单位文秘网 2021-08-20 09:23:07 点击: 次
中国的原子核科研和工业,因历史原因大都集中在北京和中西部。上海虽然素有工业和技术优势,但新中国成立之初,由于地处东部前沿,所以中央无意在上海布点。但数十年后,上海的民用核科研和工业能力却能迎头赶上,并在我国首个民用核电——秦山核电站的建设中出力甚大,如今更在民用核工业领域占有一席之地,这和上海的工业潜力有关,但也和人才有关。这里就不能不说到一位在这一领域做出了卓著贡献、却被大众遗忘的老科学家——卢鹤绂。
神秘“物理二系”
今人大多不知道,在复旦大学校园里,曾经还有过一个神秘的系科——原子能系,当年为了保密,它对外只用代号“物理二系”。全系的建筑是一个封闭式的环形院落,周围还用一条“护城河”围起来,架一座独木桥进出,门岗森严。与物理系那座精美宏大的建筑比起来,“物理二系”的房子基本就是水泥老公房的样式,看似简陋不堪,建筑面积也不及物理楼的三分之二,但是它的造价却比物理楼还贵,因为里面有核物理实验室、放化实验室,因此建筑材料都是特殊的,施工也是讲究的。
当年物理二系的学生,后来成为这个系的党总支书记的袁竹书教授回忆,当年物理二系招生的考分曾是全校最高的,能进入这个系读书也是倍感光荣。
“物理二系”成立于1959年,本是为了响应大跃进时期“全民办原子能”的口号。当时全国院校中,除了北大能借行政之力借调专家,在1955年就办起技术物理系(以原子能教研方向为主)外,其他院校最多只有核物理的课程。而复旦大学之所以能在1959年短短一年内就办起一个原子能系,离不开她失而复得的一位核物理专家:卢鹤绂教授。
卢鹤绂是少年成名。1936年,他从燕京大学物理系毕业,留学美国明尼苏达大学。1938年,他就因精确测定了锂6锂7的同位素丰度比蜚声物理学界。这一数值成为国际同位素表的标准值一直沿用了半个多世纪,它也是氢弹研制所需要的一个关键数据。后来他又研制了可以大规模分离铀235同位素的质谱仪,被美国军方列为机密。这时年方27岁的卢鹤绂已经成为世界核物理领域的顶尖人才,但1941年获得博士学位后,他毅然放弃了美国的一切,冒着抗战的烽火回国,“与国人共赴国难”。别人都是带着吃穿用的东西回国的,他却揣着满身的书,和一颗科学救国的心。
在敌后他奔波涉险,先后执教于中山、广西、浙江三所流亡中的大学。他在美国的老师同学后来大都参与了曼哈顿计划,他的导师尼尔,就是后来发明铀235工业分离法,使美国成功造出第一颗原子弹的人。
1945年,美国的原子弹在日本爆炸,举世震惊。中国科学社向卢鹤绂约稿,他写了《原子能与原子弹》。通过估算推导,他揭示了铀235原子弹及费米型反应堆的临界体积。这一数值当时仍是美国独家保有的机密。
当年纳粹德国的原子弹计划正是因为算错了临界质量,把产生链式反应所需要的数十公斤铀,算成了十几吨,直接导致了德国原子弹制造的搁浅。那个算错的人叫海森堡,是量子理论创立者玻尔的得意门生,诺贝尔奖的获得者。而卢鹤绂却算对了。
卢鹤绂将文章发到了《美国物理月刊》,将这个数值大白于天下,而当时美国科学界尚被禁止不得发表与原子弹相关的文章,结果一个中国人拿出来的数据被全球,包括美国、苏联的学界广泛引用,卢鹤绂也由此被誉为“第一个揭露原子弹秘密的人”。
1952年全国院系调整,已是享誉国际的核物理专家卢鹤绂从浙江大学调来复旦。当时的浙大,已久负“东方剑桥”的国际声誉,而复旦,尚默默无闻,远不能比肩。卢鹤绂来后,使复旦物理的教研力量大大提升。他的学生,后来泰州参与核电站建设的裘志洪教授回忆,卢先生来校后,发现许多教师连量子力学也小懂,于是专门开了量子力学讲习班,结果上海好几个院校的物理教师一起来听课。
但是短短3年后,他就被高教部一个命令调去了北大,进入新成立的技术物理系,任中子物理教研室主任,并聘为一级教授。
事实上,当时中国在苏联的援助下开始创办核工业,由于相关人才紧缺,便以北大技术物理系的名义,办起了一个培训班。教师从全国院校和科学院抽调,学生则是从各校高年级学生中选拔的尖子,以及部分部队和工程技术单位推荐米的人员。当年的学生汤家庸教授川忆,他们往中关村科学院的一个独立小楼里上课,既算是科学院的人,又发给北大的校徽。当然,这个培训班也是机密的,对外只有一个“546信箱”的机构代号。卢鹤绂便在这里执教了两年,培养了大量核科学人才,后来大都参与了原子弹相关的科研工程,或同到各院校去“开花结果”,开课办班,从事核物理、核技术相关的教学。
1957年,由于政治运动的冲击干扰,“546”暂停了招生。卢鹤绂借此机会要求调回上海。于是,复旦幸运地复得卢鹤绂,这才得以在1959年有了“物理二系”,卢鹤绂是筹建工作的重要专家之一。
与国际最尖端同步
正巧,上海市也决定在这时建一个原子核研究所,卢鹤绂又被任命为主要筹建人之一。1959年他兼任了这个所的副所长,事实上就是业务上的所长。据当年曾任其业务秘书的周善铸研究员回忆,筹建时既没有设备,也没有人,卢鹤绂完全白手起家。当时好的人才大都被留在了北京,人家不愿意来。分配来的人除了个别有技术工作两三年的经验,其他都是数学系的大三学生。因为物理系应届毕业生本来就少,三年级都已经分光了。所以建所初期,人员基本都是门外汉,是卢鹤绂带着他们查资料、学习、搞实验,手把手培养、锻炼出来的。卢鹤绂也为这个新生的研究所,牵头组织了一批专家、教授,确定了研究方向,就是以低能核物理和放射性同位素应用为主,结合加速器、探测器以及原子能化学研究。这个方向经过三十年的实践证明是正确的,是符合国际潮流和中国具体实际情况的。三十年内这个方向没有变。
1958年,上海还有一件被淡忘的盛事,那就是苏联在中苏友好大厦(现上海展览馆)举办的和平利用核能展览会。这在当时相当于一场科学界的世博会。据卢鹤绂的学生徐学基教授回忆,这是全世界关于受控热核反应(核聚变)研究的第一次解密,第一次公开展览。全国各地都组织人员来参观,苏联的专家也来讲学。展览会以后,1959年,上海市就决定成立一个研究组,投入受控热核反应的研究。教育部还特地拨款500万,由卢鹤绂牵头,并同周同庆、徐国宝两位教授,带着一些各院校抽调的年轻教师,组成了研究组。
今天的我们无法想象这是多么超前的一件事。首先,原子弹用的是核裂变原理,它是不受控的爆炸。受控的核裂变则可以用于发电,那就是核电站。氢弹用的是核聚变原理,它的威力要大于原子弹百倍以上。苏联的第一颗氢弹也是在1955年刚刚研制成功。而受控核聚变如果实现也可用于发电,它只需要少量的重水做原料,就能产生几乎用之不竭的电能,却没有任何污染。1955年,第一届日内瓦和平利用原子能会议上,人们预言这一研究将在20年内成功,世界各国都普遍抱乐观态度。眼看困扰人类无数世纪的能源问题即将一劳永逸地获得解决,这前景怎不令举世皆狂。事实呢,直到今天,这项研究耗费了各国无数金钱和人力后,仍然徘徊在可行性研究阶段。
而1959年的中国,连核裂变的原子弹尚且不能制造,何况是受控核聚变了,那更是尖端得不可名状。当时国内根本没有人接触过这一研究,可行与不可行,都没人敢置喙。但卢鹤绂却能抱以清醒冷静的态度,说:“其理论尚不能令人信服,对其能否成功深感怀疑。”
在当时“大跃进”的政治环境下,他既不能拒绝以命令形式下达的科研任务,也不能无视现实条件,不负责任地放手去造一个不符合科学的“卫星”,他就脚踏实地,做了力所能及的工作。他带领研究组研读了世界各国几乎所有受控核聚变的解密材料,花去三年时间,最后编辑出版了一部厚厚的臣书——《受控热核反应》,为这项研究在我国未来的开展打下坚实基础。
今天,中国在受控核聚变研究领域是紧跟发达国家最尖端水平的,这是我们能与世界科技界平等对话交流的少数平台之一。卢鹤绂的学生,后来任中科院等离子研究所某项目主要负责人的郭文康教授说,我国1970年代正式有能力开展受控热核反应研究时,几乎所有人都是从研读这本书起步的。
更为可贵的是,他从受控热核反应的研究中,研判出一些未来可能会大有前途的新兴应用科技,如等离子体,并且在物理二系和上海原子核研究所中都推动了相关的教研活动。等离子体在今天已经成为人类生活不可缺少的科技成果,小到电视屏幕、照明灯管,大到工业切割、隐形飞机,都离不开它。
后来有人总结,中国自己原发的等离子体研究,可以溯源到卢鹤绂。这是与国际同期起步的,可见其眼光和判断之高。虽然现在中国的等离子体科技大都还是引进,那又是整体科研和工业实力的后话了。所以从某种角度而言,中国不缺世界一流的科学家,只是缺乏让科学家成功的机制。这一点,在卢鹤绂身上体现得很真实。
他心里最想做的
1959年,卢鹤绂身兼三职,成为了上海核科学事业事实上的领军人物,风头正劲,但是他其实根本志不在此。此刻他心里最想做的却是另一项研究——跨界于分子物理和凝聚态物理之间的液体结构理论。
国际上,核物理研究的黄金时代在20世纪30年代。二战结束以后,科学家们已经大都离开曾经一枝独秀的核物理领域,转向新的研究热点。高能物理、固体物理、半导体物理、材料科学等开始蓬勃发展,而与后三者紧密交叉的一个领域,被称作分子物理。苏联于1955年开设分子物理学科,中国仍然空白,唯有卢鹤绂早已跨入了这个新领域。
1950年开始,卢鹤绂在浙大就连续发表一系列论文,推出了关于流体力学理论的“弛豫压缩基本方程”,被国际物理学界命名为“卢鹤绂不可逆性方程”。这位当年明尼苏达的天才学生再次站在了世界科学的最前沿。
初调复旦大学后,卢鹤绂就推动复旦物理系创办分子物理专业。这在当时如果实现,将领先于苏联。经过大量的准备工作,到1955年夏天,学生已经分好班,助教们已经备好课,就等开学时,卢鹤绂却被调去了北京。
1955年中央搞“十二年科学规划”,卢鹤绂在北京还提出过这个事。但是没有人考虑这个问题,也没有人理解这个领域,终于不了了之。
“十二年科学规划”圈定的物理学科研重点,是核武器、半导体相关的等项,其他统统只能让路,不少学者都被调动了工作,改变了科研方向。分子物理领域是直到1978年才被正式规划为物理学的一个独立分支学科,正式列入科研体制的。这时我们已经落后世界很远了,只是在追赶别人的脚步。后来新兴的应用科技如超声波诊断等,都是基于这类理论成果的。
曾在复旦任卢鹤绂学术秘书,与他一起筹办分子物理专业的裘志洪教授回忆,卢先生家里的书架上有三层,各贴了标签,一层写分子跟液体理论,一层写着原子,最底下一层写原子核。其实这时他已经不想再搞原子核研究了,因为理论上原子核已经都基本成熟,你去淘金子淘不出什么金子了。他要研究液体的结构问题,当时国际上液体结构的理论成果还很少,这时候进入是相当领先的。卢先生甚至拿着一本关于原子分子一体理论的书对他说,这是好东西,这本书是好书。数年后回沪,仍念念不忘这事,但是他没有机会做下去了。
以计划经济的方式管理科研和教学,看起来能集中力量办大事,但其实难免顾此失彼,卢鹤绂便是身受其害的一位。卢鹤绂的研究并不以应用为目标,而是纯理论的探求。这是最高级的学术层次。可惜只知考量投入产出、追求实际的目标成果的计划体制,“科学地”垄断着科研资源,向为国计民生所“急需”的重大项目倾斜,无法容忍这种“无用”的基础研究。“文革”晚期,李政道回国,在复旦参观时他感到绝望,他看见老一辈的科学家都靠边站,新一代的青年师生却质量堪忧,不会科研,只会跟着号召去学工学农。计划之下,人的思维行动自然不同,因为科研最需要的自由生态没有了。
本来卢鹤绂也不谙政治,对党的领导十分崇敬,对新社会能迅速实现一些现代化目标感到欣喜,这是老一辈学者比较普遍的心态。所以他对以行政方式下达的各种任务也总是乐于接受的。他以赤子之心听命驰骋,但偶尔,他也会谨慎地怀疑那些命令与他原本那科学救国的赤子之心是否有悖。
初来复旦时,他就曾怀疑过全盘学苏联的高教体制,认为本科一系之内分门别类的专业设置不利于大学生全向打好学科基础,只能培养应用型人才,成就不了有发展底蕴的大师。他崇尚通才教育。初去北京时,他也怀疑过中国是否需要在这时挤压掉许多别的事业去造原子弹。这些问题今天仍值得讨论,这些体制今人也仍在继续。
但这些独立思考却是政治上的“不正确”,最终影响到了他和家人的事业。有人回忆,当年在原子核所,涉密的项目是不让卢鹤绂参与的。他的大儿子从复旦物理二系毕业,对口分配到原子核所,结果竟然因为政审不合格,不予接收,是为一例。
离开北京再返上海时的卢鹤绂曾雄心勃发,急不可待地在复旦开报告会,想推动分子物理专业重新上马。但是很快,他被任命为原子核物理教研室主任,各种原子能相关的科研任务接踵而来,复旦大学分子物理专业终归昙花一现。
卧忆平生犹未悔
1975年,两次获得诺贝尔奖的约翰·巴丁率领美国国体物理学考察团访问中同。他因为发明了晶体管、提出超导理论,对20世纪的人类文明进程产生了深远的影响,被誉为现代物理学的巨人。在上海接待他的,是久别了34年的老朋友,卢鹤绂。
卢鹤绂称巴丁为老师,其实他们只差6岁。1936年卢鹤绂在明尼苏达大学留学时,年轻的助教巴丁曾教过他量子物理的课。巴丁当时很好奇地问他,为什么这么些年都没有听到他的消息?他的意思是指科学成果。很多美国同行还记得在明尼苏达少年成名的卢鹤绂呢。当时,卢鹤绂是上海物理学会理事长,但他主要的工作,只是接待科学界的外宾等,还要下乡劳动,政治学习,却无课可教,无项目可研究。
巴丁在离开上海时对人说,卢鹤绂要是留在美国,早得诺贝尔奖了。这不能算一句客气活,反而像是对学生的不满意。卢鹤绂的儿媳马开桂回忆,卢鹤绂从未后悔过自己当年从美国回国,只是偶然会说起,当年曾和几个同学一起研究某个课题,他因为回国退出了,后来他们都得了诺贝尔奖。这似乎是一种复杂的内心滋味。
1979年卢鹤绂受邀赴美讲学,见到了许多昔日的师友和物理界同行,很多人都已成就颇著,地位显赫了。回国后他对弟弟说起感想道,美国科学界这些年的发展,似乎很平稳,大家都自由发展,发展成就也很好,似乎没有我们国家那样号召大干之类的目标……他隐隐道出了不同。
后人也曾叹息,如果不打断卢鹤绂,让他在自己的道路上一路跑去,是会有大的科学发现的。1992年,有记者采访卢鹤绂:为什么中国大陆一直没有人得诺贝尔物理奖,他回答道:“开天辟地,创出新领域,自然得之;模仿练习,细游旧山河,只能失之。”他自己不正是受命细游核物理旧山河了吗,说明他心里都明白。有人称呼他核物理学家时,他偶尔会纠正说他不是核物理学家,是物理学家。他从来没有把自己限定在某一领域。
晚年,他继续自己在理论物理领域钻研,没有得到任何科研资源,就凭纸笔在自家的写字台上研究。去世前两年,他与人合署名在美国发表了最后一篇高质量的论文《马赫原理的直接检验》
卢80岁那年,学生倪光州教授即将出国留学,临行去向老师道让倪光炯写了一首诗向老师请教:“叶落霜降义一秋,韶华早自付东流。箱中旧稿成黄纸,镜里红颜变白头,卧忆平生犹未悔,欣逢盛世复何求,豪情渐共潇洒去,语不惊人也便休。”这本是倪光炯教授借以感叹自己人生处境的,不意卢鹤绂却将这字纸收藏在日记本里,一直保存至身后。想必也是戚戚焉。
如今,他当年受命在核科学事业中播撒的种子已长成大树,硕果累累。他自己的科研宿愿却夭折于无形,记得他名字的人也寥寥无几了。
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