我国氢弹研制成功的哲学思考
2017-12-07李鹰翔
文/李鹰翔
我国氢弹研制成功的哲学思考
文/李鹰翔
我国第一颗氢弹研制的整个过程充满了唯物辩证法的哲学光辉。
1967年6月17日,我国第一颗氢弹空爆试验成功,距第一颗原子弹爆炸成功只有32个月,发展速度比美苏英法四国都快。这在世界上引起了极为强烈的反响,被称为世界核武器发展史的奇迹。半个世纪过去,但这一奇迹是怎么发生的?有什么重要经验?对长远发展有何意义?仍然值得思考和总结。
恩格斯说,“一个民族要站在世界的高峰,就一刻也不能离开理论思维,而提高理论思维最好的办法,就是学习以往的哲学。”回顾我国第一颗氢弹研制曲折而神奇的历程,从哲学的角度进行分析研究,可能在认识上会有些新的发现。
认准特殊性,提前部署理论预研
毛泽东的《矛盾论》指出:各种物质运动都带有特殊性,“如果不研究矛盾的特殊性,就无从确定一事物不同于他事物的特殊的本质,就无从发现事物运动发展的特殊的原因”。氢弹与原子弹虽然都是核武器,但原理和结构以及核反应过程都有很大不同,有它的特殊性。二机部部长刘杰意识到这种特殊性,于1960年秋天,同核物理学家、二机部副部长、原子能研究所所长钱三强商量,北京核武器研究所正忙于原子弹技术攻关,能否让原子能所在氢弹原理研究方面先行一步。两人一拍即合。为了保密,刘杰还特意嘱托钱三强:“这件事由你直接领导,对部党组全权负责。”钱三强立即亲自部署,组织研究小组,由黄祖洽任组长、于敏任副组长,对热核材料的特性和热核反应过程中的物理现象和规律,以及氢弹的可能结构和作用机理,进行探索、研究和计算,并建立了一些相应的模型。这段历时四年的理论预研很有意义,不但为以后突破氢弹原理研究提供了一些理论认识和基础数据,还在研究实践中培养成长了一批氢弹理论研究人员,理论物理学家于敏就是后来最终揭开氢弹奥秘的杰出领军人物。
认识了氢弹与原子弹不同的特殊性,但认识还必须由特殊进入一般。因为氢弹与原子弹毕竟都是核武器,两者之间在本质上又具有同一性,只有把特殊性与同一性统一起来,才能更加全面认识而有效地推进氢弹研究工作。1964年原子弹爆炸成功后,核武器研究所工作重点就转向研制氢弹。遵照毛泽东的指示,“原子弹要有,氢弹也要快”,为了加快氢弹研制进程,二机部党组决定把原子能所预研氢弹的理论力量合到核武器研究所,从组织上为统一认识提供条件。因为两股研究力量各有所长,也各有不足。原子能所预研力量缺乏原子弹的武器知识,而核武器研究所力量没有搞过氢弹预研,缺乏轻核反应理论知识和实践经验。两者合在一起,在认识上相互补充,就有利于形成合力和统一的优势,共同推进氢弹研制工作。
多路探索,通过实践提高认识
原子能所与核武器所两股理论研究力量合在一起后,共同面临的仍然是氢弹这个极为复杂的未知世界。核武器所遵照中央要求,提出分两步走的规划:第一步,掌握氢弹原理;第二步,完成重量约1吨左右,威力为100万吨梯恩梯当量的热核弹头的理论设计,力争在1968年前实现首次氢弹试验。决定把研究力量分成三个小组,对氢弹原理进行多路探索。同时,发扬学术民主,开展广泛讨论,不论资排辈,卓有成就的科学家与初出茅庐的大学生,都可同台建言献策,以利促使产生一些新思想新概念。然而即使如此,理论探索并不顺利,虽然大家热情很高,但一个个的方案提出又一个个的被否定,一度陷入“山穷水尽疑无路”的困境。
毛泽东的《实践论》指出:“马克思主义者认为,只有人们的社会实践,才是人们对外界认识的真理性的标准。”大家认为,一方面需要继续进行理论探讨;另方面则应该进行几次热试验,通过试验取得实测数据,在实践基础上逐步提高对热核反应规律的认识。实践是认识的基础,离开了科学实践,就无法推进对氢弹原理的认识和氢弹理论设计工作。
1966年5月9日,我国成功地进行了一次含有热核材料的加强型原子弹爆炸试验。这次试验带有“投石问路”性质,目的在于通过核爆炸,了解在数千万度的高温下,热核材料的反应情况,以获得热核反应的第一手资料。试验装置以首次试验的原子弹的原理和结构为基础,增加一定数量的热核材料,并相应地在结构布局上做了一些调整。试验圆满成功,得到了热核反应过程和反应几率的实测数据,证明我国自己生产的热核材料质量可靠,符合要求;试验装置设计和理论计算正确,这使氢弹科研人员受到很大鼓舞。
发扬学术民主,开展广泛讨论,不论资排辈,卓有成就的科学家与初出茅庐的大学生,都可同台建言献策,以利促使产生一些新思想新概念。
激发内因,找到氢弹新原理
加强型原子弹最早在原子能所轻核理论组黄祖洽等人做过一些探索。之后核武器研究所成立了做“加强弹”的研究室,同时又安排另一研究室进行“加强弹”的优化设计研究。1965年9月,于敏带领一批做优化设计的科研人员到上海华东计算机技术研究所,利用该所每秒5万次的计算机进行“加强弹”的优化设计,争取通过加大尺寸,多装热核材料,达到有一定聚变比的百万吨级当量威力的核装置。
行前,核武器所理论部做了充分准备,对常用的计算程序从程序的的物理建模、基本假设,到数学推导和差分格式,以及与之配套的物理参数,做了一次彻底的清理。到达上海后,为了争取时间,搞物理的、搞数学的,还有科研辅助人员,混合编组排班,昼夜不停,轮流在机房工作,很快计算出一批模型。从计算结果看,威力可以达到百万吨级梯恩梯当量,但是聚变份额都比较低,说明其中的热核材料并没有得到充分燃烧。
面对这批计算结果,考虑到此次来上海的不少年轻人,缺乏有关氢弹的基础知识和科研工作的实践经验,也为了进一步理清问题的头绪,找到优化设计中的症结所在,于敏决定把过去4年里在原子能所探索氢弹原理所积累的氢弹物理知识,结合眼前优化设计加强弹的实践,给大家做系列学术报告。报告从炸药起爆开始讲起,将加强弹的全过程分成若干阶段,并对其中每个阶段的物理特征作出分析,搞清楚主要矛盾、次要矛盾和矛盾的主要方面、次要方面,以及这些矛盾如何发展和它们之间如何转化。通过分析指出,在加强弹中由于热核材料的能量释放赶不上弹体解体的能量消耗,导致火球温度每况愈下,热核材料就得不到充分燃烧。
于敏还从现象到本质,进一步分析了热核材料不能自持燃烧的外因和内因。学习《矛盾论》关于“外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用”的论述,认识到温度只是热核材料燃烧的外因起的作用,而要热核材料充分燃烧起来,必须依靠增强热核材料密度这个内因发挥作用才能做到。有人在一次计算中误将热核材料加大20多倍,看到了威力300万吨级氢弹的物理图像。这一偶然现象的出现,却使他更加确认增强热核材料的密度,才是提高氢弹的聚变比的关键。研究工作重点从提高温度转到增强密度上来,利用原子弹的辐射能压缩热核材料,达到理想的密度,形成了氢弹的新原理,并在这个基础上提出了从原理、材料到构型的基本完整的方案。
↑我国第一颗氢弹模型
发挥主观能动性,赶在法国前面炸响
在上海形成氢弹新原理的理论设计方案后,核武器所理论部主任邓稼先闻讯立即赶到上海了解情况,回北京经王淦昌、彭桓武、郭永怀、邓稼先、朱光亚、陈能宽、程开甲、周光召、黄祖洽等科学家讨论研究,一致认为可行;然后又经上百次爆轰模拟试验验证和一线科研人员多次分析研究、补充完善,最终形成氢弹原理试验的总体方案,上报周恩来总理和中央专委审查同意,决定制成氢弹原理试验装置到新疆核试验基地进行爆炸试验。1966年12月28日12时,在聂荣臻元帅亲自主持下,氢弹原理试验装置按时起爆,国外报道爆炸威力达到20~30万吨梯恩梯当量,实际这是一次低威力氢弹地面试验,试验完全成功,表明中国已经掌握了氢弹原理,解决了氢弹研究中的关键科学技术问题。
氢弹原理试验成功极大地鼓舞了核武器研究所的广大科研人员,聂荣臻元帅在核试验基地与科学家们、国防科工委、二机部有关领导人员进行座谈,提出了下一步进行氢弹空爆试验的任务。讨论确定,第一颗氢弹设计威力100至200万吨梯恩梯当量,试验时间争取在1967年10月1日前。核武器所科研人员回到北京,抓紧开展氢弹空爆研究工作。
1967年初有媒体报道,法国将在当年7月进行氢弹爆炸试验。核武器研究所有几位科研人员闻讯向国防科工委和研究所领导提出,氢弹理论设计在春节前即可定案,氢弹空爆试验能否改在7月1日前,即赶在法国之前进行。国防科工委和二机部领导都十分重视和支持这个想法,并分头向西北核武器研究基地、新疆核试验基地、空军等相关单位,请他们研究提前试验的可能性。
毛泽东在《论持久战》中指出:“指导战争的人们不能超越客观条件许可的限度期求战争的胜利,然而可以而且必须在客观条件的限度之内,能动地争取战争的胜利。” 这个时候,摆在核武器研究所和各相关单位面前的现实,要提前进行氢弹空爆试验的客观条件是有的,但各方面必须紧急动员,加把劲儿,也就是充分发挥主观能动性,就有可能赶在法国之前实施。2月6日,核武器研究所召开了抓革命促生产誓师大会,对广大科研人员进行动员。国防科工委、二机部、空军领导仔细研究后,正式向周恩来总理、聂荣臻、叶剑英元帅并党中央、中央军委写了报告,建议7月1日前进行氢弹空爆试验。周总理、聂帅批准了这个报告,各单位也都纷纷加快行动,为实现这一目标做好准备。
在各方面的努力下,我国终于赶在法国之前,于1967年6月17日上午8点20分,由聂荣臻元帅亲自主持,进行了我国第一颗氢弹空爆试验。试验圆满成功,多种测量数据综合分析,爆炸威力为300万吨梯恩梯当量,实现了毛泽东主席1958年6月21日说:“搞一点原子弹、氢弹,看有十年功夫完全可能”的英明预言。
我国氢弹空爆试验成功,又一次引起世界的轰动。有的盛赞,有的惊呼,有的评论“中国核试验发展速度之快令人吃惊”,“中国走的是一条独特的道路。”1986年,杨振宁先生在中国科技大学研究生院的一次演讲,还提到“西方至今还没有能完全弄懂的是中国发展氢弹的速度。这一点给了西方政府和科学家一个非常深的印象。”
我国第一颗氢弹研制,从“认准特殊性,提前部署理论预研”,到“多路探索,通过实践提高认识”,再到“激发内因,找到氢弹新原理”,最后“发挥主观能动性,赶在法国前面炸响”,整个过程充满了唯物辩证法的哲学光辉。在氢弹研制初期,周恩来总理就指示要学习毛泽东同志的《实践论》和《矛盾论》,以辩证唯物主义哲学思想指导科研工作。氢弹研制成功的科学实践,证明了毛泽东哲学思想的威力。美国从第一颗原子弹爆炸成功到掌握氢弹的基本原理花费了七年时间,而我国只花了两年两个月时间,不仅是党的正确领导和科学决策,科技人员的聪明才智和艰苦奋斗,而且也是自觉学习和运用毛泽东哲学思想和辩证唯物主义而获得的成果,这个经验很值得研究总结。
(作者:原二机部办公室主任)