科学家于敏的成就,功勋科学家于敏到底有多厉害

《功勋》科学家于敏,到底有多厉害?

▲电视剧《功勋》之《无名英雄于敏》,雷佳音饰于敏

电视剧《功勋》热播的时候,很多观众都对于敏的故事感动不已。于敏,中国“氢弹之父”、核物理学家、共和国勋章获得者。他的人生,是一张书桌,一把计算尺,一块黑板,隐姓埋名28载,从零开始探索氢弹理论研究,与时间赛跑,守护国防安全的一生。今天分享一篇有关于老的文章。

《功勋》科学家于敏,到底有多厉害?

▲ 科学家于敏

01

仅仅是“国士无双”,恐怕完全无法将于敏的成就功勋对于国家兴衰民族庚续、对于子孙后代的重要影响反映出来。我认为于敏这个名字需要在一个更高层次的语境中来被提及,只要我们的国家和民族还存在,这个名字就应该被顶礼膜拜,这个名字就应当与日月同辉!

有朋友评论说不喜欢这种把国家的前途命运与虚无缥缈的所谓天命联系在一起。这一点我很是赞同。但有时候历史的发展又是非线性的,甚至雷同于物理上三体中的混沌效应,充满了偶然性,一次微小的蝴蝶翅膀的挥动,甚至可以引起一场飓风…所谓的“天佑中华”我的理解就是一种正向的偶然性,是一种概率事件。

于敏幼时差点被日军的卡车撞死,高中毕业因家境困窘濒临失学,是一个同学的父亲不忍心这样的天才被埋没才资助他上了北大,在大学时又生重病生命垂危,是物理系同学们集体献血才挽救回来,一次又一次的偶然或许造就了某种程度的必然,两弹一星的事业也成就了天才施展拳脚的舞台,这也是我强调“诞生”和“发挥作用”的原因。

于敏这个名字第一次为人所知是因为两弹一星功勋奖章,这是共和国给予国家功臣的最高嘉奖,一共23位科学家,任何一位都是各领域的泰山北斗,而与核武器相关的一共9位(邓稼先、彭桓武、周光召、程开甲、王淦昌、郭永怀、钱三强、陈能宽、于敏)。若要论资排辈,于敏恐怕要排最末,而且只有他一人没有留过洋。但要按贡献大小来排序,说句政治不正确的话吧,于敏对于核武器的贡献是无可争议的第一,且大于另外八位功勋科学家之和。这句话从来没有人敢公开说过,如果不是自媒体平台,或者但凡有人知道我是谁,我也不敢这么说,这么说似乎有夸张成分和博人眼球之嫌,因为那些名字一个个都太如雷贯耳。

其实这个事实是如此的明晰,从1958年九院(现中国工程物理研究院)成立,1959年6月苏联专家撤走,自力更生开始,到1996年停止核试验全面转入实验室研究的整个阶段来看,邓稼先于1986年英年早逝;王淦昌、彭桓武、周光召均于七十年代离开核武器研制单位,基本上未参加第二代核武器的研制;朱光亚在原子弹爆炸成功后就在国防科工委做领导工作;程开甲于1963年组建核试验基地研究所,专攻核试验诊断测试;钱三强除在最早期拉队伍外没参加任何科研工作;陈能宽主要解决了原子弹的起爆问题……每一位都很伟大,但是于敏更不容易。

如果必须用几个定语来形容于敏所做的工作,那只能是贯穿始终、攻坚克难、引导方向、决定作用!并且一直到未来的2040年,都是在于敏规划的道路上艰难地前进着。考虑到科学研究很大程度上不能够线性叠加,或许有不尽准确之处,我所说的也仅限于核武器科技这一个方面,丝毫没有贬低其他科学家的意思。

王淦昌、程开甲在实验物理领域,彭桓武、周光召在理论物理领域都是几乎获得诺贝尔奖的世界级科学家。有朋友留言说,一直以来都认为两弹一星是理所应当板上钉钉的…那只是宣传口宏大叙事的说辞,其实这当中的艰难困苦是非曲折甚至惊心动魄实不足为外人道也。在不触及保密的情况下,我想把工作中接触过的所知的点滴事实稍稍来展开一下,作为我人生最宏大的一篇命题作文。我不敢打涉密的擦边球,很多细节只能模糊过去点到即止,有空的时候会写几个字,前前后后写了几个月。以我非常有限的文字水平,写这样一个回答真的是捉襟见肘,总感觉语言苍白,平淡无力,但铁一样的事实总会胜于一切华丽的描写,我唯一能保证的是我所说的每一个字都是真的,来告诉大家于敏究竟是一个怎样的神,拥有这个神对于国家和民族又意味着什么。

于敏最为人所知的称号是所谓的氢弹之父,曾经我还看到有人质疑说夸张和过誉,其实如果仅仅是氢弹之父这一个头衔,最多也只能把于敏的功勋概括了不到五分之一!

1960年,于敏被调进轻核理论小组,做一些预先研究。由于西方严密的技术封锁,当时尚不能确定氘氘聚变、氘氚聚变和氚氚聚变哪种热核反应适用于氢弹。由于氘从海水中提取非常昂贵,而氚的制备只能依靠核反应堆,都是极为稀缺且获取困难的材料,价值远超等量的黄金。美国人用的方法是,修建海水提纯氘的工厂,再用提取出的氘在反应堆中人工嬗变造出氚,然后做氚靶和氚束加速器进行打靶实验来测量轻核反应的反应截面。这是最自然不过的步骤了,但对于当时一穷二白的中国和几乎为零的工业基础来说,连最基本的电力供应都没法保证,这就还需要修发电站,有了发电站,还要修铁路运煤炭给电站发电,等这一切都造完就绪,多少年都过去了!

更重要的是中国到底需不需要生产氚,如果氚是氢弹中不可缺少的材料的话,又不是说造第二天就能造出来的,要用的时候没有,直接就是死路一条…轻核的反应截面完全是一个实验参数,也绕不过去,怎么办,要做饭难道不用米?大神就这样第一次登场了,于敏当然没有条件做试验,只能用理论方法,于敏并没有直接计算各个轻核反应的反应截面,而是用一种巧妙的近似方法估算出了所有轻核反应的反应截面的上限,发现氚氚反应并不具有特殊优越性,进而否定了该路线,确立了氘化锂材料核反应中现场造氚的技术路线。

02

【于敏当年在北大读书时期,有一次考试题目太难,大家都拿了二三十分,只有于敏拿了100分,吊打整个北大数学系……】

令人感叹神乎技矣的就是仅用了一支笔加草稿纸就顶替了数十万人去建工厂做实验,光这一项成果而少走的弯路恐怕至少让氢弹提前五年!氘化锂材料在常温下是固体,最简单直接的想法就是可不可以在原子弹外面套一层氘化锂做的壳子?这种结构最简单,最符合一般的思路。那有了聚变材料做成的壳子,该如何来点燃聚变材料?聚变点火所需的要达到劳森判据的能量该通过何种方式来传输?用原子弹爆炸产生的冲击波来传输能量是否可行?

举个简单的例子,如果用同样能量的一块煤和一块炸药来做个烤肉,煤可以点个小火把肉烤熟,而炸药只能把肉炸飞,因为煤的能量是缓慢释放的,而炸药的能量是瞬间释放的。点燃氘化锂发生热核聚变就好比要烤肉,原子弹就是炸药,氘化锂就是要烤的肉,如果用爆炸冲击波来传输能量,那么最直接的问题就是肉在被烤熟之前就已经被炸飞了…

于敏认为必须用光辐射来传递能量,原子弹爆炸产生的冲击波速度是340米/秒,而产生的光辐射的速度是30万千米/秒,两者相差6个数量级,就是这6个数量级的时间差,如果通过巧妙的设计将光辐射聚焦就可以在冲击波到来之前先把肉烤熟,然后再随着冲击波的到来一齐飞散,叠加在一起释放能量,这也被称作放光模型。当所有人都认为放光模型就是可能的氢弹构型的时候,于敏又是只用笔和草稿纸就把这个方案直接击碎,原因就是于敏证明了氘化锂中的核外电子会把放光能量全部吃掉,能量无法被用作聚变。

1964年10月原子弹爆炸成功之后,于敏所在的轻核理论小组整体加入九院理论部,从预先研究的闲棋冷子瞬间变成了炙手可热的主力队员。一时间理论部群英荟萃猛将云集。

为尽快突破氢弹原理,主管理论部的著名理论物理学家彭桓武院士将科研人员按照不同的技术路线分为三个小组,分别由于敏、黄祖洽和周光召领衔。于敏小组一开始提出的“放光模型”和黄祖洽小组提出的“挡光模型”都被证明不可行,理论部的一位科学家感叹说“这光挡也挡不住,放也放不出”。周光召小组则陷入冲击波聚焦传输能量的泥潭…研究处处碰壁,几乎无法继续进行。没办法只能大鸣大放,不管是谁,每天都要提出一个点子,有的科研人员说家乡的东北小扁锅烧开水大锅不开小锅开,都拿出来当理论模型……

此时,高层对于能否研制出氢弹心里也完全没底,不得已根据形势需要,把主要任务转变为尽快研制出一颗一吨重100万吨爆炸当量中心加入聚变材料的加强型原子弹,被称为1100计划。由于当时中科院只有一台计算机,无奈之下于敏小组于1965年9月远赴位于上海嘉定的华东计算所,那里拥有全中国另外一台电子计算机,由此开始了中国核武器发展历史上最激动人心的“百日会战”。

这里摘抄一段亲历者的回忆:

1965 年9 月,理论部决定由于敏副主任率领13 研究室的一部分研究人员到上海华东计算技术研究所出差,利用该所的J501 计算机(运算速度为每秒5 万次),完成加强型核航弹的优化设计任务。

邓稼先主任要求去上海出差的人员在国庆节前赶到上海,以便利用华东计算技术研究所国庆节假日期间空出的全部机时,集中突击。4 个组的科研人员和为数不多的科研辅助人员共50 多人参加此次任务。

9 月27 日,队伍抵达上海。创造历史的“百日会战”开始了。那时的计算机性能不稳定,机时又很宝贵,一碰到机器跳动,算出来的结果就不对,就会前功尽弃,浪费很多机时。解决的办法是,每隔一段时间就把计算结果存在计算机的磁鼓里,一旦机器跳动,就把存在磁鼓里的前一时刻的计算结果取出来作为初始条件由计算机重新计算,叫做“取鼓重做”,用这个办法来减少机时损失。但这样一来,机器就离不开人,机器24 小时工作,人也要在一旁睁大眼睛,看着纸带上打印出来的计算结果。那时物理工作者与数学工作者混合编组,一起到计算机房算题,数学工作者负责把磁带里的程序输送到机器里,并时刻关注程序的运行情况,物理工作者则负责监视打印机打印出来的计算结果是否合理,发现问题及时解决。

于敏在计算机房和宿舍里,埋头于输出纸带卷中仔细分析计算结果。他从众多的计算模型中挑出三个用不同核材料设计的模型,进行了深入细致的系统分析。于敏发现在加强型原子弹中,聚变材料虽然能起到加强原子弹威力的作用,但对于加强弹中聚变材料自持燃烧,这种加强作用是远远不够的:“这不是个量变到质变可以解决的问题,因为技术途径不对”。

“这是个大科学工程,必须要凝聚大家的共识,依靠大家群策群力,共同完成。我就想着把在原子能研究所探索氢弹机理时积累下来的氢弹物理知识,结合眼前加强弹优化设计的实践给大家做系列报告。”

10 月13 日,于敏开始了他在上海持续约两周的一系列报告的第一讲。他从炸药起爆开始,将加强弹的全过程分为原子阶段、热核爆震阶段和尾燃阶段,并对其中每一阶段进行分析。通过这样的学术报告,大家对加强弹的物理过程有了进一步的认识。

通过系列报告,于敏也进一步理清了思路,加强弹中“火球内的能量释放率干不过能量损耗率,差了几倍”在如此巨大赤字的压力下,火球温度焉能不每况愈下呢?当然找不到“点火点”。“这不是提高炸药能量利用率能解决的问题,利用率提得再高也是远远不够,只有利用原子能,并且把它作为驱动力,进行内爆压缩”。

于敏紧紧抓住问题的关键,反复思考如何合理利用原子能压缩热核装置,包括如何选用性能合适的材料,采取什么样的构形,才能促进起好作用的物理因素,抑制起破坏作用的物理因素?随着物理实质把握下的剥茧抽丝,氢弹构型的方向越来越清晰,新的构型开始浮现在于敏的思考中。于敏将新构型可能存在的影响因素梳理成6 个问题。

于敏就这6 个方面的问题给大家做报告,对这些过程做了详细的物理分解,对可能出现的现象作了具体的分析,引起了大家热烈的讨论。他又将初级能量传输过程分解为三个阶段,随后将三个阶段的物理现象凝练成20多个具体问题,进行物理分析。

10 月29 日晚饭后,于敏和研究室副主任蔡少辉在住地附近田间小道上散步,以得到短暂的身心放松。当他俩谈到应如何创造条件让热核材料充分燃烧时,于敏直截了当地谈到加强型核装置的构形不利于热核材料的压缩和燃烧。接着,于敏向蔡少辉详细地谈了他几天几夜以来苦苦思索出的想法。蔡少辉被于敏的崭新思维所吸引,也被于敏所列举的无可辩驳的论据所折服,并马上说:“那我们就马上动手干吧!”

于敏说:“可以先计算两个模型看看。其中的一个会比较理想……另一个则比较接近实际……”

显然,这是于敏经过深思熟虑后想要走的关键两步。

回到住处后,蔡少辉立即向研究室主任孙和生讲了于敏的想法。孙和生听后表示十分支持。当即找到物理小组的副组长孟昭利一起商量落实。新模型试算结果,当量和聚变燃耗果然大幅度提高,达到了自持“点火”燃烧。兴奋之余,临时又加算了一个材料比例不同的模型。结果也不坏。隔天,另一个模型的计算也取得了完美的结果。

至此,两类共三个模型的计算结果表明,只要能驾驭原子弹的能量,我们就能设计出百万吨级的氢弹!华东计算技术研究所主楼五层东侧大教室里,全体出差人员安静地围坐在大黑板前。蔡少辉简略地介绍了上述两类三个模型的计算结果和特点。黑板上列出的数据立即引起台下一片热烈的议论。于敏接着登上讲台给大家做学术报告。他首先向大家介绍新模型的设计思想。他说“过去大家都很重视对原子弹的压缩,现在看来,热核材料压缩更重要!”接着他列举了最近算的一个理想模型的结果。年轻同志从纸带里看不出来的东西,经过于敏一分析就变成了活的知识,透过现象触及到了事物的本质,一条条规律被归纳出来了,就这样通过把基础理论与计算机实验的结合,深化了对规律的认识,找到了问题的关键,明确了充分进行热核反应的条件。

这篇回忆文章一开始仅仅在九院内部发表,后来经过了政治部保密部的层层把关,发表在公开刊物上,作者是理论部的老人,也是百日会战时于敏小组的成员之一,是历史的见证者。作者的措辞用句显然已经非常克制了,因为九院有个不成文的原则就是无比强调集体智慧,不能突出个人。

但不管作者再怎样刻意平淡都无法否认一个最显而易见的基本事实——那就是氢弹原理构型基本上是于敏一个人拍脑袋想出来的!不管宣传部门用多么宏大的春秋笔法来刻画出多么伟岸的群像,说一千道一万,背后的事实就这么简单粗暴!

要说原子弹的研制苏联的确给予了相当大的帮助,从教学模型到技术资料,我们可以不用从头摸索。氢弹的突破则是完全的原始创新,没有任何资料可供参考和借鉴,唯一知道的,就是这东西可以确定被造出来。从原子弹成功爆炸的1964年10月,到1965年11月突破氢弹原理构型,仅一年时间,到1966年12月28日的氢弹原理试验(塔爆,12.2万吨,从材料原理构型是百分之百的氢弹)又是仅仅一年时间,再到1967年6月17日试爆武器级的330万吨空投氢弹,这个速度远远超越了其他四个核大国,并赶在了法国前面。

这超乎寻常的惊人速度背后是于敏在轻核理论小组将近五年的前期探索。由于保密原则,这五年他没有被告知任何关于原子弹的信息,完全依靠个人的天赋从最基础第一性原理、统计物理、电动力学出发点滴摸索氢弹原理,否定了放光模型,解决了诸如氘氚反应截面在内的大量理论难题,就像在一间漆黑幽深的迷宫,一点点摸索出了光亮…在氢弹攻关的阶段,于敏几乎完全凭借一己之力孤军奋战,他所依靠的仅有一台每秒五万次的打孔计算机(最初只分配给于敏小组百分之五的上机时间),而他所面对的是非线性非定常非平衡态复杂偏微分,极端高温高压下极短时间内多重物质形态变化多种辐射扩散多群粒子输运叠加核反应与宏观运动的多重尺度重耦合的顶级难题。

于敏的物理直觉是极其明晰而深入的,无论再复杂纷乱的现象,他总能归纳凝练、理清头绪,找出物理上的原因,并将这些物理现象凝结成无数个极为复杂相互耦合又层层迭代的偏微分方程组。由于绝大多数偏微分方程在理论上没有解析解,只能靠有限差分法进行数值计算,这在当时的算力下是不可能逾越的障碍。

于敏真正封神的一战开始了,他善于用大量的近似和粗估准确地抓住主要矛盾,舍弃一些次要因素,层层逼近最核心的问题。比如在计算过程中用将二维问题局部近似为一维问题,在能量传输过程中等离子体、电子、光子的三温方程近似为单温,令平均自由程短的伽马光子就地沉积从而忽略伽马射线,将辐射输运过程退化为特定条件下的扩散和热传导过程,在辐射传输时忽略宏观运动等等…从而在近乎原始的计算条件下找到了氢弹自持热核燃烧的关键,完成了纷繁复杂难于登天的计算,形成了从原理、材料到构型的完整的氢弹物理设计方案。

这个计算究竟有多困难?

核爆炸级别的数值计算对于算力的需求几乎是无穷大的,计算维度高一维,方程描述再精确一些,跟踪粒子数多一些,计算网格打的密一些都会使计算量呈指数形式上升。美国能源部2002年提出到2020年要发展出百亿亿次(10的18次方)超级计算机也就是E级计算来进行核武器全过程的三维数值模拟,这也是目前各大国争夺的一个技术制高点,对比一下1960年和2020年这60年的跨度,再对比一下每秒1000000000000000000次和每秒50000次计算,差多少个0可以数一下…听九所的老人描述说当时于敏就守在计算机旁边,计算机出打孔纸带,他在旁边凝神心算,然后突然指出从这里往后都错了,一群人把计算机停下来逐一检查,果然是打孔出现了故障。在电视上见过心算多位数加减乘除的,当现在物理系的本科生动不动就直接MATLAB调用ODE45的时候,谁能想象心算偏微分方程的数值解是种怎样的特异功能,我是真的无法想象。要知道物理上的近似和粗估是最考验一个人对物理本质的洞察力和认知水平的。在极窄的时空分辨率下,当各种宏观介观微观的物理量交织耦合在一起时,哪些量有数量级上的差别,哪些量和参数可以忽略,哪些又发挥主要作用,又需要近似到什么程度而不使之丧失物理性质,这不是凭空武断的,需要站在全局角度在更高层面对所有涉及的物理过程有一个准确地认识。于敏恰恰是那个仿佛站在上帝视角降维打击来解决难题的人。他几乎在所有的专业领域都有着深不可测的理论功底,如果按照学科专业来凭院士,于敏起码能在十几个细分的专业学科分别评上院士,在偏微分方程理论、计算数学、爆轰物理、原子核物理、中子物理、等离子体物理、凝聚态物理、统计物理、状态方程、本构理论、输运理论、辐射流体力学这些在核武器理论研究中横跨数学物理的专业领域随便单独拎出来一个评上院士都绰绰有余,还不算由他本人开创的惯性约束聚变、X光激光等学科。

不可思议的是这些知识都在一个人的大脑里交织排列、融会贯通发生出奇妙的反应,生成出旁人不可能想到的创造性思路和方法,因此他总能看得更深,在关键时刻起到一锤定音的决定性作用!有人说于敏突破氢弹原理是灵感闪现,就算是,这些灵感要厚植于多么精深的知识土壤中啊,背后要有多少个夜以继日夙夜忧叹的衣带渐宽,才换来蓦然回首却在灯火阑珊的那一刻迸发!七十年代末,另外四个核大国在突飞猛进,陆续研制出中子弹和第二代小型化的核武器,中子弹是特殊类型的核武器,而第二代核武器的比威力和实战性均大幅度提高。在身后的印度以色列也纷纷迈进了核门槛…可以说是前有堵截后有追兵,形势不可谓不严峻。

第二代核武器是完全不同于氢弹的小型化核武器。小型化并非寻常意义上小修小补地改进提升,而是从最底层的基本原理上都发生了很大的变化。之前由于计算条件太差,使用了大量近似和粗估的参数,以至于很多参数的不确定度超过30%甚至更大,所以必需留足很大的设计裕量以确保可靠,就好比某一个物理量理论上达到1就可以满足要求,但由于这个量是近似值,不确定度较大,那么在设计的时候可能要把这个量留到10,甚至是100,这样才能造成压倒性的雪崩效应来确保可靠性。这样的后果也就不可避免地造成了整个核装置过大和过重,不利于武器化。

二代核武器由于小型化的要求,在重量和体积上均做了非常苛刻的限制,因此减小设计裕量就变成了不得不做出的选择,这就必然要求理论上要更加地准确和精密,因此技术难度上又提升了一个数量级。

当时的美国已经拥有了大规模集成电路的超级计算机,而我国才刚刚拥有百万次的计算机,比美国的算力又差了好几个数量级,也就意味着理论计算的难度要远超美国,这真的是硬碰硬的较量,没有任何曲线救国迂回转圜的余地。如何在技术先进的前提下规划出可行路线,是一个无比艰巨的挑战!九院则陷入空前的混乱状态。位于北京北太平庄花园路六号的九所作为理论部更是遭到了毁灭性的打击。上级二机部的瞎指挥要求理论部必须搬迁到三线的深山里。

之所以说是瞎指挥是因为理论部需要的是大型计算机,三线深山里又没有相应的条件,当时九所的所长周光召据理力争,请求理论部科研人员不离开北京,结果被免职调离。

九所全体科研人员和家属只好坐上闷罐火车开到四川北部梓潼县一个叫曹家沟的深山老林里,一开始住的是漏雨的牛棚,人可以住牛棚,可娇贵的计算机却无法在牛棚里工作,无奈之下科研人员又被迫撤回北京。就这样九所的科研人员在北京和四川三线深山里来回撕扯。科研人员拿着微薄的工资,上的是四川农村户口,在北京上班算出差,这一出差就整整二十年,九所的科研人员就在首都北京当了二十年的黑户。

更令人无语的是,每个月初需要从四川派专人送来全国粮票,稍微耽搁一下整个九所就没饭吃。没有北京户口就领不了那个年代特有的副食本,连做饭的盐和香油都买不了,孩子上学也只能借读,分不了房子只能住最简陋的筒子楼,在走廊里烧煤球做饭。

一次领导来慰问,看到一个科研骨干在走廊做饭,被烟呛的咳嗽不止,一手拿着菜铲一手还拿着书…搞原子弹的不如卖茶叶蛋的真的不是一句玩笑话…在这样艰苦的条件下,多数人受尽了委屈坚持不下去了。

此时南国的春天已经到来,孔雀东南飞成为了一种常态,当时的理论部汇聚了中国最优秀的一批数理人才,在文革后的百废待兴中,所有高校都缺老师,理论部的人只要愿意离开,各大高校都抢着要人,立马给分房子解决夫妻两地分居的问题。理论部曾经的八大主任离开六人,七百多科研人员走的只剩下三百多人,流失了一大半。理论部著名的计算数学家周毓麟院士曾痛心疾首地哀叹:仅仅流失的骨干就够再重建一个理论部!王淦昌、彭桓武、周光召、黄祖洽、秦元勋这些柱石一般的重量级科学家全部出走。美国想做却做不到的事情结果被我们自己的上级超额完成了任务……

一边是改革开放的冲击,一边是文化革的延误,一边是军队要忍耐的窘迫,一边是人为造成的混乱,对于整个核武器事业都是致命的打击!在这种地狱级的艰难情况下,于敏以鞠躬尽瘁死而后已的责任感和使命感,以惊天地泣鬼神的万般勇气几乎凭借一己之力在至暗时刻独木撑起了整个核武器事业。

当时苏联在边境陈兵百万,坦克数万辆,是悬在国人头顶的达摩克利斯剑,燕山山脉以南的华北平原又几乎无险可守,历史上北方少数民族无数次从这里长驱直入逐鹿中原。苏军在大纵深理论下,装甲集群的驰骋将毫无阻碍。战争一旦开始,半壁江山将在极短的时间内沦陷。如何阻挡来自北方的钢铁洪流?只能寄希望于中子弹这种强杀伤力却低放射性沾染的新型核武器。当时中子弹在美国也刚刚问世,何种原理连只言片语也找不到。

在泰山压顶的重担下,于敏带领人迎难而上,直接啃最硬的骨头,在极短的时间内,独立探索出中子弹原理和中子弹应具有的主要物理特征和技术指标,提出三次核试验定型的实现途径,最终于1988年完成了中子弹的研制。

由于第二代核武器的技术特点是武器动作中的每一步都为下一步反应提供条件,一步失效则后续步骤全部失效,每一步都堪称悬崖,随时可能坠入深渊导致完全失败!一方面核试验耗资甚巨且失败风险极高,稍有不慎就会造成巨大浪费。另一方面美苏等超级大国早已通过上千次的核试验拿到了应有的数据,探索了大量的极限边界条件,可以从容转入实验室研究。

为了掐断后来者的道路,在国际上到处通过全面禁止核试验条约向中国施压,如果整个进程稍加延误,该做的核试验没有做,就被迫加入禁核试条约的话,则为山九仞功亏一篑,数十年的努力会瞬间归零,我们将永远也无法真正研制出适用于实战的第二代小型化的核武器!

于敏从理论上预估到美国核武器已经接近物理极限,这让他夜不能寐。

邓稼先院长当时已经病入膏肓。弥留之际,由邓稼先口述,于敏执笔的加快核武器小型化研制进程的报告终于递交到了中央军委主席邓小平的案头。

于敏在最紧要的关头挽狂澜于既倒,可以说是牵拉着整个国家和民族的命运在与时间赛跑!

他审慎地选择技术途径,从规划二代核武器发展的技术路线,提出物理模型,梳理关键问题,到制定核试验方案,再到每一次核试验后取得的浩如烟海的数据中总结出物理图像和动作过程,来验证理论模型的正确性,再提出改进方案,除他一人之外,九院再没有一个人能对核武器全物理过程作出确定性的论断,王淦昌、彭桓武、程开甲、周光召都是诺贝尔奖级别的科学家,他们都可以离开九院,唯有于敏不能。

从七十年代中期的技术探索,到整个八十年代的奋力攻关,再到九十年代初加快核试验,二十余次核爆在西北荒漠的地下不断震颤,多种新型核武器依次研制成功,完成了多次重大的技术跨越,这背后的理论总负责人都是这位当时已年过六旬的老人。

如果说中国核武器发展历程一共有六次突破,那么其中五次都是由于敏领衔,在将近四十年的时间跨度内,吊打了美苏英法四大国的五代科学家!最终的事实大家都清楚了,中国用最少的核试验次数研制出了第二代小型化核武器,取得了一次试验多方收益的巨大成果,拿到了应有的数据,技术上没有走任何弯路,以美国几十分之一的核试验次数和百分之一的经费投入达到了和美国同一技术水平,为转入实验室模拟提供了支撑,赶上了禁核试的末班车。

这个末班车到底有多急迫?1996年7月29日进行了最后两次核试验,晚间确认拿到数据,7月30日中国政府就宣布加入全面禁核试条约,最后关头真的是按天甚至按小时在算!

当美国人通过不正当手段得知1992年9月25日试爆的新型核武器的试验数据后恐怕是直接惊掉了下巴,这种新型核装置的物理设计水平之高,与美国核武器的巅峰之作w88弹头相应部分的差距到了几乎可以忽略不计的地步。

美国人的应激反应就是马上开始找内鬼,华裔科学家李文和案和臭名昭著的考克斯报告随即而出。在美国人看来,如果中国不从洛斯阿拉莫斯国家实验室盗取w88核弹头的技术,那么取得这样的成果完全是无解的。美国人这么想其实并非盲目自大和被迫害妄想症,而是因为美国才是踏踏实实进行1054次核试验,一步一个脚印走完核武器研制发展全过程的选手,中国是仅仅46次核试验连美国人零头都不到的阶跃型选手,走一步跳三步,一跳上一个台阶,而于敏就是让这一切事实合理化的外挂的作弊器,有这样一个人在,美国人就没有任何道理可讲!

可以毫不夸张地说,如果没有于敏,中国的核武器水平也就是略强于朝鲜和印度,永远不可能成为五个核大国之一!两万吨和一千万吨的爆炸威力永远不可能等价在天平的两端!有了小型化的实战核武器,东风快递才真正拥有了尖锐锋利的獠牙,从此中国人能真的从棋子变成棋手,是我们讨论别国的命运,而不是别国来决定我们的命运。两次以第一完成人一次以第二完成人获得三次国家科技进步特等奖也注定是前无古人后无来者!

当2014年于敏获得国家最高科技奖时,奖章能挂到于敏身上则是这个奖颁发以来最大的荣耀!一枚共和国勋章怎抵得过贡献之万一!从历史的视角看,于敏和他创造的核保护伞护佑着中华民族千秋万代的生存和发展空间,永远杜绝了华夏大地再被大规模入侵再遭铁蹄蹂躏的惨祸,可以毫不夸张地说,纵观人类万千年的历史,从来没有如此多的人被一个人这样的保护着!以科学的眼光看,他解决的极端条件下顶级的科学难题由于高度保密的原因可能永远无法被人知晓,原谅我的物理水平之低下,语言能力之贫乏无法描述其中的艰难和奥秘,也许一百年之后核武器消失了,随便买本物理书就可以看到于敏当年的工作,或许到了那个时候才能够理解这究竟是怎样智慧的一个伟大的人!

《功勋》科学家于敏,到底有多厉害?

于敏对于核武器的贡献早已是功在当代,他的另一项主要研究更有可能利在千秋!于敏从上世纪七十年代开创了惯性约束可控热核聚变的发展道路,这是人类对于核能的终极利用,相比于托卡马克磁环约束聚变永远还有五十年的应用时间,惯性约束或许可能优先一步取得热核点火。惯性约束主要利用强激光照射高Z材料组成的黑腔产生X射线,X射线驱动靶丸内爆实现聚变。在驱动过程中,激光能量被黑腔内壁吸收,腔壁升温、电离,同时辐射出大量X射线。利用这些X射线驱动内爆靶球,压缩聚变燃料使其到达点火和自维持燃料条件。

美国投入了数百亿美元的NIF装置(国家点火装置)在2011年点火失败。而按照于敏精确制靶思路设计的椭球型多孔黑腔靶段比美国人圆柱形的设计更加优异,待我国的光束更多的神光装置建造完毕后,或许可以先于美国完成人类第一次可控聚变点火,如果真到了这一步,斯人虽逝,但穿越时空操控的神火应该足以和华夏始祖燧人氏相比肩了!

中科院物理所的著名理论物理学家何祚庥院士在1960年代轻核小组时和于老共事过,他的原话是我的理论物理水平太低了,最多只能算是个高水平的旁观者,关键问题都是于敏解决的,我们是球场上传球的人,而于敏是临门一脚的人。何祚庥院士在七十年代末曾写过一篇关于氢弹的文章,里面提到很多细节,而于老当时怕泄密,担心一些细节会给印度人以启发,就压着没让发表,大概近两年才发表,当时预估印度能在原子弹爆炸六年后突破氢弹,结果到现在四十多年过去了,印度的氢弹还不知道在哪里…2020年6月15日,中印军队在阿克塞钦加勒万河谷爆发激烈冲突,杀伤数十名印军。如果没有核武器上对于印度的绝对碾压,我们不知道要驻扎多少军队在人迹罕至的绝域天险…印度可以有拉马努金、拉曼、钱德拉赛卡,但他们没有于敏!

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有不少朋友可能会认为像于老这样的功臣是否会像佛一样供着,或是封妻萌子,这完全是想当然。听九所的老同志说起过,七十年代由于九所的科研人员都没有北京户口,有一次于老的儿子得了重病,没有户口医院都挂不了号,于老这种“书呆子”急得不知所措,情急之下找别人借了个户口本去医院挂号,挂号的女护士故意刁难问你儿子叫什么名字,户口本上别人的名字于老答不上来,结果被护士狠狠地辱骂了一通,于老气愤加情急,眼泪直往外流……

我当时听了这个事情以后,心说如果是我,老子直接撂挑子不干了,那个辱骂于老的女护士也不可能知道是谁了,我觉得这个女护士很有那只扇动翅膀引起飓风蝴蝶的潜质,如果于老不是把责任和使命看得比生命还重,哪怕只是稍微少一分,跟别人一样一走了之了,那中国现在的军事实力到底会是怎么样的,完全不敢想。所以说于老不仅是智慧上的神人,他同样也是品德上的圣人。

《功勋》科学家于敏,到底有多厉害?

▲于敏与妻子

于老逝世前的几年,可以说是非常地不幸和悲伤的,他感情极深相濡以沫几十年的夫人在2012年突发心脏病,就在于老面前倒下了,子女匆匆忙忙送去医院,留于老一个人在家,老人家心急如焚摔倒在地,由于无人搀扶站不起来,就躺在冰冷的地上没吃没喝将近一天,直到子女门回家才发现,八十六岁的老人,不敢想在地上躺一天是个怎样的情景。这样的人给个二十四小时特护该不该?失去夫人之后他老人家的精神受到了巨大的打击,身体一下子就垮了,再也没有笑容,也再也离不开轮椅,连在人民大会堂获颁最高科技奖时都是轮椅推上去的,央视的采访都是强颜欢笑的,提到夫人时,引用了一句唐代元稹哀悼忘妻的诗:“惟将终夜长开眼,报答平生未展眉”,之后良久不语……

《功勋》科学家于敏,到底有多厉害?

▲于老的仙逝当真是国倾一角

悲痛之余,我甚至有一个大逆不道的想法,我觉得于老逝世后应该和爱因斯坦一样把他老人家的大脑保留下来供脑科学研究之用(绝不敢对他老人家有丝毫不敬),这样似乎他老人家还在世,但我相信就算有人跟我有同样的想法,也绝对没有人敢提出来,因为这样一个伟大的老人已经将自己全部的智慧和精力都贡献给了核武器科技事业,逝世前的两个小时还最后一次听取了学生蓝可研究员关于可控热核聚变研究进展的汇报,直至最后一息!

正如一位朋友说的,他老人家本是天庭核子武德真君下凡转世,功成身退又重新位列仙班,从此天上多了一颗星。他没有走,只是换了个地方,继续凝望着他的事业,继续守护着他的国家和人民……

《功勋》科学家于敏,到底有多厉害?

忽报人间曾伏虎,泪飞顿作倾盆雨!

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