周光召：突破中国核武器技术的关键人物2011-02-06 17:19:50
最近中央电视台正在播放电视连续剧《五星红旗迎风飘扬》，讲述钱学森、钱三强、邓稼先、郭永怀等科学家怀着爱国之心从国外回来，参与研制“两弹一星”的故事。周光召是这部连续剧着墨最少的核物理学家。他没有留过洋，毕业于清华物理系。但是，当年参与三弹（原子弹、氢弹、中子弹）研究的同事说，如果不是从艺术创造和政治需要角度看，单纯从科学技术角度看，周光召为中国三弹（原子弹、氢弹、中子弹）的贡献是核心性的。这篇博文力图从科学角度对《五星红旗迎风飘扬》电视剧关于中国“两弹”故事做一点补充。
1982年7月, 我从南京大学毕业，分配到中国科学院理论物理所做研究实习员。从南京来到北京，到处问理论物理所在哪里？结果发现这所世界瞩目的研究所坐落在中关村一小对面的木板房小院里。
“你在文革期间，当过红卫兵吗？”一个戴着金丝边眼镜的文字彬彬的中年人走进我办公室，问我。
”文革开始，小李才上小学一年级，不可能参加过红卫兵，“所人事处长替我回答。这位女人事处长是延安时期参加革命的，和蔼可亲。
”他就是大名鼎鼎的周光召教授，今后你主要是为他做外事秘书，“人事处长说。周光召刚当理论物理所所长的时候，我常看见他站在尘土飞扬的中关村302汽车站排队等公共汽车。
在理论物理所的木板房里，经常看到周光召所长、何祚庥副所长、彭桓武所长等带着研究生围着小黑板开头脑风暴会议，有的时候也看到杨振宁和李政道分别来这里参加讨论会。在理论物理所，我接触最多的是何祚庥。他每天来所里取报纸，一来就到我办公室跟我聊天，谈的都是国内政治、国际政治和经济学方面的事情。但有一件事情，他从来不谈：早年他与周光召、彭桓武等作为主要理论设计者，参加研制中国第一枚原子弹和第一枚氢弹的故事。
直到多年后，这方面的很多人物和事件获得解密后，我才从何祚庥这位老领导和其他科学家那里获知，为中国原子弹、氢弹和后来的中子弹做出关键贡献的人物是一直在宣传上和媒体上保持低调的周光召教授。
一．清华师生首次谈论中国建造原子弹
解放前夕，当时在法国的共产党代表刘宁一找到在巴黎大学居里实验室工作的钱三强：“中国革命快胜利了，你回清华，等着吧。” 钱三强回到清华后，他的学生中有何祚庥、周光召等。
“1945年，我在上海交大念化学系。但是，那年美国在日本扔原子弹，一下子杀了30万人跟南京大屠杀死的人数一样多。原子弹太厉害了。1947年我再次参加高考，考到清华大学物理系，”何祚庥说。
何祚庥在清华读书期间加入了地下党，他还为钱三强加入中共做了政治工作。于光远和张稼夫是钱三强后来入党的介绍人。
1949年12月28日，北平解放前夕，清华物理系的何祚庥、周光召和同学们从善斋搬到科学馆。“当天晚上，我们跟钱三强在科学馆一楼教室打地铺，师生一夜畅谈解放后，我们怎么办？”何祚庥回忆说。
“同学们到哪里去？“钱三强问。
“参加革命，“ 很多同学说。
“我不赞成你们参加革命。如果未来中共政权是为人民服务的，中共会发展原子弹。如果中共发展原子弹，你们这些学生统统给我都不够，“钱三强说。
中国要不要搞原子弹？钱三强跟何祚庥这群清华物理生学生反复讨论。
“那个年代，中共只会搞革命，不会搞科学。共产党内没有几个科学家。于光远是党内懂得物理的最高权威。钱三强跟于光远是同班同学，”何祚庥说
“三强，你出国去吧。我参加革命。等革命成功，请你回来搞建设，”于光远在清华对钱三强说。
二．周光召、何祚庥、吕敏从杜布纳给中央写信
1959年，赫鲁晓夫来北京参加国庆活动。第二天在京丰宾馆与毛泽东会谈时，说，“不能给中国原子弹。而在两年前，赫鲁晓夫答应给中国一个原子弹样品。后来，在美国总统艾森豪威尔的压力下，赫鲁晓夫决定不给中国原子弹样品。毛泽东在京丰宾馆与赫鲁晓夫大吵了一架。
1960年10月，苏联共产党中央决定断绝给中国的援助，撤走全部苏联专家。本来是依靠苏联专家，培养工农科学家。但由于没人了，中国的核弹如何研究下去？
当得知苏联突然撤走所有在华专家的消息时，身在苏联杜布纳核子研究中心工作的周光召、吕敏和何祚庥联名打报告给核工业部副部长钱三强要求回国参加过去从没接触过的原子弹研究。周光召在苏联杜布纳联合核子研究所从事基本粒子物理研究，做出了出色的成绩，正受到国际同行的关注。
钱三强把周光召、吕敏和何祚庥的联名报告转给了核工业部部长刘杰。
60年代初，中国是左的年代。何祚庥家庭出身资产阶级家庭，其祖父是扬州何园的主人。但何祚庥解放前在清华就加入了中国共产党，何祚庥被分配到原子弹组。吕敏是吕叔湘的儿子，政治上也没有问题，被分配到原子弹爆炸测试组。但是，周光召有两个姐姐跟国民党中统合军统有关系，周光召社会关系复杂。周光召能去做原子弹吗？
作为清华大学同班同学的何祚庥，他向钱三强极力支持周光召参加研制原子弹研究。何祚庥对钱三强说，“周光召业务极好，政治表现也极好。“
但钱三强还是有些发秫。当场给刘杰打电话请示。
“我们有阶级论，但不唯成分论。这个人可以用，“刘杰说。刘杰的决定代表着中国用人政策上的一个大转变。
三．清除原子弹研制的重大技术障碍
1961年，周光召刚回到国内不久，中国原子弹设计正陷入困境。当时中国研究原子弹唯一可供参考的内部资料是苏联总顾问向中国部长介绍情况的一份口授的且极其简要的记录。理论计算表明，炸药爆炸后在内爆过程中产生的压力总是小于苏联专家给中国的一个数据，引起了一场激烈的争论。一些坚决相信苏联专家的科学家坚持认为资料上的记载是正确的，我们之所以在理论上算不出那一数值是由于我们“不懂”。于是中国科学家进行了九次计算。周光召仔细检查了九次计算结果，认为计算没有问题，怀疑苏联人的数据的可靠性。经过仔细研究，最后他巧妙地用最大功原理证明了不可能达到这样大的压力，苏联科学家的数据显然是错的。周以他的聪明才智结束了近一年的争论，扫清了原子弹研制过程的障碍。
原子弹爆炸的基本原理是中子在铀235或钚239上诱发裂变并释放更多的中子，从而形成中子不断增长的链式反应。原子弹能否爆炸成功的核心问题是，如何在超短时间内制造一个超临界的体系，如何产生数量适当的中子，从而引起核爆炸。有两种点火的办法： 1）炮筒式；2）内爆式。这两种方法均要解决一个力学问题和中子源数量的控制问题。
何祚庥说，“一般的通俗小册子说，炮筒式是由两个半球来做成，其实这是有多种变化；而内爆式也可以有若干不同的内爆形式。它们却有性质不同的力学问题和中子源的控制问题。重要的问题是，如何控制：
n(t)=no eλ(t)t 中的no和λ(t)
美国第一颗原子弹爆炸时，科学家使用的是“炮筒式”点火，以铀-235作为燃料。“内爆式”点火方法比“炮筒式”点火方法更复杂，通常只适用于以钚为燃料的原子弹。
由于钚-239很难获取，周光召通过深入研究，解决了内爆式点火问题，中国在技术上可以成功使用铀-235作为“内爆式”点火的燃料。
周光召领导研究人员，不分昼夜，全力计算，获得了原子弹爆炸过程的清楚物理规律，原子弹设计工作得以全面展开，于1963年年底交出了包括结构、尺寸和材料的理论设计模型，然后经过工程设计、部件加工、实验室中各种冷试验、装置组装，核装置运往试验场进行热试验。1964年10月16日中国成功地爆炸了第一颗装载铀-235的裂变原子弹。
当核试验总指挥张爱萍将军向毛泽东主席报告中国第一颗原子弹爆炸成功的消息后，毛泽东一开始并不相信。他质疑说：“你们会不会弄一堆炸药哄我？”张爱萍马上找彭桓武和周光召两位科学家，让他们把测量数据提供给毛泽东。毛泽东看了数据后说，“再看看国外的反应如何。”当时国外反应强烈。毛泽东才同意新华社发表原子弹试验成功公报，全国举行庆祝活动。
四．突破氢弹、中子弹原理
早在中国开展原子弹之初，主管国防工业的副总理聂荣臻元帅说,”科研要看得远些,像下象棋一样。“钱三强与核工业部长刘杰商量，在研究原子弹的同时，开始做氢弹研究。
“按照中苏协议，苏联给了张原子弹图，周光召在解释图纸上立下了汗马功劳，”何祚庥说，“但是，我们的氢弹研究完全靠我们自己猜了。”
氢弹开始是由黄祖洽领导的一个小组负责设计，成员有何祚庥，后来有于敏、朱洪元等加入。何祚庥说，对中国氢弹贡献巨大的是于敏。由于于敏埋头读书，于敏在历届政治运动中，成了运动对象，是老运动员。他被指责走粉红色道路。于敏能否做氢弹研究？何祚庥跑到钱三强那里极力推荐。
“钱三强对中国两弹的最大贡献是他同意周光召和于敏参加原子弹和氢弹研究,”何祚庥说。
在原子弹理论设计方案完成后，周光召已在一个研究室组织了一个四人小组，探索氢弹的途径。他们当时研究的物理成果和发展的新的二维计算方法，为以后氢弹理论设计提供了物理基础和计算参考。氢弹突破的关键是热核点火和自持燃烧问题。周光召从玻尔兹曼方程出发推导了流体力学方程组，研究在切断过程舍去项中由于非线性效应的敏感性可能给氢弹的点火和热核反应带来的影响。
周光召他们在探索氢弹原理的同时，了解到法国人也正在探索氢弹。法国们爆炸第一颗原子弹比中国早好几年，如果中国抢在法国前面爆炸氢弹，这将大长中国人的志气。在周光召的带动和影响下，中国核武器理论部大楼每天晚上都是灯火辉煌。在这样的气氛下，中国终于在1966 年底成功地进行了突破氢弹原理的核试验，1967 年上半年进行了大当量氢弹试验，实现了赶在法国人之前爆炸氢弹的愿望。 从爆炸第一颗原子弹装置到爆炸第一颗氢弹装置，美国用了7年5个月，苏联用了4 年，法国用了8年6 个月，而我国突破了原理只用了2 年2 个月。
周光召当年在核武器研究院的部下、中子弹的主要设计者贺贤士不久前发表的回忆文章披露，1977年7月，美国人公布了他们研制成功中子弹的消息。中子弹是核武器家族中除原子弹、氢弹外又一个重要成员。周光召果断提出，为了应对他国的核讹诈，我国也要抓紧研制中子弹。为了取得军方的支持，周光召安排贺贤士等人到总参和国防科委讲解中子弹的特点和杀伤作用。当时贺贤士正在领导一个研究组探索一种不同于描述普通氢弹作用过程的新理论，周光召敏锐地意识到它可能对于中子弹研究有意义，要研究人员直接瞄准中子弹原理进行探索。 为了了解可能与中子弹研制有关的某种材料的特性，周光召带领贺贤士等到北京郊区一个天体观察站了解储存特殊材料的设备和条件。经过几年研究，周光召领导的研究团队终于找到了不同于普通氢弹的中子弹点火和自持燃烧新途径，并获得了核试验证实，突破了中子弹原理。
周光召为弄清核武器产品内部的运动规律，为核武器的理论设计奠定了基础。由于他为中国第一枚原子弹、第一枚氢弹的研制设计、为中国战略核武器的设计、定型，以及此后核武器的预研和其他一系列科学试验都做出的重大贡献，与彭桓武、邓稼先等8位科学家共同荣获国家自然科学奖一等奖。
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