百年清华

身患胰腺癌却仍然乐呵呵,当问他为什么时,他这样回答……

2021-11-23 | 来源 公号“中国科学家”2021-11-22 |

19641015日深夜,距离中国试爆第一颗原子弹的预定时间已不足24小时。为了让试验如期进行,理论小组成员连夜对核爆试验的成功率进行最后的测算。物理学家黄祖洽就是小组成员之一,他也是唯一一位同时参加原子弹和氢弹研制工作的科学家。

原子弹研制过程中的计算推导,是由黄祖洽亲自组织完成的,他对数据了如指掌,仅仅用了一个多小时就给出了结论,此次原子弹爆炸的成功率为99%以上。后来,黄祖洽等三人一同在确认书上签字,并上报中央。

1016日,伴随着巨大的轰隆声,罗布泊上空开出了一朵巨大的蘑菇云,中国在这个历史性的一刻向全世界宣告,中国从此成为拥有核武器的国家。

黄祖洽(1924.10-2014.9),理论物理和核物理学家,“两弹一星”杰出贡献者,中国科学院院士。图为2004年的黄祖洽

黄祖洽,中国科学院院士,理论物理学家。主要从事核理论、中子理论、反应堆理论、输运理论及非线性动力学等方面的研究,是中国核武器理论研究和设计的主要学术带头人之一。1980年,56岁的黄祖洽当选为中国科学院院士,同年转到北京师范大学低能核物理研究所,从事教育工作三十余年,直至2014年因病在北京逝世。

回首黄祖洽院士走过的路,工作路上身兼两职,求学路上兢兢业业,人生路上文理兼修,三条路相互交织构成了他辉煌的一生。

工作路:身兼两职的“半导体”

原子弹和氢弹预研工作的任务繁重,为确保原子弹的早日成功,同时促进氢弹的预研,黄祖洽同时在原子能所和核武器研究所两地工作,身兼两职,却单向传讯。

1953年,在中国科学院近代物理研究所(后更名为原子能研究所)所长钱三强的建议下,黄祖洽开始从事核反应堆理论和回旋加速器研究。短短几年间,他在铀水堆(用于核潜艇)、石墨堆(用于生产)、元件堆(用于试验元件)方面做了大量的基础研究和探索性工作,与导师彭桓武先生并肩成为我国核反应堆理论的奠基人和开拓者。

196012月,二机部做出决定,由原子能研究所先行一步探索氢弹原理。所长钱三强成立了“轻核反应装置理论探索组”(简称“轻核理论组”),由黄祖洽担任组长。在氢弹的预研工作中,黄祖洽最先推导出氢弹理论的第一套总体方程,并提出解决热核武器是如何把起核反应的物质组合起来,使之达到高密度、高温度的办法。

60年代初期,为加速核武器的研制,加强原子弹和氢弹预研工作的沟通和联系,原本在原子能所工作的黄祖洽,被要求用一半时间在核武器研究所兼职。他需要一边研究原子弹研制所需的“状态方程”,探索中子源部件结构的设计;一边带领“轻核理论小组”的十几个年轻人继续开展氢弹的预研任务。

按当时的保密规定,钱三强先生再三嘱咐黄祖洽:“你要做一个‘半导体’,原子能所的一些什么东西,你可以提供给核武器研究所这边,但是这边的工作呢,是一点不能透。”因此,黄祖洽得了一个“半导体”的称号,成为了当时唯一同时参加氢弹和原子弹研究的科学家。

求学路:与大家亦师亦友

在西南联大聆听叶企孙、王竹溪等名师授课,读研究生又拜钱三强、彭桓武为师,受何泽慧先生指导。真正的良师益友,共探核心。

黄祖洽在西南联大和清华大学学习的时候,接触到了当时中国最权威的物理学教授叶企孙、王竹溪等人。对于黄祖洽来说,他们既是老师,又是长辈。

黄祖洽在西南联大留影

黄祖洽曾经说过,在昆明的时候,王竹溪教授利用假期时间亲自教他法语、改数学习题;回到北平之后,介绍他读了许多数学和物理学的著作。有一次,黄祖洽消化不良,王竹溪让他到自己家吃饭,还让夫人为黄祖洽做可口又容易消化的软食,直至病愈为止。这份宝贵的师恩之情,让黄祖洽铭记一生。

1948年,23岁的黄祖洽以优异的成绩从清华大学物理系毕业,当时原子物理、核物理的重要性日益凸显,他毅然选择了攻读硕士研究生。在选择所要攻读的研究方向和导师时,王竹溪老师告诉他,钱三强教授已经从法国约里奥-居里实验室回国,并在清华大学做教授,建议黄祖洽报考钱三强教授的研究生,继续核物理方面的深造。

钱三强看到黄祖洽优异的成绩,加上对这个年轻的物理学人才的偏爱,顺利地接收了他。学习期间,黄祖洽还参与到被西方媒体称为“中国的居里夫人”的何泽慧先生领导的研究小组里,共同研制出了当时性能达到国际先进水平的原子核乳胶。

有一个月,钱三强先生需要参加一个世界青年大会,便将讲课的任务大胆地交给了黄祖洽。黄祖洽虽然已经多次担任教师的角色,但给同龄的研究生讲课还是第一次。在课堂上他轻松应对,甚至不带讲稿,学生们听得很投入,被讲课内容也深深的吸引。

黄祖洽跟着导师学习一段时间之后,钱三强先生发现他喜欢追究理论根源,很适合做理论物理的研究,就把他介绍给刚从国外回来的年轻教授彭桓武先生。这次偶然的机会,不仅改变了黄祖洽的研究方向,也是他学术生涯的一次重要转折。

199989日,黄祖洽和导师彭桓武在英东楼(左为彭桓武,右为黄祖洽)

当时彭桓武一人寄居在叶企孙先生家里,黄祖洽找他请教和讨论问题非常方便。有时彭桓武干脆与黄祖洽在清华园里,一边散步,一边讨论,误了用餐时间,师徒二人就到工字厅旁的小饭馆吃饭,吃过饭再继续讨论。

在一次讨论中,彭桓武建议用量子力学的方法计算氟化氢分子,黄祖洽听了之后对这个问题很感兴趣,便开始从氟化氢分子的哈米顿量出发着手尝试,后又转变为解决哈吹-福克(Hartree-Fock)波函数的约化变形问题,并把运算过程写成了他的硕士论文《氟化氢分子的一个计算》。

19507月下旬,提前修完学分的黄祖洽顺利通过硕士论文答辩,仅用了一年零八个月就完成了研究生阶段的学习,成为新中国成立后清华大学研究院毕业的第一位研究生。

自跟随导师彭桓武先生开始,二人就结下了师生缘,开启了亦师亦友的学术生涯。两人在核物理方面合作研究近50余载,为我国的核工业发展作出了巨大贡献。

彭桓武曾说道:“在新中国建立前后一段时间内,我国先后受外国的野蛮蹂躏和敌意封锁,为了在一穷二白的基础上建立起科学事业,新中国召唤并造就了一大批优秀儿女,黄祖洽便是在这时期成长并有所建树的一位理论物理学家……”

人生路:文理兼修 相得益彰

读私塾,印儒家文化;拓兴趣,文理兼得。应时代需要,研究核武器理论,后踅身杏坛,育桃李,品酌执教鞭起舞的优逸与从容。

黄祖洽从小喜欢看书,父亲黄迪庆发现他数理方面的天赋之后,便将他的兴趣引到数学上来。从小学四年级开始,黄祖洽的算术成绩从中游升至全班最好。大多数同学对各种类型的四则杂题茫无头绪时,他却能化繁为简清晰地解答出来。

1939年,黄祖洽进入九江乡村师范学校读中学。有一次,他在物理课上提了个问题,物理老师没回答出来,随后老师把自己大学时的物理书给黄祖洽看,让他自己去找答案。就是这本书把黄祖洽带入了物理学的殿堂。

黄祖洽文理兼修,跟物理打了一辈子交道的他也很擅长诗词格律,在其八十寿辰时出版的《三杂集》中,收集了他多年来撰写的文章、诗词,还有对童年往事的回忆。

在中学的时候,为了躲避抗日战火,黄祖洽的学校辗转到了江西的一个小山村,条件很辛苦,但是有一位老师告诉他:“如今的生活虽然艰辛,但眼前的人才就是天下的人才。”这句话极大地鼓舞了黄祖洽。他将这句话记在心里,成为他爱才、惜才,注重培养“天下之才”的格言。19805月,当选为中国科学院院士的他选择前往北京师范大学,登上讲台,拿起教鞭和粉笔,开始为祖国培才、育才。

2011年黄祖洽为学生讲课

一位听过黄祖洽讲课的采访人员这样写道,教室里座无虚席,黄先生87的高龄依然奋斗在教学第一线,坚持为学生授业解惑。这不是一个凡人能做的了的,更不是一个凡人能拥有的心态……

201310月底,黄祖洽因胰腺癌住进医院,入院的前一天,他还在北师大给大一学生讲课。女儿黄萌很担心父亲,一直瞒着他的病情。出乎意料的是,黄祖洽得知自己的病情后,表现很镇定,吃饭、睡觉与平日没什么两样,时而还像小孩一样乐呵呵的笑。

当问起黄祖洽为何还这样高兴时,他说道:“我能这样高兴,是因为这些天回想了一下我这一生,无论是做人、做事,还是做学问,我都问心无愧。有些人在即将离开时,会想起曾经做过什么坏事,有悔悟之憾,而我没有,所以我很高兴。”


文:陈雁,黄祖洽院士学术成长资料采集工程采集小组负责人

参考资料:

[1]郝俊. 宁静致远黄祖洽[OL],科学网,2013.07.26.

[2]陈雁. 殚思求火种 深情寄木铎:黄祖洽传[M].北京:中国科学技术出版社, 2017, 54.

[3]黄祖洽.《黄祖洽文存》[M],北京:北京师范大学出版社,2002,166-167.

[4]本文图片来源于老科学家学术成长资料采集工程


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