大科学家钱三强和王淦昌(右)铜像

1950年,王淦昌受钱三强力邀,从浙江大学物理系教授的职位调到这里,专心从事宇宙线的研究。1955年王淦昌被聘为中国科学院院士,那年他48岁。成为院士的第二年,王淦昌的科研工作突然发生了变动。

1956年,苏联杜布纳联合原子核研究所,12个社会主义国家的原子核专家聚集在当时世界上最强大的加速器前,共同承担了一项颇具政治色彩的科研任务。

王乃彦:要在五六年之内做出一些成果来,因为再过五六年在欧洲有个更大的质子同步温相加速器要建成。

来自中国的王淦昌,领队专家的特殊身份和留德博士的特殊经历,让他在这里承担了更重的担子。他要去寻找一些新的粒子,新的高能的一些核反应,也包括一些反粒子。

一张张放大的底片在王淦昌眼前掠过,他仔细地查看每张底片,大海捞针一样寻找着未知粒子的蛛丝马迹。

王乃彦:王老自己是近视,而且年纪也是50多岁了,就一张一张地给大家找啊,跟大家说,千万不能够放过一张照片。

这个枯燥无比的工作一天一天地重复着,每天,王淦昌在椅子上一坐就是十几个小时。

王乃彦:终于在4万多张底片当中,找到了这个事例,发现了反西格马负超子。

1959年消息一公布,就迅速轰动了国际学术界,一时间王淦昌收到了来自全球100多个研究所的贺电。

杨振宁(诺贝尔奖获得者):杜布纳的实验室所做出来最使大家注意的工作是王先生领导的。王先生对于杜布纳的实验室有非常大的贡献,这个不只是苏联人这样讲,世界所有的物理学家都知道(图5)。

(5)杨振宁和王淦昌(右)愉快地交谈

1962年11月10日,王淦昌的两位同事结婚,很多来宾到场,他们都在一张纸上签下了自己的名字。婚礼结束之后,主人非常高兴地打开这张纸,回忆着简单而又热烈的婚礼。王淦昌也参加了婚礼,可是主人没有发现王淦昌的名字,却在一大堆的熟人中看到一个陌生的名字“王京”。

1959年6月,苏联单方面撕毁了中苏协定,第二年又撤走了在华工作的所有专家。此时,在杜布纳工作的王淦昌也接到了回国的命令。

王遵明(王淦昌教授的女儿):当时我父亲就穿了一件灰色的中山服,冬天嘛,棉的,手里提了一个包,就是那种人造革的包,回来了。我一个同学就说这是谁呀,我说是我父亲,她说,哎哟,你父亲不是科学家吗?怎么穿得跟工人一样的。

1961年4月1日,在北京的一间部长办公室里,世界知名的物理学家王淦昌面对着一份特殊的工作,他被告知,这是一项政治任务,一旦加入进来,就必须放弃所有的名誉和地位,断绝一切海外联系,并且要做好隐姓埋名一辈子的准备。

此时的王淦昌已经年过半百,关于奇异粒子的研究也正处在巅峰状态,突然之间让他放弃所熟悉的一切,去重新开辟一个新的领域,对于一位治学严谨的科学家来说,王淦昌的人生和事业面临着一次重大的抉择。

刘杰(原第二机械部部长):他稍微沉思了片刻,就铿锵有力地说:愿以身许国。

1961年4月2日,王淦昌受命主管中国核武器的实验研究工作,化名“王京”。在国际学术界王淦昌突然失踪了,那年他54岁。

王德基(王淦昌教授的儿子):我们也不知道他到哪去了,他写信来的时候就写信箱,什么什么信箱,我母亲有时候就跟我开玩笑说,你父亲在信箱里。

突然从现实进入信箱里,神秘消失。年过50的王淦昌究竟去了哪里?他又在做些什么呢?

在我国第一颗原子弹的研制过程中,有三位物理学家被并称为原子弹研究的三大支柱:王淦昌主管核武器试验研究,郭永怀主管设计和试验,彭桓武主管理论研究。

周创志(王淦昌教授生前同事研究员):他给我们这些年轻人讲课,从误差分析开始,怎么处理实验数据,得出结果。在方案的实施过程中,王老总是先提出问题,启发我们年轻人去思考。

原子弹实验基地位于青海草原,王淦昌是那里年龄最大的科学家,他经常是一个馒头一杯水匆匆吃完立刻就投入工作(图6)。

(6)图组:今天的人们已经很难想象,47年前中国的原子弹试验是如何在这么荒凉的地方从这么简陋的工具开始的

刘文翰(王淦昌教授生前同事 工程师):王老亲自到炸药浇铸工号去,他会拍拍工人的肩膀:老弟啊,辛苦辛苦,加加班,帮帮忙。吃完晚饭以后,工人就说,咱们哥儿几个晚上还得去干一干,要不然三天干不完,王老头这么大年纪,都想得这么周到,咱们一定要尽力。

后来大家见着王老开玩笑说,工人管你叫王老头,王老说这个名字非常好,非常好,这说明我跟工人打成一片了。

1961年到1963年,王淦昌领导了上千次炸药爆轰实验,原子弹的每一个核心部件,都经历了实验的检测。

程开甲(王淦昌教授的学生 中科院院士):理论作出来,他(王淦昌)还要做出实际的原子弹来,最后要压缩成小的。这个原理的验证是在王淦昌指导下完成的,所以说他的贡献是很大的。

1964年我国第一颗原子弹爆炸成功,这个发自东方的巨响震惊了整个世界(图7)。此后王淦昌又参与了我国第一颗氢弹的秘密研制和早期的地下核试验工作,直到1978年。

(7)中国第一颗原子弹爆炸成功

1999年9月18日,国家公开表彰了23位“两弹一星”元勋,这时的王淦昌已经不能亲自登台领受这份无上的荣誉了。1998年12月10日21时48分,王淦昌的心脏停止了跳动,他静静地离开了一生眷恋的科研工作(图8)。

(8)王淦昌教授为祖国的科学事业作出了巨大贡献,却未能亲自领受祖国给予的无上荣誉

1992年,王淦昌教授和他的一位学生、诺贝尔奖获得者李政道有一次著名的谈话。李政道向他的老师询问说,在您所从事的众多科研工作中,哪一项是您认为最满意的?周围的人纷纷猜测,是中微子还是原子弹,然而王淦昌教授的回答是1964年由他独立提出的引出中子的概念。这在当时是一个全新的课题,这也成为了王淦昌教授晚年工作的最主要的内容之一。

1978年,王淦昌告别了“王京”的身份,回到了中国原子能科学研究院,此时他已经是一位古稀老人。无声无息17年之后,王淦昌教授又出现在国际学术交流中。

吕敏(王淦昌教授的学生 中科院院士):跟谁都讨论问题,见谁都请教,你有什么新思想。

王乃彦:英国罗斯福实验室很有名的米克·绍博士说,你们那个王淦昌教授,是一个神奇的人物,什么报告他都那么聚精会神地听着,而且,最后都能提出一些问题和建议。

参加的讨论越多,向王淦昌投去敬佩目光的学者也就越多。

王乃彦:王老提的这些问题,他们首先觉得不是一般的泛泛的问题,而是都提到了里面很重要的很要害的地方。许多问题对他们是很有参考价值的,因此他们特别敬佩王老,说年纪比他们大了这么多,思考问题还那么深刻,思维能力那么敏锐,那么快捷。

在原子能科学研究院,院长王淦昌可以叫出每一个年轻人的名字。接触过王淦昌的人都说他热情、友善、健谈,对来找他的人从来不说没时间,而王淦昌最喜欢的就是与年轻人忘我畅谈。

李铁生(王淦昌教授的女婿 研究员):有一次他就问我,你研究这个蚂蜂有用吗?怎么全国就你一个人研究啊,是不是用处不大呀。我就说还是有用的,只不过用的次数少点,那您研究那原子弹不还一次没用呢,他一听就哈哈大笑。

也许就是这样的谈话,引发了老科学家对原子能应用的思考。在生命的最后20年里,王淦昌最关注的就是原子能的和平利用。

1979年,美国三哩岛核电站发生了核电史上的第一次事故,全世界都淹没在恐核的声音中,就在那个时候,72岁的王淦昌以一个科学家的远见,提出了发展我国核电的思路(图9)。

(9) 晚年的王淦昌最关注的是原子能的和平利用

面对完全引进的说法,王淦昌坚定地提出“百鸟在林,不如一鸟在手”的观点,主张我国应自主建设秦山核电站。

王乃彦:在谈到秦山核电站的时候,他说我确实是尽了努力,我也是有功的。我跟王老在一起这么长时间了,王老从来也没表扬过自己,这是唯一的一次。

1986年3月,王淦昌与王大珩、杨嘉墀、陈芳允四位院士联合向中央提出了《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》,催生了著名的国家“863”计划。通过王淦昌的努力,核聚变研究也被列入了这个计划中。

高功率准分子激光实验室是王淦昌晚年的倾心之作,它的研究方向是惯性约束核聚变。有人预测这项技术一旦成功,将彻底解决人类面临的能源短缺问题。王淦昌正是这个领域的创始人之一。

1997年,王淦昌意外骨折,90岁的他还让家人用轮椅推着他最后一次到实验室来(图10)。

(10) 坐着轮椅最后一次去实验室

王淦昌教授的铜像静静地伫立在中国原子能科学研究院的花园里,按照他的遗嘱,他的骨灰也被安放在这里。他目光炯炯,眼神深邃,他智慧的光芒穿越时空,照亮了我们的心灵,他的科学品德将激励着我们共同去实现中华民族的盛世强国之梦。

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