百年清华

中国科学院院士、中国核物理泰斗王淦昌（1907－1998）

　　1964年10月16日，震天动地的一声巨响，红色的蘑菇云在我国西部地区冉冉升起，我国第一颗原子弹爆炸成功了。

　　在这场国际间的时间和速度的竞争中，王淦昌院士为两弹做出了重大贡献。1999年9月8日，他被授予“两弹一星”功勋奖章。

　　一

　　上世纪50年代，我在北京中国科学院原子能研究所工作，王淦昌是我们研究所的副所长，继钱三强所长之后，他接任正所长，同时兼任核工业部副部长和中国核学会理事长等职。

　　原子能研究所是我国最早建立的原子能研究基地，它集中了一批我国最优秀的科学家。包括核物理学家、化学家、同位素专家、金属材料学家、核燃料专家和放射性防护专家等等，研究所下面设几十个研究室和实验室，对基本粒子、核燃料、核反应堆、热能反应、同位素、核用材料等进行广泛的研究。

50年代末，王淦昌奉命带领一批中青年科学家如周光召、丁大钊、王祝翔等到苏联莫斯科近郊的杜布纳联合原子核研究所工作。

上世纪五十年代初的王淦昌

　　苏联杜布纳联合原子核研究所是苏联为当时社会主义国家提供原子能研究的联合基地。研究人员来自波兰、匈牙利、捷克斯洛伐克、民主德国、朝鲜和中国等，王淦昌任这个所的副所长，还领导一个研究小组，在世界上首先发现反西格马负超子，首次观察到在基本粒子相互作用中产生的带奇斥夸克的反粒子，把人类对物质微观世界的认识向前推进了一大步。

　　1961年起，他隐姓埋名十七年，从事我国原子弹和氢弹的研制工作。

　　二

　　在中国科学院、原子能研究所时，大家忙于工作，接触机会较少。两弹试验成功以后，我国核工业开始军转民，在设计研制我国——秦山核电站反应堆堆芯时，我们接触的机会多起来了。所谓军转民，顾名思义就是军用核为民用，核工业的民用有哪些方面：核能发电、放射性同位素应用、核动力船舰方面的应用等。其实除放射性同位素医学上用于治疗肿瘤、工业上用于控制各种产品的质量、计数、监督控制之外，但船舶的应用仍可用于军事，如核动力航空母舰，核潜艇等，核能发电则可将用过的核燃料进行提炼，分离出经转化而产生的钚239。钚239可用来制造原子弹，是比铀235更为高级的核爆炸燃料。这就是为什么建造核电站国际上要进行监督的原因。

　　三

　　王淦昌积极支持我国发展核电。他高瞻远瞩地认识到核能是解决我国能源紧缺问题的重要途径之一。1978年，他和二机部（核工业部的前身）的几位专家给党中央写信，建议发展核电。1980年，中央书记处邀请中国科学院的专家开设“科学技术知识讲座”，为中央书记处和国务院领导同志讲课，王淦昌主动提出应该增加核电的内容，核工业部推荐王淦昌主讲，他认真准备、制作幻灯片，充分体现了他对发展核电的重视。

　　我国决定建设核电站以后，我奉命调到上海“中国科学院原子核研究所”再到后来的“核工业部上海核工程研究设计院”担任浙江秦山核电站的研究设计工作。

　　核反应堆的关键设备是核燃料组件，人们常称它为堆芯，相当于人的心脏。核燃料组件设计、加工难度很高，一个组件造价要百万，秦山核电站反应堆需要121组这样的组件，即使不包括研究、试制和实验考核的费用，也需要几亿人民币，占当时整个核电站总投资的三分之一。核电站能否建成安全地投产、关键就在核燃料组件。本着谁设计谁负责的原则，80年代我有五六年时间大部分在核燃料厂驻厂。在制造加工过程的关键时刻，都要请国内外专家和核工业部系统的领导进行鉴定审核。王淦昌既是核物理学家，又是原子能研究所的所长，还是核工业部的副部长，他是邀请的主要代表之一。我们白天讨论，晚上则有更多的时间在招待所切磋，喝茶聊天，促膝谈心，受益匪浅，这时我才有更多机会进入他的内心世界，进一步了解他丰富而传奇的人生。

　　四

　　王淦昌1907年出生于江苏省常熟县支塘镇枫塘沧的一户中医世家，家境原来小康。王淦昌的父亲是常熟县有名的中医，一生悬壶济世，远近病人都曾得到他的好处。可是不幸英年早逝，本来就不富裕的家庭，一下子就像断了主梁骨，陷入了困境。其时王淦昌才四岁。

　　由于家道骤然中落，王淦昌的外婆对他特别怜爱，亲自送他上小学。王淦昌在小学时对数学特别感兴趣，对有趣味的题目更是着迷。1920年，王淦昌随一位远房亲戚来到上海浦东中学读书。1921年，王淦昌的外婆有感于小外孙自幼失去父母，决定给他营造一个温馨的小家庭，给他娶一房媳妇。

　　媳妇吴月琴是邻村人，那年夏天，外婆给他举行婚礼，迎亲队伍的乐队吹吹打打，从乡间小路朝王家迤逦而来，13岁的新郎王淦昌胸前挂着用绸布制成的大红花、头上戴着瓜皮小帽、脚上踏着白底圆口新鞋，“少年不识愁滋味”的王淦昌一蹦一跳地到村前去迎接花轿，还不大懂事的他好像事不关己，却还存有一点不满情绪。当王淦昌寒暑假放学从上海回到常熟家中，看到妻子辛苦持家，对他关爱备至，怜惜同情之心才油然而生，原有的一点不满也烟消云散了……

　　五

　　上海浦东中学是上海有名的中学，由著名爱国民主人士黄炎培先生担任第一任校长，学校师资力量相当雄厚，如教数学的周培先生是国外留学回来的，他是我国著名地质古生物学家周明镇的父亲。教国文的是国学大师钱基博先生，他是钱钟书先生的父亲。浦东中学有的班级竟百分之百考取名牌大学，培养出一大批有名的人物，如钱昌照、闻一多、胡也频、殷夫、范文澜、罗尔纲、董纯才、夏坚白、潘序伦等，蒋经国和蒋纬国两兄弟也是浦东中学的学生。

　　在周老师的鼓励和指导下，王淦昌在中学里就学完了大学一年级的微积分课程。

　　1925年王淦昌以优异成绩考取清华大学。并进了化学系。教王淦昌大一普通物理学的是物理系主任叶企孙先生。叶先生是上海人、美国哈佛大学出身的著名物理学家。1921年叶企孙对普郎克常数值作了精确的测定，其值被国际物理学界沿用了16年之久。

　　王淦昌受到叶先生的鼓励，对物理更产生了兴趣。一年以后分系时，他没有选化学系，而是选了物理系，从此王淦昌与物理结下了不解之缘。

1928年王淦昌在清华大学校园

　　上世纪20年代，吴有训在康普顿的X射线散射实验研究中，完成了一系列重要实验，为康普顿效应的确立做了大量出色的工作，国际上称这项工作为“康普顿——吴有训效应”。吴有训在清华讲授近代物理。吴有训和叶企孙一样，也很注重培养学生操作实验的能力。吴有训在教学中也发现王淦昌对实验的特殊爱好和动手能力。

　　1929年6月，王淦昌大学毕业时，吴有训把他留下来当自己的助教并给他一个研究课题，要他测定每天清华园周围氡气强度的变化，这一课题需要查阅大量资料、记录每天的温度、大气压、风速、风向，云层分布进行分析研究。这项研究当时国内还没有人做过，目的是测定气象因素对大气放射性的影响。王淦昌在吴有训的指导下，从1929年11月到1930年4月，得到了北京大气放射性与气象条件相互关系的大量数据，写出了论文，这是我国最早在这方面的研究工作。

　　那时大学还没有研究生制度，要想继续深造，就只有出国留学。可是王淦昌家里经济困难，要想出国，就只有参加公费留学考试。

　　1930年，江苏省招考首届官费留学生。王淦昌在吴有训的鼓励下，参加了考试。报名应试的有300多人，结果录取了10人，王淦昌和施士元、周同庆都考中了。

　　六

　　上世纪30年代，世界的科学重心在欧洲，德国又是欧洲的科学中心。德国聚集了大部分世界一流的科学家，王淦昌在德国留学的四年，正是近代物理学的黄金时代，新发现、新理论，一个接着一个，层出不穷。王淦昌进入德国最著名的柏林大学威廉皇家化学研究所放射性物理研究室做研究生，师从举世闻名的女科学家梅特涅教授。梅特涅看了清华大学的推荐信，王淦昌成了她唯一的中国学生。

　　爱因斯坦曾称梅特涅是：“我们时代的居里夫人。”并说她科学上的成就将超过居里夫人。1938年，梅特涅和哈恩发现重核裂变现象揭开了原子能应用的大门，震动了物理学界而获得诺贝尔奖。

　　王淦昌在这座世界顶级的科学研究中心，在导师梅特涅的精心指导下，他学习和工作都十分努力勤奋，以优异成绩通过了研究所的博士论文答辩。

　　后来在他毕业之时，正是抗战时期，为了祖国为了理想，王淦昌毅然地回到中国。他一路走来，又经历了60年代初的三年困难时期、“反右”、“文革”……

　　七

　　王淦昌在柏林大学时，曾参加了两次重要的物理讨论会，主讲人介绍了玻特和他的学生贝克在1930年做的一项实验，他们用放射性钋所放出的粒子轰击铍核，发现了很强的贯穿辐射。玻特和他的学生把这种辐射解释成辐射。王淦昌想：玻特用计数器做探测器的，如果说用云雾室来做实验，就有可能弄清这种射线的性质。他与导师梅特涅谈了自己的想法：用云雾室做探测器，重新进行实验，以求彻底弄清这种原子核的贯穿辐射，并说：“我想我能成功。”但梅特涅没有同意，微微地笑了一笑，说：

　　“K·C·wang，我读大学时也像个孩子，看到别人采摘果子，自己也想去爬树，采摘另一棵。但这是上帝的果树，要想获得果子，我们自己去栽一颗吧！你很聪明，同时也勤奋，何必去重复别人的实验呢？年轻人，自己开辟新路吧！只有这样，你才会到达另一座山峰。”

　　1932年，查德威克用云雾室，高压电离室，计数器独立进行了这个实验，证实这种贯穿辐射是中性粒子流，这种粒子流就是中子。同年，他在权威的《自然》杂志上发表了自己的实验报告。紧接着，约里奥·居里夫妇也用云雾室再次进行了这项实验，成为查德威克实验的佐证。

　　于是，1935年度诺贝尔物理奖就这样轻而易举地授给了中子的发现者查德威克。

　　当梅特涅得知这个消息时，她深为惋惜，一连几天闷闷不乐，其实，最为遗憾的应该是王淦昌。

　　八

　　1932年，王淦昌从德国回国，先在青岛山东大学任教，后来应竺可桢校长之聘来到浙江大学，抗战时期，浙大一迁再迁，先迁天目山，后迁建德，继而又到泰和。九江沦陷后，1938年，几经颠沛流离迁到宜山，1939年又西迁遵义，最后在一座烟熏火燎、人畜嘈杂的破庙里落脚、生活的艰苦不难想象。在这样的情况下，王淦昌仍旧一刻也没有停止科学研究。白天教书，指导学生做实验，晚上在若明若暗的菜油灯下看文献资料，阅读国外《物理评说》，进行艰难的探索，最后考虑用观察轻原子K俘获过程中的核反冲方法来验证中微子的存在的实验方案，可是当时国内物质条件很差，他没有实现自己所设想的实验条件，只好把自己的设想写成一篇《关于探测中微子的一个建议》的论文，投寄给《中国物理学报》，但不知是什么原因，论文未为该刊采用。1941年10月13日，王淦昌投寄到美国《物理评论》上，很快就刊登出来了。后来钱临照教授继任《中国物理学报》的主编，他得知了此事，深有感触地说：“这对《中国物理学报》是一个失误，是一个损失、可以说是失之交臂。”

　　果然，半年以后，美国科学家阿伦根据王淦昌提出的方案，第一次证实了中微子的存在。这是人类认识微观世界的一个新的里程碑，而且为弱相互作用中能量和动量守恒提供了确切的证据。这一重大发现，成为1942年世界物理学的重要成就。阿伦在论文中明确说明他采用了王淦昌的建议。这个实验也就称之为“王淦昌——阿伦实验”。王淦昌的名字因此写进了布拉特与韦斯柯夫1952年合著的第一本世界性原子核理论教科书。美国物理学家莱因斯和考恩两人按照“王淦昌——阿伦”方法继续探索，终于获取了中微子，因而获得了瑞典皇家科学院颁发的诺贝尔物理奖。

九

　　中微子实验没有首先在中国得到实验证实，成了王淦昌一生中又一个永远的遗憾。

　　1992年5月31日，在首都北京钓鱼台国宾馆芳菲厅举行了“当代物理学联谊会”，有300多位海内外著名物理学家参加，其中有老一代的物理学家严济慈、周培源、赵忠尧等，还有美籍中国物理学家杨振宁、李政道、吴健雄、袁家骝、任之恭、顾毓琇及台湾著名科学家、中央研究院院长吴大猷教授等，有些是专程从美国和其他国家专程赶来的。

　　在主席台上就座的有严济慈、周培源、赵忠尧、吴大猷、吴健雄、任之恭、汪德照、王淦昌等人。大会要求他们每人作5分钟的间短发言。在轮到王淦昌发言时，李政道教授问：“王老师，在你所从事的众多项科研工作中，你认为哪项工作是你最为满意的？”王淦昌没有把中子研究、中微子研究或两弹的工作列为自己最为出色的工作，而是回答说：1964年提出的“激光引发氘核出中子”的想法比较满意。激光引发氘核出中子是一个全新的概念，他的研究引出了后来成为惯性约束核聚变的重要科研题目。

　　我国第一颗原子弹爆炸成功之后，仅仅过了两年零8个月的时间1967年6月17日，我国又成功地爆炸了第一颗氢弹，使我国成为世界上从原子弹到氢弹发展最快的国家。苏联用了4年，英国用了4年7个月，美国用了7年4个月，法国用了8年6个月。氢弹的研制成功不仅在全世界时间最短，而且超过法国，一向被认为贫穷落后的中国，竟赶在法国人的前头，从此使我国跻身于世界核先进国家的行列。

　　本文作者冯泽君，1930年生，浙江义乌人。1955年南京大学毕业。曾任中国科学院原子能研究所、上海核工程研究设计院高级工程师，上海东南应用技术研究所副所长等职。自幼爱好写作，曾被上海市科普作家协会评为优秀科普作家。

转自 新民晚报 2009年3月22日