彭桓武“自找麻煩”求其所以然
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(xué)家。1935年畢業(yè)于清華大學(xué)物理系。1940年獲英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位，1945年獲該校理學(xué)博士學(xué)位。曾任皇家愛(ài)爾蘭科學(xué)院院士。建國(guó)后，歷任清華大學(xué)教授，中國(guó)科學(xué)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(shù)學(xué)物理學(xué)部委員。四十年代起研究固體物理，后轉(zhuǎn)向量子場(chǎng)論的研究。開(kāi)展了應(yīng)用量子力學(xué)到金屬、場(chǎng)、核、分子等方面的理論研究。六十年代初期參與了中國(guó)核武器的研制工作，是當(dāng)時(shí)理論研究的主要主持人之一，為中國(guó)原子彈、氫彈的研制作出了貢獻(xiàn)。
彭先生是1961年調(diào)到九所從事核武器理論研究和設(shè)計(jì)工作的。在他高水平的學(xué)術(shù)指導(dǎo)下，九所的科研工作就此起步，開(kāi)始了對(duì)核武器內(nèi)在物理規(guī)律的理解和探索?！ ?/p>
手工復(fù)盤(pán)核爆炸過(guò)程
當(dāng)時(shí)我們手頭有一個(gè)蘇聯(lián)專(zhuān)家口頭講述的原子彈教學(xué)模型。彭先生來(lái)到九所后面臨的第一個(gè)抉擇，就是究竟照抄這個(gè)模型，把核武器的理論研究和設(shè)計(jì)工作當(dāng)成是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工程設(shè)計(jì)，交上去，響了，就算成功了，完成任務(wù)了；還是把它當(dāng)成是一項(xiàng)科學(xué)研究工作，研究原子彈的整個(gè)動(dòng)作過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，探究蘇聯(lián)的這個(gè)教學(xué)模型為什么這樣設(shè)計(jì)？?jī)?nèi)在的科學(xué)原理是什么？
彭先生作為一個(gè)有極高素養(yǎng)的物理學(xué)家，當(dāng)然選擇了后者。后來(lái)，我們把這叫做“知其然而且知其所以然”。
當(dāng)然，彭先生首先自己動(dòng)手，來(lái)剖析并展現(xiàn)原子彈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和規(guī)律。我們知道描述原子彈運(yùn)動(dòng)過(guò)程的是一組復(fù)雜的非線(xiàn)性偏微分方程，獲得這組方程的解，只有通過(guò)電子計(jì)算機(jī)才有可能。可是我們當(dāng)時(shí)還沒(méi)有一套完整、可靠的數(shù)學(xué)方法能在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作。同時(shí)，彭先生還認(rèn)為光有計(jì)算機(jī)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果還不夠，我們還必須了解這些結(jié)果是怎么形成的，各個(gè)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(nèi)大力提倡“粗估”的工作，即自己動(dòng)手，用最普通的計(jì)算尺，把整個(gè)原子彈的動(dòng)作過(guò)程粗略地一步一步算出來(lái)，從而在自己頭腦里形成一幅完整的圖像。
這豈是一項(xiàng)容易的工作。彭先生以其堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)和深厚的數(shù)學(xué)功力，硬是把這組非線(xiàn)性偏微分方程簡(jiǎn)化成一套常微分方程組，從而能夠在幾位青年同志的協(xié)助下，用最簡(jiǎn)單的計(jì)算工具——計(jì)算尺把原子彈的整個(gè)過(guò)程粗線(xiàn)條地描繪出來(lái)。
對(duì)于蘇聯(lián)的教學(xué)模型，彭先生不是采取囫圇吞棗全盤(pán)接受的態(tài)度，而是用科學(xué)探討的精神來(lái)理解它。例如，蘇聯(lián)的教學(xué)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(huì)。除彭先生外，參加討論的包括了當(dāng)時(shí)一大批科學(xué)家，如郭永懷、程開(kāi)甲、朱光亞、鄧稼先、周光召、周毓麟、秦元?jiǎng)椎鹊?，還有眾多剛從大學(xué)畢業(yè)分配到所里工作的年輕人。彭先生特別鼓勵(lì)年輕人發(fā)表自己的意見(jiàn)。會(huì)上，大科學(xué)家和青年們平等地就科學(xué)問(wèn)題暢所欲言。在這樣的氣氛下，有時(shí)持不同意見(jiàn)的同志在會(huì)上爭(zhēng)得面紅耳赤，但會(huì)下彼此還是非常團(tuán)結(jié)，互相尊重。我們所的這種優(yōu)良的學(xué)術(shù)民主風(fēng)氣正是在彭先生的熏陶下形成的?！ ?/p>
“連算九次”推敲蘇聯(lián)模型
對(duì)蘇聯(lián)提供的教學(xué)模型，曾經(jīng)有過(guò)一次非常激烈的爭(zhēng)論。蘇聯(lián)專(zhuān)家當(dāng)時(shí)口頭介紹這個(gè)模型時(shí)曾經(jīng)說(shuō)到一個(gè)數(shù)據(jù)，但當(dāng)我們計(jì)算核對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)我們的計(jì)算結(jié)果和蘇聯(lián)人給出的數(shù)據(jù)相差非常之大。
科學(xué)規(guī)律應(yīng)該是可以重復(fù)的。只要我們和蘇聯(lián)人用同樣的科學(xué)原理去處理解決這個(gè)問(wèn)題，我們就應(yīng)該和蘇聯(lián)人得到同樣的結(jié)果。九所的同志們?cè)谂硐壬I(lǐng)導(dǎo)下堅(jiān)持科學(xué)態(tài)度，硬是把這個(gè)問(wèn)題算了九遍，這就是九所歷史上有名的“九次計(jì)算”。
在那個(gè)年代，這樣作九次計(jì)算是一項(xiàng)浩大的工程。我們沒(méi)有電子計(jì)算機(jī)，而是由十幾個(gè)計(jì)算員根據(jù)事先給她們安排好的方案，用現(xiàn)在只能在博物館里才能見(jiàn)到的手搖計(jì)算機(jī)一個(gè)數(shù)一個(gè)數(shù)地?fù)u出來(lái)。九次計(jì)算得到的結(jié)果大同小異，都和蘇聯(lián)人給的數(shù)據(jù)對(duì)不上。每次算完了，彭先生都主持會(huì)議討論，嚴(yán)格地推敲我們計(jì)算的科學(xué)依據(jù)。即使是這樣，作為科學(xué)研究，這個(gè)問(wèn)題仍然沒(méi)有了結(jié)。
科學(xué)是不能少數(shù)服從多數(shù)的，最后是周光召?gòu)奈锢砩献C明，按照模型的初始配置不可能達(dá)到蘇聯(lián)人給出的數(shù)據(jù)，隨后又在電子計(jì)算機(jī)上用差分方法計(jì)算了這個(gè)問(wèn)題，得到的結(jié)果和我們九次計(jì)算的結(jié)果相符，這才徹底地否定了蘇聯(lián)人給出的數(shù)據(jù)。
?。ㄗ髡邽楸本?yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所前所長(zhǎng)、研究員）
轉(zhuǎn)自《文匯報(bào)》2014年9月25日
