程开甲:半生埋名 为国铸盾

2024-01-14 13:31崔蕤
科技尚品 2023年12期
关键词:程开甲核试验原子弹

崔蕤/ 编

程开甲(1918 年 8 月—2018 年 11 月),物理学家,中国科学院院士。中国核武器研究的开创者之一,在核武器的研制和试验中做出突出贡献。开创、规划领导了抗辐射加固技术新领域研究。是我国定向能高功率微波研究新领域的开创者之一。出版了我国第一本固体物理学专著,提出了普遍的热力学内耗理论,导出了狄拉克方程,提出并发展了超导电双带理论和凝聚态 TFDC 电子理论。1985 年获国家科技进步奖特等奖,1999 年被授予“两弹一星”功勋奖章。2013 年获国家最高科学技术奖。2019 年获“人民科学家”国家荣誉称号。入选“庆祝中华人民共和国成立 70周年大型成就展”1970—1979年英雄模范人物。

1964 年10 月16 日,伴随着一声惊天巨响,原子核裂变的巨大火球和“蘑菇云”在戈壁荒漠腾空而起,我国自主研制的第一颗原子弹爆炸成功。

半个世纪的隐姓埋名,半个世纪在神秘领域的坚守,他说:“我这辈子最大的幸福,就是自己所做的一切,都和祖国紧紧地联系在一起。”他就是“两弹一星”功勋奖章获得者程开甲。

立志“科学救国”

1918 年8 月3 日,程开甲出生于江苏吴江盛泽镇一个富商家庭。祖父程敬斋是远近闻名的成功商人。“开甲”这个名字就是祖父特意为他起的。祖父希望他将来考取功名,“开”就是开转;“甲”就是第一名。

可祖父没等到这一天。祖父去世后第二天,程开甲出生了。7 岁时,父亲病故,生母在程家成了多余的人,两年后终于离家出走。家庭的重大变故,让少年程开甲的性格变得叛逆,像野马一样难以管教。上小学二年级时,因为不好好学习,他竟然留级3 年,得了一个外号“年年老板”。12 岁时,程开甲拿了家里的钱跑到上海,花个精光后露宿街头,被家人找回后痛打了一顿。这破天荒的一顿痛打惊醒了梦中人,从此,程开甲开始发奋读书。

1931年,程开甲考入离家20多公里的浙江嘉兴秀州中学。这所中学,后来培育出了10 位院士级的科学家,陈省身、李政道都毕业于此。在秀州中学,程开甲看了大量的人物传记,包括爱因斯坦、牛顿、居里夫人、伽利略等。“这些书让我增强了责任感和使命感。这些科学家追求真理、热爱祖国的精神,深深地感动了我,教育了我,对我的人生起了重要的作用。”他说。

数学老师姚广钧十分重视对学生数学技能的记忆训练。在姚老师的指导和训练下,程开甲能将圆周率轻松自如地背诵到小数点后60 位数,能将1 到100 的平方表倒背如流。这些训练对他在日后科研中推导和演算数据起了很重要的作用。

1937 年,程开甲以优异成绩考取浙江大学物理系“公费生”。程开甲所读的物理系是浙江大学的一支“王牌军”,在这里他幸运地遇上了对他影响很大的束星北、王淦昌、陈建功、苏步青等大师。为他日后留学和科研奠定了基础。

大三时,程开甲听陈建功教授的复变数函数论课后,敢于挑战难题,撰写了题为《根据黎曼基本定理推导保角变换面积的极小值》的论文,得到陈建功和苏步青赏识,并推荐给英国数学家 Tischmash 教授发表,之后文章被苏联斯米尔诺夫的《高等数学教程》全文引用。

他在浙大读书的 4 年,是中华民族最为苦难的时期,他在日记上曾留下了这样一段文字:“中国落后挨打的原因:科技落后。拯救中国的药方:科学救国。”

为此,他一直认真准备着。

1946 年,经英国著名学者李约瑟博士推荐,程开甲获得英国文化委员会奖学金,来到爱丁堡大学,成为被称为“物理学家中的物理学家”玻恩教授的学生。

1948 年秋,程开甲获哲学博士学位,任英国皇家化学工业研究所研究员。当听到解放军击败阻挠渡江战役的英国“紫石英”号军舰时,程开甲婉谢导师和朋友好意,放弃英国皇家化工研究所研究员的优厚待遇和研究条件,于1950 年8 月回到浙江大学物理系。回国的行囊中,除了给夫人买的一件皮大衣外,全是固体物理、金属物理方面的书籍和资料。

“干惊天动地事、做隐姓埋名人”

1960 年夏,经钱三强亲自点将,已在南京大学做教授的程开甲被调进了我国核武器研制队伍,自此,他在学术界销声匿迹几十年。

原子弹研制初期,程开甲被任命为核武器研究所副所长,分管材料状态方程和爆轰物理研究。他第一个采用合理的 TFD 模型估算出原子弹爆炸时弹心的压力和温度,为原子弹的总体力学计算提供了依据。

1962 年上半年,我国原子弹的研制工作闯过无数技术难关,露出了希望的曙光。中央适时做出争取在1964 年、最迟在1965 年上半年爆炸我国第一颗原子弹的“两年规划”。为加快进程,钱三强等二机部领导决定,另外组织队伍,进行核试验准备和技术攻关。经钱三强推荐,1962 年夏,程开甲成为我国核试验技术总负责人。虽然又一次放弃熟悉的领域去开拓全新领域,但面对国家的需要,他二话没说,接受了组织的安排。

1962 年,他参加制定朱光亚主持起草的我国原子弹研制、试验等科学技术工作最早的一份纲领性文献——《第一种实验性产品的科学研究、设计、制造与试验工作计划纲要》,他依据国情否定了苏联专家的空投建议,提出采用地面方式;主持制定《关于第一种试验性产品国家试验的研究工作纲要》及《急需安排的研究课题》,设计了第一颗原子弹百米高铁塔爆炸方案,确定了核爆炸可靠控制和联合测定爆炸威力的方法。1963 年,他前瞻性地谋划了核武器试验研究所的性质、任务、学科、队伍、机构等。1964 年10 月16 日,中国第一颗原子弹试验成功,1700 多台(套)仪器全部拿到测试数据。据有关资料记载,法国第一次核试验没拿到任何数据,美国、英国、苏联第一次核试验只拿到很少一部分数据,而我国首次核试验中 97% 的测试仪器记录数据完整、准确。

此后,程开甲在核试验任务中又不断取得新突破。1966年12 月,首次氢弹原理性试验成功,他提出塔基若干米半径范围地面用水泥加固,减少尘土卷入,效果很好。1967 年6 月,第一颗空投氢弹试验成功,他提出改变投弹飞机的飞行方向,保证了投弹飞机的安全。1969 年9 月,首次平洞地下核试验成功,他设计的回填堵塞方案,实现了“自封”,确保了试验工程安全。1978 年10 月,首次竖井地下核试验成功,他研究设计的试验方案获得成功……

从1963 年第一次踏入号称“死亡之海”的罗布泊,到回北京定居,程开甲在茫茫戈壁工作生活了20 多年。20 多年中,作为我国核试验技术的总负责人,他成功地参与主持决策了包括我国第一颗原子弹、氢弹、两弹结合及地面、首次空投、首次地下平洞和首次竖井试验等30 多次多种实验方式核试验。

20 多年中,他带领团队,建立发展了我国的核爆炸理论,系统阐明了大气层核爆炸和地下核爆炸过程的物理现象及其产生、发展规律,并在历次核试验中不断验证完善,成为我国核试验总体设计、安全论证、测试诊断和效应研究的重要依据。以该理论为指导,创立了核爆炸效应的研究领域,建立完善不同方式核试验的技术路线、安全规范和技术措施;领导并推进了我国核试验体系的建立和科学发展,指导建立核试验测试诊断的基本框架,研究解决核试验的关键技术难题,满足了不断提高的核试验需求,支持了我国核武器设计改进。

程开甲说:“我这辈子最大的幸福,就是自己所做的一切,都和祖国紧紧地联系在一起。”(摘编自《程开甲的故事》,熊杏林,人民出版社,2018 年;《程开甲:惊天事业 沉默人生》,熊杏林、兰宁远、宗兆盾等,原载于《科技日报》,2014 年 1 月 11 日。由崔蕤整理)

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