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王淦昌(1907年5月28日—1998年12月10日)

“两弹一星”功勋科学家,核物理学家,中国核科学事业的奠基人和开拓者之一。他的一生,伴随着我国核科学事业的起步和发展,他的科学人生,也是以他为代表的一代中国科学家为中国的国防和核科学事业发展,而艰苦奋斗、开拓创新、爱国奉献的伟大历程。

由中国科学技术协会、中国核工业集团有限公司等联合出品的大型人物纪录片《王淦昌》在中央广播电视总台央视纪录频道(CCTV-9)播出。今天是王淦昌逝世27周年,我们一起来看第四集《无尽的追问》,缅怀!

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第四集 无尽的追问

2022年12月,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的一场新闻发布会吸引了全世界科学家的目光。

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发布会上,美国科学家宣布激光惯性约束核聚变在实验室内点火成功。这意味着经过六十多年的努力,人类在永久解决能源问题的征途上迈出了具有里程碑意义的重要一步。

很少有人知道,世界上最早提出用激光实现惯性约束核聚变的科学家之一,就是王淦昌。

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在他的推动下,我国的激光核聚变事业于二十世纪六十年代起步,基本与美国同时。而王淦昌人生最后的20年,几乎全部投入到了我国的激光核聚变事业中。

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1978年3月,全国科学大会在北京召开,王淦昌应邀参加会议。

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在大会开幕式上,邓小平作了长篇重要讲话,指出“科学技术作为生产力,越来越显示出巨大的作用。”

尽管已年逾古稀,但“科学春天”的到来,让王淦昌激动不已。当时,他并不会想到,自己的人生也即将迎来另一个春天。

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三个月之后,国务院任命王淦昌为二机部副部长兼原子能研究所所长。自此,他告别工作了17年的二机部九院,从四川回到北京。

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位于北京房山的中国原子能科学研究院,是我国核科学事业起步的地方。

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二十世纪五十年代初,王淦昌曾在此工作了约六年时间,二十多年后重回原子能研究所,王淦昌立刻将许多受冲击的研究人才调回学术岗位,同时思考原子能研究所的发展方向。

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自从1939年,王淦昌得知核裂变反应能释放巨大能量之日起,他就一直关注着和平利用核能的问题。

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终其一生,王淦昌最大的心愿就是利用来自宇宙深处的巨大能量造福全人类。

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担任原子能研究所所长后,他立刻推动了一项当时世界上最前沿的研究——惯性约束核聚变。

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核能,分为裂变能和聚变能。目前世界上所有的核电站,都是利用原子核裂变反应释放的能量,而核聚变反应的民用化之路,则异常艰难。

虽然人类早就掌握了核聚变技术,并成功制造出核聚变武器——氢弹,但是迄今为止,还没有人能对核聚变反应进行控制,从而转为民用能源。

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中国工程物理研究院原副院长、中国工程院院士杜祥琬认为,核聚变一旦成功,将成为一种绿色、低碳、安全、无穷无尽的能源。

受控核聚变是指将氘氚加热到极高温度,使之足以克服原子核之间的库仑排斥力,在可控的条件下,发生大量的原子核聚变反应,从而释放出巨大能量。

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氘、氚是氢的同位素,遇到氧气变为水,所以激光惯性约束核聚变如果成功,不仅能彻底解决能源问题,而且是没有放射性污染的绿色能源。

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王淦昌对核聚变能的研究,早在二十世纪六十年代就已开始。

1964年,王淦昌得知美国科学家研制出了世界上第一台红宝石激光器,并且当年的诺贝尔奖授予了为发明激光器做出贡献的3位科学家,他马上对激光这项新技术产生了浓厚兴趣,不久他完成论文《利用大能量大功率的光激射器产生中子的建议》。

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在这篇文章中,王淦昌提出了一个前所未有的物理思想,使激光与含氘的物质发生作用,从而产生中子,有可能实现可控核聚变。

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“1964年,王淦昌提出激光核聚变,我们的惯性约束聚变ICF,就是从这儿来的。”杜祥琬回忆道,同年,两位苏联学者巴索夫和普罗霍洛夫也提出了类似的思想。因此,他们都是该领域最初的提出人。

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虽然王淦昌是世界上最早独立提出激光核聚变思想的科学家之一,但当时他正肩负着研制我国第一颗原子弹的重任。

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没有精力去做具体研究,他只好将自己的设想写到论文里。巧合的是,文章完成不久,一次偶然的机会,王淦昌遇到了中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“中科院上海光机所”)的副研究员邓锡铭。

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那时,邓锡铭正从事高功率激光的研制,两人相谈甚欢,一拍即合。

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王淦昌的秘书康力新回忆,王淦昌撰写了一份20页的论文,系统地阐述了他的想法,并将其交给了邓锡铭。

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王淦昌认为,从那时起,我国激光惯性约束聚变领域的预研工作向前迈出了一大步。当时英国、日本还没有开始研究,而我国的技术水平与美国基本同步。

尽管当时王淦昌还肩负着我国核武器研制的重任,但他仍对激光核聚变研究,倾注了满腔热忱。在完成国家的国防任务后,王淦昌人生的最后二十多年,几乎全部投入到我国的核聚变事业中。

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1973年,中科院上海光机所宣布单路钕玻璃激光照射氘冰靶可能产生了中子。

收到电报后,王淦昌欣喜万分,但在分析了中科院上海光机所的测试方案后,他认为实验结果并不可靠。

于是,他派二机部九院中子测试专家王世绩到上海重新做实验。最后,经过仔细测量,证实的确测到了激光打靶产生的中子。这一消息在科学界引起了不小的轰动。

“王老带队来把中子信号测出来了,成果在全球公布的时候,是很震撼的,是里程碑式的事。”中科院上海光机所联合实验室主任朱健强说,这一成果是聚变的一个标志。中国成为了继美国、日本之后,第三个测出中子的国家。

激光出中子的成果虽然引起了轰动,但王淦昌看到的却是我国核聚变研究必须解决的一个大问题——中科院上海光机所在激光器研制上有优势,但核物理研究得依靠二机部九院的力量。

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他认为,只有让两家单位进行深度合作,发挥各自所长,才能真正推动激光核聚变事业的发展,尽快赶上国外的研究步伐。

1977年,王淦昌以二机部九院副院长的身份,带队到中科院上海光机所商谈两家单位的合作事宜。他曾说:“合则成,分则败。”

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这一次,王淦昌到中科院上海光机所的交流持续了一个月。

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最终,在他和我国光学事业奠基人之一王大珩先生的推动下,二机部九院和中科院上海光机所正式成立联合实验室,以持续推动我国激光核聚变下一步的研究。

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朱健强认为联合实验室不仅促成了二机部九院在该领域的发展,也推动了中科院上海光机所在该装置的发展。

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联合实验室在上海成立后,1980年,建造10的12次方瓦的激光装置项目正式立项。

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经过7年磨砺,1987年,激光装置通过国家鉴定。

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张爱萍将军亲自将这一装置命名为“神光”装置,后来大家称其为“神光一号”装置,这标志着我国当时的激光技术达到了国际同类装置的先进水平。

“神光一号”激光装置投入使用后,实验效果并不理想。而北京的原子能研究所,早在1978年,王淦昌就带领大家从另一条路径上,开始了对惯性约束核聚变的艰难摸索。

1978年9月的一天,原子能研究所的阶梯教室里座无虚席,新调任的所长王淦昌正在做一场关于惯性约束核聚变的报告,他以深刻的洞察力讲述了当时国际上这一领域的发展概况和存在的问题。

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王淦昌做这场报告还有一个重要目的,那就是招兵买马,组建原子能研究所的惯性约束聚变研究小组。王乃彦回忆,当时王淦昌亲自做动员,鼓励大家报名,后又逐一与报名者谈话,“从当中选了17个人,再加上我,变成18个人。”

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很快,原子能研究所成立了惯性约束聚变研究小组,王乃彦担任组长。与上海联合实验室选择的固体激光路径不同,在王淦昌的建议下,原子能研究所的研究方向定为氟化氪激光聚变。

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受控核聚变研究是当时世界上最顶尖的技术,全世界的科学家们都在不同的技术路线上艰难摸索。王淦昌知道,它的成功还需要若干年的持续努力。

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为了推动国家核技术的发展,更好地参与国际学术交流,1979年,我国成立了一个学术性群众组织——中国核学会,王淦昌当选为第一任理事长。

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改革开放之后,国家的经济发展急需能源,核电的发展被提上议事日程。二十世纪八十年代初,为了推进我国核电技术的发展,王淦昌多次以中国核学会理事长的身份,率领代表团出国交流学习,并推动核电纳入国民经济整体发展计划之中。

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1991年12月,我国第一座自行设计、自主建造的核电站,秦山核电站并网发电。

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1994年,大亚湾核电站投入商业运行。

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作为一名战略科学家,王淦昌不仅推动核科技的发展,同时还密切关注着国外高技术发展状况。

1983年,美国总统里根提出战略防御倡议,也就是“星球大战”计划,世界高技术领域的竞争日益激烈。如果中国不积极采取行动,那么若干年后,我们在高技术领域与国外的差距就会越来越大。

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1986年3月,王淦昌与王大珩、陈芳允、杨嘉墀一起,经过仔细分析论证,向中央提出《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》。4位科学家的建议,很快得到邓小平同志的批示。

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同年11月,中共中央、国务院批准了《高技术研究发展计划纲要》,也就是后来人们熟知的“八六三”计划。

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这里是王淦昌的故乡,江苏常熟的档案馆。王淦昌晚年的工作笔记大多被珍藏在这里。

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其中,1988年8月的一次工作记录尤为重要。

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这一天,王淦昌在二机部九院做了一场重要报告,正是这个报告,直接推动了我国激光惯性约束核聚变研究质的飞跃。

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1988年8月,王淦昌参加了在意大利召开的战争与和平国际会议。美国代表在会议上宣布,他们通过试验成功验证了惯性约束聚变在科学原理上的可行性。

也就是说,下一步只要在实验室内验证成功,那么人类在地球上利用核聚变能就指日可待了。

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王淦昌获悉后非常兴奋,回国后,他第一时间召集相关研究人员做报告。据贺贤土回忆,在那次报告会上,大家讨论后一致认为,中国不能再犹豫了,应该加快激光聚变的研究。

那时,我国的激光惯性约束核聚变研究依然处于摸索阶段,要跟上国外的研究进展,必须尽快加大投入。因此,王淦昌立刻想到写信建议中央,将激光核聚变纳入“八六三”计划。

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1993年,惯性约束核聚变终于作为一个独立主题,列入“八六三”计划。

第一阶段的目标,就是将位于上海联合实验室的“神光”装置改造升级。同时,王淦昌在原子能研究所领导大家,建设氟化氪准分子激光装置“天光一号”,以探索激光核聚变的不同路径。

中国原子能科学研究院研究员曾乃工介绍,之前二机部九院的设备有的叫“神光”,有的叫“闪光”;王淦昌便说,“我们也叫,我们叫‘天光’。”这就是“天光一号”名称的由来。

1998年,“天光一号”装置建成,使我国成为继美国、英国、日本、苏联之后,具有百焦级氟化氪激光器的国家。

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与此同时,上海的“神光二号”装置也传来好消息,装置基本建成,正在做最后调试。

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二十多年前,朱健强曾参与“神光二号”装置的建设,切身感受到王淦昌对“神光二号”倾注的心血。“那个时候,硬件基本到位了,王淦昌每年都会来上几次,并且一定会到实地查看情况。”

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“这就是‘老8路’的激光装置,现在看还是挺不错的,当初看是很震撼的。”朱健强说。

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2001年,“神光二号”装置通过国家验收,是我国最早的大科学装置之一。遗憾的是,王淦昌并没能看到他投入了巨大心血的“神光二号”装置正式投入使用的那天。

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1998年12月,王淦昌因病在北京去世,享年91岁。临终前,他给学生们留下了最后的遗愿。

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贺贤土回忆,在王淦昌去世前约一个月,他前往北京医院探望。病榻前,王淦昌拉着贺贤土的手嘱咐道:“你一定要把激光聚变这个事情好好地完成,给国家争口气。”

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“就是没有见到聚变点火”,康力新回忆,王淦昌临去世前的几天曾说:“希望大家努力地工作,加强团结,把科研可以尽快地搞上去。”

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“无尽的追问,这是他的原话;60岁的人是可以从头开始的,这是他的原话;中国人不比外国人差,这是他的原话。”杜祥琬说,这几句话构成了王淦昌的思想和他的人生态度。

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今天,我们能告慰王淦昌先生的是,我国的激光惯性约束核聚变研究已经有了长足进步。“神光二号”装置已经完成升级改造,能量提升了数倍,新的更大能量的“神光”装置正在建设中。目前在此领域,中国与美国、日本、法国、英国同处于世界第一梯队,争取在不久的将来,我国的激光惯性约束核聚变,能赶上美国的步伐,实现点火成功。

“保守点,2035年到2050年之间,我国激光惯性约束核聚变也能实现在实验室点火!”王乃彦认为,王淦昌提出来的激光核聚变的思想,现在已经有了很大的发展!

1999年9月18日

党和国家追授王淦昌

“两弹一星功勋奖章”

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2003年

国际编号为14558号小行星

被正式命名为“王淦昌星”

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当未来的某一天

核聚变能点燃的第一盏灯

在中国亮起时

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人们不会忘记

有一位科学家

名字叫王淦昌

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责  编:胡安妮 马明辉

审  核:张敬一

值班编委:宋玉荣