百年清华

寒春与杨振宁

2021-09-27 | 李树喜 | 来源 光明网2021-09-25 |

前天,杨振宁先生百岁座谈会上发言,主要讲他与寒春的朋友关系。细述一下是很有意义的。

在中国作家中,我是第一个写寒春阳早报告文学也获过奖;1981年出版了《两个美国老乡》。这些内容都是来自阳早和寒春口述。

寒春(Joan Hinton19211020日——201068日),在美国是纯粹的核物理学家-曼哈顿计划中少数的女科学家之一;1948年来到中国后,是纯粹的农业机械化和养牛专家。

寒春她和她的丈夫阳早、哥哥韩丁均被称为“中国人民的好朋友”, 是最早获得在华居住权(即中国绿卡)的外国人士。

寒春,也是杨振宁的老朋友。

图为杨振宁在寒春生日座谈会上

核之门与导师费米

早在上大学前,寒春的化学和几何老师认为,寒春有一个“很适合于科学而不是文学的脑袋”。这给寒春以深深地影响。她认为找到了自己的兴趣所在,升起了成为一个科学家的梦想。

寒春是1939年进入本宁顿大学的。在这里,她对自然科学的兴趣得到了满足和发挥。寒春深深地迷上了威尔逊云室及其展示的原子轨迹。她想象着,微小的原子组成的无声的轨迹会是什么样子?继而从小小的原子联想到遥远的宇宙空间。

学校要求学生在大学期间完成一个研究项目,寒春选择制作“云室”。除了在课堂学习理论;课余还去校外找老工匠学习使用车床和铸造零件;此外,她还去康奈尔大学观察云室是如何运作的。那里的加速器研究教授和研究生们非常喜欢寒春,热情地教她使用制造云室的器具。到了大二,寒春则设计和制作出了自己的云室。

大学三年级期间,寒春被告知,这里的大学课程已经把相关的核物理的知识都教授了,下一步她可以去读研。寒春立即申请康奈尔大学物理系但未被录取。那里的朋友告诉寒春,物理系的“大人物”只是因她是女性才不录取她。寒春感到受到了打击。

22岁的寒春风华正茂,散发着天然优雅与自信。而骨子里是的倔强和豪放。她对男女不平等十分不满,同时不屑女性的过度打扮和矫揉造作。大学毕业典礼应当以正装出席,母亲卡玛丽塔为此带来一双高跟鞋,让寒春穿上。穿着高跟鞋的寒春很不自在,十分难受。典礼刚一结束,寒春立即脱下一只鞋扔到远处。她不顾母亲的呼喊,接着又脱下另外一只扔了出去,并转过身对母亲说:“这就是我对穿高跟鞋的看法。我绝不会再穿它们了。”

这是寒春一生中仅有的穿高跟鞋的经历。

第一次考研的挫折没有难住寒春。1942年夏天,寒春入学威斯康辛大学,并获得奖学金。作为义务,她必须在系里的两个实验室辅助授课。最让她头疼的是,研究生们成立了一个俱乐部但不许女性加入。

1944年某个时间,寒春陷入困惑,她发现,自己的同学一个又一个消失得踪影全无。悄悄地,没有人知道,也没有人解释说发生了什么事情,寒春预感到这隐含着巨大的秘密。终于有一天,寒春收到一封来自康奈尔粒子回旋加速器小组同学们的信和表格,介绍说他们正在忙于一个军事项目,问她是否有兴趣加入。寒春喜出望外,迅即把收到的表格填好,寄回。不久,一份通知就寄到寒春身边。寒春把寄来的通知给学校主管看,主管也很兴奋,因为战争时期,美国各高校最好的学生都被召集参加军事项目。学校很乐意把自己的优秀学生送出去,除了有助于赢得战争之外,还可以为本校争光。主管破例安排了一个“寒春硕士论文答辩会”,并以寒春大学二年级威尔逊云室硕士毕业的论文为凭,授予寒春硕士学位。于是,寒春到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)报到,参与国家实验室的科学研究,这是最尖端的理论和实践项目-原子武器研究及制造。

而当寒春知道这个项目的机密之后,在项目结束前就不能随意出去了,但又不知道这项目会持续多久。不久,那两个将她从威斯康辛地下室召唤过来的家伙霍洛维和巴切尔找到寒春,将她带到一个密室,告诉她:

“这里的工作是用铀和钚制造原子弹”,他们还说:“我们不叫它炸弹,叫它小玩意儿。”这是寒春惟一的一次听到“炸弹”这词。

第二天,工作人员给她分配了一个营地里的房间,并指给她军用食堂所在,同时给了她一个写有“H44”的白色徽记。职员脖子上佩戴的徽记分为两种颜色——白色和蓝色。白色的是科学家,而如果你是一个科学家,那就可以阅读所有机密文档;蓝色徽记的是军方工作人员,机密等级就要稍低一些。

试验场位于一个高地顶部,约有一英里宽,按工作类别划分为不同的大区域。科技区包括巨大机床厂房,里面有成排的车床和磨床。另一个区域是负责爆炸研究,因为当“小玩意儿”最终制造出来时,需要有正确类别和适当数量的炸药将之引爆。

寒春所在团队是制造第一个浓缩铀发生器。因为实验非常危险,所以他们被安排在一个峡谷里工作,如果发生严重意外,其它人员就可以与大爆炸隔离开来。在营地顶部一栋建筑的墙上有一块木板,上面挂满峡谷研究组的车辆钥匙。早上上班时,他们只需随便抓个钥匙驾着卡车或汽车下去。寒春则另有发现,她可以顺着边上的岩石走下去,而不必麻烦地使用车子或钥匙,因而时常和他人在山谷里相遇。

在洛斯阿拉莫斯,著名科学家费米(Enrico Fermi)是研究团队的总负责人,团队的任务是制造第一个浓缩铀发生器。寒春和同事鲍勃•卡特(Bob Carter)负责高能反应堆的工作。反应堆开始运行后,他们负责清理反应堆产生的毒气。当时还不完全了解辐射对人体的危害。体检时,寒春的红、白细胞数都明显偏低,大家认为是过量的辐射所致。

费米安排寒春的又一项工作是管理盖氏计量器,寒春觉得枯燥无味,心情郁闷,以致出现不正常的测量数据。费米仔细检查发现,是寒春工作不专心造成的。他没有严肃批评寒春,而是与年轻人有说有笑地称其为“寒春效应”。但寒春却理解到数据的重要和问题的严重。

快速反应器组用钚作为内核,研究组对钚进行各种试验。一次,哈默尔(Hammel)将一些钚放到水里,然后将水倒掉,钚立刻变成紫色,开始了核裂变!哈默尔迅速放下东西,吼叫着让大家离开。哈默尔被送到医院住了一段时间,活下来了,但头发分明掉了不少。

快速反应器继续使用钚进行试验。由大量氢原子组成的石蜡可以将中子反射回中子源,试验组就用石蜡将钚包起来观察钚的反应,这是危险的试验,他们称这样做是“摸老虎屁股”,并议论着核裂变的临界点在哪里,核裂变是否可能引爆整个地球的大气层等命题。

有一天,哈里•达里安(Harry Daglian)把钚上的一片石蜡碰掉了,钚变成紫色,哈里•达里安立即双手麻木。寒春马上开车送哈里安去医院抢救。一个月后,哈里死了。他是原子辐射的第一个受害者。

这是危险与前沿的工程。寒春,也成为第一个参加核武器制造的女科学家。

言传身教,诲人不倦。费米(1901-1954)是寒春最尊敬的老师。

费米的渊博知识和人格魅力影响了寒春。

在取得了阶段性成果后,有一天,费米把寒春叫到办公室说,我们该写论文了。费米口述,寒春记录,交待寒春回去写。寒春不知道怎么写好,就把记录整理出来,交给费米。费米稍作修改,交给寒春去发表。署名时,第一作者是寒春,第二作者是费米。40多年后的1991年,寒春回洛斯阿拉莫斯与同事们相聚,寒春把这事说出来。大家笑着说,直到今天才真相大白,并赞叹费米的高风亮节。

寒春跟随费米学到先进的思想和理论。寒春晚年回忆这段时光说:“费米是一个完美的老师,能从实用角度理解各种最复杂理论。他毫不犹豫地砍掉大量不重要的冗繁细节,把抽象的物理学变成活生生的现实。”“只有真正懂行的人才能够将事物表达得这么简单,连门外汉都听得懂。”

原子弹震动

紧锣密鼓,时机已到。第一次原子弹爆炸实验于1945716日进行。

由于寒春和卡特主要负责高能反应器,他们本来不必留在阿拉莫戈多试验场,这会错失近距离观察实验的机会,这是寒春不能接受的。幸好,金·克斯特和其他朋友给寒春和卡特画了一张详细的路线图,标明了如何到达距离爆炸地点25英里外的一个小山,在那里可以在安全距离实地进行观察。爆炸之前的周末,寒春去看望了仍然在奥本海默小屋里度假的妈妈和姐姐。由于被要求严守秘密,忠于职责,寒春只是偶然对姐姐珍提及,如果她在16日早上很早很早起床,也许能看到某个奇特的东西,而没有透露其他任何内情。

卡特有辆摩托车,而军方工作人员斯基茨有辆双座敞篷车,他们一行四个人驾驶这些车辆,在七月的那个下午悄然来到了阿拉莫戈多沙漠,在离军事基地最近的小镇等到黄昏。其间,有军用吉普不断来回巡逻,他们只能关着车灯静候。

他们已经到达地图上所标示的山岩,就把摩托车和汽车藏在灌木丛下面,踮起脚往南方遥望。试验时间定在午夜。午夜来临,又过去了。南方像墨一样黧黑。他们不时感到有点雨丝飘洒,又旋即消散。

东方的地平线渐渐发亮,黎明到来了。然而,还是没有任何动静。

突然,天空骤然全亮,不知道光从哪里来。寒春感到好像是从海底生起。霎时宇宙间都是耀眼的光芒。慢慢地,又像有个磁铁吸收,这些光亮猛地一下就缩回到那个紫色的云团里面去了。就像燃烧的巨大油桶,外面黑色、里面紫色。那是有毒的致命的颜色啊。那东西继续上升、往上升,顶上应当是极度高温,因为它把云层都蒸发了,天空只留下了一圈完美的蓝色。那东西径直向上。圆柱的顶端像是个积云,有着日出般的颜色,红蓝交汇,而最底部还是夜晚,沸腾的紫色的留在最底部。

空中十分耀眼,依然万籁俱寂,突然,“砰’”的一声巨响,那声音难以置信的尖锐。它来自25英里开外,怎么会这么迅疾!冲击波之后,声音一段时间后才到达寒春他们的观测点。整个大地剧烈震动,回声前后激荡。由于山谷两面是山,声音一直回荡不断,如巨雷隆隆作响…

强光,巨响,高热,辐射,原子弹爆炸实验成功了!

由于亲身参与这项工程,寒春和朋友们激动异常,两年来头一次放开大声讨论。然而环顾四周,寒春发现并不只有他们在这石山上,还有十几个人夜里也藏在这,他们来自基地的其他部门小组,都是按着他们有的那个路线图来到了这里的。

科学家们知道自己创造了一个非常可怕的东西。

1945下半年,第二次世界大战正在激烈进行,尽管已近尾声。日本军国主义还在困兽犹斗;曼哈顿的原子弹试验已经成功。主流舆论希望给日本以毁灭性的打击结束战争;科学家们从一开始就知道自己创造的是一个非常可怕的东西,希望在战场上得到验证,看它威力如何;美国军方一些人甚至担心战争结束前没有机会使用自己的新式武器。综合上述考量,继任罗斯福总统的杜鲁门决心对日本使用核武器。

为了观察原子弹的全部效果,军方预选了三个日本城市作为投放目标:广岛、小仓和长崎。所以最后没有轰炸小仓的原因是,小仓上空有太多的烟尘,不利于美国空军确定目标”,寒春后来如是说。

1945716日,美国巡洋舰“印地安纳波利斯”号极为秘密地驶往太平洋波涛中的天宁岛,它所装载的一个方块形状的“特别物资”,无疑比整个战舰还要重要--这就是一块铀235材料及其配套的原子弹金属外壳(原子弹估值当时在20亿美元以上)。当时舰长并不知道内情,他得到的命令是:如果遇到危机,宁可放弃战舰也要用小艇把那块“物资”平安运到。

到达天宁岛后,特别物资”被放置在一个直径45厘米、高60厘米的铅筒内,由两名卫兵日夜守护。82日,杜鲁门总统发出可以对日本空投原子弹的命令。85日,技术人员把铀块固定在弹壳内,组成一个长3米、直径0.9米、超过1吨重的完整的原子弹。军人们小心翼翼地把它放置在一条挖好的壕沟;接着,B-29轰炸机缓缓开到壕沟上方,再缓缓地打开舱门,原子弹又是缓缓被吊起,牢牢地固定在机舱—整个过程不容许丝毫马虎和差错。

具有讽刺意味的是,这件威力巨大的恶魔被命名为“小男孩”-一个美好动听的名字的。空投前的“小男孩”接受了美国飞行员恶作剧的打扮—蓝色的铁皮上胡乱涂抹上嘲骂天皇的粗鲁词句,还有著名电影明星丽塔·海沃思满面春风的美人图。

当地时间凌晨86240分,保罗·蒂贝茨上校率领的“恩诺拉·格”机组腾空起飞,技术人员在空中完成最后一道安装任务--艰难地接好起爆的炸药和引信。气象飞机对九州进行一番探察之后确定了目标。814,日本广岛上空掀起了震惊世界的爆炸和强烈冲击波……火光冲天,烈焰万丈、惨绝人寰。13万生灵在刹那间惨死,包括关押在广岛监狱的一些美国战俘。3天后,长崎遭到了与广岛同样的命运。

815日,日本宣布无条件投降。显然与原子弹轰炸有关。

不错,一些政治家和许多人都不认为是原子弹决定了日本投降和二战终结。但原子弹毕竟有着明显的震慑作用。它改变了战争的进程,震慑了日本皇廷,震动了海陆战场,它替代和减少了步步围攻给美军造成的伤亡,使得日本决策者没有选择地举起了降旗。

罹难者的血泪控诉作证,浩繁的历史档案作证,原子弹的破坏是多么惨不忍睹,骇人听闻!它是战争的极端,是人类的悲哀。在塞班岛的几乎所有纪念物上,人们都可以看到日本人和各国人士对原子弹的谴责、遗憾或反思。但是,一个首恶的国家或民族的是要受到惩罚的。不幸的是,这种惩罚往往落到民众头上,而战犯却有可能躲避惩罚。这是战争的残酷,也是对发动不义战争的国家和民族的警醒。

原子弹对美国和世界科学界也是巨大的震动。洛斯阿拉莫斯掀起了轩然大波。有些科学家想从军方手中夺回他们创造的这个怪兽;有些科学家甚至主张再使用原子弹去征服正在膨胀的苏联;有些科学家则回避政治问题,想继续他们的科学研究。

寒春,作为第一颗原子弹制造的参加者唯一的女科学家,有着独特深沉的思考。

1945823日,克里希(R. Chrisy)等9位科学家联名发出通告:

830日上午在2号剧院开会,请同意下述观点的人参加会议:有强烈意愿要组成一个科学家组织,这个组织的首要目的是将科学技术进步用于有益于人类的地方。关于未来原子能使用的意见正在制定当中。科学家们有必要成立广泛的组织来表达自己的观点。

寒春和很多同事参加了这次会议,当天晚上,他们组成了洛斯阿拉莫斯科学家协会,目的是争取平民对原子能的控制权。

新成立的协会定期聚会,讨论当前问题,制订行动计划。他们做的第一件事,是收集原子弹爆炸后熔化的沙子样本,将之命名为天地人晶石(Trinitite),由寒春把它压进透明塑料盒子里,寄给美国人数较多的几百个城市的市长,并附上字条:“你们希望自己的城市变成这样吗?为平民控制原子能而奋斗。”

后来,寒春2009年访问日本,手里拿的还是1945年核爆炸熔化的沙子样本。

至今,尽管关于美国使用原子弹轰炸日本的必要性和正当性还有争论,但原子弹造成大量平民死亡并威胁到人类安全是不争事实。这使寒春心痛如绞,耿耿于怀。其出发点无疑是世界和平和劳动者的利益。

二战结束不久,洛斯阿拉莫斯的科学家协会解散了。一些人回学校学习或教书,一些人继续从事研究。正在寒春郁闷之时,芝加哥大学的艾莉森(Allison)和费米一起创办了核物理研究所。费米对寒春说:“你为什么不到我们这里来呢?”艾莉森给了寒春一份加速器助教的工作。就这样,寒春又进入核物理的尖端领域。

这个核物理研究所学术氛围很深。费米组建了一个晚间学习小组,晚饭后,小组成员聚在一起研究讨论各种感兴趣的物理学问题。这个被费米称为“娃娃物理学家”的小组成员有寒春、欧文•张伯伦(Owen Chamberlain)、爱德华•泰勒(Edward Teller)、丽安娜•马歇尔(Leona Marshall)还有一位杨振宁,来自中国年轻的才华初露的科学家。

核爆炸成功之后,寒春不仅获得了奖学金,而且有了一间大的办公室,同屋的是当年在飞机上记录和拍摄了广岛、长崎原子弹爆炸实况的同事哈罗德·阿格纽(Harold Agnew)。寒春期待着不断创新的研究工作,并准备1948年参加博士学位考试。

但是,寒春对这个项目越来越封闭十分困惑不解。例如,他们的加速器试验室需要重水,但是一点都无法得到。而学校大厅对面一间屋子里就堆满了成箱的重水,这些重水都要运往国家核物理实验室用于军事实验。

寒春还看到,当年一起为争取平民控制原子能而呼吁的科学家们,都忙于发表各自署名的论文,而且互相嫉妒。接着一个重要发现:自己的课题经费原来是海军提供的,这让她难以接受,那是一种孙悟空跳不出如来佛手掌的感觉:“你拿了海军资助的奖学金,就得听命于军方。”良心不允许寒春继续,这违反了自己的初衷。献身纯核物理的理想动摇了。寒春下了决心,离开自己心爱的物理科学研究,尽快去中国看看。当然,如果在中国所见所闻也不满意,再回美国完成学业也不为迟。

正当前程远大之时,年轻物理学家的人生之路突然调转船头,转向东方,驶向中国。

二十年后,1964年十月,当中国成功试验原子弹爆炸的时候,美国一些不明就里的人才发现第一位参与原子弹研究的女科学家寒春在中国,认定是寒春把核秘密带到中国。经过一番详细地调查确认,寒春早已远离了核物理而始终与牛为伴。中国人的原子弹完全是自主完成的。

寒春与杨振宁

寒春和杨振宁是同学同事,尽管两人后来走上完全不同的道路:一位是享誉国际的物理学家,一位是卓有成就的畜牧和养牛专家。

杨振宁192210月出生于安徽合肥,1945年考取清华大学后赴美留学,在恩利克·费米核物理研究所学习、工作。寒春正好也在那里。

杨振宁清楚地记得,他和寒春是1946年月12日认识的。二人同修的费米的课程。那年秋天,两人又同在阿里森(Allison)教授的实验室作论文,寒春前脚到,杨振宁后脚来,同在一室做实验,就更加熟识了。

杨振宁头脑聪明,但动手能力不够。和善于动手的寒春比就更相形见绌。

1971年,杨振宁第一次到新中国,和寒春在山西大寨不期而遇。寒春见老同学的第一句话就是“你差点儿把我给电死了!”

这是怎么回事呢?杨振宁回忆,“那时我们同在一个在实验室当学生,Allison教授要建造一个40万伏的加速器,那个加速器在当时算是不小的了。那里有很长的一个管子,实验室有两间房子,一间是加速器,一间做研究工作。控制系统在研究室房间里,寒春在加速器那边,站在木质平台上,手还抚在圆形表面上。正在这时,我走进实验室,没有看见平台顶端的寒春,无意中拧开旋钮,40万伏电压致使平台表层烧穿,电流狠狠地撞击了寒春。幸亏寒春是手背挨着半球,电击瞬间,肌肉条件反射,手离开了半球,人也退了几步。所幸没被电死。但胳膊上留下了明显的伤疤。

杨振宁说, “我不应该把电极弄上去了,电压陡然升高,差点儿把她电死。”

杨振宁回忆说,我在那个实验室一年半就很“出名”了,原因是笨手笨脚,凡是出洋相的地方差不多都是我搞出来的。当时实验室有一句话:Where there is bombthere is Yang,就是任何一个有“爆料”的地方都有杨振宁。不过大家对我都很友好,因为我缺少做实验的经验,比如说是用什么改锥做什么事情,我不晓得。一天,Allison说:我们这个加速器要有一个冷却设备,需要用管子,要把管子从这个地方通到那个地方。我问寒春,管子在什么地方?她说在地下室里有个地方专门存放管子。我一去,果然看到有大大小小的管子,我拣了一个很长的管子。管子需要弯过来,我把那个铜管一弯就弄扁下去了,怎么弯也不行。我又去找寒春,她说有个工具,一个圆圆的东西,借助它弄起来就很顺手。像这样的事情她给了我很多很多的帮助。我没有经验,我搞得不好,是因为我没有动手实验的细胞,常常弄出很可笑的事情。不过我考试的成绩很好,所以大家对我的态度还好。

杨振宁还记得是1947年春天,寒春跟他说:“Frank(杨的英文名字),你能不能教我中文?”我说:“好!”我就教了她一些中文,有口语的,也有写下来的话。寒春说,第一句先教的是“这是一支铅笔。”这情节使她记了一辈子。

19483月,寒春对同事们说,她要到共产党的中国去。这在当时的美国是不可思议的事,寒春是费米的主要助手。费米当时做的非常重要的一件事情就是测量原子铀的临界质量。那是费米和寒春合作测量出来的,这是个关键性的实验。原子弹又是高级机密和敏感的事情。所以,此时寒春要去中国,确是非比寻常。作为寒春的导师,费米、艾利森、泰勒都来劝寒春不要去战乱中的中国,不要去延安。但是,他们一直没有向任何人走漏一点风声。如果只要有一个人告密,寒春就走不成了。这些科学家的想法是:人们有权自由地追求理想的东西,哪怕是与己意见不合。事后,中央情报局找艾利森调查寒春情况,艾利森对他们说:“这关你们屁事。”

寒春把自己的决定告诉了杨振宁。杨振宁才明白寒春前些日子为什么要他教她讲中国话。当告诉杨振宁自己决定要远走中国时,寒春有些激动,轻轻哭了一小会儿。尽管已经下决心离开,她仍然有不舍之感,长期为之奋斗的博士学位考试不能参加了。她又骑自行车到香槟分校,向曾经在伊利诺斯大学一起上学的鲍勃·卡特告别。

在离开芝加哥的前一天晚上,费米跟他的夫人为寒春开了一个Party,请大家参加,费米还送给寒春一个照相机。这相机一直跟随在寒春身边。

寒春出发了,踏上遥远的中国之路。还是杨振宁,借了一辆旧汽车,把寒春送到火车站。

纽约挥手一别,半个世纪过去,寒春和杨振宁走上了完全不同的人生之路。得到不同的评价和荣誉。寒春阳早夫妇与中国人民风雨同舟,无私奉献,改善民生,鞠躬尽瘁,死而不已,在实现人生价值的同时受到极大尊敬;杨振宁于1957年获诺贝尔物理学奖,世界瞩目。他也是中美关系松动后回中国探访的第一位华裔科学家,在推动中美文化交流和中美人民沟通了解,在促进中美两国建交、中美人才交流和科技合作等方面,做出了突出贡献。为此,1997年紫金山天文台将其发现的一颗国际编号为3421号的小行星命名为“杨振宁星”。

怎样看待寒春的牧场、牛、牛奶与杨振宁的物理学和原子弹?似乎不可类比又可以对照。

人类需要奶牛、牛奶,这是生活必需之物。服务大众,善待人生,功莫大焉:从长远的观点看,人类需要探索自然奥秘,开发利用核能。但人类并不必需要原子弹、核弹等杀人武器。从战略利益看,中国需要拥有核武器,也需要奶牛。

各有千秋,各具辉煌,兼有利弊,如此而已。

后来呢,在中国,在北京,杨振宁和寒春两家保持着友谊和来往包括节假和生辰的问候和聚会。

只是,一个人高科技,一个人搞养奶牛,井水不泛河水。


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