作者:刘磊 刘立 任安波 来源:中国科学报 发布时间:2016/7/18 12:33:29
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何祚庥对氢弹理论和层子模型研究的贡献

 

何祚庥除了在理论物理学的一些领域有较高的造诣外,他思想活跃,工作领域宽,善于组织讨论,善于推动不同领域的工作者进行合作研究。他尤其善于从国家建设和当代科学的发展与需要,提出并推动一些重大科学问题的研究,是我国理论物理学方面一位有重要贡献的学术带头人。

■刘磊 刘立 任安波

 

何祚庥 (1927年~)

理论物理学家、中国科学院院士。1945年考入上海交通大学,1947年转入清华大学,1951年毕业。1951~1956年就职于中共中央宣传部科学处,从事党联系和管理科学界的工作,在20世纪50年代一系列重大科学历史事件如新法接生推广运动、知识分子思想改造运动、十二年科技规划的制定、科学大会、中国科学院高能物理研究所和理论物理研究所的创建等方面作出积极贡献。1956年调入中国科学院原子能研究所,从事核物理研究。1961~1965年,参与氢弹的理论研究,在氢弹材料及相应的爆炸机理、平衡和不平衡状态下氢弹应满足的流体力学方程等方面作出了重要贡献。1965~1966年作为科研骨干参与“层子模型”的研究。1982年曾获国家自然科学奖二等奖及多种奖励。第八、九届全国政协委员,北京大学科学与社会研究中心兼职教授、科学技术哲学专业博士生导师,中国科学院理论物理研究所研究员、理论物理专业博士研究生导师。

科学和革命的求学路

何祚庥1927年8月出生于上海。其曾祖父何维健曾任晚清湖北盐法道督粮道。光绪九年(1883)移居扬州,在扬州建造后来被誉为“晚清第一园”的“寄啸山庄”(今称“何园”)。1901年,何维健率家族移居上海,欲发展现代工商业。但由于多种原因何家创业失败,并逐渐走向没落。

何祚庥幼年时接受的是“家馆”教育。1942年,他以优异成绩考入上海当时最好的一所中学——南洋模范中学。在南洋模范中学,讲授数理化等科目的教师都是一些名师。赵宪初先生教数学、俞养和先生教物理、徐宗骏教化学。俞养和老师的物理课讲得非常精彩,他引导何祚庥对物理产生了浓厚的兴趣。何祚庥后来走上了从事物理学研究的道路,与此有很大的关系。

除了学习之外,何祚庥还从老师们那里接受了抗日救国思想。那时正值抗日战争时期,何祚庥一方面学习科学知识,另一方面也接触到老师们私下传播抵抗日本侵略的思想。年轻的学生们在抗日爱国思想下,曾自发地抵制学日语。

1945年,何祚庥考入上海交通大学。为毕业后的生计着想,何祚庥选择了化学专业。虽然读的是化学专业,但是他那时对物理依然很有兴趣。美国用原子弹轰炸日本,使人们了解到了原子弹的威力。原子弹爆炸不久,美国便出版了介绍原子弹原理的《史密斯报告》,随即中国就翻译出版了这份报告。何祚庥用微薄的零花钱购买了《史密斯报告》中译本,逐字逐句阅读,这更强化了他对物理的热爱。

何祚庥在上海交大取得了较好的成绩。据档案记载,何祚庥在上海交通大学的课程和成绩是:国文(6学分,成绩上学期70分,下学期70分,全70分);英文6学分,微积分8学分,普通物理8学分,中国通史6学分。那时上海电力供应很紧张,宿舍九点半就要熄灯。功课做不成了,上床又睡不着,同学们就开“卧谈会”,大家七嘴八舌、畅所欲言,纷纷发表对时局和政治等方面的“高见”。可以说,这是一种自发的“政治学习”。在上海交大期间,何祚庥阅读了一些进步书籍,参加了进步活动。

1947年,何祚庥通过了清华大学在上海举行的转学考试,依据自己的兴趣和特长,转学清华园,转学物理。“从此,改变了我的一生。”何祚庥说:“第一是我改行学物理了,没有这个改变,我就不会成为理论物理学家了;第二,到清华的第二天,就有一位我在中学时代的同学,介绍我在清华参加了地下青年团(当时的名称是民主青年同盟),两个月后,又参加了地下党。”

1949年9月,何祚庥终于踏进了心仪的清华园,报到注册入学。由于在上海交通大学学过一年,是转学生,何祚庥直接进入物理系二年级。清华大学名师荟萃,何祚庥选修了许多名师的课程,如周培源讲授的“理论力学”,叶企孙教授讲授的“物性论”(propertyofmatter),艾思奇讲授的“辩证唯物主义”。何祚庥在余瑞璜教授的指导下完成了毕业论文。清华解放前夜,作为地下党员,何祚庥参加了保卫清华大学保护教授的活动,与钱三强在科学馆打地铺彻夜交谈,畅想发展原子弹事业。

大师们的言传身教,对何祚庥科学与革命的一生发挥了重要的影响。

氢弹理论研究与“附骥尾的苍蝇”

何祚庥虽然一心想着为国家的原子能事业作出贡献,然而1951年毕业之后,他被分配到中宣部理论宣传处。当时于光远是理论宣传处的副处长。办公室很简陋。办公桌、板凳、椅子都很破旧。于光远是处级领导,坐的是藤椅。何祚庥是干事,坐木方凳。两人共用一张办公桌,面对面办公。

从1951年到1956年,何祚庥在宣传部科学处,从事党联系和管理科学界的工作,在20世纪50年代一系列重大科学历史事件如新法接生推广运动、知识分子思想改造运动、十二年科技规划的制定作出了积极贡献。

1956年,经钱三强的建议和帮助,何祚庥离开中宣部科学处,调入核工业部参加原子能研究工作。从而何祚庥“归队”到物理学研究。

原子能研究是高度保密的工作。当时选拔人才的政策是“又红又专”,很看重家庭出身。虽然何祚庥解放前加入了地下党,可是家庭出身成分不好,所以只能参加些原子能研究的“外围”工作。稍后,何祚庥被选入中苏等国联合成立的杜布纳联合核子研究所工作。1960年4月,何祚庥奉调回国,进入原子能研究所,从事氢弹理论的预先研究。

在氢弹理论研制过程中,大家高强度工作,常常是一天工作十二个小时,或者更多。氢弹研制的机密那时候在国际上根本就没公布过,谁也不知道氢弹怎么做,大家整天一起讨论,一起“猜”。研究组整天就是讨论和辩论,激动时有时指摘别人的观点是“狗屁”。但是,争论完了,大家仍然高度密切合作,仍是工作伙伴。大家在辩论中提高了自己的业务水准,终于找到了氢弹的秘密。1967年6月17日,中国成功地进行了第一颗氢弹爆炸试验,成为世界上第四个拥有氢弹的国家。一位法国专家曾问钱三强:中国为什么能在这么短的时间里进行氢弹爆炸试验?钱三强的回答是“材料准备得早,理论准备得早”。

氢弹的研究是集体协作的结果。如何正确地看待个人和集体的关系,如何正确对待个人的贡献?何祚庥自我评价说,只是在其中做了小小的工作。他把自己比喻为追随着骏马向前飞跑的一个马尾巴上的“苍蝇”。2007年,曾任中科院理论物理所所长的欧阳钟灿院士对何祚庥的工作评价说:“1961~1965年期间何祚庥院士参加国防任务方面的研究。在原子弹理论方面,研究过原子弹的“点火”问题,高温、高压、高密度下的状态方程问题,高温、高密度下辐射平均自由程问题;在氢弹理论方面,研究过氢弹的材料以及相应的爆炸机理、平衡和不平衡状态下氢弹所应满足的流体力学方程等重要问题。”由此他认为:“何祚庥院士是我国氢弹理论研究的早期开拓者之一。”

“夸克层子赋新篇”

层子模型的研究有其科学背景,但其直接背景是毛泽东主席就日本科学家坂田昌一的新基本粒子观所发表的哲学谈话。

1963年下半年,毛泽东看到日本物理学家坂田昌一所撰写的《基本粒子的新概念》一文后,对粒子是否可分的问题进行了新的思考。1964年8月18日,毛泽东找了几位哲学工作者谈话,特别赞扬了坂田所说的“基本”粒子并不是最后的不可分的粒子的观点。同年8月24日,毛泽东又找了于光远、周培源等人,谈论了类似的见解。

由于毛泽东重视基本粒子的哲学问题,当时在中宣部科学处工作的于光远,建议《红旗》杂志重新译载了坂田昌一的《关于新基本粒子观的对话》。坂田的《对话》在《红旗》上发表以后,《红旗》及其他报刊又约请了一些哲学家和科学家,就此进行座谈和撰写讨论性文章。

1964年10月至1965年9月,何祚庥先后在河南的罗山和信阳参加“四清”运动,所以未能参加于光远所组织的座谈和讨论。但其妻子庆承瑞被邀请参加了坂田昌一文章的注解工作。她写信给何祚庥,告诉了有关情况。他们通过信件交流学术和哲学意见,后来合作撰写了《关于的对话》文章;该文先后刊登在1965年8月《光明日报》和1965年《自然辩证法研究通讯》第3期上。文章指出:“对于基本粒子如何一分为二的问题……是我们在未来的研究工作中尚待解决的任务。”

1965年8月,中国科学院党组书记、副院长张劲夫给时任原子能研究所所长的钱三强布置任务,要他把粒子物理理论工作者组织起来,根据毛泽东主席提出的物质无限可分思想,进行基本粒子结构问题的研究。在钱三强的安排下,原子能研究所基本粒子理论组、北京大学理论物理研究室基本粒子理论组、数学研究所理论物理研究室与中国科技大学近代物理系四个单位联合组成了“北京基本粒子理论组”(理论组),定期交流与讨论强子的结构问题。

1965年9月,何祚庥奉调由信阳回到北京。由于有前期的研究基础,何祚庥加入粒子物理理论工作者关于粒子结构问题的研究队伍之中。

有关层子模型的研究,既存在合作,也存在竞争。在钱三强的建议下,1966年3月,《原子能》杂志发表了原子能所朱洪元、何祚庥等人的研究成果“强相互作用粒子的结构的相对论模型”。北大与数学所的研究成果发表在1966年5月出版的《北京大学学报(自然科学版)》第二期上。经过约一年的深入工作,由39人组成的“北京基本粒子理论组”,在三期杂志上共发表了42篇研究论文(不包括综述性文章),形成了关于强子结构的理论模型。

北京科学讨论会1966年暑期物理讨论会定于1966年7月下旬在北京举行,届时将有来自亚洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲国家及一些地区的140多位代表参加会议。预备会议在北京民族饭店召开。在这次预备会议上,大家一致认为“夸克”“元强子”名称不能反映毛泽东关于物质的结构具有无限层次的哲学思想。钱三强提议用“层子”这名字代替“夸克”“元强子”,得到了大家的接受。之后国内学术界即把北京“理论组”提出的关于强子结构的理论统称为“层子模型”论。

暑期物理讨论会正值“文化大革命”发动初期。由于受极左路线的影响,有不少直接参加层子模型研究工作并发挥了重要作用的研究人员,被排斥在讨论会之外。如朱洪元、胡宁等科学家只能作为“陪衬”人员参加会议,其任务只是在报告后的讨论中答复别人答复不了的问题;原子能所所长钱三强这位曾对层子模型工作给予支持和鼓励的“功臣”,也被排斥在会议的领导工作之外。

讨论会结束当晚,毛泽东、刘少奇、周恩来等国家领导人接见了各国与会代表。巴基斯坦著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者萨拉姆对层子模型高度评价说:“这是第一流的科学工作!”另一位诺贝尔物理学奖获得者格拉肖(S.L.Glashow)甚至提议,把构成夸克与轻子的下一级结构成分命名为“毛粒子”(Maons)。

“文化大革命”发动之后,关于层子模型的理论研究以及与国外学术界的交流都几乎完全中断了。理论组的研究人员有的被打成了专政对象,被关进“牛棚”,对层子模型的研究也就结束了。由于缺乏后继深入工作,与国际上的交流又中断了,层子模型在国际上未能引起较大的影响。

“文化大革命”结束后,层子模型的工作得到了“迟到”的承认。1978年,层子模型获得中国科学院重大成果奖与全国科学大会奖。1980年初,在广州召开的粒子物理国际会议上,朱洪元代表当年的“理论组”在会上作了“关于层子模型的回忆”的报告,原“理论组”中有25位学者在这次会上作了学术报告。与会的李政道、杨振宁,对层子模型论文给予了高度评价。

何祚庥参加了这次粒子物理盛会,并赋诗一首:“滴翠亭前忆旧谊,陶然厅内集群贤。上下底顶漫飞舞,夸克层子赋新篇。”何祚庥解释说:这一绝句便反映了层子模型的影响。首先,这一观念表明物质出现了新的层次。许多物理问题,不仅是粒子物理,甚至原子核物理,都要从强子以及质子和中子具有更深层次的结构这一观点来重新加以讨论。其次,在描述强子和轻子间相互作用的理论中,也不再以强子作为相互作用中的“力”的最基本的承担者,而改为用夸克作为物质间相互作用着的“基元”。

1982年,层子模型理论获得了国家自然科学奖二等奖,获奖人共39人,朱洪元、胡宁、何祚庥、戴元本为主要获奖人,何祚庥排名第三,这也表明了何祚庥对层子模型建立作出了突出贡献。

关于何祚庥的科学贡献,欧阳钟灿曾经进行过较全面的评价,他认为:“何祚庥除了在理论物理学的一些领域有较高的造诣外,他思想活跃,工作领域宽,善于组织讨论,善于推动不同领域的工作者进行合作研究。他尤其善于从国家建设和当代科学的发展与需要,提出并推动一些重大科学问题的研究,是我国理论物理学方面一位有重要贡献的学术带头人。”与何祚庥同时代的多位科学家,总体上认同这个评价,尤其对何祚庥“思想活跃”有着一致的看法。何祚庥的“思想活跃”,不仅体现在科学研究的灵感迸发,还表现在他善于把理论物理的思维模式、方法应用到重大现实问题的研究上,为社会经济的发展建言献策上。

(作者单位:清华大学社会科学学院科学技术与社会研究所)

①2012年6月22日,在中科院理论物理所采访何祚庥。

②何祚庥夫妻俩与同事在办公室内。

③年轻时的何祚庥。

师友何祚庥二三事

■刘寄星

上世纪60年代我就与何祚庥先生结识,1986年后又长期在一个研究所工作,我们之间有过较密切的交往和互动,我一直视何先生为老师和朋友。这里主要回忆我与何先生的几件事。

1964年,我作为大学生到河南参加“四清”运动,被分到信阳地区的罗山县。碰巧何祚庥也参加了,他当时是助理研究员,我们编在同一个中队里,他是副中队长。我曾给他提意见。我说:“老何,人家反映你有些劳动也不去参加,整天躲在屋里还看书。本来叫你下来改造思想的,你还跑到屋里看书,这个态度不对,不正确。”何先生说:“你这个意见提得很好,我以后注意了。”有一次开会,他说你到我们这来玩玩,我还有好东西给你看呢。然后我就去了,他就从枕头底下,拿出一大叠稿纸给我看。他告诉我,这是坂田昌一的一个对话,中央领导很重视,但是坂田昌一文章太专业了,我们要写一篇文章,把他这个思想再进一步地普及化。那篇文章很长,我就在他那个地方看。我觉得这篇文章里头讲的东西,辩证法一分为二,可以用到科学上去,而且即使对粒子也是可以用这些思想来理解。何先生问我写得怎么样,我说你讲的这些东西,以前我不懂,但是我觉得你写得挺好。后来那篇文章发表了,与庆承瑞合作,就是1965年8月在《光明日报》发表的《关于〈关于新基本粒子观的对话〉的对话》。9月何祚庥从河南返回北京。

何先生的坚持原则和实事求是也为他带来了不少麻烦。大概是1972年,当时正在纠风,突然间,政治处说有两个中国科学院高能所的人找我外调来了。那两个人就问我是否认识何祚庥,我说我们是老熟人。为什么找我外调呢?我想大概他们知道我经常在开会的时候提何祚庥的意见,就想让我说何先生的坏话。我说我是提了一些意见,但不一定对。比如,那个时候我说他反对林副主席“学习毛主席思想要带着问题学,急用先学,立竿见影”;你看现在林彪倒台了吧?他说的都对了,我们那个时候说的都不对,所以说何祚庥根本就不是反对毛泽东思想。调查回来的路上,我正好看见何祚庥和庆承瑞沿着中关村线来回走,我就说有人调查你了。他问他们调查什么呀?我说调查你是不是反对毛泽东思想,他说你怎么说的?我就跟他们讲,说你反对林副主席“带着问题学,急用先学,活学活用”,后来证明我都错了,你对了。他很高兴,说刘寄星你这一点挺实事求是。后来庆承瑞告诉我,说何祚庥现在是“日托”,白天要去交待问题,晚上才能回家。后来我才听说,有人说他反对毛主席说的一分为二可以用在基本粒子研究上。我又听说是吴有训先生仗义执言,说根本不是那么回事,这样就把何祚庥给解放出来了。

我1964年毕业于北大物理系,随后考到原子能所二部当研究生,在黄祖洽先生指导下研究等离子体理论。然而时间不久,我就下放参加“四清”运动,等回来后,黄祖洽先生已调到九院去了。1978年国家规定,“文化大革命”期间没有结束学业的研究生可以再次考研究生,而且优先照顾,所以我又考了一次研究生,跟随庆承瑞老师在中科院物理所做研究。1981年我跟随庆老师到了理论物理所。何先生当时是理论物理所的副所长。有一天何先生找同学叫我,说美国来了两个教授,想在我们这里招研究生,他推荐我去。我说我都42岁了,还当什么研究生?后来到了办公室,何祚庥在黑板上把我的名字一写,说了句:“这就是刘寄星,你们谈吧。”然后就走了。那两个美国教授问了我一些问题,哪个学校毕业的,学过什么课程和内容等,我跟他们大概说了一下,他们问我愿意不愿意到美国学习。我考虑到我有家庭和孩子,就说要先回家商量商量。美国教授说,你把表留着,等什么时候决定可以来美国了,就把表格给我们寄来。何祚庥知道以后,就说挺可惜的,有这么好的机会你不去。于是就做我的工作,后来我改变了态度,就把表填了,到美国正式读了一次研究生。我一开始做等离子体物理研究,后来在美国能源部聚变研究所做博士后,到1986年回国。

(作者单位:中科院理论物理所)

《中国科学报》 (2016-07-18 第8版 印刻)
 
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2016/7/20 14:01:21 dearmaximus
最大的贡献是系统阐述了Quantum Mechanics和Three Representations之间的Strong Correlation吧。
2016/7/18 17:56:58 liu0604
思想相当活跃~~~
2016/7/18 17:32:01 xlianggg
思想活跃
目前已有3条评论
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