杜祥琬,应用核物理、强激光技术和能源战略专家,跨界科学家,曾和邓稼先于敏王淦昌等“两弹一星元勋”共事数十载,从事核武器理论设计与核试验诊断理论研究工作,是核武器中子学与核试验诊断理论领域的开拓者之一;又是国家863计划强激光技术专家组首席科学家,新型强激光技术的开拓者,将中国强激光技术带入世界先进行列。也是中国气候变化、能源战略和可持续性发展领域的重要智囊之一。
1993年,他担任中国工程物理研究院副院长,这是中国唯一的核武器研制生产单位。1997年,当选为中国工程院院士;2002年担任中国工程院副院长。此后,杜祥琬还出任了国家气候变化专家委员会主任、国家能源委员会专家咨询委副主任等职务。
“这广袤无垠的戈壁荒漠,为一批批为国奋斗的人们提供了广阔的用武之地,穿军装和不穿军装的几代人,隐姓埋名,历尽艰辛,在曲折磨砺中成熟,却也享受着一次次成功给予的无可比拟的激动和兴奋。为民族的兴盛和老百姓扬眉吐气,做成一点有用的事。这种精神享受是无可替代的。”
2007年,杜祥琬写了一篇题为《享受辽阔》的散文,回顾自己当年的科研经历,在文中,他写下了上面这些话。
杜祥琬参与氢弹科研,是上世纪60年代的事情。1964年,从苏联留学回国后,他进入中国工程物理研究院工作,基于“要有,氢弹也要快”的最高战略指导思想,杜祥琬与邓稼先、王淦昌、于敏等著名的“两弹一星”功勋一道,开启了中国首个氢弹实验的研究。
杜祥琬的独子、优客工场创始人毛大庆在文章中曾对幼年生活有过回忆,当时他们住在保密大院里,办公区戒备森严,门口哨兵荷枪实弹。如周光召、邓稼先、朱光亚、于敏等大科学家,都是前后院的邻居,他亲眼见识过他们买菜打酱油的生活日常。
“大院是父亲工作的地方。我当时不知道他们具体做什么,但有一种本能的敬畏,知道他做的是很神圣的事情。”
亲眼见过活生生的人,亲身经历过的具体可触摸的生活,对于牺牲、奉献、国家利益、人生价值这些崇高远大的词,毛大庆自言,他比其他人更易于理解。
当岁月流逝,为两弹一星精神曾经奔走科普的杜祥琬,却也会疑惑自问:我们这一代人是不是已经落伍了,当年的故事对孩子们还有用吗?他们真感兴趣吗?
有一次,在杜祥琬讲完过去老故事的时候,有学生向他提问:您讲的这些都很崇高,可是我们是普通的学生,我们离崇高太远了。
“我说那我们把‘走向崇高’换四个字,叫‘品行端正’,这四个字离你们不远吧?他说不远。我说你就先从品行端正做起,以后在工作当中积累自己的贡献,争取走向崇高。这样可以吗?他说这个可以接受。”
杜祥琬了解现在的社会形势,知道社会上各种各样的人都有,价值观也很多元,但他对网易科技《科学大师》的记者说,他坚信一点:“一个国家一个民族如果有希望的话,一代人里头必须有一些人选择为这个民族、为这个国家进步去献身,如果都是想着自己的蝇头小利,这个国家就没有希望。”
杜祥琬的站位和视野,与他的出身、阅历不无关系。他成长在河南一个革命知识分子家庭,其父杜孟模,解放前是北京大学的党支部书记,既使解放后以知识界代表的身份担任了河南省政府的副省长,一直到去世,他也没有透露过自己的党员身份,直到文革后平反昭雪,家人才得知。
1938年出生的杜祥琬,经历了建国前最灾难的动荡岁月,八年抗战,兵荒马乱,他跟着父母一道逃难到陕西,国弱民贫的景象,看在眼里。日后成年了,学识积累越来越多,事理也越来越通,“就明白国家一定要改变这个状态,所以后来搞国防为什么有动力呢?也就是因为了解国家过去受过的灾难、屈辱。我要把她建设好,这个观念还是很强的。”
通过科研实践摸索,杜祥琬和他的同事们一道发展出中国自有的核试验诊断理论,上世纪80年代梳理成书,这是中国在该科研领域的一项自主知识产权理论成果。
氢弹研制的成功,代表了当年一个国家在硬实力上实现了世界级竞争力的跃升,一代科学家贡献青春改变国家的命运,但从内心来讲,杜祥琬更赞同无核化世界的终极发展目标。
在一个公开场合上,有小朋友好奇地问杜祥琬,还有没有可能造出更厉害的氢弹?杜祥琬回答:现在的氢弹不是需要更厉害的,而是需要更理智的人类把它禁止掉,永远不要使用。
杜祥琬对《科学大师》说,当年进行氢弹科研,出发点就“不是为了用,而是为了不用”,“实际上我们从第一次试爆成功,中国政府发表的声明就说得非常明确,要全面禁止并彻底销毁核武器,这是我们的宗旨,并且中国承诺,不首先使用核武器,这两句话是非常经典的。”
55年的科研生涯,杜祥琬不光只是参与了氢弹的科研,由于国家战略发展的需要,此后他还跨界到激光技术科研和能源、气候战略领域。81岁的他,至今还担任着国家能源委员会专家咨询委副主任职务。
核、激光、能源和气候变化——不管怎么转换岗位和领域,用杜祥琬的话说,基本上没有离开物理学的范畴。
“我体会到学好物理学对人是很有帮助的,它是一个对各个部门、各个行当都有帮助的学科,有一定的普适性。”
杜祥琬:当然,氢弹已经足够厉害了。几百万吨TNT当量,是一个什么概念呢?炸药,一吨炸药在这屋子里(指当时专访的房间)可以堆一大堆了,这是一吨TNT当量,一万吨,那就是一万个这样的房子。当时,美国的当量是两万吨,那就把日本广岛炸成那样了。一个氢弹是几百万吨,所以需要的不是要更大的威力了,而是能不能用它?它已经足够破坏人类自己、破坏这个地球了。
杜祥琬:从国际形势发展来看,原来一开始大家研究核弹,并不是要不用它,它是在二次大战的背景下诞生的东西,也可以说对日本的投降起了一定的作用。但是,中国后来不得不也发展核武器的原因,的确不是为了用它,而是为了不用。实际上我们从第一次成功,中国政府发表的声明就说得非常的明确,全面禁止、彻底销毁核武器,这是我们的宗旨,并且中国承诺,不首先使用核武器,这两句话是非常经典的。
全面禁止、彻底销毁,这个无核武世界的思想,我就说知识产权其实是中国的,奥巴马后来上台,提了一个“无核世界”的主张,为此还得了一个诺贝尔和平奖,我说这简直是大玩笑,这是中国人先提出来的。
可惜人类的觉悟和理智,还没到这个地步,一些大国不愿意放弃核武器,还在不断的有国家想拥有核武器。这是人类面临的一个挑战。
杜祥琬:这个觉悟,跟人类的文明水平有关。如果真正是人类命运共同体这个思想建立起来了,大同世界建立起来了,要核武器干什么?大家应该都把它销毁了。但是现在这个充满矛盾和冲突的世界上,拥有核武器的国家,不肯放弃。互相不肯放弃,所以现在是个问题。
对一些国家来讲,实际上拥有数量已经是太多了。现在已经成包袱了,其实用不了那么多,因为现有的量已经可以毁灭地球好几倍了。而拥有太多的核武器,要保护和维护这些东西,要库存,要花代价的。他们也希望少一点,少花点代价。
杜祥琬:就是上世纪五十年代,应该说新中国成立没几年,百废待兴,国家经济、科技、工业都相当的落后。但是在那个时候的中国,不止一次的遭受到核威胁、核讹诈,你没有核,别人就拿核来威胁你。
再一个背景,一个世纪以来,中国的屈辱、灾难,从八国联军一直到日本帝国主义侵略,被叫做“东亚病夫”,中国人如果要争自己民族的未来,那必须让国家强大起来。虽然1949年中国人民站起来了,但是腰杆没硬起来,所以要为这个目标,掌握两弹,去奋斗。
为什么这些人,比如说邓稼先从美国一回来,领导就跟他谈到,让他做这件事,他毫不犹豫。当然是隐姓埋名了。王淦昌,从莫斯科调回来,让他做核武器,他也隐姓埋名开始做。为什么这些人都毫不动摇、毫不犹豫?因为这件事情对中国的重要性,它是一个标志,它是中国科技进步的一个标志,它是中国国防力量的一种标志,它是中国国家地位的一个标志。这点太清楚了。不管多困难,要把它拿下来。
杜祥琬:现在的年轻人智力一点不差,但是那个时候,这一溜儿科学家,这个民族要振兴,中华民族不能老这么衰败下去,拿这个当成自己的责任,当成自己一生的价值和奋斗目标,这个思想在他们身上很一致。我们跟他们干活,也很容易接受这个思想。所以这个思想很统一。而这个东西本身有多难,当时并不知道,因为没有掌握之前,你不知道它有多难,也不知道有几年能够突破。就下决心要把它弄出来。但是有一点,因为当时、氢弹在国际上已经被人掌握了,像美国、苏联都有了。它的存在已经被证明了,大家心里觉得这个应该能掌握。中国是自己自力更生的,自主创造的和氢弹,而没有借助于他们的知识和他们的技术、他们的工业,完全是自己创造的,自己摸索出来的。
杜祥琬:危险是有的,但是它也是有章法的,大家要避免危险,邓稼先为什么最后出了问题呢?那就是实验也会有失败的时候,这个是始所未料的,包括投弹的飞行员(也很危险),因为做空爆试验,空中爆炸都要飞行员开着飞机上去,到一定的高度,把弹舱打开投下来。投下来到一定的高度,它开降落伞,让它慢慢下降,下降到一定的高度爆炸,这个高度是有仪器控制的。为什么要定这个东西呢?让飞机跑远一点,跑到安全距离之外,但是这也不是没有风险的。
比如有一次(试验),弹舱打不开,那时候朱光亚(核物理学家、两弹一星功勋)在现场指挥,飞行员报告弹舱打不开。朱光亚是个平常说话非常谨慎、思考半天才说一句话的人,但是这个时候立刻命令:再投一次。飞行员又飞了一圈,飞到这个位置再投一次,说还是打不开,并且报告说,再飞一圈飞机上的油不够了。那你说怎么办?立刻决定:让飞行员带弹着陆。然后立刻命令全场人员撤退,他和空军指挥员在塔上等这个飞行员回来。但是飞机肚子上带着一个氢弹着陆,没有人做过这个事儿,万一碰到一个什么东西,这个弹出了问题,那就是大大的事故。
没出事,朱光亚一下轻松下来,说了一句:我们做了一次带弹着陆试验啊。这是故意轻松的话了,谁肯去做这种试验啊。
所以邓稼先受命时,不是晚上回去跟他夫人对话,这个你们都知道了,他最后说了一句话,这件事很重要,为它死了都值得。这里面不是没有危险,我们要尽量避免危险,避免不必要的牺牲。要做好安全防护,这都是有规定的,每次操作都是有规定的。但是即使万一死了,也值得,这个观念太清楚了。
我在苏联上学的时候,看过一个纪录片,就是他们的核科学家,核探测器放在肚子上它都能响,他自己吃了很多放射性,我当时就意识到,美国也好,苏联也好,都有一批科学家,为这件事可以说就是要献身。
杜祥琬:我们这个单位,我一参加工作,叫理论部,现在叫九所了,我一到这个所里,就感觉到这个氛围有一个什么特点呢?人和人之间相称,都不称呼官衔,什么主任、所长,都不这么叫,都是老、小相称,比如说老邓,是邓稼先,叫周光召“老周”,后来周光召当了中国科学院的院长,全国人大的副委员长,有人叫他周委员长,叫他周院长,我们都听了很别扭,见他的面,还是叫他老周。
杜祥琬:我是小杜,后来也成了老杜,现在是杜老、杜爷爷了。为什么给你讲这个老小相称呢?它不光是一个称呼,我理解它是一个温度,人和人之间的一种关系,一种氛围。这个氛围有一种好处,就是学术民主。
氢弹技术原理什么样的?当时展开学术讨论,一个教室里,大家坐得满满的,二十几岁的小青年、五十几岁的老专家,谁有想法谁就上台说,边说边画。大家充分的发挥自己的想象力,现在叫头脑风暴。讲完了之后,把大家的想法归纳成为几十个设想。
分析分析,用排除法,从几十个想法归纳几种方案,拿到计算机上去算,看哪种能算通。在这个过程当中,于敏(核物理学家、两弹一星功勋)是一个第一贡献者,就是他比较早的判断了某一个方案可行。
杜祥琬:哪有那么容易?一开始都不知道,是做了一些基础性的研究,在一边算,一边想,一边讨论,最后归纳出来。算完了之后果然行了,于敏从上海打电话给邓稼先,说“我们抓住牛鼻子了”,就是这句话,就是我们把这个原理找到了。
杜祥琬:有适用性。大家的积极性调动起来,把大家的头脑智慧调动起来,然后选择技术路线。当然我们有带头人,氢弹,我就说带头人于敏是第一个功臣,但也是大家一起做,他也很强调,不要叫他什么“氢弹之父”这一类的话,不是哪一个人的功劳。
到现在我觉得学术民主都很重要。我们现在说能源的问题,能源领域也会有不同的意见。但是如何做到开放民主,不同意见要能够说,能够讨论交流讲道理,这个非常重要,决策起来,可以减少一些浪费。
杜祥琬:那个时候说真的,电脑还不太先进,六十年代我们用计算尺。我们拿尺子来算东西,比珠算已经是先进很多了,还有手摇机,还有电动机,就是一秒钟大概能运算几次这种速度。所以搞的时候,是一批小青年,用一批电动计算机算算算。但是后来我们突破氢弹的时候,开始有了晶体管计算机了。
那时候也就是五万次每秒,现在是千亿亿次了,那个时候是五万次的就是我们国家里很先进的了,在北京计算所、上海华东计算所,所以我们两边跑着算题。那个时候国家第一台新计算机,就先给核武器研究所用,第二台给国家气象局用。所以那时候没有好计算机的情况下,这种抓住主要矛盾,粗估,先粗略的估计一下这个问题大概是对还是错的。这一套也可以说是抓主要矛盾的哲学思想。
杜祥琬:当时我们组的任务,就是做氢弹原理试验中速报项目的量程计算。怎么回事呢?就是氢弹跟有十分的不同,要试验一下能不能实现相应的物理特征。其中的相应指标,很快能测到,看看它的样子,看看它的量级大小,是不是在我们理论预计的范围内,就能够快速的确定我们做对了还是没做对,这叫速报。
杜祥琬:要复杂的多。毕竟就是一个裂变,而氢弹主要的威力来自于聚变。相对来说简单,威力也相对来说小一点,而氢弹是完全不同的原理,物理过程要复杂的多,所以要测量清楚氢弹的物理过程,它所需要测量的物理量也比要多得多。
这就是为什么要诊断这个核试验,我用“诊断”这个词,就像看病一样。这个东西一爆炸,它里面的物理量你又不能进去察看,看不见摸不着的,如何能够通过外部的可观测量,能够知道里面的物理量的空间、时间的变化,而氢弹因为有很多个物理过程,那就有很多量要测试。
为了测出这些物理量,要做一次试验,因为氢弹威力很大,我们就减当量试验,减小威力,同时又能表现氢弹的物理特征,这样爆炸试验以后,我们好测试。
多次试验,就有一套理论、方法,就发展出来我们国家一套核试验诊断的理论,后来我们中国工程物理研究院就写成一本书,也就是改革开放以后,开始重视学科建设,我们就把过去这些东西系统的总结一下。
杜祥琬:跟他们工作几十年,对我的影响可以说都很深。如果挑一个代表,我想说一下王淦昌,他比我大31岁。他在莫斯科的一个联合核子研究所工作,就是苏联、中国、波兰、捷克这些国家联合成立的研究所。王淦昌带领中国科学家小组在那工作。他在那里发现了反西格马负超子,这是物理学界当时轰动全球的一个消息。当时我还看到一个很短的纪录片,就是王淦昌在那个黑板上讲课,几个苏联的学者,毕恭毕敬的向他请教问题。
我当时也留苏,这个镜头给我什么刺激呢?因为苏联人在上世纪六十年代初,是看不起中国人的,因为中国当时确实也很落后,特别是科学技术很落后。能这么毕恭毕敬对待一个中国科学家,非常难得。后来王淦昌回国领导核武器的工作,我在他手下工作,不止一次听到他说起,中国人不比外国人差,说了好几次。他也是鼓励大家做好自己的工作,就是说中国人只要真正做的好,就会赢得世界的尊重。
王淦昌很严谨,他在发现反西格玛负超子的同时,还记录到了另外像是一个新粒子的一个轨迹。当时跟他一起工作的苏联科学家就很着急,想宣布发现了一个新粒子,命名都想好了。王淦昌就说,我们没有弄清楚这是个什么粒子,它是个什么性质,在这之前我们不能宣布这就是个新粒子,只能说是一种可能性。
后来大家研究以后证明,这是已经知道的一种粒子的反应,王淦昌就说,哎呀谢天谢地,我没吹牛。这就是科学家的严谨性,没有足够的证据,我不能胡乱宣布这是一个成就。
杜祥琬:我1965年回来参加工作,一直到他去世,那是1998年,33年。他在我们院呆到1979年,以后到原子能院,但是还在我们这个领域,还保持着联系。
他是个很有人情味的人。科学家其实感情是很丰富也很细腻的。1996年的儿童节那天,那时候我已经开始到“863”计划专家组做激光研究了,他那时候是我们专家组的顾问,突然那天礼拜六早上,家里的电话响了,他来的电话,一上来就说,“我听说你干激光干得太累了,你要注意身体呀”。我心想,你比我大30岁,还来关心我的身体。然后他说,“让你爱人接电话,我要让她管好你的生活。” 这种类似的事可以讲很多,这些老科学家,一个是科学功底,一个是人品,对我影响最深。
杜祥琬:我印象很深的就是一参加工作,在我们那个办公楼走廊里面有两个标语,一个“三老”,一个“四严”。就是做老实人、说老实话,办老实事。四严就是严格、严谨、严密,严肃,我到现在就觉得这三老四严没错,做科研就得这样。动不动就说空话、说虚话,说假话,那是干不成的。
第一条是求真,第二条是要不断创新。怎么做,怎么做氢弹?我们中国人原来完全不知道,最后也是自主创新的结果。至于说后来我们做激光,更是这样,都是自己摸出来的。
杜祥琬:我觉得是激光研究。1986年以后,国家的863计划,成立了863激光专家组。1991年改选第二届,让我做首席科学家、第一负责人。那是我最难、最焦虑的一段,因为我是主要负责人,目标、技术路线、以及途径,都需要我带领专家组来做,必须要考虑顶层和全局,压力大、责任大,这条路之前国内国际都尝试过,但都没有做成功。我们要一步一步摸着路走,但最后也是成就感最强的一段研究历程。
杜祥琬:笼统地说,是因为国家当时又有了新课题、新任务给我们,尤其是当年国际上的反导防御体系概念出现之后,外部形势发生了新变化,适应形势发展,需要我们出力应对。
杜祥琬:可以给你一点感觉,现在已经研制出来一种警用装备了,叫低空卫士,新华社也有报道过。就是2014年北京要开APEC峰会,来了十几个国家的首脑,在怀柔开会。当前有一个新型的安全隐患,就是小型无人机,像放风筝一样,小孩都可以玩。有关机构知道我们在搞激光,找到我们的团队。
我们一听,他就是要保证如果有这样的目标出现的话,在相应的范围之内可以提前干预,确保一公里以内(空域)安全。我们一听这个目标,我们是可以拿下的,这个是可以解决的问题。我们这些青年团队花了不到半年,就把它做出来了。
第二年,九三阅兵, 最后一个节目是飞行表演,我们年轻的同志去值班,就在现场。对我们低空卫士的技术要求很高,必须什么时候出现情况都确保百分之百的成功,所以在真正去值班之前,我们的设备演练了30次,人为的放目标去打,真是百发百中。
那一天,在预定的飞机航道的下方,突然出现了一个气球,还带着一个尾巴往上升,就要飞到飞行的航道上了。如果让这个目标飞到飞行的航道上,这个飞机的安全就有问题,结果我们这个装备几秒钟内不动声色就把它打掉了。它是没有任何声音的,是红外光,人的眼睛看不见。
杜祥琬:这不是,冰山一角吧,你可以想象。国家现在已经批准了这个水平的“低空卫士”出口,已经有了国际上的订货了。因为它是公安装备,是中国工程物理研究院863激光技术团队的科研成果之一。
杜祥琬:自主创新,是因为有一些东西别人不告诉你,或者大家都还没有突破,进入无人区了。比如现在的AI大家都不知道怎么弄,这就得靠自主创新,0到1,而不是1到N的问题。
但是我觉得,现在跟我们五十年代的时候还不太一样,强调自主创新,同时也要高度的重视开放式的自主创新,仍然要高度重视国际的交流和合作。只要有这种可能,就不要放弃合作。
这个不是简单的我学他或者他学我,这是一个相互学习的过程,自主创新不是关起门来,特别是现在改革开放这个时代。
杜祥琬:如果是有一个地方有了新的原创、发明,他对自己的发明有所保护,这个是很正常的事情。我们自己如果有一个发明,也要保护自己的知识产权。别人不会马上就是把东西送给你,也不一定都要用卡脖子来理解。
解决这个问题,自己要多一点创新,在国际上有一定的科研地位了,就能和别人做比较好的交流。当你自己落后比较多的时候,多引进、消化,再创新,这个也是正常的。但是当大家的水平接近了,再去买他的,他也不介意了。这个卡脖子我并不觉得它是一个特别的问题。
《科学大师》:我们也采访过其他科学家,大家都谈到了基础研究,感觉意识都有了,但在实践层面还有问题。
杜祥琬:我们经常强调举国体制,举国体制对一些大的工程常常是有优势的,但是对基础研究,作用就不一定了。基础研究更要鼓励的是什么?活跃的思想。活跃的思想来自于活跃的人,活跃的人来自于哪里?来自于中国的教育。
教育就要提倡一个比较独立的思想,让大家甚至胡思乱想,要鼓励好奇心,鼓励质疑。这样长大的小孩才能创新。这个也是我开国际会议的感受,会上一些人做了报告以后,有什么问题,然后外国人马上举手。
我们曾经有一个团队,也是年轻的团队,他们就做太赫兹,这个词儿你可能也知道,太赫兹波段的自由电子激光,做来做去做不出来,这个方向肯定是有意义的。那我也就鼓励他们坚持,结果他们坚持了八年,最终做成了。
这个对年轻人来说很不容易的,八年不出成果,他也很难发表文章,很难得到认同,他竟然能够坐得住,最后出了。
杜祥琬:对,作为领导来说,要宽容失败;作为自己来说,要甘坐冷板凳。只要这个方向是有意义的,要敢于坚持。有时候,只有稍微坚持一下才能成功。还有一条,要有兴趣,你没有兴趣,就别勉强去做,做不好,也很难做下去。