邓稼先:中国科学院学部委员(院士)、核物理学家

来源:    时间:2013-01-11

邓稼先(1924年6月25日—1986年7月29日),出生于安徽怀宁。核物理学家。1980当选为中国科学院学部委员(院士)。1951年加入九三学社。

邓稼先的父亲邓以蛰是著名的美术学家和美术史家,先后任清华大学、北京大学哲学系教授。邓稼先出生后不久,全家迁往北平(北京)。七七事变时,邓稼先在北京宗德中学读书,日寇强迫老百姓举旗“庆祝”,他气愤地将小旗踩在脚下,汉奸为此到学校追查。为避迫害,16岁的邓稼先与姐姐告别父母,绕道越南到了云南昆明,后到四川江津第九中学读高中。1941年考入西南联大物理系,受业于王竹溪。1945年于西南联大物理系毕业,在北京大学物理系任教。

1948年夏,邓稼先考取美国印第安纳州普渡大学物理系研究生。1950年8月,完成了博士论文《氢核的光致蜕变》,获该校物理学博士学位。取得博士学位后,冲破重重阻碍,立即回国。

1950年10月,邓稼先在中国科学院近代物理研究所任助理研究员,从事原子核理论研究。1952年晋升为副研究员。1954—1958年,邓稼先任中国科学院数理化学部副学术秘书,协助钱三强学术秘书和吴有训副院长工作。在此期间,邓稼先在彭桓武教授领导下,分别与何祚庥、徐建铭、于敏等合作,在1956—1958年的《物理学报》上相继发表了《β衰变的角关联》、《辐射损失对加速器中自由振动的影响》、《氢原子核的变形》等论文,为我国核理论研究做出了开拓性的工作。

1958年8月,邓稼先调到新组建的第二机械工业部核武器研究所,任理论部主任,负责领导核武器的理论设计。后任研究所副所长、所长,核工业部第九研究设计院副院长、院长,核工业部科技委副主任,国防科委副主任。他是我国核武器的理论研究工作的奠基者和开拓者之一,是我国研制和发展核武器在技术上的主要组织领导者之一。

核武器研究所成立后,邓稼先是优选来所工作的第一位高级研究人员。他负责领导核武器的理论设计并开展爆轰物理、流体力学、状态方程、中子输运等基本理论研究。当中国决定自己研制核武器时,邓稼先立即组织理论队伍对原子弹的物理进程进行大量的模拟计算和分析。他领导青年人利用仅有的几台电动计算机和手摇计算机,用特征线方法计算内爆型原子弹的物理过程,考察各种物理因素和参数对计算结果的影响,先后共进行九次,历时将近一年。通过这些计算不仅获得了正确的计算结果和物理图像,而且积累了丰富的数值计算经验,推动并深化了有关专业学科的研究,培训了一批既有一定理论基础又有数值计算实践经验和分析能力的青年科技骨干,迈开了中国自力更生研制核武器的第一步。

1962年底,邓稼先领导起草了中国第一颗原子弹的理论方案,并参与指导核试验前的爆轰模拟试验。为了使理论工作更好地与试验配合,理论部派出由青年研究人员组成的工作组,前往西北核武器研究基地,参加现场实验,共同解决试验中遇到的理论问题。邓稼先本人也以理论部主任的身份参加了以王淦昌教授为主任的冷试验委员会,参与指导核试验前的各种模拟爆轰试验。他经常深入实验现场,与实验人员研讨实验方案和测试结果,指导理论部工作人员做好实验预估和结果分析。1964年秋天,他去新疆罗布泊参加我国第一次核试验。10月16日下午3时30分,原子弹爆炸成功,原子弹的理论设计方案检验结果圆满。

由于保密原因,邓稼先公开发表文章和著作不多。人们知道的,是他和周光召合写的《我国第一颗原子弹理论研究总结》。这是一部核武器理论设计开创性的基础巨著,它总结了上百位科学家的研究成果,既阐述了流体力学、爆轰物理、状态方程、中子输运等有关基本理论,又详细描述了原子弹物理过程的各个发展阶段的图像,并对其中的物理规律做了深入的探讨,诸如球面爆轰波理论,冲击波与金属的相互作用,冲击波的聚焦和不稳定性,核材料压缩度的粗估方法,裂变系统深燃耗的解析表达式等等。这部著作不仅对以后的理论设计起到指导作用,而且又是培养科研人员入门的教科书。

第一颗原子弹爆炸成功之后,邓稼先一方面组织人力研究原子弹的小型化,另一方面率领理论部主力探索氢弹原理。1965年9月,理论部副主任于敏领导的一个科研组逐步明确了突破氢弹原理的可能途径,他与大家一起分析计算结果,讨论技术问题,反复分析技术难点,寻求解决途径。在他和各位副主任领导下,终于形成了一套经过充分论证的工作方案,为领导正确决策提供了坚实的基础。这个方案,后来被称为邓—于理论方案。根据这个方案,周总理决定,进行两次突破氢弹原理的核试验。试验表明,此方案完全可靠。1967年6月17日,中国第一颗氢弹空爆成功。

邓稼先不仅在核武器理论研究方面做出了重大贡献,而且也十分重视核武器的实战化。他亲自参与提出和解决了许多提高核武器性能,突破核武器小型化原理等关键技术。80年代,我国核武器有几次新原理的突破,都渗透着邓稼先的智慧和心血。

邓稼先对高温高压状态方程的研究也做出了重要贡献。当时由于保密原因,国外不发表核材料的状态方程,国内还不具备实验条件。在这种情况下,邓稼先指导科研人员从已经发表的其他金属材料的状态方程,推出了低压区轴的状态方程,同时,他又对托马斯—费米(ThomasFermi)理论做出了修正,求出极高压下的核材料状态方程,并且巧妙地与低压区状态方程连接,给出了相当大区域之内完整的状态方程,满足了理论设计的需要。为了培养年轻的科研人员,他还写了电动力学、等离子体物理、球面聚心爆轰波理论等许多讲义。即使在担任院长重任以后,他还在工作之余着手编写《量子场论》和《群论》,但终因工作任务过于繁忙,再加上癌症过早地夺去了他的生命,只写了开头几章就辍笔,未能全部写成。

邓稼先是中国知识分子的优秀代表,为了祖国的强盛,为了国防科研事业的发展,他甘当无名英雄,默默无闻地奋斗了数十年。他放弃了在国外优厚的生活条件,冲破阻力回国参加建设;他中止了已有相当成就的原子核理论研究,隐姓埋名投身于核武器的研究事业。他常常在关键时刻,不顾个人安危,出现在最危险的岗位上,充分体现了他崇高无私的奉献精神。在突破氢弹原理的紧张阶段,他的家庭受到“文化大革命”极大冲击,但他没有为家庭不幸遭遇所压倒,忍受着精神上的巨大打击,仍然夜以继日地紧张工作,为早日研制成氢弹而四处奔波。1971年林彪反革命集团的某些人利用连续三次冷试验没有得到预期结果的技术问题,组织不明真相的工人群众向理论部进行批判围攻。作为理论部主任的邓稼先,如果在技术上说一句违心的话,他本人也许会暂时得到解脱,但很多无辜同事就将被连累,技术问题可能被歪曲、被掩盖,给核事业带来重大损失。他不顾个人安危顶住了种种压力,坚持实事求是的科学态度,做了大量耐心细致的解释工作,既使技术问题得以解决,又保护了一大批科技骨干,避免了重大损失。

邓稼先身处领导岗位,但他谦虚真诚,能把大家团结起来。建所伊始,他是所里唯一的高级研究人员,可他既当老师,又当学生,虚心向比他年轻的大学生请教,从不摆领导架子。他善于发扬学术民主,博采众长。在9次计算期间,专家云集,众说纷纭,在他的领导下,建立了一种可使初级人员与高级专家在学术上平等讨论的民主气氛,这种风气留传下来,对核武器理论的迅速发展和几次重要突破起到非常重要的作用。

从1958年至1986年,28年间,我国共进行了32次核试验,其中有15次是邓稼先亲自指挥的,100%获得成功。由于他的杰出贡献,曾获得1982年的全国自然科学奖一等奖,1986年的两项国家科学技术进步奖特等奖,1987年和1989年的两项国家科学技术进步奖特等奖。1984年他被评为国家级有突出贡献的中青年专家,1986年7月被授予全国劳动模范称号,荣获国家“七五”期间第一枚全国劳动模范奖章。

由于从事着国家安全的特殊工作,他从不向任何人吐露工作内容或炫耀工作成就。通过邓稼先在一次庆功会上写的一首打油诗,人们或许能体味出他的工作与欢欣:

红云冲天照九霄,

千钧核力动地摇。

二十年来勇攀后,

二代轻舟已过桥。

主要论著

1邓稼先,关于氢二核之光致蜕变,中国物理学报,1951,8(2):170~175。

2邓稼先、何祚庥,β衰变的角关联,物理学报,1956,12(2):96~126。

3邓稼先、徐建铭,辐射损失对加速器中自由振动的影响,物理学报,1957,13(2):115~129。

4邓稼先、于敏、周孝谦、李扬国,氢原子核的变形,物理学报,1958,14(6):449~468。