他「捨棄」了諾獎,告別了學術,回國做了30年「核司令」卻仍覺虧欠國家
量子物理的誕生,使得20世紀前所未有的偉大。
能與歐洲那群「稱霸物林」的量子物理大師談笑風生,幾乎是每位物理學子的畢生幻想。
然而,卻有一位視物理如命,學術研究如日中天的中國人,毅然放棄了科研條件無比優越的歐洲。
他辭別了恩師玻恩,好友狄拉克、海森堡、薛定諤等一批量子力學大咖,遠離學術界30年。
同樣,他卻在荒野大漠奉獻了30年光陰,只為中國早日造出標誌著軍事強大的核武器。
而在他未參與核試驗之前,他的一篇論文已幾乎打開了諾獎的大門。
圖:與量子物理大咖談笑風生的程開甲
提起核武器和兩彈元勛,大多數人腦海中首先浮現的總是錢學森、鄧稼先和錢三強的名字。
但幾乎指揮了每一場核試驗的程開甲,對大多數人來說卻相對陌生。
圖:「核司令」程開甲
1918年程開甲出生於江蘇省吳江市,祖父是吳江非常有名的富商。
但是祖父對子孫最大的期望並不是經商,而是從文,「開甲」的名字也由此而來。
開即開轉,甲則指第一,祖父希望他能在考場獨佔鰲頭。
雖說從小就背上「萬般皆下品,惟有讀書高」的使命,但程開甲卻沒有像自己名字那麼威風,完全是個「愚鈍頑童」。
圖:頑童程開甲
那時的他一心只想著玩耍,小學二年級就整整留級了3年,所以在學校他也有個稱號叫「年年老闆」。
迫於無奈,家人只好讓其轉學。
在新學校他不但沒變好,反而還變本加厲偷拿了錢就是離家出走。
後來被抓回來,家人讓其跪在祖宗靈前,挨了好一頓揍。
不過身為「頑童」的程開甲,並不是真的愚鈍,只是開竅得晚。
年紀稍大,他便一改過去的不良作風,考上著名的嘉興秀州中學。
圖:上個世紀的嘉興秀州中學
在「中西合璧」的教育環境下,他的成績也開始冒尖。
初二時,他就非常有想法地起草了一艘不用燒煤,靠水循環的永動機大船。
這個想法雖然不切實際,但數學老師姚廣均還是很照顧其想法,跟他作了一番探討後並讚賞其富有想像力。
多虧了這位老師,程開甲對科學的興趣才得以蓬勃發展。
那時姚廣均就瞥見了程開甲在數學上的天賦,經常把程開甲叫到家中給他「開小灶」。
為了讓他學習到更廣闊的知識,姚廣均甚至還因材施教地給了他許多課本外的難題集。
所以才剛上高中,程開甲就接觸了大量大學的知識。
圖:程開甲在母校百年校慶作報告
1937年,程開甲也以優秀的成績考上了浙江大學物理系的「公費生」。
在這所被李約瑟稱為「東方劍橋」的名校里,程開甲也有幸遇到了束星北、王淦昌、 陳建功、蘇步青等大師。
說來奇巧,原本因為貪玩留級三年被稱「年年老闆」的程開甲,到了大學竟因太刻苦學習添了一個綽號「程Book」。
在日後總結成功經驗中,程開甲也永遠將「勤奮」二字認定是最先決條件。
圖:程開甲在浙大的成績單
才上大三,程開甲在剛學完複變函數數論課後,便小試牛刀撰寫了《根據黎曼基本定理推導保角變換面積的極小值》的論文。
然而,這篇文章被推薦發表後,竟還被蘇聯斯米爾諾夫的《高等數學教程》全文引用,驚為天人。
圖:斯米爾諾夫的《高等數學教程》
除了這篇論文外,在留任浙大助教期間,程開甲還在《自然》等國際知名期刊上發表過多篇論文。
其中一篇《對自由粒子的狄拉克方程的推導》,更是引起了狄拉克對這位中國學者的刮目相看與讚賞。
因為在文中,程開甲證明了狄拉克方程在自由粒子和「相對論量子力學」條件下的邏輯正確性。
然而在此之間,就連狄拉克本人都未能給出證明。
圖:1933年諾獎得主,量子力學奠基人狄拉克
得到諾獎得主的青睞,程開甲自然信心倍增,在學術上乘勝追擊。
1944年他的另一篇著作《弱相互作用需要205個質子質量的介子》誕生,提出了一種新介子的存在。
因為之前的論文曾由狄拉克推薦給劍橋大學發表,所以這次他還是將「新發現」送給狄拉克審閱。
然而,因為狄拉克的一個錯誤判斷,程開甲也與諾獎擦肩而過,抱憾終身。
當時遠在歐洲的狄拉克親筆回信給程開甲寫道:「目前基本粒子已經太多,不再需要更多的粒子,更不需要重介子。」,論文未予發表。
出於對權威的敬重與感激,程開甲並沒有去懷疑,也放棄了深入的研究。
然而30年後的一個重要實驗,卻證實了程開甲當時不經意的「發現」。
這項實驗所測得的新粒子質量與當年程開甲的理論計算值「205個質子質量」基本一致。
而這個成果後來也在1979年獲得諾貝爾物理學獎。
這次經歷,也成了他日後的科研生涯中最引以為戒的例子。
雖說狄拉克對程開甲新發現的粒子並不感興趣,但這卻引起了外國學者李約瑟的重視。
圖:痴迷中國科技的外國學者李約瑟
1945年,在李約瑟的推薦下,程開甲獲得獎學金遠渡重洋來到愛丁堡大學,成為著名物理大牛玻恩的研究生。
成為玻恩的學生,無疑是程開甲人生道路上又一次的幸運。
在玻恩身上,他不但學到了許多先進的知識,更重要的是一種科學的精神。
圖:1954年諾貝爾物理學獎得主,馬克斯·玻恩
因為勤勉好學再加上外語(英語與德語)流利,程開甲經常被玻恩邀請參與各種國際學術會議,與各派物理學家談天說地。
那時的他也結識了狄拉克、薛定諤、海森堡、泡利、海特勒、謬勒、鮑威爾等物理大師。
不過在一堆白皮膚的歐洲學者門前,「奶油麵孔」的程開甲也絲毫不露怯,經常因為學術觀點針鋒相對。
圖:程開甲(後左一),玻恩(前右一)
短短4年的留洋生涯中,程開甲也開創了屬於自己學術的新天地。
在導師的指導下,他選擇了超導理論作為研究方向,並先後在《自然》等國際著名學術期刊上發表了5篇高質量的超導論文。
1948年,他還與玻恩共同提出了「程-玻恩」超導電性雙帶模型。
1949年秋,程開甲獲得博士學位,成為英國皇家化學工業研究所研究員。
但也正是這一年,他看到了新中國冉冉升起的希望,歸國之心也變得蠢蠢欲動起來。
當時他身邊的英國朋友都勸他別回去,繼續留在環境優越的歐洲學習研究。
但對性格倔強的程開甲而言,外國朋友口中一句一個「中國窮」「中國落後」「中國沒飯吃」,反而起到了激將作用。
「在歐洲科學成就再高,也不過是二等公民」,程開甲鐵了回國心。
見留不住學生,恩師玻恩只能勸他「多帶點吃的回去」。
然而,程開甲行李箱的位置早已被各類書籍沾滿,連放衣服的位置都沒有,別說體積龐大的食物了。
回國後的頭十年,程開甲一直在浙大和南京大學任教,潛心研究。
在這段期間,他也幾次更改專研方向,原因是「祖國需要什麼,我便學什麼」。
當時,他還率先開展了國內系統的熱力學內耗理論研究,並出版了我國第一本《固體物理學》教科書。
圖:程開甲著《固體物理學》
我國的核武器計劃在蘇聯的幫助下,早在1958年開啟。
但是隨著中蘇關係破裂,蘇聯也單方面撕毀協議,1960年便撤走了所有專家,並拒絕提供原子彈模型及設計資料。
面對殘局,中國還是選擇在一窮二白的情況下,用自己人的力量去研發核武器。
於是程開甲也被「點將」到西北的「死亡之海」羅布泊,參與我國絕密的原子彈計劃。
當時,南京大學為了不放走這名骨幹,甚至不惜與北京方面打起了「官司」。
還是聶榮臻親自給教育部部長、南京大學校長寫信,才使校方放行了程開甲。
從那時起,已在學術研究上頗有建樹的程開甲,便在學術界銷聲匿跡幾十年。
在這期間,程開甲一篇學術論文都未曾發表過,只心繫於國防科技事業。
在荒無人煙的核試驗基地,程開甲的主要任務是保證核武器實驗的成功,並檢測各項參數以及實驗數據。
為了獲得最準確的反饋,程開甲帶領團隊研製出了1000多台測量、取樣、控制用的儀器設備。
在1964年10月16日,我國第一顆原子彈爆炸現場,程開甲在測試儀器中拿到的數據有97%是完整、準確的。
然而回頭看美國、英國、蘇聯、法國等核技術比我國早發展的國家,在首次核試驗中能拿到的數據寥寥無幾。
圖:程開甲(左一)在核試驗場
1964到1984年間,他共主持了包括首次原子彈、首次氫彈、首次導彈、首次地下平洞和首次地下豎井方式等共幾十次核試驗。
而幾乎每次核試驗,程開甲都親臨一線,還多次進入地下核試驗爆後現場。
圖:程開甲在指導工作
為了實地考察取得一手數據,他甚至不顧危險只穿上簡陋的防護服就往爆心直衝。
爆心是出了名的「三高一險」,溫度高、壓力高、放射性高,而且強大的衝擊波還會使掘進過程中出現塌方的危險。
但程開甲誰的勸都不聽,抱著「不入虎穴,焉得虎子」的信念,就是要搜集最好最全的記錄。
圖:穿著簡易防護服的程開甲(左三)
在核試驗基地,忙到廢寢忘食對所有工作人員來說都不足為奇。
但程開甲忘記吃飯這回事,可能比他準時吃飯的次數還要多。
有一次核試驗前,程開甲住在核試驗場附近的帳篷里。
因為一個重要的探測技術,他幾乎每天晚上都要工作到凌晨兩三點。
那時,負責衣食住行的後勤隊員一個晚上就算把飯菜熱了四次,他都顧不上吃一口。
圖:程開甲
所以有一次後勤隊員就將兩個蘋果塞進程開甲的被窩,好待他睡覺時想起沒吃飯起果腹作用。
但是看到第二天清晨的情景,大家都哭笑不得。
因為工作太累,程開甲吃到一半就睡著了,只見他嘴裡叼著沒吃完的蘋果,並積滿了外頭吹來的沙塵。
圖:程開甲(左二)
不過就算常年居住荒涼之地,程開甲也沒有半句怨言。
1984年,中央將其職務調回北京時,他還不捨得走。
而對於被核武器擱置了幾十年的學術研究,他也從來不後悔。
他曾說「如果當初不回國造核武器,可能個人會有更大的科學成就,但是也不會有像現在這樣強烈的幸福感。」
程開甲認為,有一種最可靠的安全,就是讓敵人知難而退。
這就是中國為什麼造核武器的理由,也是自己奮鬥終生的原因。
在荒漠奮鬥幾十載的程開甲,是我國指揮核試驗次數最多的科學家,所以也成了名副其實的「核司令」。
圖:2013年程開甲獲國家最高科學技術獎
離開荒涼的羅布泊和核試驗,他也沒有閑住,繼續在科研事業上發光發熱。
1987年,程開甲又重拾了幾十年前與玻恩合著的「超導電性雙帶模型」。
那時人們已看到超導中的聖經「BCS理論」的局限性,程開甲則分析了現狀並進一步地完善了自己的「雙帶理論」。
為此,他還出版了超導專著《Study of Mechanism of Superconductivity》和《超導機理》,指出了BCS超導電子成對理論的不足,並給予實驗建議。
圖:2017年程開甲獲「八一勳章」時已99歲
英雄遲暮,現在程開甲已99歲高壽,是23位兩彈一星元勛中還健在的五位之一。
干驚天動地事,做隱姓埋名人,他的奉獻讓所有身處安逸的中國人都覺得對其有所虧欠。
但是程開甲卻說:「我不覺得國家虧欠了自己,倒是覺得自己做得還不夠好,虧欠了國家。」
推薦閱讀:
※量子力學初學者的一個問題?
※本科四年物理,最短花多少時間可以學完?
※關於「薛定諤的貓」究竟應該怎樣詮釋?
※雙縫干涉試驗的觀察者效應究竟是怎樣的?
※量子力學既然是研究微觀世界的,那拿人們生活中事件來類比解釋豈不是毫無意義甚至就是錯的嗎?