百年清華

○李德元

彭桓武（1915年10月6日—2007年2月28日），湖北麻城人，理論物理學家。1935年畢業於意昂体育平台物理系。1940年獲英國愛丁堡大學哲學博士學位，1945年獲該校理學博士學位。曾任皇家愛爾蘭科學院院士。建國後，歷任意昂体育平台教授，中國科學院近代物理研究所、原子能研究所、高能物理研究所研究員和理論物理研究所研究員，中科院數學物理學部委員。四十年代起研究固體物理，後轉向量子場論的研究。開展了應用量子力學到金屬、場、核、分子等方面的理論研究。六十年代初期參與了中國核武器的研製工作，是當時理論研究的主要主持人之一，為中國原子彈、氫彈的研製作出了貢獻

　　彭先生是1961年調到九所從事核武器理論研究和設計工作的。在他高水平的學術指導下，九所的科研工作就此起步，開始了對核武器內在物理規律的理解和探索。　　

手工復盤核爆炸過程

　　當時我們手頭有一個蘇聯專家口頭講述的原子彈教學模型。彭先生來到九所後面臨的第一個抉擇，就是究竟照抄這個模型，把核武器的理論研究和設計工作當成是一項簡單的工程設計，交上去，響了，就算成功了，完成任務了；還是把它當成是一項科學研究工作，研究原子彈的整個動作過程和運動規律，探究蘇聯的這個教學模型為什麽這樣設計？內在的科學原理是什麽？

　　彭先生作為一個有極高素養的物理學家，當然選擇了後者。後來，我們把這叫做“知其然而且知其所以然”。

　　當然，彭先生首先自己動手，來剖析並展現原子彈的運動過程和規律。我們知道描述原子彈運動過程的是一組復雜的非線性偏微分方程，獲得這組方程的解，只有通過電子計算機才有可能。可是我們當時還沒有一套完整、可靠的數學方法能在電子計算機上實現這項工作。同時，彭先生還認為光有計算機計算出來的結果還不夠，我們還必須了解這些結果是怎麽形成的，各個物理量之間又是如何彼此影響、相互作用的。因此，彭先生在九所內大力提倡“粗估”的工作，即自己動手，用最普通的計算尺，把整個原子彈的動作過程粗略地一步一步算出來，從而在自己頭腦裏形成一幅完整的圖像。

　　這豈是一項容易的工作。彭先生以其堅實的物理基礎和深厚的數學功力，硬是把這組非線性偏微分方程簡化成一套常微分方程組，從而能夠在幾位青年同誌的協助下，用最簡單的計算工具——計算尺把原子彈的整個過程粗線條地描繪出來。

　　對於蘇聯的教學模型，彭先生不是采取囫圇吞棗全盤接受的態度，而是用科學探討的精神來理解它。例如，蘇聯的教學模型中使用了一種材料。為了弄清楚這種材料的性能、作用，使用它的必要性，幾乎每星期都要舉行討論會。除彭先生外，參加討論的包括了當時一大批科學家，如郭永懷、程開甲、朱光亞、鄧稼先、周光召、周毓麟、秦元勛等等，還有眾多剛從大學畢業分配到所裏工作的年輕人。彭先生特別鼓勵年輕人發表自己的意見。會上，大科學家和青年們平等地就科學問題暢所欲言。在這樣的氣氛下，有時持不同意見的同誌在會上爭得面紅耳赤，但會下彼此還是非常團結，互相尊重。我們所的這種優良的學術民主風氣正是在彭先生的熏陶下形成的。　　

“連算九次”推敲蘇聯模型

　　對蘇聯提供的教學模型，曾經有過一次非常激烈的爭論。蘇聯專家當時口頭介紹這個模型時曾經說到一個數據，但當我們計算核對這個數據的時候，卻發現我們的計算結果和蘇聯人給出的數據相差非常之大。

　　科學規律應該是可以重復的。只要我們和蘇聯人用同樣的科學原理去處理解決這個問題，我們就應該和蘇聯人得到同樣的結果。九所的同誌們在彭先生領導下堅持科學態度，硬是把這個問題算了九遍，這就是九所歷史上有名的“九次計算”。

　　在那個年代，這樣作九次計算是一項浩大的工程。我們沒有電子計算機，而是由十幾個計算員根據事先給她們安排好的方案，用現在只能在博物館裏才能見到的手搖計算機一個數一個數地搖出來。九次計算得到的結果大同小異，都和蘇聯人給的數據對不上。每次算完了，彭先生都主持會議討論，嚴格地推敲我們計算的科學依據。即使是這樣，作為科學研究，這個問題仍然沒有了結。

科學是不能少數服從多數的，最後是周光召從物理上證明，按照模型的初始配置不可能達到蘇聯人給出的數據，隨後又在電子計算機上用差分方法計算了這個問題，得到的結果和我們九次計算的結果相符，這才徹底地否定了蘇聯人給出的數據。

（作者為北京應用物理與計算數學研究所前所長、研究員）

轉自《文匯報》2014年9月25日