中国科学院与“两弹一星”纪念馆

我同原子核科学结缘

  记得15岁那年(即1928年),我还在蔡元培先生任校长的孔德学校读书,这是北京大学教授的子弟学校(现改名为北京市第二十七中学)。有一天,我读到孙中山先生著的《建国方略》,书中把未来中国的蓝图描绘得十分鼓舞人:以兰州为中心的几大铁路干线,北方、东方和南方的大港……读着读着仿佛走出黑暗涵洞,立见光明。可是合上书一想,由落后到富强,由黑暗到光明,其间有多么大的空白要去填充啊!朦胧中感到有责任响应先生的主张。要使国家摆脱屈辱,走向富强,除去建设强大的工业,发展先进的科学技术,别无他途。于是我决定集中学习数学与物理,以备考南洋大学(即后来的上海交通大学)学电机工程。

  父亲对我们的学习兴趣从不干涉,知道了我的想法之后,欣然支持。不过,他提醒了我:南洋用的是英文课本,而我在孔德学校学的外语是法文。因此,1929年我先考进了北京大学理科预科,想待英文适应后再考南洋大学。

  在年轻人的心目中,诱人的事情总是那么多,时常让你眼花缭乱。原子核科学就是一个非常神秘而诱人的学科,尤其在本世纪30年代,正是该学科发展最激动人心的年代。我正是在这个时候同原子核科学结了缘。那是1932年,我改变学工科的初衷考入清华大学物理系。

  很巧,就在同一年的227日,英国物理学家查德威克(J.Chadwick)根据从法国传来的伊莱娜·居里(I.Curie)和弗莱德里克·约里奥(F.Joliot)作出新的实验的消息,进行一系列实验,证实了她(他)们的实验结果,并且宣布发现一种新的粒子——中子,从而获得了1935年的诺贝尔物理学奖;而约里奥·居里夫妇本来早于查德威克一个多月就作出了发现中子的实验结果,就是说已经在事实上发现了中子。可惜的是约里奥·居里夫妇并没有意识到这一点,没有在理论解释上跨出这一步,因而使这项本该得到的划时代的重大发现,从自己的手中溜掉了,成为科学史上的一大憾事。

  失之东隅,收之桑榆。约里奥·居里夫妇由于发现了人工放射性,也获得了1935年的诺贝尔化学奖。

  还巧的是,当我1936年离开幽雅宁静的清华园踏入社会的时候,系主任吴有训教授把我推荐给北平研究院物理研究所严济慈所长,任助理员,从事分子光谱方面的研究。约莫过了半年时间,经严济慈所长的鼓励,我参加了中法教育基金会组织的留法学生考试,当时有镭学、流体力学和微生物学各一个名额。我考取了镭学,而且是到世界上原子核科学研究最先进的机构之一——巴黎大学居里实验室,指导我从事研究工作的导师,正好又是发现人工放射性的约里奥·居里夫妇。

  可以想象,这一切对于一个刚迈出学校大门,充满科学幻想的青年,该是何等幸运!

  然而,现实的中国却总是如此不幸。正当赴法行期在即,卢沟桥事变爆发,侵略者的铁蹄踏到了中国人的脊梁上,当局又是那样腐败无能,什么气节、国格,一切荡然!民众的心在剧痛,在流血!加之,家父由于忧愤国事,高血压骤然加重,吉凶难卜。我开始踌躇了:国难家患临头,我能忍心离去吗?

  父亲察觉了我的心思,他强忍着痛苦和离愁劝导说:这次出国,是极难得的机会。你学的东西,将来对国家是有用的,报效祖国,造福社会,路程还远得很哩!男儿之志,不能只顾近忧啊!

  1937年夏秋之交,我到达巴黎。没有料到在这里竟工作、生活了11年。

  1940年取得法国国家博士学位,1946年获得法国科学院亨利·德巴微物理学奖,1947年升任法国国家科学研究中心研究导师。11年总共发表了研究论文近40篇。其中由我、何泽慧(1946年春我们在巴黎结为夫妻)、沙士戴勒(R.Chastel)和微聂隆(L.Vigneron)合作,对于铀核三分裂(约300个裂变中有1个三分裂)和四分裂(上万个裂变中有1个四分裂)的发现。曾被约里奥教授认为是第二次世界大战后,他的试验室的第一个重要工作。关于铀核三分裂机制的解释,已为各国物理学界所接受,它进一步丰富了人们对裂变现象的了解和认识。

希望从这里萌生

  一个外国科学工作者在法国晋升为研究导师,又获得了一定的荣誉,很自然,周围的人们都据此以为我们会长期在居里实验室工作下去。

  但是,我和何泽慧的想法很明显:虽然科学没有国界,科学家却是有祖国的。祖国再穷,是自己的;而且正因她贫穷落后,更需要我们去努力改变她的面貌。

  于是我于1948年初夏向约里奥先生和伊莱娜夫人郑重提出回国要求。他们尽管很舍不得我们走,为我们离去而惋惜,但听了陈述之后,都表示理解和赞成我们的决定。约里奥先生说:我要是你们的话,也会这样做的。他们把当时还很保密的重要数据告诉了我们,还将一些放射性材料及放射源交给我们带回国。伊莱娜夫人临别赠言:要为科学服务,科学要为人民服务。

  我带着这些炽热的情谊和殷切的期望,于1948年夏回到了阔别11年的祖国,任教于清华大学。

  1949年,是中国历史上一个极不平凡的年头。我有幸亲身经历了那些不平凡的日子。按当时的感觉,周围的一切似乎在一霎那之间都发生了变化。变化之大和突然,简直让非身临其境者无法确信。

  19493月的一天,人民解放军和平进入北京城不到两个月,我忽然接到通知,要我参加代表团去巴黎出席保卫世界和平大会。团长是我少年时就崇敬而从未见过面的郭沫若。

  记得有一年,孔德学校排演郭沫若的《棠棣之花》,剧中姊姊聂容送弟弟聂政去行刺奸臣的悲壮场面,深深打动了我的心。还有,父亲也常讲起过郭鼎堂(郭沫若的笔名)的著作,特别对其《中国古代社会研究》和《甲骨文研究》备加赞赏,认为郭沫若在这方面的成就远非前人可比。

  代表团里还有各界知名人士,如马寅初、张奚若、许德珩、钱俊瑞、翦伯赞、田汉、洪深、丁玲、许广平、徐悲鸿、萧三、程砚秋、李德全、裴文中、戈宝权等。我想这是我向各方面专家、前辈学习的一个难得的好机会。

  不过,我作为一名自然科学工作者,也还应该有自己业务方面的一份责任。于是想到这次去巴黎会见到我的老师约里奥·居里先生,如果请他帮助订购一些原子核科学研究的必要仪器设备和图书资料,穿过封锁运回来,正是极好机会。可是转念一想,外汇拿得出来吗?我抱着成与不成试试看的心理,把以上想法当面跟一位组团的联系人提出了,并且说了大约要20万美元的数额。

  此后三天未见信息。我心中忐忑不安。我埋怨自己书生气太重,不识时务,不懂国情。战争还没有停息,刚解放的城市百废待举,农村要生产救灾,国家经济状况何等困难,怎么可能在这种时候拨出外汇购买科学仪器呢!这不是完全脱离实际的非份之想么?

  第四天,接到一个电话,要我到中南海去。有关什么事,没有说。

  在中南海里,等待我的是中共中央统战部部长李维汉。他热情招呼之后,便说:三强,你的那个建议,中央研究过了,认为很好。清查了国库,还有一部分美金,有这个力量,决定给予支持。估计一次用不了你提的全部款项,因此在代表团的款项内,先拨出五万美元供你使用。还说:你是代表团成员,和代表团秘书长刘宁一又熟悉,用款时,你们商量着办就成了。

  此时此刻,我心如潮涌,眼前一片模糊……

  这样的激动心情,在法国时曾有过一次。那是193846日。国内抗日军会战台儿庄,取得了歼灭侵略军两万余人的第一次抗战大胜利。留法学生听到这个胜利消息时,真是感到扬眉吐气,大快人心,都情不自禁地激动得哭了。

  不过,那时的喜悦太短暂了。

  当我得到那笔用于发展原子核科学的美元现钞时,喜悦之余,感慨万千。因为这些美元散发出一股霉味,显然是刚从潮湿的库洞中取出来的,不晓得战乱之中它有过什么经历,而现在却把它交给了一位普通科学工作者。这一事实使我自己都无法想象。

  由此往前不到半年,就是1948年下半年,也是在这个北京城,我曾经为了适当集中一下国内原子核科学研究力量,几番奔走呼号,可是每回都是扫兴而返。

  当初我任教于清华大学,就首先找到校长梅贻琦。梅校长表示理解我的建议,但无能为力。他说:你的意见何尝不对,可现在是各立门户、各自为政,谁能顾得上这些呢!

  接着,我又去登北京大学校长胡适的门。胡先生与我父亲多有交往,五四时期曾经轮流编辑过《新青年》。1945年,我从法国到英国学习核乳胶技术,在伦敦见过胡,他还积极动员我回国。他现在既是一名校长,又是可与最高层通话的要人,也许他比梅贻琦的作用大。在我讲明来意后,他摇了摇头,感慨道:门户之见,根深蒂固。北平有几摊,南京有几摊,几个方面的人拢在一起,目前的形势下不易办得到。还是各尽其力吧!

  最后,我找到北平研究院副院长李书华,希望把北平的有关力量先联合起来,加强协作。他的回答是:在一定时期开开学术讨论会是可以的,其他恐怕难以办得到。

  几经碰壁,希望成为泡影。我苦思着,辗转反侧,夜不能寐。一个多世纪以来中华民族落后挨打,遭蹂躏,受侵略,能够简单归咎于经济穷困,没有能力发展事业吗?能够说是中国缺乏仁人志士和中国人智力低下吗?自然不是。造成这种历史屈辱的根蒂,在于历代当政者愚昧、腐败、无能!

  而眼下这些新的当政者,完全是另一种情况了。尽管五万美元对于发展原子核科学所需,不是过大的要求。然而,他们的远见卓识和治国安邦之道,一举之中昭然天下,让人信服,给人希望。

最高决策

  众所周知,中国古代科学技术有过公认的辉煌成就。可是到了近代,特别是实验性很强的如原子核科学等,几乎是空白。1949年以前,虽然北平研究院有一个原子学研究所,中央研究院物理研究所内也设有核物理部分,但是论其当时的工作条件、人员情况,真可以说是徒有其名。以北平研究院原子学研究所为例,全所研究员只有何泽慧和彭桓武教授,此外有一名助理员、一名事务员。所址一部分在东皇城根一处四合院内。当局每月拨给的全部经费,只够买十几只真空管;室内空空荡荡,仪器设备奇缺,我们只好骑着自行车大街小巷跑旧货摊、废品站。我们曾经从天桥拍卖行买回一台旧车床,自己制作一些简单仪器。

  据我所知,1949年以前,中国的其他科学领域也都如此,都是科学家个人凭着为国家富强的热情和献身精神,在经费拮据、人员不足、手段落后和社会动乱无常的困难条件下,自发地做些力所能及的工作,因而长期形成中国科学研究的两大致命弱点:一是缺乏计划性,谁也没有长期准备;二是彼此缺乏了解,互不联系,难于进行集体合作。

  194911月,中国科学院成立后,在政府的有力支持下,立即着手改变以往的状况,使科学能够真正服务于国家的工业、农业、国防建设、保健和人民的文化生活。周恩来总理特别指示,要发展新兴学科,如原子核科学、实验生物学等。不久,第一个名副其实的原子学研究机构——中国科学院近代物理研究所(后改名为原子能研究所),在原北平研究院原子学研究所和中研院物理研究所原子核物理部分的基础上建立了,先是吴有训兼任所长,我任副所长;一年后,我任所长,王淦昌、彭桓武任副所长。研究内容包括:实验原子核物理、放射化学、宇宙线研究、理论物理、电子学等。仅两三年时间,一大批有造诣、有理想、有实干精神的原子核科学家,从美国、英国、法国、德国、东欧和国内有关大学、研究单位纷纷来到所里,真可谓群贤毕至,少长咸集,组成了中国原子核科学的研究中心。经费、条件也大有改观,仅1950年,由于周恩来总理的亲自关怀,政府在财力非常困难的情况下,仍然按预算拨给中国科学院人民币287.2万元,从而原子核科学也得到了重点支持。

  然而,就整体而言,到底基础薄弱,物质条件尚差,还有外部的压力和封锁……中国原子核科学事业,如何根据自己的国情国力发展,确实需要有一个正确的决策。

  1955114日,我和地质学家李四光同时被召到周恩来办公室,在座的还有薄一波和地质部副部长刘杰。周恩来先请李四光讲我国铀矿资源勘探情况,接着由我介绍原子核科学技术研究状况。周恩来全神贯注听了我们的每一句话,并且洞察问题的关键,详细询问了原子反应堆、原子弹的基本原理,以及发展这项事业的必要条件等。然后他告诉我们:明天毛主席和中央其他领导要听取这方面的情况,你们做点准备,简明扼要,可以带点铀矿石和简单仪器做点现场演示。

  第二天,我和李四光等按时到达中南海的一间会议室,里边已经围坐许多熟悉的领导人,有毛泽东、刘少奇、周恩来、朱德、陈云、邓小平、彭德怀、彭真、李富春、陈毅、聂荣臻、薄一波等。

  这是一次专门研究发展我国原子能的中共中央书记处扩大会议。

  毛泽东主席主持会议,开宗明义:今天,我们这些人当小学生,就原子能有关问题,请你们来上一课。

  李四光拿出一小块黄黑色的铀矿标本,说明铀矿资源与发展原子能的密切关系。1954年上半年,我国第一次在广西发现了铀矿资源。领导人一个一个传看着铀矿标本,对它那神话般的巨大能量感到新奇。

  我汇报了几个主要国家原子能发展的概况和我国近几年做的工作。为了加深直观印象,我把带去的自己制造的盖革计数器放在会议桌上,把铀矿石装进口袋里,然后从桌旁走过,计数器便立刻发出嘎、嘎、嘎的声音,这时全场都高兴地笑起来。有的领导人兴趣正浓,还亲自作了试验;有人提出那样这样的问题,询问国内国外的情况,气氛十分活跃。

  毛泽东点燃一支烟,开始作总结性讲话:我们的国家,现在已经知道有铀矿,进一步勘探,一定会找到更多的铀矿来。我们也训练了一些人,科学研究也有了一定的基础,创造了一定条件。过去几年,其它事情很多,还来不及抓这件事。这件事总是要抓的。现在到时候了,该抓了。只要排上日程,认真抓一下,一定可以搞起来。

  你们看怎么样?毛泽东看了看大家,接着强调说:现在苏联对我们援助,我们一定要搞好。我们自己干,也一定能干好!我们只要有人,又有资源,什么奇迹都可以创造出来。

  会议对大力发展原子能表示了极大兴趣和决心。

  毛泽东突然语气一转,以哲学家的见解向我提出关于原子的内部结构问题:

  原子核是由中子和质子组成的吗?

  是这样。我随口回答。

  那质子、中子又是由什么东西组成的呢?

  他的问题并不离奇,要回答准确使我作难。只好照实说:这个问题正在探索中。根据现在研究的成果,质子、中子是构成原子核的基本粒子。所谓基本粒子,就是最小的,不可再分的。

  毛泽东略加思考,然后说:我看不见得。从哲学的观点来看,物质是无限可分的。质子、中子、电子,也应该是可分的,一分为二,对立统一嘛!不过,现在实验条件不具备,将来会证明是可分的。你们信不信,反正我信。

  这是一个预言,是一位政治家的哲学预言。

  事有凑巧。就在同年晚些时候,美国科学家塞格勒(E.G.Segre)、恰勃林(O.Chamberlain)等,发表了他们用质子轰击铜靶,首先发现反质子;同时,发现一种不带电、自旋相反的中子即反中子。

  到了吃饭时间,大家从会议室来到餐厅,摆有3桌饭菜,6样普通的菜,多带辣味。我同毛泽东在一桌,坐在他的对面;他左边是彭真,右边是李四光。李四光改用湖北话同毛泽东交谈,无拘无束,十分开心。

  席间,彭真向毛泽东提起了我的父亲:三强的父亲钱玄同原是北大教授。主席那时也在北大,见过面没有?

  知道,但是没有见过面。毛泽东回答了彭真,然后微笑着对我说:最近我读过你父亲一篇文章《〈新学伪经考〉序》。

  父亲写这篇文章时我正读高中,曾经听他说过,花了不少功夫写成的。我说。

  毛泽东又说:钱先生在他的文章里,批评了他的老师章太炎。《新学伪经考》是康有为的著作,他说许多古书都是经过后人篡改过的。章太炎对这本书有反对意见。钱先生为这本书作了长序,这篇文章代表他对经学今文、古文问题的成熟见解。他在文中提出:总而言之,我们今后解经,应该实事求是,而绝对破除师说家法’……钱先生反驳了他的老师章太炎。有这种勇气,是很不容易的。

  最后,毛泽东举起酒杯站起来,大声说:为我国原子能事业的发展,大家共同干杯!

  是不是凡属政治家都很快地对重大科学问题有远见,能及早把目光投向未来呢?

  在美国就曾经有过这样一个事例。那是二次大战正炮火连天,而原子核科学不断有突破性进展的时候,一位原本抱着和平主义立场的物理学家爱因斯坦(A.Einstein),出于对希特勒摧毁文明的憎恨和担忧,为西拉德(L.Szilard)等人所劝服,于193982日上书罗斯福(F.D.Roosevelt)总统,提请注意核物理学的最新发展,指明核裂变所提供的一种危险的军事潜力,并警告他,德国可能正在发展这种潜力,美国政府必须迅速采取行动,防止德国首先掌握原子弹。

  起初,罗斯福对此事并未加以重视。尽管罗斯福1019日给爱因斯坦的回信中,提到要任命一个委员会详细研究你的关于铀元素的建议的可能性,但是事情仍然进行很缓慢。西拉德只好再次说服爱因斯坦于19403月给罗斯福写了第二封信。

  与此同时,帮助爱因斯坦转交信件的经济学家、罗斯福的好友萨克斯(Sachs)趁总统早餐的时间,给他讲述了拿破仑因拒绝科学家建造动力船队的建议,无法渡过英吉利海峡,未能征服英国,结果腹背受敌,饮恨终生。罗斯福从这一教训和科学家的再三提醒中受到启发,决心投入大量的人力物力,终于最先制造出反应堆和原子弹。

  我们中国的原子核科学家,在这方面应该说一直是幸运的。国家最高层不但有果断的决策,实行决策的条件、措施也都在周总理的运筹之中。初时,技术力量不够,周恩来亲自决定从在苏联和东欧的留学生中抽调300余名专业接近的学生转学与原子能有关的专业;他批准在北京大学建立技术物理系,从全国各大学物理系抽调一批学生转来专攻原子核科学;不久,清华大学工程物理系也应运而生。周总理及时提醒我们,要注意做好宣传工作,特别是向各级领导作宣传。于是中国科学院组织了北京的有关专家,组成原子能科学技术宣讲团,到各地进行科普讲座;出版了《原子能通俗讲话》,发行20万份……就这样,许多办不到的事情办成了,难以出现的奇迹出现了。

严峻考验

  50年代末60年代初,天灾人祸同时重重地撞击着中国大地。对于中国原子能事业来说,那是一个卡脖子的年代。

  当我们自身的教训还没有来得及总结、清理,标榜无私援助老大哥却在这时真的变了心。

  1959620日苏共中央来信,拒绝提供原子弹教学模型和技术资料。823日,苏联又单方面终止两国签定的国防新技术协定,撤走了全部专家,甚至连一张纸片都不留下,还讥讽说:离开外界的帮助,中国20年也搞不出原子弹。就守着这堆废铜烂铁吧!

  作为一个有爱国心的知识分子,此时此刻的心情是什么滋味!我很清楚,这对于中国原子核科学事业,以至于中国历史,将意味着什么。前面的道道难关,而只要有一道攻克不下,千军万马都会搁浅。真是这样的话,造成经济损失且不说,中华民族的自立精神将又一次受到莫大创伤。其实,一年前即1958516日,毛泽东曾在第二机械工业部(即后来的核工业部)的一个报告上批示:尊重苏联同志,刻苦虚心学习。但又一定要破除迷信,打倒贾桂,贾桂是谁也看不起的。

  京剧《法门寺》中的贾桂,奴颜婢膝,别人让他坐,他说站惯了。在以往的中国,不乏其人,不乏其事,因此世界列强可以为所欲为,欺辱中国,蔑视中国人。

  但是,历史的进步是客观存在。中国已经改朝换代了。尊严和骨气,再也不是埋在地层深处的矿物。

  自己动手,从头做起,准备用8年时间,拿出自己的原子弹!毛泽东1960718日在北戴河会议上再次发出号召,要下定决心搞尖端技术。赫鲁晓夫不给我们尖端技术,极好,如果给了,这个帐是很难算的。

  疾风识劲草,严寒知松柏。在正确的决策下,原子能战线上的科学技术人员、领导干部和工人、解放军,不论男女老少,个个精神抖擞,投入依靠自己的力量发展核科学的伟大事业。

  为了记住那个撕毁合同的日子,我国第一颗原子弹的工程代号,定为596

  以王淦昌、彭桓武、郭永怀、朱光亚、邓稼先为首的一批理论与实验物理的优秀科学家,从中国科学院和高等学校调到核武器的研究机构,直接承担起各个环节上的攻坚任务。

  苏联专家撤走后,周光召立即把在苏联杜布纳联合原子核研究所工作的部分中国专家召集到一起,进行讨论:离开外国人的帮助,中国依靠自己的力量能不能研制成原子弹?回答是肯定的。20余人联名向国内写信,请缨回国参战。周光召回国后任核武器研究所理论部副主任,邓稼先为主任。

  人马调齐,工作配套,各方面的研制进展神速。

  有一种扩散分离膜是铀235生产中最关键、最机密的部分,苏联人称它是他们社会主义安全的心脏,从不让中国科学家按近,就是参观学习,也只许站在老远的地方望一眼。我们原子能所为此组织了攻关小组,由学术秘书钱皋韵牵头,联合中国科学院、冶金部和复旦大学等几个研究单位,经过4年努力,研制成功合格的扩散分离膜,并开始批量生产,使我国成为继美、苏、法之后,第四个能制造扩散分离膜的国家。

  中国科学院计算技术研究所研制成我国第一台大型通用计算机——109丙机,成功地承担了第一颗原子弹内爆分析和计算工作。

  原子能研究所及时组织了于敏、黄祖洽等青年理论物理学家,在进行原子弹研制的同时,开展了氢弹原理的预研工作;核武器研制进入决战阶段后,于敏、黄祖洽等30余人合并到武器研究所,加快了氢弹研制的速度,创造出了从原子弹到氢弹进程上的奇迹!

  所有这些工作的成功,都离不开周恩来和聂荣臻的直接领导与指挥,离不开全国上下左右大力协同的奋斗精神。

  真是山重水复疑无路,柳暗花明又一村。遮盖在中国大地上的乌云吹散了,心头的疑团解开了,曾经以为是艰难困苦的关头,却成了中国人干得最欢、最带劲、最舒坦的黄金时代。道理就是这样简单明白:受制于人的地方越少,获得的东西就越多。

  当19641016日我国西部上空升腾起第一朵蘑菇云的时候,有些外国人还不以为然,以为只不过是一个低水平的玩意儿,直到他们对大气中的漂浮物进行分析后,才感到惊讶。

  仅仅2年零8个月,我国第一颗氢弹爆炸了,成为世界上从原子弹到氢弹发展最快的国家。这回又有人说啦:中国人真神!其实也不神,正确的理解应该是,中国人并不笨,外国人能够做到的,中国人经过努力,也能够做到。(文章作者钱三强先生)