文/戴雯
程開甲:為國鑄盾
——國家最高科技獎獲得者的科技人生
文/戴雯
程開甲
1918年出生于江蘇吳江,中國著名物理學家,中國核試驗科學技術的創(chuàng)建者和領路人。中國科學院資深院士。第三、四、五屆全國人大代表,第六、七屆全國政協(xié)委員,曾榮獲國家科技進步特等獎、一等獎,國家發(fā)明獎二等獎和全國科學大會獎、何梁何利科技進步獎等獎勵。1999年,他被中共中央、國務院、中央軍委授予“兩彈一星”功勛獎章。
2014年1月10日,北京人民大會堂內(nèi)掌聲如潮。著名物理學家、中國核試驗科學技術的創(chuàng)建者和領路人、“兩彈一星”功勛科學家程開甲院士,從習近平總書記手中接過2013年度國家最高科學技術獎的大紅獎狀。在全場目光和鏡頭聚焦下,這位96歲的老人笑得平靜而坦然。
程開甲祖籍安徽,祖輩早年從徽州到江蘇吳江的盛澤經(jīng)商,祖父去世后家境敗落。程開甲7歲喪父,畢業(yè)于家鄉(xiāng)淘沙弄小學,1931年考入浙江嘉興秀州中學,受教于中國近代教育史上十分出色的教育家顧惠人校長,從此開始了不平凡的人生道路。在秀州中學,程開甲讀了伽利略、牛頓、愛因斯坦、巴斯德、居里夫人、詹天佑等名人傳記。科學家追求真理、熱愛祖國的精神深深打動了他。他處處以科學家為榜樣,在學習上刻苦鉆研,肯動腦筋,學習成績始終名列前茅。秀州中學的6年為程開甲打下了堅實基礎,這所教會學校培養(yǎng)了包括陳省身、李政道在內(nèi)的10位院士,在此他接受了6年具有“中西合璧”特色的基礎教育和創(chuàng)新思維訓練。初二時,他要“發(fā)明”水循環(huán)驅動的大船,想法雖然幼稚,但姚廣鈞老師還是要他再多動動腦筋,精心呵護他敢于想象、敢于“發(fā)明”的童心。
1937年,程開甲以優(yōu)異成績考取浙江大學物理系公費生。在這所被英國著名學者李約瑟博士譽為“東方劍橋”的大學里,他接受了束星北、王淦昌、陳建功和蘇步青等大師嚴格的專業(yè)學習和科學精神訓練。大三時,程開甲聆聽陳建功教授的復變數(shù)函數(shù)論課后,敢于挑戰(zhàn)難題,撰寫了《根據(jù)黎曼基本定理推導保角變換面積的極小值》的論文,得到陳建功和蘇步青的賞識,并推薦給英國數(shù)學家Tischm ash教授發(fā)表,之后文章被蘇聯(lián)米爾諾夫的《高等數(shù)學教程》全文引用。
1946年,經(jīng)李約瑟推薦,程開甲獲得英國文化委員會獎學金,來到愛丁堡大學,成為被稱為“物理學家中的物理學家”M·玻恩教授的學生。在玻恩那里,他選擇超導理論研究作為主攻方向,在導師的指導下,先后在英國的《自然》、法國的《物理與鐳》和蘇聯(lián)的學術雜志上發(fā)表了5篇有分量的超導論文,并于1948年與導師共同提出超導“雙帶模型”。
1948年秋,程開甲獲哲學博士學位,任英國皇家化學工業(yè)研究所研究員。當聽到解放軍擊敗阻撓渡江戰(zhàn)役的英國“紫石英”號軍艦時,程開甲婉謝導師和朋友好意,購買了建設祖國所需的書籍,整理好行裝,于1950年8月回到浙江大學物理系。
1952年,全國高等學校系調(diào)整時,程開甲到南京大學物理系任副教授,一直從事理論物理的教學和研究。為了國家建設,程開甲全身心投入金屬物理教研室的籌建和金屬物理專業(yè)的建設,編寫教材,親自上課講授。
1959年,他出版了我國第一本《固體物理學》專著。該書對中國固體物理的教學與科研起到了重要作用。同時,程開甲竭力倡導把理論物理學新成果、新方法應用于固體物理。為此,程開甲主持一個理論講習班,組織青年教師和研究生參加,為中國固體物理和固體理論的發(fā)展與人才培養(yǎng)作出了貢獻。
為培養(yǎng)原子能研究人才,1958年程開甲再一次改變專業(yè),與施士元一起創(chuàng)建南京大學核物理教研室,創(chuàng)建江蘇省原子能研究所。程開甲帶領幾個年輕教師研制出一臺雙聚焦β譜儀,成功測量了一些元素的電子衰變能譜。接著又研制出一臺直線加速器。1956年,程開甲參加了國家的《一九五六年——一九六七年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃綱要(草案)》的制定。1960年,程開甲接到命令,去北京報到,當時他并不知道做什么,直至來到第二機械工業(yè)部第九研究所(院)接任副所(院)長時,方知被“點將”參加搞原子彈。從此,在不為外界所知的情況下工作了二十多年。1960年至1962年期間,程開甲仍兼任南京大學教授,為南京大學核物理專業(yè)的建立做了大量工作。
在新中國波瀾壯闊的發(fā)展歷程中,上世紀五六十年代是極不尋常的時期。1960年6月蘇聯(lián)單方面撕毀協(xié)議之后,中國別無選擇,只有靠自己力量研制原子彈。1960年夏,經(jīng)錢三強親自點將,南京大學教授程開甲調(diào)進了中國核武器研制隊伍,自此,他在學術界銷聲匿跡幾十年。
1984年至今,程開甲任國防科工委(總裝備部)科技委常任委員、顧問,國家超導專家委員會顧問。程開甲來到國防科委負責核試驗科研總體工作,籌備創(chuàng)建核武器試驗研究所,與呂敏、陸祖蔭、忻賢杰等人,夜以繼日地工作,擬定并論證原子彈爆炸試驗的總體方案,研制原子彈爆炸測試所需的有關儀器和設備,為第一顆原子彈的試驗作準備。
核試驗是大規(guī)模、綜合性、多學科交叉的科學試驗,在中國準備核試驗的初期,國內(nèi)沒有人懂、也不知道怎樣干,沒有儀器、沒有設備,又無可借鑒。程開甲就親自編寫沖擊波、電磁波理論等方面的教材為科研人員講課,闡述核爆炸的各種物理、力學的作用和過程。
他帶領科技人員有針對性地鉆研核試驗理念和技術問題:點爆的流體力學和空氣動力學理論,核爆炸鏈式反應的測量技術和設施;微秒級示波器、快速傳輸電纜、射線探測和記錄系統(tǒng);每秒幾千次到百萬次的遠距離長焦距高速攝影機;在爆炸后高空煙云之中收取放射性樣品和進行放化分析;保證下風方向居民點不受裂變碎片沉降放射危害的氣象預報;高精度、高可靠性全系統(tǒng)同步控制系統(tǒng)研制等。
短短兩年中,他到科學院、研究所、院校、各軍兵種召開了一兩百次任務會,提出了一個個具體的科研要求。經(jīng)過辛勤努力和刻苦研究,逐步完善給出了一個全面的、在科學技術上廣泛交叉的、有高度預見性、準確性和創(chuàng)造性、切實可行的試驗方案;提出了有定量分析的爆炸圖像;研制出1000多臺測試儀器。程開甲遵照周總理提出的要求——“嚴肅認真,周到細致,穩(wěn)妥可靠,萬無一失”,做到“一次試驗,全面收效”,做到“保響、保測量、保安全、保取樣”,堅持“一切通過實踐”。
西北核試驗基地初建時,生活條件極其艱苦,喝苦水,戰(zhàn)風寒,打只野兔會頓餐。不僅糧食吃不飽,戈壁灘上水也珍貴,早晨的洗臉水留下班洗手,晚上洗腳,澄清了再用來洗衣服,有時幾天洗不了臉。
當時程開甲是核試驗研究所的副所長,他的主要任務就是保證原子彈試驗取得成功,測得各項參數(shù)和試驗產(chǎn)生的效應數(shù)據(jù)。為了制造中國的原子彈,他的時間表上沒有節(jié)假日,一搞起科研來,經(jīng)常通宵達旦,忘了吃飯睡覺是經(jīng)常的事。有一次,程開甲一門心思研究光輻射和力學沖擊波能量問題,把吃午飯忘了。當他走出辦公室看到別人在午休,他奇怪地問:“你們?yōu)槭裁窗滋焖X?”同志們用驚訝的目光看著他,告訴他現(xiàn)在是午休時間。他這才意識到,自己連午飯還沒吃呢。這樣的事對他來說不足為奇。
第一顆原子彈在哪里爆炸?最初的方案是飛機投擲,但第一次試驗就用飛機投擲,會增加測試同步和瞄準上的困難。程開甲以求真務實的科學態(tài)度,勇敢地否定了原先由蘇聯(lián)專家提出的“空爆”方案。1964年9月,在茫茫戈壁的深處,羅布泊上豎起了一座102米高的鐵塔。以后,原子彈就安裝在鐵塔頂部。程開甲滿懷信心地對基地張?zhí)N鈺司令員說:“我們沒有理由失敗,一定響,一定成功!”
1964年10月16日,就是在這座鐵塔上,驚天動地的蘑菇云騰空而起,中國第一顆原子彈爆炸成功。當時在指揮所里身經(jīng)百戰(zhàn)的張愛萍將軍激動地拿起話筒說:“總理,我們成功啦,原子彈爆炸成功啦!”周恩來的聲音也很激動。隨著核試驗的發(fā)展,程開甲不斷提出核試驗的方向、改進核武器爆炸方式和測試方法,并在空爆、地面爆、地下核爆炸的安全和抗干擾論證、理論計算等方面進行了卓有成效的工作。為搞地下核試驗,程開甲不知擔過多少次風險。
在首次地下核爆炸成功后,為了掌握地下核爆炸第一手材料,程開甲和朱光亞等科學家決定進入地下爆心去考察。到原子彈爆心作考察,在我國還是開天辟地第一次,誰也說不清洞里輻射的劑量,其危險可想而知。但程開甲經(jīng)過細心計算,認為采取多種防護措施后,可以進入。他們勇敢地穿上防護衣,戴上口罩、手套、安全帽,走進了通向原子彈爆心的地下通道。沒走幾步,溫度就升高到40攝氏度。他們顧不上自己身體吃了多少劑量,他們在剛剛開挖的直徑只有80厘米的小管洞中匍匐爬行,最后進到爆炸形成的一個巨大空間。洞里溫度很高,科學家們忙乎得汗流浹背,把所有考察工作做完,取得了我國地下核試驗現(xiàn)象學的第一手資料。
這些優(yōu)秀的科學家用無私奉獻的精神,為中國核武器開拓出成功之路。對于這些永載共和國史冊的輝煌業(yè)績,程開甲感慨道:“如果當初我不回國,沒有到核試驗場區(qū),可能個人會有更大的科學成就,但肯定不會有現(xiàn)在這樣幸福,因為我把自己的一切都與祖國的國防科技事業(yè)緊緊聯(lián)系在一起了。”
20多年中,作為中國核試驗技術的總負責人,程開甲成功參與主持了包括中國第一顆原子彈、氫彈、兩彈結合以及地面、首次空投、首次地下平洞和首次豎井試驗等在內(nèi)的多種試驗方式的三十多次核試驗。他帶領團隊,建立發(fā)展了中國核爆炸理論,系統(tǒng)闡明了大氣層核爆炸和地下核爆炸過程的物理現(xiàn)象及其產(chǎn)生、發(fā)展規(guī)律,并在歷次核試驗中不斷驗證完善,成為中國核試驗總體設計、安全論證、測試診斷和效應研究的重要依據(jù)。以該理論為指導,創(chuàng)立了核爆炸效應的研究領域,建立完善不同方式核試驗的技術路線、安全規(guī)范和技術措施;領導并推進了中國核試驗體系的建立和科學發(fā)展,指導建立核試驗測試診斷的基本框架,研究解決核試驗關鍵技術難題,滿足了不斷提高的核試驗需求,支持了中國核武器設計的改進。
上世紀80年代,程開甲開創(chuàng)了抗輻射加固技術研究新領域,倡導開展了高功率微波研究新領域,為國防科技和武器裝備建設發(fā)展作出了重要貢獻。他一生求索不已,創(chuàng)新不斷。雖然參加核武器研試的20多年沒發(fā)表論文,但他學術研究仍然建樹多多,以身許國、竭誠奉獻。
“羅布驚雷響,兩彈裂長空。大學者,核司令,是元勛。無愧一代天驕,輝煌耀古今……”程開甲為共和國鑄盾的重要貢獻,將永遠銘刻在共和國的史冊上。
對于崇高的榮譽,程開甲有他自己的詮釋。他說:“我只是代表,功勞是大家的。功勛獎章是對‘兩彈一星’精神的肯定,國家最高科學技術獎是對整個核武器事業(yè)和從事核武器事業(yè)團隊的肯定。我們的核試驗,是研究所、基地所有參加者,有名的、無名的英雄們在彎彎曲曲的道路上一步一個腳印去完成的。”