來源:光明日?qǐng)?bào)
2020-02-03 10:59:02
【大家】
10年前,中國人民革命軍事博物館收到了一份特殊的藏品——一枚金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆_@遵照了“兩彈一星”元?jiǎng)着砘肝湎壬倪z愿,由中國科學(xué)院理論物理研究所將他的“兩彈一星”功勛金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)沦?zèng)予中國人民革命軍事博物館。如今,這枚“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)乱呀?jīng)頒發(fā)20余周年了,讓我們重溫彭桓武先生一生中的幾個(gè)重要階段,全面了解他對(duì)新中國國防事業(yè)和理論物理發(fā)展所作出的重要貢獻(xiàn)。
世亂驅(qū)人全氣節(jié)
天殷囑我重斯文
1931年—1935年,彭桓武在清華大學(xué)學(xué)習(xí)。他主修物理,選修化學(xué)并旁聽數(shù)學(xué),受到吳有訓(xùn)、葉企孫、周培源和楊武之等先生的指導(dǎo)和幫助,打下了堅(jiān)實(shí)的理學(xué)基礎(chǔ)。本科畢業(yè)后,彭桓武進(jìn)入清華大學(xué)研究院,在周培源先生的指導(dǎo)下開展相對(duì)論的研究,但因1937年“七七事變”爆發(fā)而中斷學(xué)業(yè)。在云南大學(xué)短暫教書后,他于1938年考取了中英庚款留學(xué)生。
1938年秋,彭桓武抵達(dá)英國愛丁堡大學(xué),師從著名物理學(xué)家玻恩。玻恩是量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一,獲得了1954年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。考慮到自己之前的研究“皆偏于數(shù)學(xué),只對(duì)技巧有所提高,而對(duì)理論物理尚未入門”,彭桓武在與玻恩初次見面時(shí)便提出“想要研究具體的物理問題,不想再搞廣義相對(duì)論等難以捉摸的東西。”
玻恩建議彭桓武計(jì)算金屬的熱振動(dòng)頻率。為了簡化計(jì)算,彭桓武發(fā)展了自洽場(chǎng)的微擾方法并利用該方法計(jì)算由均勻形變引起的晶格勢(shì)能變化和金屬彈性模量。基于該工作,彭桓武于1941年獲愛丁堡大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。
隨后,彭桓武前往愛爾蘭都柏林研究院,在量子力學(xué)另一創(chuàng)始人、1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者薛定諤的指導(dǎo)下做博士后研究。
此時(shí),彭桓武的研究興趣轉(zhuǎn)入介子理論。他與都柏林研究院助理教授海特勒、博士后同學(xué)哈密頓合作,應(yīng)用“阻尼的量子理論”研究宇宙線介子。研究發(fā)現(xiàn),新理論能夠解釋主要與介子相關(guān)的宇宙線現(xiàn)象,包括其產(chǎn)生、在大氣層中的擴(kuò)散、介子簇射和轉(zhuǎn)換為中性介子。理論得到的介子密度隨能量、高度、地磁緯度等變化情況與實(shí)驗(yàn)測(cè)量相一致。
這便是著名的HHP理論,即以Hamilton、Heitler和Peng三位作者姓氏首字母命名。這項(xiàng)工作的最初動(dòng)機(jī)是為輻射阻尼尋找證據(jù),但在當(dāng)時(shí)卻因?qū)τ钪婢€現(xiàn)象提供了連貫的圖像和解釋,引起著名理論物理學(xué)家丘、湯川秀樹以及實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家巴巴、鮑威爾、羅徹斯特等人的注意。
1943年7月,彭桓武重返愛丁堡大學(xué)并擔(dān)任卡耐基研究員。隨后的兩年間,他同玻恩合作,深入研究場(chǎng)的量子力學(xué),系統(tǒng)分析了量子場(chǎng)論的性質(zhì),并在處理量子場(chǎng)論發(fā)散問題方面投入了很多精力。
基于量子場(chǎng)論的發(fā)散困難及輻射反作用的嚴(yán)格論述,彭桓武于1945年獲愛丁堡大學(xué)科學(xué)博士學(xué)位。同年,他與玻恩共同分享愛丁堡皇家學(xué)會(huì)的麥克杜噶—布里斯本獎(jiǎng)(MakDougallBrisbane)。
1944年,玻恩所著的《原子物理》第三版出版。玻恩在該書中引用了HHP理論,同時(shí)感謝彭桓武的幫助和核對(duì)附錄證明部分,并贈(zèng)送彭桓武一本親筆簽名的專著。彭桓武對(duì)這部專著非常珍視,雖異地幾處,卻一直保存完好。彭桓武去世后,遵照其遺囑,該書現(xiàn)珍藏于中國科學(xué)院理論物理研究所圖書館。
1945年7月,海特勒升任都柏林研究院理論物理研究所高級(jí)教授,彭桓武接替海特勒任助理教授。這期間,他指導(dǎo)研究生莫勒特計(jì)算加速器人工產(chǎn)生介子的產(chǎn)生截面。
留學(xué)歐洲的前七年,彭桓武從未休假,共發(fā)表18篇論文,其中3篇發(fā)表于英國《自然》雜志,其余各篇均發(fā)表于世界著名物理學(xué)期刊。
在同國際一流物理學(xué)家們的合作中,彭桓武兼容并蓄,集各學(xué)派之所長進(jìn)而形成了自己的風(fēng)格。在愛丁堡大學(xué),他學(xué)習(xí)玻恩的矩陣力學(xué)方法和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推演能力;在愛爾蘭都柏林研究院薛定諤處,他掌握了波動(dòng)力學(xué)方法及薛定諤的縝密思維能力;而與海特勒關(guān)于介子理論的合作,使他掌握了如何系統(tǒng)研究某一主題的方法。
憑借杰出的理論物理研究能力,彭桓武獲得玻恩和薛定諤的高度贊譽(yù)。在玻恩眼里,彭桓武是一位“天賦出眾”、具有“神秘才干”、“單純”又“杰出”的人。而薛定諤在與愛因斯坦的通信中寫道:“簡直不敢相信,這個(gè)年輕人學(xué)了這么多,知道那么多,理解這么快……”
盡管彭桓武在學(xué)術(shù)上沒有同薛定諤有過合作,但薛定諤對(duì)他的影響卻很大。1985年,《薛定諤傳》作者穆爾寫信向彭桓武詢問薛定諤對(duì)他的影響,彭桓武在回信中寫道:“我同薛定諤教授曾在1941年—1943年、1945年—1947年兩次共事。我非常感激同他友好且親密的接觸……大家公認(rèn)聽薛定諤教授的報(bào)告是一種享受,因?yàn)樗麍?bào)告時(shí)邏輯清晰同時(shí)具有很強(qiáng)的藝術(shù)感……薛定諤見解多樣,同時(shí)是一位深刻的思想家,這不得不讓人欽佩。”
彭桓武初抵愛丁堡時(shí)曾寫下詩句——“世亂驅(qū)人全氣節(jié),天殷囑我重斯文”,這出自他對(duì)顛沛流離求學(xué)和留學(xué)生涯的萬千感慨。當(dāng)然,他深知建設(shè)祖國必然需要知識(shí)和人才這一顛撲不破的真理。所以,當(dāng)彭桓武再次返回都柏林時(shí),他認(rèn)為自己已經(jīng)具備獨(dú)立研究的能力,便想爭取早日回國。
為此,彭桓武上夜校學(xué)俄語,計(jì)劃從西伯利亞回國。為了得到回國船票,他請(qǐng)求狄拉克和布萊克特幫忙,但未能如愿。
1947年年底,彭桓武終于得到由倫敦到香港的船票,輾轉(zhuǎn)回國。事實(shí)上,早在1941年留英庚款三年資助期結(jié)束時(shí),彭桓武便有意回國,甚至還學(xué)習(xí)游泳以備在大西洋中自救,但后來因太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)而擱置。
集體集體集集體
日新日新日日新
彭桓武回國后,相繼在云南大學(xué)、清華大學(xué)和北京大學(xué)物理系任教,研究方向轉(zhuǎn)移到原子核領(lǐng)域。由于留歐期間通曉量子力學(xué)基本理論,他回國后積極普及量子力學(xué)。除1952年至1955年在北京大學(xué)物理系講授量子力學(xué)外,還于1954年暑假在青島由教育部舉辦的講習(xí)班中為各大學(xué)培訓(xùn)了一批量子力學(xué)師資。
此外,彭桓武還協(xié)助錢三強(qiáng)等人籌備組建中國科學(xué)院近代物理研究所并擔(dān)任理論組組長。錢三強(qiáng)與彭桓武是清華大學(xué)只差一級(jí)的校友,1939年結(jié)識(shí)于歐洲。彭桓武1947年回國前曾去巴黎看望錢三強(qiáng)、何澤慧夫婦。二人約定待錢三強(qiáng)回國后“一塊好好干”。
近代物理所成立初期,百廢待興。為了開展工作,研究所動(dòng)員所里科學(xué)家去廢品站撿一些可用作研究的舊金屬。彭桓武有一次在天橋廢品站尋找廢品,卻被公安人員懷疑為小偷或者破壞分子而帶到派出所盤問,后來經(jīng)錢三強(qiáng)解釋后才得以釋放。
1955年年初,中共中央正式?jīng)Q定發(fā)展中國的核武器。中國核工業(yè)建設(shè)初期得到了蘇聯(lián)專家一定的幫助,1955年10月至1956年4月,彭桓武被派去蘇聯(lián)熱工研究所學(xué)習(xí)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)理論。回國后,他的主要工作是培養(yǎng)中國原子能研究的青年人才。
彭桓武善于挖掘年輕科研人員潛力,培養(yǎng)了周光召、黃祖洽、于敏等能力超強(qiáng)的年輕理論物理學(xué)家,助力中國成功研制原子彈,并在隨后的短時(shí)間內(nèi)成功研制氫彈。除在近代物理所同黃祖洽、金星南一起培養(yǎng)反應(yīng)堆理論和計(jì)算數(shù)學(xué)的大學(xué)畢業(yè)生外,彭桓武還依照美國通用教科書,給二機(jī)部新招的各工科大學(xué)不同專業(yè)的畢業(yè)生補(bǔ)習(xí)核工原理等專業(yè)基礎(chǔ)課。
20世紀(jì)60年代初,蘇聯(lián)短時(shí)間內(nèi)撤回援助專家,中國科學(xué)家必須自力更生研制原子彈。1961年4月初,彭桓武奉命被調(diào)到當(dāng)時(shí)的二機(jī)部北京第九研究所(1964年改為二機(jī)部第九研究設(shè)計(jì)院),頂替撤走的蘇聯(lián)專家,負(fù)責(zé)核武器的理論攻關(guān)工作。
此時(shí),中國的原子彈研制一度陷入困境。理論計(jì)算表明,炸藥爆炸后在內(nèi)爆過程中產(chǎn)生的壓力總是小于在原子彈設(shè)計(jì)初期蘇聯(lián)專家留下的教學(xué)模型框圖。中國科學(xué)家歷時(shí)一年多,經(jīng)歷9次煩瑣計(jì)算,還是得不到與蘇聯(lián)專家一致的數(shù)據(jù)。
彭桓武請(qǐng)他的學(xué)生、剛從蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合原子核研究所回國的周光召復(fù)查之前的計(jì)算數(shù)據(jù)。周光召仔細(xì)檢查9次計(jì)算結(jié)果后認(rèn)為,計(jì)算沒有問題,懷疑蘇聯(lián)專家數(shù)據(jù)的可靠性。他從炸藥能量利用率著手,求出炸藥所做出的最大功,從理論上證明用特征線法所做計(jì)算結(jié)果的正確性,從而證明蘇聯(lián)專家數(shù)據(jù)是不正確的,結(jié)束了近一年的爭論,使得中國原子彈研制繼續(xù)向前推進(jìn)。
1964年10月16日,中國成功爆炸第一顆原子彈。
第一顆原子彈理論設(shè)計(jì)完成后,彭桓武迅速組織力量轉(zhuǎn)向氫彈原理探索。從1964年年底開始,在彭桓武等人的主持下,鄧稼先、周光召組織科技人員制定了關(guān)于突破氫彈原理的工作大綱。
彭桓武還設(shè)計(jì)了三套氫彈研制方案,分別由周光召、黃祖洽和于敏負(fù)責(zé)。彭桓武回憶說,原則上三套氫彈研制方案都是合理可行的,黃祖洽負(fù)責(zé)的方案實(shí)際上是一個(gè)保底的方案。最后,于敏帶領(lǐng)的研究小組率先實(shí)現(xiàn)了其中的一個(gè)氫彈設(shè)計(jì)原理。在明確氫彈設(shè)計(jì)原理之后,理論部科研人員很快地融合一起,完善氫彈理論模型并進(jìn)行細(xì)致的物理設(shè)計(jì)。
于是,在突破原子彈后的兩年兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi),再次突破氫彈原理,取得中國核武器研制的又一個(gè)里程碑式成果。1967年6月17日,中國第一顆氫彈空投試驗(yàn)成功。
原子彈和氫彈的成功研制,對(duì)新中國的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義,既推進(jìn)了國防現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程,帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,又鞏固和提升了新中國的國際地位。彭桓武在理論設(shè)計(jì)和人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮了不可替代的作用。
周光召曾說,彭桓武是中國“核物理理論、中子物理理論以及核爆炸各層理論的奠基人,差不多所有這方面后來的工作者,都是他直接或間接的學(xué)生”。物理學(xué)家、1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧先生在2001年給彭桓武的信中這樣寫道:“中國今日國力鼎盛與原子武器之發(fā)展有密切關(guān)系。先生在此方面之貢獻(xiàn)我雖不知細(xì)節(jié),但早知其重要性。”
然而,對(duì)于個(gè)人貢獻(xiàn),彭桓武一直保持謙虛、低調(diào)。第一顆原子彈爆炸后,他難掩激動(dòng)情緒,在羅布泊寫下“不是工農(nóng)兵協(xié)力,焉能數(shù)理化成功”的詩句。多年以后,彭桓武作為第一獲獎(jiǎng)人因“原子彈氫彈設(shè)計(jì)原理中的物理力學(xué)數(shù)學(xué)理論問題”獲得國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。當(dāng)九所的同志把唯一一枚獎(jiǎng)?wù)滤徒o彭桓武時(shí),他提議由九所保存,隨即寫下:“集體、集體、集集體;日新、日新、日日新。”
這是彭桓武內(nèi)心精神世界的真實(shí)寫照。至今,這十四個(gè)字一直指引著中國科學(xué)界,甚至航天界的科學(xué)家們前進(jìn)。
生前慢待因忙亂
去后勤思怎補(bǔ)償
對(duì)于中國科學(xué)事業(yè)的發(fā)展,彭桓武一直保持初心。而對(duì)于愛情,他也同樣保持著真誠。當(dāng)彭桓武第二次到達(dá)都柏林時(shí),與當(dāng)時(shí)指導(dǎo)的研究生莫勒特發(fā)展了真摯的愛情。不過,兩個(gè)年輕人最終并沒有選擇在一起,而是為各自祖國科學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)一生。
莫勒特積極推動(dòng)恢復(fù)和提高戰(zhàn)后法國的物理學(xué)研究水平,與丈夫德西特共同創(chuàng)立LesHouches暑期學(xué)校,成為法國乃至歐洲重要的學(xué)術(shù)交流陣地。為表彰莫勒特為法國科學(xué)發(fā)展所作的特殊貢獻(xiàn),1981年法國政府授予她國家功勛騎士勛章。
彭桓武回國后單身多年。直到43歲時(shí)才經(jīng)人介紹認(rèn)識(shí)國務(wù)院機(jī)關(guān)幼兒園醫(yī)生劉秉嫻。劉秉嫻父母去世早,從小與姐姐相依為命。她曾在煙臺(tái)、青島和上海的醫(yī)院擔(dān)任護(hù)士、護(hù)士長和醫(yī)生,工作積極,1958年修十三陵水庫時(shí)被評(píng)為勞動(dòng)模范,還因工作出色被評(píng)為北京市優(yōu)秀保育工作者。
彭桓武被這位溫婉大方、踏實(shí)肯干的山東姑娘吸引。二人于1958年年底結(jié)婚。婚后,劉秉嫻勤儉持家,解除了彭桓武科研工作的后顧之憂。從此,彭桓武衣服整潔了,外出吃飯的次數(shù)少了。有了夫人的精心照料,他得以將全部精力放在發(fā)展新中國的原子能事業(yè)上。
1972年,劉秉嫻因患血栓閉塞性脈管炎在家休養(yǎng),1977年又被診斷為肺癌晚期。臨終前,劉秉嫻為彭桓武父子趕做棉衣、單衣和短褂袖,還給丈夫?qū)懥艘环狻白詈笸骸保瑢?shí)際是對(duì)彭桓武以及兒子彭遠(yuǎn)征生活習(xí)慣、待人接物等各方面的囑托。
1977年8月14日,劉秉嫻懷著對(duì)親人和生活的無比眷戀,永遠(yuǎn)閉上了眼睛。彭桓武將這一天的日歷頁撕下珍藏起來。夫人追悼會(huì)結(jié)束當(dāng)晚,彭桓武陷入昏迷。七天七夜之后才蘇醒。他特別自責(zé)之前將全部精力投入在工作上,在同夫人共同生活的十九年里,很少關(guān)愛她。夫人去世后,彭桓武常通過作詩來表達(dá)哀思。在彭桓武1996年所作的一首詩中,可以看出他對(duì)夫人的無盡思念和歉疚:“對(duì)影如癡訴斷腸,別時(shí)已等聚時(shí)長。生前慢待因忙亂,去后勤思怎補(bǔ)償。”
直至晚年,彭桓武還經(jīng)常一個(gè)人乘公交車去香山,那里曾是他和夫人攜手同游之地,有著他們的美好回憶。劉秉嫻去世后,彭桓武一直保留著她的骨灰和那封“最后通牒”。直到他2007年去世后,兩人的骨灰共同撒在了香山植物園的一棵樹下。
淡泊名利
提攜后進(jìn)
彭桓武一生生活簡樸,淡泊名利。留學(xué)歐洲時(shí),他將節(jié)約下來的大部分獎(jiǎng)學(xué)金用于購買與物理、化學(xué)相關(guān)的英文原版書籍。回國前,他又特意買新木箱將這些書籍打包,輾轉(zhuǎn)香港、上海、昆明,最后到達(dá)北京。
彭桓武去世后,將他的所有書籍(共九個(gè)書架,其中大部分是英文原版的理論著作)捐贈(zèng)給中國科學(xué)院理論物理研究所,這是一筆寶貴的財(cái)富。
1995年,彭桓武獲得何梁何利獎(jiǎng)的“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”,獎(jiǎng)金為100萬元港幣。他決定用這份獎(jiǎng)金,設(shè)立“彭桓武紀(jì)念贈(zèng)款”,全部分給那些曾經(jīng)為尖端科學(xué)作出貢獻(xiàn)、后因年齡和傷病沒能獲得足夠重視和榮譽(yù)的同事,以表達(dá)他的敬意。
中央電視臺(tái)《大家》欄目主持人曾在訪談中提及這一百萬獎(jiǎng)金,認(rèn)為它對(duì)普通人來說足可以過上舒適的生活,彭桓武立即回答:“對(duì)我來說沒用,我生活足夠了,加這一百萬或不加這一百萬(都一樣),這一百萬等于白搭。因?yàn)槟阋粋€(gè)人只能用那么多錢,你像我現(xiàn)在吃,大夫給我限制的,我只許吃這么多東西,一天只許吃一個(gè)雞蛋,吃兩個(gè)雞蛋都不行,那個(gè)錢有什么用?”
對(duì)于名譽(yù)和職務(wù),彭桓武也很淡然。他曾擔(dān)任三屆全國人大代表和一屆全國政協(xié)委員,但因從未提過案和從未發(fā)過言而自己給自己“革了職”。
完成核武器理論研制后,彭桓武認(rèn)為已經(jīng)完成中國年輕一代核物理工作者的培養(yǎng)任務(wù)和使命,便主動(dòng)申請(qǐng)回到理論物理研究工作。1972年,他先回到中國科學(xué)院高能物理研究所工作。1978年中國科學(xué)院理論物理研究所成立后,彭桓武擔(dān)任所長。五年任期一結(jié)束,他便向院領(lǐng)導(dǎo)寫信請(qǐng)辭所長一職,推薦更加年輕和有領(lǐng)導(dǎo)能力的周光召擔(dān)任所長。當(dāng)時(shí),有同事建議他擔(dān)任理論物理研究所名譽(yù)所長一職,他認(rèn)為,“不要這樣為好,我也很不愿意這樣,掛名的‘名譽(yù)’。近年來我在擔(dān)任理論物理所所長期間,主要工作均委托青年同志去辦,已經(jīng)擔(dān)任過了名譽(yù)所長。但我對(duì)這種狀況早已厭煩。長此下去對(duì)工作不利。且我所是一個(gè)新所,建立時(shí)院領(lǐng)導(dǎo)即指示我所要有一個(gè)新的作風(fēng)。由于歷史較短,在我所尚未形成長期一貫的所長制。所以我建議理論物理所從一開始即根本不設(shè)名譽(yù)所長職稱。如在追溯歷史有需要時(shí),只表明某某所長(起訖年月)即可”。
除了理論物理,彭桓武還提倡發(fā)展交叉學(xué)科,建議開展理論生物和理論化學(xué)研究。他親自推動(dòng)全國的統(tǒng)計(jì)物理和凝聚態(tài)理論研究,促成了每兩年一次的全國統(tǒng)計(jì)物理和凝聚態(tài)理論系列會(huì)議。20世紀(jì)90年代,他又大力倡導(dǎo)生物物理的發(fā)展。
同時(shí),彭桓武還提倡理論化學(xué)物理的研究。而他自己,為了還碩士指導(dǎo)教師周培源先生的“債”,直到90歲仍在研究廣義相對(duì)論并發(fā)表學(xué)術(shù)論文。彭桓武就這樣不斷地開辟新方向,堅(jiān)持工作在科研第一線,培養(yǎng)了一批又一批學(xué)生,為我國理論物理事業(yè)的發(fā)展,不惜花費(fèi)精力進(jìn)行了許多組織和研究工作。而在工作有了基礎(chǔ)后,他總是悄然引退,把領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)逐個(gè)移交給更年輕的科學(xué)家。
這,就是彭桓武先生獻(xiàn)身集體、獻(xiàn)身科學(xué)的一生寫照!
(作者:莊辭,系中國科學(xué)院理論物理研究所科研處處長;劉金巖,系中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所副研究員。)
(本版圖片均為資料圖片)
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