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兴趣是最好的老师
周光召,湖南宁乡人,1929年5月出生在一个知识分子家庭。父亲周凤九是公路工程专家,曾先后任湖南大学教授、湖南公路局总工程师、公路局长。新中国成立后,他被任命为中央人民政府交通部技术委员会副主任、交通部公路总局副局长等职。母亲陶振昭是一位善良温和的家庭主妇,终日为全家辛勤操劳。
周光召兄弟姐妹6个,他排行第五。由于父亲的工作性质,也由于战争,他的童年生活在迁徙动荡中度过。小学学业辗转于湖南、贵州、四川等几个地方才得以完成。童年的周光召非常淘气,下塘捉鱼,上树掏鸟巢,常因此遭父母的斥责。关于父亲,周光召说:“在我的记忆中,那时的父亲忙着修公路,我能跟他在一起的时间很少。至于说到他对我有什么影响,也说不出太多。但他修路一向认真,这种工作态度给我以深刻印象。”
父亲前往西昌修川滇公路时,周光召和哥哥留在重庆,并于1941年进入重庆南开中学就读。周光召在这里际遇了第一位良师——数学老师唐秀颖。唐秀颖讲课生动,长于启发学生思考,常常使同学们着迷。这引起周光召对数学的极大兴趣。他不仅特别喜爱数学课,而且喜欢钻研,对老师布置的作业不循常规按老师的方法解题,而是独立思考,独辟蹊径地解一个又一个数学难题,这锻炼了他的逻辑思维能力。唐秀颖发现了这个与众不同的学生,更是悉心引导,因材施教。老师的培育之恩,周光召终生难忘。半个世纪后,已是中国科学院院长的他在一次访谈中还深情地说:“我在南开中学待了有5年。在所有的课程中,我的成绩都不是非常好。当时那个学校的数学老师非常好,是一位叫唐秀颖的老师,她给我的帮助最大,影响也最深。因为她的关系,我对数学的爱好也就比较强一点。”
父亲的熏陶和老师的教诲,不断开拓着周光召的视野,养成了他独立思考而又踏实进取的精神。
名师育英才
1946年秋,中学刚念到五年级的周光召回到湖南以同等学历报考大学,因为国文成绩不够好,只考进了清华大学的先修班。自尊的周光召以不能马上当清华大学的正规学生为耻,觉得自己很笨,所以更努力地学习。为了有更多的时间学习,他自告奋勇去管理系图书馆。因为那样就可以每天头一个走进系图书馆,最后一个离开。功夫不负苦心人。一年后,他便以优异的成绩转入清华大学物理系。
周光召最初的兴趣并不是物理专业。也许是耳濡目染,他想跟父亲一样学工程,觉得工程对社会有用,将来也更容易找到工作。1945年,美国人在日本广岛、长崎投下了原子弹。原子弹爆炸的冲击波不仅震惊了世界,也震撼了中国许多年轻人的心。正在读高二的周光召与同窗好友陈远一起讨论。陈远思想活跃,从原子弹爆炸这件事中认识到物理学科的重要性,认为学物理最有前途,就对周光召说:“去学物理吧,我们国家需要这样的人才。”当时高三才开物理课,对物理一无所知的周光召,因为好朋友陈远的一席话,热血澎湃,决定改学物理。
清华大学物理系,名家云集,拥有许多出类拔萃的老师。周光召一进入物理系就得到名师的教导,对他影响最大的是王竹溪和叶企荪。王竹溪是一位非常优秀的理论物理学家,他作风严谨,对学生要求也非常严格。他教的是热力学,旁征博引,知识丰富,上他的课要聚精会神才能学好,所以周光召特别喜欢他的课。周光召除了从王竹溪那里获得学问之外,还领悟到了认真、严谨的科学态度。
叶企荪当时是清华大学物理系主任、理学院院长,他的最大特点是非常爱护年轻人。周光召由衷地爱戴这位老师,说:“我那时候是二三年级的学生,一方面我觉得他讲课有他自身的特色,非常联系实际;另外一方面我觉得他对学生非常关怀,给人一种很亲切的感觉。”
年轻的周光召如海绵吸水般地汲取有益的养分。在清华园,他的表现非常优秀,同学都管他叫周公,做题的时候,题太难了,就用“周公都做不出来”来形容它的难度。
为了学好为新中国服务的本领,1951年7月,周光召在清华本科毕业以后,开始在本系读研究生。院系调整后,周光召去北京大学研究院,师从于著名的理论物理学家彭桓武教授,进行基本粒子物理的研究。北大自由的学术风气让周光召受益匪浅。彭桓武是个了不起的科学家,他看问题深刻,解决问题机智灵活,对学生循循善诱,关怀备至。周光召与为人随和的彭桓武无话不谈,亦师亦友。他不仅从这位杰出的师长身上学到了知识,而且彭桓武强烈的爱国心、在事业上锲而不舍的奋斗精神,学术上的民主精神及淡泊名利的处世态度,深深地影响了周光召。
1954年7月,他以优良的成绩通过了研究生的论文答辩。8月,周光召走上了工作岗位,留在北京大学物理系任讲师。
挑战权威
20世纪50年代,苏联在杜布纳成立联合原子能研究所,聚集当时12个社会主义国家的科研人员进行高能物理研究。中国也派出了几十位学者参加联合研究工作。中国第一批来这里任高级研究员的理论物理学家胡宁,推荐了周光召。北大领导和周光召的导师彭桓武都表示支持。1957年春,28岁的周光召带着祖国的重托,带着对妻子和未满周岁女儿的眷恋之情,踏进了杜布纳联合原子能研究所,在理论物理研究室从事高能物理、粒子物理的研究工作。
杜布纳联合原子能研究所的设备和科研力量在当时虽然算不上世界上最优秀的,但它远强于国内;同时还有一些有名的学者去那里作报告,可以了解学科前沿动态。因此,肩负国家使命的周光召很珍惜这次机会。
那个年代,在苏联老大哥的眼里,中国人是来学习他们的先进技术的,他们是理所当然的大师,明显带有几分瞧不起人的神气。但是强烈的民族自尊心和天生不服输的性格让周光召陡增了一种豪情,他的想法是不能让苏联人看不起,而要改变苏联人对中国人的看法,必须要努力做个样子给他们看,为国争光。他深知“得之在俄顷,积之在平日”。杜布纳有丰富的资料,他就夜以继日地阅读、研究,绞尽脑汁地思索,严格地论证。实验室里有一台大型高能加速器,他就伴随着高能加速器低沉的轰鸣声做实验,如痴如醉地沉浸在奇妙的物理世界,探寻其规律,生活紧张又充实。
慢慢地,勤奋而又聪颖的他渐入佳境。周光召在这里工作虽只有短短4年,但已展现了他在物理学方面的杰出才华。他两次获得联合研究所的科研奖金,发表了33篇论文,其中有不少文章得到国际上的好评。《静质量为零的极化粒子的反应》最先提出螺旋态的协变描述;《关于赝矢量流和重介子与介子的轻子衰变》是最早讨论赝矢量流部分守恒(PCAC)的文章之一。他提出的弱相互作用中的部分赝矢量流守恒律,直接促进了流代数理论的建立,是对弱相互作用理论的一个重要推进,得到国际上的承认和很高的评价,引起国际物理学界的普遍重视。
此间,周光召较重要的学术成就主要有5个方面:一是严格证明了电荷共轭宇称(CP)破坏的一个重要定理,即在电荷共轭宇称时间(CPT)联合反演不变的情况下,尽管粒子和反粒子的衰变总宽度相同,但时间(T)反演不守恒,它们到不同过程的衰变分宽度仍可以不相同。二是简明地推导出赝矢量流部分守恒定理,世界公认他是PCAC的奠基人之一。三是他第一次引入了相对论螺旋散射振幅的概念和相对的数学描述。四是最先提出用漏失质量方法寻找共振态和用核吸收方法探测弱相互作用中弱磁效应等实验的建议。五是用色散关系理论对非常重要的光合反应做了大量理论研究工作。
在科学研究中,周光召不迷信权威,敢于质疑,坚持真理。
高能物理是一门当时正在发展的学科,相对性粒子的性质是一个比较前沿的课题。苏联有一位教授在做这方面的研究工作,并得出了研究的结论。周光召组里的负责人马尔科夫对这个问题有兴趣,让周光召去了解情况。周光召接触后却对专家的结论不很认同,所以在一次学术会议上提出了自己的看法。对方是一位知名专家,一个权威忽然受到一个年轻人的挑战,所以会上一片哗然,周光召的不同看法被斥为无稽之谈。
然而,周光召没有就此止步,为了证明自己不是凭空乱说,用了3个多月的时间,一步一步地严格推演、证明,然后把研究成果写成了题为《相对性粒子在反应过程中自旋的表示》的论文,发表在《理论与实验物理》杂志。过了一段时间,美国科学家在研究中也得出了相似的结论。
“不打不相识”,苏联教授也因此与周光召成了很好的朋友。
周光召的一系列卓越成就,不仅为中国人争得了荣誉,也使他迅速成为蜚声国际的青年学者,以致当时国外报道称:“周光召的工作震动了杜布纳。”
对这段经历,周光召深有感触。他说:“我始终教导我们的人,对年轻人,对一些落后国家的人要非常尊重,不要去随意地看不起人家。”
隐姓埋名研制“两弹”
正当意气风发的周光召在杜布纳声名鹊起时,中苏关系却阴云密布。1959年6月,苏联给中共中央发来通知,要撤走所有在华的专家。中国刚刚开始的原子弹事业面临着巨大的困难。
中苏关系破裂,去留问题很现实地摆在了周光召的面前。
作为中共党支部书记,周光召召集支部会议。会上,他与吕敏、何祚庥3名支部委员联名写信请缨,表示:“作为新中国成长起来的科学家,我们时刻准备放弃我们的基础研究,改行承担国家急需的任务。我们随时听从祖国的召唤。我们深信,中国一定能够造出自己的原子弹。”
在等候回国的最后几个月,周光召在杜布纳集中精力阅读核爆方面的著作,为回国做原子弹研制工作做准备。
1961年1月,周光召回到北京。他未来得及与妻儿团聚,就搬进了第二机械工业部第九研究院。5月,担任理论部第一副主任,进行有关核应用的理论研究,开始“秘密历程”,即“两弹一星”研制工作。这一干就是19年。
1961年开始,周光召积极参加并领导了我国核武器的理论研究工作,为我国第一颗原子弹、第一颗氢弹的研制成功,我国战略核武器的设计和定型,以及此后核武器的预研和其他一系列科学试验都作出了重大贡献。
在我国第一颗原子弹的设计攻坚战役中,困难是巨大的。周光召他们想尽一切办法从公开、半公开及和平利用原子能方面的材料中收集、筛选信息,再用科学方法推算。可利用的设备则是两架300次乌拉尔手摇式计算机和一些仪器。当时他们拥有的视若珍宝的唯一可供参考的内部资料,是苏联总顾问向我国介绍情况时的一份口授的且极其简要的记录。这份资料上的一个数据却引起了一场激烈的争论。一些坚决相信苏联专家的科技人员认为资料上的记载是正确的,而负责原子弹理论设计的邓稼先带领年轻人夜以继日计算了8次,可结果仍与苏联专家的数据不一样。当邓稼先的攻坚队进行第9次演算时,中间的一段数据仍旧“塌方”,这就使原子弹理论设计方案陷入迷雾中。
彭桓武请周光召复查邓稼先小组的计算数据。周光召以他特有的敏锐和智慧,另辟蹊径,从炸药能量利用率着手,求出炸药所做的最大功,从理论上证明了邓稼先小组计算结果的正确性,使对压紧过程的流体力学现象有了透彻的理解。数学家周毓麟等则研究了有效的数学方法和计算程序,经过计算其结果也与邓稼先小组计算结果完全相符。这样才结束了争论,让大家确信数据不符的原因是资料上的误记。由于周光召、周毓麟等廓清了迷雾,设计工作才走出困境。
正是在这众志成城中,一个个秘密被揭开,一道道难关被攻克。1962年9月,第一颗原子弹的理论方案诞生。
1964年10月15日,在罗布泊高高的铁架上,中国第一颗原子弹已经安装就绪。突然,一份急电从罗布泊发往北京,说发现了一种材料中的杂质超过了原来的设计要求。刘杰部长匆匆来到理论物理研究所,找到在北京留守的周光召、黄祖洽和秦元勋,急切地说:“场区出现新情况,周总理要求重新计算一下成功的概率,8个小时内给我结果。”
周光召等接到这项特殊的任务,和同事们连夜紧张地运算。10月16日上午,一份计算报告呈送到周恩来面前:“经计算,我国第一颗原子弹爆炸试验的失败率小于万分之一,建议按时起爆。”
1964年10月16日15时,罗布泊发出了一声巨响,原子弹爆炸成功!
原子弹研制完成后,周光召等科学家没有陶醉于成功的喜悦中,在毛泽东关于“加快氢弹研制步伐”的指示下,又紧锣密鼓地探索中国的氢弹之路。
正当周光召等潜心攻关时,一场浩劫降临了。周光召受到冲击,成为所在单位受冲击最厉害的一个。周光召望着满地狼藉的书籍和论文手稿,心如刀绞。他一边接受批判,一边工作,心里很委屈,思想很苦闷。此时,主管研制工作的聂荣臻元帅伸出了温暖之手。
1966年12月,周光召等要做一个原理性的实验证明设计氢弹的原理,去了试验场。聂荣臻元帅也在。当时的戈壁滩滴水成冰,受批判的周光召住在干打垒的房子里。周光召和于敏前去向聂荣臻汇报工作时,一见面,聂荣臻和蔼的目光凝视着周光召的脸,关切地说:“我知道,光召的哮喘病还未好,经受了那么多折腾。你们跟我住在一块,就这么定了。”
领导的关怀之情,让周光召心中的热浪滚滚,心中的烦恼化为乌有。从基地回到北京,又带了一个小组去上海。
氢弹设计完了,实验成功了,周光召却“靠边”了。后来实验工作需要他参加,周光召才又回到核武器理论研究所。
在隐姓埋名的19年里,周光召对核武器理论的研究工作表现出很高的造诣和很强的指导能力。他参与并领导开展了爆炸物理、辐射流体力学、高温高压物理、二维流体力学、中子物理等多个领域的研究工作,取得了许多具有实际价值的重要成果。这些成果为弄清核武器产品内部的运动规律,为核武器的理论奠定了基础。
1999 年9 月18 日,在隆重庆祝中华人民共和国成立50周年前夕,周光召作为研制“两弹一星”作出突出贡献的23位科技专家之一,受到党中央、国务院、中央军委的表彰。在掌声和鲜花面前,他很谦虚,说:“‘两弹’有功人员远远不止几十位,为此抛洒心血甚至献出宝贵生命的是一大批默默无闻的人。我是个很普通的人。如果把制造原子弹比作撰写一篇惊心动魄的文章,这文章是工人、解放军战士、工程和科学技术人员不下10万人谱写出来的,我只不过是10万分之一。”
天空闪烁的3462号行星
1976年以后,周光召逐渐将他的工作转入粒子物理和统计物理理论的研究。他组织领导了中青年科研人员对相互作用统一、CP破坏、有效拉氏量理论、超对称性破缺、量子场论的大范围拓扑性质及其与反常的联系等方面,做了许多很有意义的研究工作,其中许多结果引起国内外学者的普遍重视。在凝聚态物理方面,他领导的小组发展了非平衡态统一理论中的数学形式──闭路格林函数方法,并把所发展的方法,尝试应用到激光、等离子体、临界力学、随机淬火系统等方面,这种方法的优越性很快得到显示:发展了前人的思想,解决了不少理论问题。他的贡献得到了肯定:1980年当选为中国科学院院士;1985年获两项国家科技进步奖特等奖;1987年以《量子场论大范围性质的研究》获中国科学院重大科技成果一等奖。
由于参加“两弹一星”的核心研究工作,周光召长时间里从物理学界消失了。1979年,他任中国科学院理论物理研究所研究员。1980年春,国际粒子物理会议在广州召开,才公开亮相,但同行们仍记得他。中国科学院副院长钱三强向到会的李政道介绍周光召时说:“他是新中国自己培养的科学家中的佼佼者。”李政道说,在我们当中他也是佼佼者。
周光召回到理论研究领域后即在很短的时间内迅速地站在学术前沿,这既反映了他很高的科学素养,也得益于他国外交流的经历。
对外开放后,周光召接受国外的邀请,迈出了国门,在美国和欧洲各待了一年。他出国的动机就是利用国外便捷的条件与国际同行建立广泛联系,广交朋友,把自己当作小学生,从头学起,广种广收,不仅弥补与世界理论物理学界隔绝十几年带来的科研信息短缺,而且要迅速站到学术前沿。
1980年9月,周光召应邀到美国弗吉尼亚大学和加州大学担任客座教授。在美国,周光召为中国物理学界做了两件大事:一是促成了中国学者赴美学术交流,二是帮助恢复中国物理学会在国际组织中的地位。
第二年9月,周光召在美国完成教学和科研以后,又来到欧洲原子核研究中心担任研究员。他是该中心在20世纪60 年代以后邀请的第一位中国物理学家。钟情于学术的周光召,此时在理论物理领域好像又回到了生机勃勃的青年时期,研究工作强烈地吸引着他,并看到了学科前景。
正当周光召满怀热情地准备向新的理论高峰冲击时,1982年9月,他被召回国。在党的十二大上他当选为中央候补委员,后选为中央委员。同年,周光召被任命为中国科学院理论物理研究所长。1984年4月,任中国科学院副院长。1987年1月22日,担任中国科学院院长、党组书记,成为继郭沫若、方毅、卢嘉锡之后的第四任中国科学院院长。
自1983年以后,周光召承担了较繁重的社会工作,先后被选为中国物理学会副理事长、中国国际交流协会副会长、国际物理学联合会副主席、国务院学位委员会副主任等。同时,他还兼任《中国科学》、《科学通报》杂志主编。
对于这些,周光召回忆说:“那个时候我才真正感觉到又发生了一个人生的大转折。那时候钱三强先生动员我,还有科学院的一些其他领导,我也没办法拒绝,后来就到科学院来了。”因为国家不仅仅是需要他做一个杰出的物理学家,而且需要他在方兴未艾的中国现代化建设中担负更重要的使命。周光召作为中国科学院当家人的战略举措,就是进行科技体制改革。
作为一个科学家,周光召是成功的,成就卓著。1993年,意大利政府授予他“意大利共和国爵士勋章”。1994年,香港求是科技基金会授予他“中国杰出科学家奖”。还荣膺美国科学院、俄罗斯科学院、欧洲科学院等11个国家和地区的科学院院士。1996年,经国际小行星命名委员会审议通过,将国际编号为3462号的小行星命名为“周光召星”。
周光召是个享誉国际、星光熠熠的大科学家,也是新中国自己培养的科学家。关于他如何取得成功,他有自己独到的看法。他说:“很重要的一点是:个人与社会相比是渺小的,时代决定你选择的大方向。要做时代需要的事情。你不能确定一辈子做什么事情。往往你一心要达到的却追寻不到,无心要达到的事,反而实现的机会大。比如在科学上,我们应怀着强烈的好奇心,带着怀疑的眼光,提出新的设想,从科学事业上考虑问题,而不要着意追求这以外的东西。”
他所说的正是他的心语。他的人生轨迹是顺其自然:自然成长、发展兴趣、顺应时代、服从需要,终成学界泰斗。
周光召,湖南宁乡人,1929年5月出生在一个知识分子家庭。父亲周凤九是公路工程专家,曾先后任湖南大学教授、湖南公路局总工程师、公路局长。新中国成立后,他被任命为中央人民政府交通部技术委员会副主任、交通部公路总局副局长等职。母亲陶振昭是一位善良温和的家庭主妇,终日为全家辛勤操劳。
周光召兄弟姐妹6个,他排行第五。由于父亲的工作性质,也由于战争,他的童年生活在迁徙动荡中度过。小学学业辗转于湖南、贵州、四川等几个地方才得以完成。童年的周光召非常淘气,下塘捉鱼,上树掏鸟巢,常因此遭父母的斥责。关于父亲,周光召说:“在我的记忆中,那时的父亲忙着修公路,我能跟他在一起的时间很少。至于说到他对我有什么影响,也说不出太多。但他修路一向认真,这种工作态度给我以深刻印象。”
父亲前往西昌修川滇公路时,周光召和哥哥留在重庆,并于1941年进入重庆南开中学就读。周光召在这里际遇了第一位良师——数学老师唐秀颖。唐秀颖讲课生动,长于启发学生思考,常常使同学们着迷。这引起周光召对数学的极大兴趣。他不仅特别喜爱数学课,而且喜欢钻研,对老师布置的作业不循常规按老师的方法解题,而是独立思考,独辟蹊径地解一个又一个数学难题,这锻炼了他的逻辑思维能力。唐秀颖发现了这个与众不同的学生,更是悉心引导,因材施教。老师的培育之恩,周光召终生难忘。半个世纪后,已是中国科学院院长的他在一次访谈中还深情地说:“我在南开中学待了有5年。在所有的课程中,我的成绩都不是非常好。当时那个学校的数学老师非常好,是一位叫唐秀颖的老师,她给我的帮助最大,影响也最深。因为她的关系,我对数学的爱好也就比较强一点。”
父亲的熏陶和老师的教诲,不断开拓着周光召的视野,养成了他独立思考而又踏实进取的精神。
名师育英才
1946年秋,中学刚念到五年级的周光召回到湖南以同等学历报考大学,因为国文成绩不够好,只考进了清华大学的先修班。自尊的周光召以不能马上当清华大学的正规学生为耻,觉得自己很笨,所以更努力地学习。为了有更多的时间学习,他自告奋勇去管理系图书馆。因为那样就可以每天头一个走进系图书馆,最后一个离开。功夫不负苦心人。一年后,他便以优异的成绩转入清华大学物理系。
周光召最初的兴趣并不是物理专业。也许是耳濡目染,他想跟父亲一样学工程,觉得工程对社会有用,将来也更容易找到工作。1945年,美国人在日本广岛、长崎投下了原子弹。原子弹爆炸的冲击波不仅震惊了世界,也震撼了中国许多年轻人的心。正在读高二的周光召与同窗好友陈远一起讨论。陈远思想活跃,从原子弹爆炸这件事中认识到物理学科的重要性,认为学物理最有前途,就对周光召说:“去学物理吧,我们国家需要这样的人才。”当时高三才开物理课,对物理一无所知的周光召,因为好朋友陈远的一席话,热血澎湃,决定改学物理。
清华大学物理系,名家云集,拥有许多出类拔萃的老师。周光召一进入物理系就得到名师的教导,对他影响最大的是王竹溪和叶企荪。王竹溪是一位非常优秀的理论物理学家,他作风严谨,对学生要求也非常严格。他教的是热力学,旁征博引,知识丰富,上他的课要聚精会神才能学好,所以周光召特别喜欢他的课。周光召除了从王竹溪那里获得学问之外,还领悟到了认真、严谨的科学态度。
叶企荪当时是清华大学物理系主任、理学院院长,他的最大特点是非常爱护年轻人。周光召由衷地爱戴这位老师,说:“我那时候是二三年级的学生,一方面我觉得他讲课有他自身的特色,非常联系实际;另外一方面我觉得他对学生非常关怀,给人一种很亲切的感觉。”
年轻的周光召如海绵吸水般地汲取有益的养分。在清华园,他的表现非常优秀,同学都管他叫周公,做题的时候,题太难了,就用“周公都做不出来”来形容它的难度。
为了学好为新中国服务的本领,1951年7月,周光召在清华本科毕业以后,开始在本系读研究生。院系调整后,周光召去北京大学研究院,师从于著名的理论物理学家彭桓武教授,进行基本粒子物理的研究。北大自由的学术风气让周光召受益匪浅。彭桓武是个了不起的科学家,他看问题深刻,解决问题机智灵活,对学生循循善诱,关怀备至。周光召与为人随和的彭桓武无话不谈,亦师亦友。他不仅从这位杰出的师长身上学到了知识,而且彭桓武强烈的爱国心、在事业上锲而不舍的奋斗精神,学术上的民主精神及淡泊名利的处世态度,深深地影响了周光召。
1954年7月,他以优良的成绩通过了研究生的论文答辩。8月,周光召走上了工作岗位,留在北京大学物理系任讲师。
挑战权威
20世纪50年代,苏联在杜布纳成立联合原子能研究所,聚集当时12个社会主义国家的科研人员进行高能物理研究。中国也派出了几十位学者参加联合研究工作。中国第一批来这里任高级研究员的理论物理学家胡宁,推荐了周光召。北大领导和周光召的导师彭桓武都表示支持。1957年春,28岁的周光召带着祖国的重托,带着对妻子和未满周岁女儿的眷恋之情,踏进了杜布纳联合原子能研究所,在理论物理研究室从事高能物理、粒子物理的研究工作。
杜布纳联合原子能研究所的设备和科研力量在当时虽然算不上世界上最优秀的,但它远强于国内;同时还有一些有名的学者去那里作报告,可以了解学科前沿动态。因此,肩负国家使命的周光召很珍惜这次机会。
那个年代,在苏联老大哥的眼里,中国人是来学习他们的先进技术的,他们是理所当然的大师,明显带有几分瞧不起人的神气。但是强烈的民族自尊心和天生不服输的性格让周光召陡增了一种豪情,他的想法是不能让苏联人看不起,而要改变苏联人对中国人的看法,必须要努力做个样子给他们看,为国争光。他深知“得之在俄顷,积之在平日”。杜布纳有丰富的资料,他就夜以继日地阅读、研究,绞尽脑汁地思索,严格地论证。实验室里有一台大型高能加速器,他就伴随着高能加速器低沉的轰鸣声做实验,如痴如醉地沉浸在奇妙的物理世界,探寻其规律,生活紧张又充实。
慢慢地,勤奋而又聪颖的他渐入佳境。周光召在这里工作虽只有短短4年,但已展现了他在物理学方面的杰出才华。他两次获得联合研究所的科研奖金,发表了33篇论文,其中有不少文章得到国际上的好评。《静质量为零的极化粒子的反应》最先提出螺旋态的协变描述;《关于赝矢量流和重介子与介子的轻子衰变》是最早讨论赝矢量流部分守恒(PCAC)的文章之一。他提出的弱相互作用中的部分赝矢量流守恒律,直接促进了流代数理论的建立,是对弱相互作用理论的一个重要推进,得到国际上的承认和很高的评价,引起国际物理学界的普遍重视。
此间,周光召较重要的学术成就主要有5个方面:一是严格证明了电荷共轭宇称(CP)破坏的一个重要定理,即在电荷共轭宇称时间(CPT)联合反演不变的情况下,尽管粒子和反粒子的衰变总宽度相同,但时间(T)反演不守恒,它们到不同过程的衰变分宽度仍可以不相同。二是简明地推导出赝矢量流部分守恒定理,世界公认他是PCAC的奠基人之一。三是他第一次引入了相对论螺旋散射振幅的概念和相对的数学描述。四是最先提出用漏失质量方法寻找共振态和用核吸收方法探测弱相互作用中弱磁效应等实验的建议。五是用色散关系理论对非常重要的光合反应做了大量理论研究工作。
在科学研究中,周光召不迷信权威,敢于质疑,坚持真理。
高能物理是一门当时正在发展的学科,相对性粒子的性质是一个比较前沿的课题。苏联有一位教授在做这方面的研究工作,并得出了研究的结论。周光召组里的负责人马尔科夫对这个问题有兴趣,让周光召去了解情况。周光召接触后却对专家的结论不很认同,所以在一次学术会议上提出了自己的看法。对方是一位知名专家,一个权威忽然受到一个年轻人的挑战,所以会上一片哗然,周光召的不同看法被斥为无稽之谈。
然而,周光召没有就此止步,为了证明自己不是凭空乱说,用了3个多月的时间,一步一步地严格推演、证明,然后把研究成果写成了题为《相对性粒子在反应过程中自旋的表示》的论文,发表在《理论与实验物理》杂志。过了一段时间,美国科学家在研究中也得出了相似的结论。
“不打不相识”,苏联教授也因此与周光召成了很好的朋友。
周光召的一系列卓越成就,不仅为中国人争得了荣誉,也使他迅速成为蜚声国际的青年学者,以致当时国外报道称:“周光召的工作震动了杜布纳。”
对这段经历,周光召深有感触。他说:“我始终教导我们的人,对年轻人,对一些落后国家的人要非常尊重,不要去随意地看不起人家。”
隐姓埋名研制“两弹”
正当意气风发的周光召在杜布纳声名鹊起时,中苏关系却阴云密布。1959年6月,苏联给中共中央发来通知,要撤走所有在华的专家。中国刚刚开始的原子弹事业面临着巨大的困难。
中苏关系破裂,去留问题很现实地摆在了周光召的面前。
作为中共党支部书记,周光召召集支部会议。会上,他与吕敏、何祚庥3名支部委员联名写信请缨,表示:“作为新中国成长起来的科学家,我们时刻准备放弃我们的基础研究,改行承担国家急需的任务。我们随时听从祖国的召唤。我们深信,中国一定能够造出自己的原子弹。”
在等候回国的最后几个月,周光召在杜布纳集中精力阅读核爆方面的著作,为回国做原子弹研制工作做准备。
1961年1月,周光召回到北京。他未来得及与妻儿团聚,就搬进了第二机械工业部第九研究院。5月,担任理论部第一副主任,进行有关核应用的理论研究,开始“秘密历程”,即“两弹一星”研制工作。这一干就是19年。
1961年开始,周光召积极参加并领导了我国核武器的理论研究工作,为我国第一颗原子弹、第一颗氢弹的研制成功,我国战略核武器的设计和定型,以及此后核武器的预研和其他一系列科学试验都作出了重大贡献。
在我国第一颗原子弹的设计攻坚战役中,困难是巨大的。周光召他们想尽一切办法从公开、半公开及和平利用原子能方面的材料中收集、筛选信息,再用科学方法推算。可利用的设备则是两架300次乌拉尔手摇式计算机和一些仪器。当时他们拥有的视若珍宝的唯一可供参考的内部资料,是苏联总顾问向我国介绍情况时的一份口授的且极其简要的记录。这份资料上的一个数据却引起了一场激烈的争论。一些坚决相信苏联专家的科技人员认为资料上的记载是正确的,而负责原子弹理论设计的邓稼先带领年轻人夜以继日计算了8次,可结果仍与苏联专家的数据不一样。当邓稼先的攻坚队进行第9次演算时,中间的一段数据仍旧“塌方”,这就使原子弹理论设计方案陷入迷雾中。
彭桓武请周光召复查邓稼先小组的计算数据。周光召以他特有的敏锐和智慧,另辟蹊径,从炸药能量利用率着手,求出炸药所做的最大功,从理论上证明了邓稼先小组计算结果的正确性,使对压紧过程的流体力学现象有了透彻的理解。数学家周毓麟等则研究了有效的数学方法和计算程序,经过计算其结果也与邓稼先小组计算结果完全相符。这样才结束了争论,让大家确信数据不符的原因是资料上的误记。由于周光召、周毓麟等廓清了迷雾,设计工作才走出困境。
正是在这众志成城中,一个个秘密被揭开,一道道难关被攻克。1962年9月,第一颗原子弹的理论方案诞生。
1964年10月15日,在罗布泊高高的铁架上,中国第一颗原子弹已经安装就绪。突然,一份急电从罗布泊发往北京,说发现了一种材料中的杂质超过了原来的设计要求。刘杰部长匆匆来到理论物理研究所,找到在北京留守的周光召、黄祖洽和秦元勋,急切地说:“场区出现新情况,周总理要求重新计算一下成功的概率,8个小时内给我结果。”
周光召等接到这项特殊的任务,和同事们连夜紧张地运算。10月16日上午,一份计算报告呈送到周恩来面前:“经计算,我国第一颗原子弹爆炸试验的失败率小于万分之一,建议按时起爆。”
1964年10月16日15时,罗布泊发出了一声巨响,原子弹爆炸成功!
原子弹研制完成后,周光召等科学家没有陶醉于成功的喜悦中,在毛泽东关于“加快氢弹研制步伐”的指示下,又紧锣密鼓地探索中国的氢弹之路。
正当周光召等潜心攻关时,一场浩劫降临了。周光召受到冲击,成为所在单位受冲击最厉害的一个。周光召望着满地狼藉的书籍和论文手稿,心如刀绞。他一边接受批判,一边工作,心里很委屈,思想很苦闷。此时,主管研制工作的聂荣臻元帅伸出了温暖之手。
1966年12月,周光召等要做一个原理性的实验证明设计氢弹的原理,去了试验场。聂荣臻元帅也在。当时的戈壁滩滴水成冰,受批判的周光召住在干打垒的房子里。周光召和于敏前去向聂荣臻汇报工作时,一见面,聂荣臻和蔼的目光凝视着周光召的脸,关切地说:“我知道,光召的哮喘病还未好,经受了那么多折腾。你们跟我住在一块,就这么定了。”
领导的关怀之情,让周光召心中的热浪滚滚,心中的烦恼化为乌有。从基地回到北京,又带了一个小组去上海。
氢弹设计完了,实验成功了,周光召却“靠边”了。后来实验工作需要他参加,周光召才又回到核武器理论研究所。
在隐姓埋名的19年里,周光召对核武器理论的研究工作表现出很高的造诣和很强的指导能力。他参与并领导开展了爆炸物理、辐射流体力学、高温高压物理、二维流体力学、中子物理等多个领域的研究工作,取得了许多具有实际价值的重要成果。这些成果为弄清核武器产品内部的运动规律,为核武器的理论奠定了基础。
1999 年9 月18 日,在隆重庆祝中华人民共和国成立50周年前夕,周光召作为研制“两弹一星”作出突出贡献的23位科技专家之一,受到党中央、国务院、中央军委的表彰。在掌声和鲜花面前,他很谦虚,说:“‘两弹’有功人员远远不止几十位,为此抛洒心血甚至献出宝贵生命的是一大批默默无闻的人。我是个很普通的人。如果把制造原子弹比作撰写一篇惊心动魄的文章,这文章是工人、解放军战士、工程和科学技术人员不下10万人谱写出来的,我只不过是10万分之一。”
天空闪烁的3462号行星
1976年以后,周光召逐渐将他的工作转入粒子物理和统计物理理论的研究。他组织领导了中青年科研人员对相互作用统一、CP破坏、有效拉氏量理论、超对称性破缺、量子场论的大范围拓扑性质及其与反常的联系等方面,做了许多很有意义的研究工作,其中许多结果引起国内外学者的普遍重视。在凝聚态物理方面,他领导的小组发展了非平衡态统一理论中的数学形式──闭路格林函数方法,并把所发展的方法,尝试应用到激光、等离子体、临界力学、随机淬火系统等方面,这种方法的优越性很快得到显示:发展了前人的思想,解决了不少理论问题。他的贡献得到了肯定:1980年当选为中国科学院院士;1985年获两项国家科技进步奖特等奖;1987年以《量子场论大范围性质的研究》获中国科学院重大科技成果一等奖。
由于参加“两弹一星”的核心研究工作,周光召长时间里从物理学界消失了。1979年,他任中国科学院理论物理研究所研究员。1980年春,国际粒子物理会议在广州召开,才公开亮相,但同行们仍记得他。中国科学院副院长钱三强向到会的李政道介绍周光召时说:“他是新中国自己培养的科学家中的佼佼者。”李政道说,在我们当中他也是佼佼者。
周光召回到理论研究领域后即在很短的时间内迅速地站在学术前沿,这既反映了他很高的科学素养,也得益于他国外交流的经历。
对外开放后,周光召接受国外的邀请,迈出了国门,在美国和欧洲各待了一年。他出国的动机就是利用国外便捷的条件与国际同行建立广泛联系,广交朋友,把自己当作小学生,从头学起,广种广收,不仅弥补与世界理论物理学界隔绝十几年带来的科研信息短缺,而且要迅速站到学术前沿。
1980年9月,周光召应邀到美国弗吉尼亚大学和加州大学担任客座教授。在美国,周光召为中国物理学界做了两件大事:一是促成了中国学者赴美学术交流,二是帮助恢复中国物理学会在国际组织中的地位。
第二年9月,周光召在美国完成教学和科研以后,又来到欧洲原子核研究中心担任研究员。他是该中心在20世纪60 年代以后邀请的第一位中国物理学家。钟情于学术的周光召,此时在理论物理领域好像又回到了生机勃勃的青年时期,研究工作强烈地吸引着他,并看到了学科前景。
正当周光召满怀热情地准备向新的理论高峰冲击时,1982年9月,他被召回国。在党的十二大上他当选为中央候补委员,后选为中央委员。同年,周光召被任命为中国科学院理论物理研究所长。1984年4月,任中国科学院副院长。1987年1月22日,担任中国科学院院长、党组书记,成为继郭沫若、方毅、卢嘉锡之后的第四任中国科学院院长。
自1983年以后,周光召承担了较繁重的社会工作,先后被选为中国物理学会副理事长、中国国际交流协会副会长、国际物理学联合会副主席、国务院学位委员会副主任等。同时,他还兼任《中国科学》、《科学通报》杂志主编。
对于这些,周光召回忆说:“那个时候我才真正感觉到又发生了一个人生的大转折。那时候钱三强先生动员我,还有科学院的一些其他领导,我也没办法拒绝,后来就到科学院来了。”因为国家不仅仅是需要他做一个杰出的物理学家,而且需要他在方兴未艾的中国现代化建设中担负更重要的使命。周光召作为中国科学院当家人的战略举措,就是进行科技体制改革。
作为一个科学家,周光召是成功的,成就卓著。1993年,意大利政府授予他“意大利共和国爵士勋章”。1994年,香港求是科技基金会授予他“中国杰出科学家奖”。还荣膺美国科学院、俄罗斯科学院、欧洲科学院等11个国家和地区的科学院院士。1996年,经国际小行星命名委员会审议通过,将国际编号为3462号的小行星命名为“周光召星”。
周光召是个享誉国际、星光熠熠的大科学家,也是新中国自己培养的科学家。关于他如何取得成功,他有自己独到的看法。他说:“很重要的一点是:个人与社会相比是渺小的,时代决定你选择的大方向。要做时代需要的事情。你不能确定一辈子做什么事情。往往你一心要达到的却追寻不到,无心要达到的事,反而实现的机会大。比如在科学上,我们应怀着强烈的好奇心,带着怀疑的眼光,提出新的设想,从科学事业上考虑问题,而不要着意追求这以外的东西。”
他所说的正是他的心语。他的人生轨迹是顺其自然:自然成长、发展兴趣、顺应时代、服从需要,终成学界泰斗。