说书人|史海猹
那个用笔算出原子弹秘密的中国人,不该被忘记。
他放弃诺奖,撕毁美金支票,在古庙里教出七位“两弹”元勋。
历史书上没有他,但铀235的临界体积记得。
一封让五角大楼恐慌的论文!
1947年,美国《物理评论》编辑部收到一封来自中国的投稿,标题朴素得近乎可疑:《关于原子弹的物理学》。
编辑漫不经心地翻开,随即脸色大变。
文章全长不过三页,却精确推导出了铀235原子弹的临界质量、临界体积和链式反应的全部物理模型。
更令人震惊的是,作者在没有任何曼哈顿计划实验数据的情况下,仅凭理论推演完成了这一切。
论文很快被送到五角大楼。美国军方核武器项目负责人看完后,在报告上只批了一行字:“必须查明:这是否为苏联间谍?”
调查结果却让所有人哑口无言——作者卢鹤绂,一位身处中国贵州山区、连台像样实验设备都没有的物理学教授。
他所有的工具,只有纸、笔和那颗被西方同行称为“装着整个核物理宇宙”的大脑。
这篇论文如一枚理论物理的“炸弹”,在国际学界炸开。
美国核物理学家、后来两次获得诺贝尔奖的约翰·巴丁公开承认:“这是世界上第一次公开从理论上阐明原子弹的临界体积问题。”
而此刻的卢鹤绂,正在贵州湄潭一座破败文庙里,背着刚满月的儿子劈柴生火。油灯下,他正在草纸上演算另一个方程,浑然不知自己的名字已在大洋彼岸掀起了怎样的风暴。
明尼苏达的玻璃匠:用手“称量”原子重量!
1936年秋,美国西雅图港。22岁的卢鹤绂拎着仅有的皮箱走下邮轮,箱子里除了几件换洗衣服,就是燕京大学物理系全优的成绩单。
他的目的地是明尼苏达大学,导师是著名物理学家阿尔弗雷德·尼尔。
当时的明大物理系,正进行着改变世界的实验——质谱仪的研制。
“卢,这台机器价值相当于一栋别墅。”尼尔指着实验室里笨重的质谱仪,“你的任务是用它测定锂同位素的丰度比。”
卢鹤绂却皱起眉头。当时的质谱仪存在严重缺陷,180度偏转的设计导致离子束严重发散,测量精度极低。更麻烦的是,国际上对锂7和锂6的丰度比数据乱成一团——从8到14,各种结果都有。
“教授,我想重新设计一台仪器。”卢鹤绂平静地说。
尼尔愣住了:“你会造质谱仪?”
“不会。”年轻人回答,“但我会学。”
接下来的三个月,明尼苏达大学物理系出现了一个奇观:一个中国学生整天泡在玻璃工坊,学习吹制玻璃器皿。
他的双手被高温火焰烫出层层水泡,又被实验室的真空泵油腐蚀得脱皮。
“那小子在干什么?”有教授不解。
“他说要造一台180度聚焦型质谱仪。”尼尔苦笑道,“用玻璃。”
1937年春,奇迹发生了。卢鹤绂真的“手搓”出了一台完全由玻璃制成的质谱仪——真空室、离子源、电磁场、收集器,全部是手工吹制的玻璃构件。这台看似简陋的设备,却解决了离子束发散的关键问题。
更令人惊叹的是他发明“时间积分法”:传统测量是瞬时读数,他改为长时间连续测量取平均值。
为此,他连续72小时守在仪器前,每半小时记录一次数据,困了就趴在仪器旁打个盹。
数据最终锁定在一个数字上:12.29。
“这不可能!”尼尔的第一反应是否定。当时最权威的测量结果是9.3,卢鹤绂的结果偏离了整整30%。
但卢鹤绂坚持:“我检查了27遍,仪器误差小于1%。”
尼尔决定亲自验证。当他重复实验得到完全相同的结果时,这位老教授冲出实验室,直接拨通了《明尼阿波利斯日报》的电话。
1937年12月20日,该报头版大标题写着:“中国科学家称量原子重量!”副标题更震撼:“明尼苏达大学研究员精确测定锂同位素比。”
这篇报道让“卢鹤绂”三个字首次进入国际物理界的视野。他测定的12.29,后来被国际纯粹与应用化学联合会采纳为标准值,沿用了整整半个世纪。
博士论文变“国家机密”:触碰核裂变核心!
1939年,就在卢鹤绂准备博士论文时,物理学界发生了一件惊天大事:德国科学家哈恩发现了核裂变。
几乎所有物理学家都意识到这意味着什么——当铀235原子核被中子击中分裂时,会释放巨大能量并产生更多中子,从而引发链式反应。
理论上,这可以制造出威力空前的炸弹。
卢鹤绂的博士课题原本是《新型高强度质谱仪及在分离硼同位素上的应用》,但他敏锐地将研究方向转向了铀同位素分离——这正是制造原子弹最关键的技术瓶颈。
天然铀中,可裂变的铀235仅占0.7%,而制造原子弹需要浓度90%以上的高浓缩铀。如何将铀235从铀238中分离出来,成为曼哈顿计划最头疼的问题。
卢鹤绂改进了自己的质谱仪,使其能够分离重元素同位素。
1941年,他完成了博士论文,其中详细阐述了分离铀同位素的理论模型和实验方法。
论文提交后第三天,尼尔教授面色凝重地找到他:“联邦调查局来人了,你的论文被列为‘限制级’。”
原来,美国军方情报人员早已监控所有涉及核物理的研究。卢鹤绂的论文虽然主要研究硼同位素,但其方法完全适用于铀分离。在战争阴云下,这被视为最高机密。
“他们会扣押我的论文吗?”卢鹤绂问。
“不,”尼尔摇头,“是直接列为‘绝密’文件,不得公开。”
就这样,卢鹤绂的博士论文被装进印有“机密”字样的档案袋,送进了五角大楼的保险柜。
直到1950年,才以摘要形式在《核科学文摘》上解密发表——彼时,美国已经造出原子弹并在日本投放。
但卢鹤绂对此毫无怨言。他正面临一个更重大的人生抉择。
撕毁的人生剧本:从花园洋房到贵州古庙!
1941年,卢鹤绂27岁,刚获博士学位,被加州大学伯克利分校聘为研究员,年薪5000美元——这在当时可以在美国买下一栋带花园的房子。
他与未婚妻吴润辉的婚礼也提上日程。
婚礼前夜,导师尼尔找他谈话:“留下吧。这里有你需要的实验室,有你发挥的舞台。回中国……那里什么都没有。”
卢鹤绂沉默了。他知道导师说的是事实。
当时的中国,日军铁蹄已踏遍半壁江山,清华、北大、南开组成的西南联大在昆明勉强开课,实验设备全靠从北平抢救出来的几箱仪器。
但他想起离开燕京时,系主任谢玉铭握着他的手说:“中国需要物理学,需要你们学成归来。”
婚礼很简单,只在唐人街的中餐馆摆了两桌。酒过三巡,卢鹤绂突然站起来,用平静但坚定的声音宣布:“我和润辉决定,下个月回国。”
全场寂静。一位华人教授忍不住说:“鹤绂,你现在是世界一流的实验物理学家,回去后没有质谱仪,没有真空系统,你做什么实验?”
“那我就搞理论物理。”卢鹤绂回答,“用这个。”他指了指自己的脑袋。
1941年9月,卢鹤绂夫妇登上了开往香港的货轮“克利夫兰总统号”。这是太平洋战争爆发前最后一班从美国驶往亚洲的客轮。
临行前,尼尔塞给他一个信封:“这是伯克利给你的聘书和支票,任何时候你改变主意,随时可以回来。”
卢鹤绂接过信封,在驶离港口后,将它撕成碎片,撒入太平洋。
文庙里的核物理课:背孩子劈柴的教授
卢鹤绂的回国之路充满坎坷。
货轮先到马尼拉,再转船到香港,最后经越南海防进入云南。
当他终于抵达西南联大时,已是1941年底。
现实比他想象的更残酷。
学校在昆明城外借了几间农舍,实验室?不存在的。唯一的“设备”是几块从北平运来的示波器玻璃片。
更糟的是,他的专长——质谱仪实验物理——在这里完全无法开展。没有真空泵,没有高压电源,连个像样的玻璃工坊都没有。
“那就从头开始。”卢鹤绂对系主任吴有训说,“我改教理论物理。”
他开始恶补理论。白天上课,晚上自学量子力学、核物理、统计力学。
油灯下,他的手稿堆积如山。而就在这时,妻子怀孕了。
1943年,长子卢永强出生。由于日军轰炸,西南联大被迫再次搬迁,这次的目的地是贵州湄潭——一个连电都不通的偏僻县城。
学校借用当地文庙作为校舍。
卢鹤绂一家分到一间不足十平米的偏殿,窗户纸破烂,雨天漏水。最困难的是生火做饭,柴火需要自己上山砍。
于是出现了这样一幕:世界顶尖的核物理学家,背着婴儿,手持柴刀,在文庙后山劈柴。有学生想帮忙,他摆摆手:“你们去看书,这些活我能干。”
就是在这样的环境下,卢鹤绂完成了那篇震动世界的论文《关于原子弹的物理学》。
多年后,有记者问他:“在湄潭那么艰苦的条件下,您是怎么做出那些研究的?”
他想了想说:“物理规律不挑剔环境。山洞里演算的方程,和实验室里得到的一样真。”
546信箱:中国核物理的“黄埔军校
1955年,一封调令改变了卢鹤绂的轨迹。
他被调入复旦大学新成立的物理二系,地址是“上海546信箱”。
这个系神秘得近乎诡异:校园角落一栋独立小楼,四周挖了护城河,进出靠吊桥,门口有武警站岗。连本系学生都不知道全部老师的名字——大家都用代号。
卢鹤绂的代号是“7号教员”。
他的任务是给国家培养核物理人才,课程包括《中子物理》《加速器原理》《核反应堆理论》,全部是绝密级内容。
学生都是千里挑一。杨福家(后来成为复旦大学校长、中科院院士)回忆说:“卢先生讲课从不照本宣科。他会把苏联教材、美国文献和自己推导的公式揉碎了,重新构建知识体系。”
有一次,杨福家发现讲义中一个公式推导有问题,课间便去请教。卢鹤绂听完,沉思片刻说:“你到我办公室来。”
在办公室,两人用了一个小时重新推导。结果证明,20岁的本科生杨福家是对的,教授卢鹤绂的讲义有误。
“你是对的。”卢鹤绂不仅当场承认错误,还亲自把杨福家送下楼,“科学面前,没有师生,只有对错。”
这种精神感染了一代人。后来统计发现,中国“两弹一星”的23位元勋中,有7位在不同时期听过卢鹤绂的课,或直接师从于他。其中包括:
- 邓稼先,中国原子弹理论设计负责人,在北大时选修卢鹤绂的核物理课程;
- 朱光亚,中国核武器研制关键技术领导者,在长春地质学院时曾请卢鹤绂专题讲授中子物理;
- 周光召,中国核武器理论研究的奠基者之一,多次引用卢鹤绂的临界体积计算模型……
546信箱因此被称为中国核物理的“黄埔军校”。而卢鹤绂,是这所军校的灵魂。
5000美元支票与“不该拿的钱”
1979年,中美建交后首批中国科学家代表团访美。62岁的卢鹤绂作为团长,踏上阔别38年的美国土地。
在加州大学伯克利分校,当年的同事已是白发苍苍。“卢,如果你当年留下,诺贝尔奖肯定有你一份。”老友们无不惋惜。
访问结束前,美方按照惯例给代表团成员发放酬劳。递给卢鹤绂的信封里,是一张5000美元的支票——这在当时中国,是普通人几十年的工资。
卢鹤绂看都没看,直接交给了中国驻美使馆:“请转交国家教育部。”
使馆工作人员惊讶:“卢先生,这是您合法的劳务报酬。”
“国家已经给我发工资了。”卢鹤绂说得理所当然,“这钱不该拿。”
回国后,他在日记里写下这件事,只有一句平静的陈述:“访美收入5000美元,已悉数上交国家。”
同样的事情发生在所有出国访问中。去德国,马克上交;去日本,日元上交。有年轻助手不解:“先生,您留一点改善生活也好啊。您看您家的家具,还是五十年代的。”
卢鹤绂看了看家里掉漆的木桌、裂缝的藤椅,笑了笑:“够用就好。”
他的“不够用”只出现在一个地方:买书。每次出国,他最大的开销就是买最新物理期刊和专著。这些书后来全部捐给了复旦大学图书馆,成为国内核物理研究的重要文献来源。
81岁的挑战:向爱因斯坦“亮剑”!
1995年,81岁的卢鹤绂做了一件震动物理学界的事:他与弟子王世明在《美国物理杂志》发表论文《对马赫原理的直接检验》,直接挑战爱因斯坦广义相对论的基石之一。
“您都这个年纪了,何必呢?”有朋友劝他。
卢鹤绂的回答充满少年气:“科学就是在挑战中前进的。爱因斯坦伟大,但不等于完美。”
这篇论文在国际引起轩然大波。
支持者认为“开辟了新方向”,反对者骂他“晚年糊涂”。但卢鹤绂毫不在意,继续完善他的理论。
直到生命的最后时刻,他病床上仍堆满了演算纸。
1997年2月13日,这位物理巨匠走完了83年的人生。
清理遗物时,学生们发现了8大本研究提纲,详细列出了44项未完成的课题,时间跨度到21世纪中叶。其中一项写着:“统一场论的新路径——预计2040年可能验证。”
他没有留下什么财产,却留下了一个仍在生长的科学遗产。
刻在物理常数里的名字。
2002年,国际纯粹与应用化学联合会更新元素周期表数据,在锂元素栏下,仍然标注着:“同位素丰度比:12.29(卢鹤绂,1937)”。
在美国物理学会的官网上,检索“临界体积”,首篇文献永远是卢鹤绂1947年的论文。
在德国Springer出版社的《流体力学经典方程》专著中,“卢鹤绂不可逆性方程”与纳维-斯托克斯方程并列。
在休斯敦大学,有他的铜像。在夏威夷,6月15日是“卢鹤绂日”。
但在中国,很多人甚至不知道这个名字怎么读——“绂”字常被误念成“拔”或“发”。
他的学生、中科院院士杨福家曾这样评价:“卢先生那一代人,是把科学当成信仰的。他们不求闻达,不求富贵,只求真理。”
这种精神,或许比任何公式都更难传承,也比任何荣誉都更值得铭记。
因为当蘑菇云在罗布泊升起时,那里面不仅有铀235的裂变,还有一个民族憋了百年的那口气——而那口气的最初计算者,曾在贵州古庙的油灯下,用纸笔推演过原子核深处的风暴。
后记:
卢鹤绂晚年常对年轻学者说:“不要问国家能给你什么,要问你能给国家什么。”
这句话如今听起来近乎“不合时宜”,但正是这种“不合时宜”,撑起了一个民族最硬的脊梁。
在流量为王的时代,我们仍需要记得:有些价值,无法用热搜衡量;有些名字,应该刻在时间里而非热搜榜上。
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