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【科普人物】朱建士:許身“爆轟” 逐夢“圓滿”

錄入:平頂山市科技局  www.fmdxfh.live   2019-06-21 10:04:07   人氣:

來源: 中國科學報

作者:呂旗


 
 
1948 年湖南省第一育幼院第四班畢業生合影(前排右一為朱建士)
 
1955 年朱建士在北京大學上學時于北海公園留影。
 

1981
年7 月1 日,朱建士作為新黨員代表發言。
 

1993
年4 月,朱建士(左一)出訪俄聯邦車里雅賓斯克技術物理研究院。
 
2010 年,朱建士(右一)為畢業生行授予學位儀式。
 
1996 年7 月17 日,九院參加過首次和末次試驗首次和末次試驗的部分人員合影(從左至右:李火繼、李鴻志、楊岳欣、薛本澄、胡仁宇、朱光亞、張壽齊、朱建士、耿春余、陳早林)。
■呂旗
朱建士(1936-2011)
流體力學、爆炸力學專家,中國工程院院士。湖南長沙人。1958年于北京大學數學力學系畢業后,被分配到第二機械工業部第九研究院,歷任研究室副主任、主任、研究員等職。1990年任北京應用物理與計算數學研究所副總工程師、博士生導師。長期從事核武器理論研究、設計以及核武器爆轟理論、爆炸力學的試驗結果分析工作。參與了中國第一顆原子彈內爆過程首次計算和原子彈中與中子源有關的流體力學過程的研究。在型號研究中,認真貫徹理論與實驗緊密結合的方針,解決了大量關鍵技術,為原子彈、氫彈原理突破和中國核武器事業的發展作出了重要貢獻。著有《理論爆轟物理》(合作)等圖書,撰有《定常爆轟數值模擬中人為黏性與人為反應的選取》《爆轟中側向膨脹和人為黏性反應》等論文和研究報告。曾獲國家科技進步特等獎2次,國家科技進步三等獎及國家發明三等獎各1次,部委級科技進步一等獎2次、三等獎1次。獲2002年度光華工程科技獎。
1964年7月,朱建士入選我國第一顆原子彈試驗作業隊。在所有隊員中,他是唯一一個從原子彈研制最初的理論探索,到把原子彈試驗裝置最終送上試驗鐵塔的理論設計工作者。
多年的科研工作實踐,使朱建士在核武器理論設計工作中形成了鮮明的特點——物理設計以“物理原理為本”,武器設計以“可靠性”為底線,研究對象和內容選擇堅持能夠解決實際問題的“可實用性”。
求學路上思進取
朱建士是母親的第四個孩子,為寓意他出生時母親正值30歲,是而立之年,便將他的小名取作“立四”,這一年是1936年。
他的父母都受過高等教育,但及至成家,卻家道中落,淪至“上無片瓦、下無立錐之地”的窘境。父親朱干患腦病留下嚴重后遺癥而無法自理,常年寄居在親戚家養病,一家人的生計全靠母親一人教書勉強維持。
母親章荃畢業于長沙省立女子師范學院,后長期在鄉村小學任教。從朱建士記事起,幾乎就沒有看見過母親休息。早上一睜眼,母親已經做好了早飯。招呼孩子們起床,一家人吃完早飯,稍事收拾,上午上課的時間就到了。母親教的是“復合班”,一個班里有多個年級,每天為班上不同年級的學生輪流上課,間隙時間還要做飯、料理家務。由于怕年幼的朱建士跌進屋邊的池塘溺水,章荃從不讓幼子離開自己的視線。也因此,朱建士的啟蒙教育是從“旁聽”母親講課開始的。和母親講的故事、做人的道理一起銘刻在他心底的,是她那勤勞執著與吃苦的精神。
1942年,應中國戰時兒童保育會湖南分會第二保育院院長齊新之邀,章荃在茶陵就職,朱建士隨之進入湖南第二保育院,成了一名保育生。在這個“烽火搖籃”之中,保育院雖以救助功能為主,但從未放松對“難童”從做人到學習知識的培育,課程的設置和教學,完全與正規的學校一致。保育院的軍事化管理,為朱建士嚴格的組織紀律性、熱情幫助他人的個性形成,打下了良好的基礎。1945年抗戰勝利,保育院更名為育幼院。1946年,朱建士以第三名的成績從育幼院畢業,隨即考入長沙的長郡中學。
長郡中學在長沙城內以教學質量高著稱,近代曾經走出過李維漢、任弼時、李立三、陳賡、肖勁光等一大批優秀學生,校訓是“樸實沉毅”,學生的學習成績在長沙的中學里也一直名列前茅。
初中階段,朱建士讀“通學”,每天要來回趕十幾里路上學。在同學們的眼中,他是一個紀律性強又樂于助人的人,經常幫同學們理解功課內容、講解難題、完成作業。此外,他還是一個興趣廣泛、動手能力很強的榜樣,曾對照校圖書館《如何制作礦石收音機》中的說明,到舊貨店采購原料自制了礦石收音機,還帶動了很多同學參與動手制作收音機的實踐。聽說校外有一個俄語培訓班不收費,他便帶領幾個同學去旁聽,學語言、學唱俄語歌曲。一段時間之后,達到了可以和蘇聯小朋友通信的水平。
高中階段,朱建士擔任了班主席(即班長),更是把全班同學的共同進步作為自己的一種責任。他向同學認真傳授學習心得和經驗,一起研究難題,為同學解疑釋惑。
他出色的學習成績及在各項工作中的良好表現,得到了師生們的肯定,更獲得了優秀學生的稱號,還加入了共青團組織。高中畢業臨近時,舉國上下積極投身國家建設的熱情深深感染了他,對未來職業的規劃也漸漸有了雛形:他向往大海,想成為一名在國家海運事業中有所貢獻的人。但是,由于他患有色盲,不僅不能報考海運,就連許多工程專業也不能報考。1954年,品學兼優的他被保送到北京大學,錄取專業為數學力學系。
步入令人神往的燕園,令朱建士沒有想到的是學習上的吃力。200多名同學,集中了全國優秀的中學畢業生。授課教師陣容堪稱豪華,段學復、程明德、江澤涵、丁石孫等一大批名師,對學生課業的嚴格要求近乎于苛刻。當時,剛剛在全國高校推廣的蘇式教育體系,使跨入大學校門的朱建士一時難以適應,甚至出現過因為做不出題而被“掛在黑板上”下不來的經歷。期末考試采用口試的方式,更是令他很難得到高分。
面對困境,朱建士冷靜客觀地分析了自己學習上的問題,更堅定了前進的信心。經過大一 一整年的努力,他的學習成績也由3分、4分,逐步向5分邁進。多年之后,他總結自己在北京大學的這一段學習生活時說:“大學一、二年級是我一生學習過程中最艱苦、最困難、最努力的階段,然而也是考試成績最差,但同時又是我一生中受益最多、收獲最大的時期。這個階段使我懂得要適應各種復雜的環境,逐步掌握科學的思維方式,要努力才能不斷前進。”
草原戈壁迸激情
1958年,朱建士按期畢業。和其他同學不一樣的是,當時他只知道被分配到二機部,但這是個什么單位、做什么工作,他一概不知。就這樣,他和另外兩個人從北京三里河趕到花園路向鄧稼先報到,成為了中國唯一核武器研制單位理論研究最初的28名大學生之一。報到的單位是北京第九研究所(以下簡稱九所),他被分配到理論研究室的力學組。
當時,按照中國與蘇聯兩國簽訂的《國防新技術協定》內容,中國的核武器研制由蘇聯專家帶領一批國內研究人員完成。為了盡快進入工作角色,1958年到1960年,鄧稼先帶領理論設計人員進行了兩年的理論工作準備,從《中子輸運理論》《爆轟理論》《輻射流體力學》三本書起家,一邊學習討論,一邊舉辦各類學術報告會,為快速突破關鍵技術奠定了堅實基礎。在獲得了關于爆炸力學、中子傳輸、核反應和高溫高壓下的材料屬性方面的大量數據后,研究隊伍開始準備進行原子彈的實際設計。
在中蘇合作的早期,蘇聯專家介紹過一個原子彈的教學模型,講過一些簡單的數據。這些講授的資料經過整理,代號為“A039”。但數據是怎么計算出來、如何通過實驗得到、工作具體應該怎么做,蘇聯專家并未告知,因而大家也無從判斷這些數據的真偽。
1959年6月,蘇聯撤走全部專家,中國被迫走上了一條獨立自主研制核武器的道路。為了記住那個悲憤的日子,我國將第一顆原子彈的型號確定為“596”。
在很短的時間內,國家迅速組建起了自己的研究隊伍。彭桓武、王淦昌、郭永懷、朱光亞、程開甲等一批中國最優秀的科學家會聚在一起,共同開創中國的核武器研制事業。朱建士有幸與他們成為了同事,得以領略這些大家的風采,學習他們的工作作風和經驗,擁有了幫助自己快速成長的得天獨厚條件。
從1960年5月開始,在鄧稼先的帶領下,力學組和數學組的同志們經過充分調研與論證,確定了數值計算方法,踏上了我國核武器理論研究的征程。至1961年1月,朱建士與科研人員一起,每天“三班倒”,使用手搖計算機、計算尺,甚至算盤苦苦運算。然而,計算出的一個關鍵數據與蘇聯專家曾經說過的結果大相徑庭,反復驗證了九次,計算結果還是與“A039”數據不符,這就是我國核武器發展歷史上著名的“九次運算”。由于沒有足夠論據來否定蘇聯專家的資料,其間,幾乎每周都要舉行一次討論會,負責的所領導王淦昌、彭桓武、郭永懷、程開甲、朱光亞,理論室正副主任鄧稼先、周光召、秦元勛、周毓麟、何桂蓮,以及力學組、數學組的同志們全數參加。
朱建士雖然是參加計算的主力,也是每次答辯的主角,但屬于“小字輩”,有時不太敢在會上表達意見,只能在下面小聲議論。彭桓武先生注意到后說:“你們有什么看法,可以說出來,在原子彈問題上,大家是平等的,因為誰也不知道應該怎么做。”漸漸的,不管是誰、不管是什么場合、不管是什么身份,在學術研討中,每個人都可以積極踴躍地發表自己對所討論問題的理解和看法。這也是我國核武器發展歷程中發揮重要作用的“學術民主”的雛形。
1961年9月,剛從蘇聯回國的周光召,以他深厚的物理功底,利用熱力學的最大功原理,從理論上否定了蘇聯專家給出的數據,從而結束了長達幾個月的爭論與徘徊,掃清了理論設計的障礙,大大加速了我國自行研制原子彈的步伐。
“九次運算”,不僅使朱建士的科研思維方式因與全國頂尖科學家的討論而進一步完善,也使他對原子彈的物理變化過程和規律有了比較清晰的認識。參與設計我國第一顆原子彈理論設計的經歷,也為他一生從事核武器研制事業打下了扎實基礎。
1962年初,九所決定成立一個專門小組到221廠(我國核武器研制基地,位于青海省海晏縣),理論聯系實際。鄧稼先、周光召親自為小組成員上了半年的理論課,并將九所理論設計過程中取得的所有成果向小組成員做了全面的介紹。朱建士作為該小組第一批成員之一,于1963年3月趕赴青海金銀灘草原221廠。
專門小組的主要工作就是參加大型爆轟實驗(俗稱“打炮”)。朱建士的工作從向實驗部的同志講授原子彈理論知識、介紹理論設計中的工作成果開始,展開對從事實驗工作相關人員的系列培訓。接著,再深入實驗現場參與爆轟實驗,分析實驗產生的波形與理想波形之間存在差別的原因,完善設計方案,使實驗產生的爆轟波形態向理想的爆轟波形態逼近,達成爆轟波波形的“圓滿”。
從此,追求爆轟波形態的“圓滿”,成為了他一生夢寐以求的目標。
這期間的工作,為朱建士提供了一次難得的理論聯系實際的機會。他并沒有僅僅滿足于完成調試爆轟波形達成“圓滿”這一項任務,而是深入了解從實驗方案設計、方案實施到實驗安全等每一個細節,進而逐步具備了對于實驗產生數據的真偽作出準確判斷的能力。
1964年7月,朱建士入選我國第一顆原子彈試驗作業隊。在所有隊員中,他是唯一一個從原子彈研制最初的理論探索,到把原子彈試驗裝置最終送上試驗鐵塔的理論設計工作者。
1964年10月16日,我國第一顆原子彈在中國西部羅布泊的一聲巨響,震驚了全世界。
這既是我國核武器研制的重要里程碑,也是朱建士科研生涯的重要里程碑——他已經從一個對于核武器一無所知的大學畢業生,成為了一名核武器設計師,奏響了他逐夢“圓滿”人生交響曲的第一樂章。
在氫彈原理被中國優秀的科學家們突破之后,朱建士很快投入到新的挑戰——氫彈研制工作中。他參與的爆轟實驗,不知道經歷了多少次的磨礪,最終完成了符合要求的沖擊波形設計方案。1966年12月28日,中國首次氫彈原理試驗取得圓滿成功,為1967年6月17日中國第一顆氫彈爆炸成功打下了堅實的基礎。
接下來,核武器武器化的工作迫在眉睫,為了理論上那個理想的“圓滿”波形,朱建士又開始了科研攻關中的艱難跋涉……
多年的科研工作實踐,使他在核武器理論設計工作中形成了鮮明的特點——物理設計以“物理原理為本”,武器設計以“可靠性”為底線,研究對象和內容選擇堅持能夠解決實際問題的“可實用性”。
在朱建士與同事們的共同努力之下,我國核武器發展史上實現了一次次里程碑式的跨越。朱建士也從一個普通的核武器理論設計者逐步成長為負責核武器技術工作的副總工程師,并獲國家科技進步獎、部委級科技進步獎等獎項。
1995年,朱建士當選中國工程院首批院士。2002年起擔任中國工程院能源與礦業工程學部主任。
特色教育嘔心血
2004年11月,剛剛從中國工程院能源學部主任位置上退下來不久的朱建士,被任命為中國工程物理研究院(以下簡稱中物院)研究生部主任。盡管他曾培養過碩士、博士研究生,但要統領中物院的學位與研究生教育工作,對他來說無疑又是一個挑戰。
中物院研究生部創辦于1984年,創辦的背景是為了解決科研隊伍青黃不接的問題。經歷了初起、整合、集成幾個發展階段,20年來,已培養了一批批國防科研人員,科技隊伍后繼無人的格局已有所緩解。今后的研究生教育往何處去?這一嚴峻問題擺在了朱建士的面前。
他沒有急于實施自己的各項舉措,而是首先理清研究生教育的目標和規律,制訂符合中物院研究生事業特點的發展路徑。
在他看來,中物院研究生教育應該始終圍繞服務核武器研制這個根本目標,要堅持辦出自己的特色。研究生教育未來的發展必須在人才培養、學科建設、導師隊伍建設等方面,發揮促進院內科研隊伍學術交流、加快知識更新的作用。
2005年1月,朱建士在中物院學位與研究生教育工作會上,作了題為《抓住機遇銳意進取 突出特色 科學發展》的工作報告,全面闡述了他對研究生教育工作的認識和思考。同年7月,在以“解放思想 與時俱進深化中物院研究生教育的改革與發展”為主題的學位與研究生教育研討會上,朱建士和與會者們進一步統一了思想,探討了發展思路。隨后,課程建設、能力培養、學生管理等方面的各項舉措相繼出臺實施。
當持續提高研究生培養的質量成為了重點工作,研究生招生規模的擴大也成為了一個迫切需要解決的問題。按照朱建士的思路,擴大招生規模工作要逐步推進,從學科建設、導師隊伍建設、教學設施完善等方面練好內功,做好準備。他還將自身爭取名額和與高校開展聯合培養擴大資源兩種路徑同時實施……一系列工作有條不紊地開展起來。
經過一段時期的努力,中物院研究生教育工作取得了多項成果,得到了國家、四川省、北京市等方面的認可。至2011年3月,中物院已具有“物理學”“核科學與技術”“光學工程”“數學”“力學”五個博士學位授權一級學科,基本覆蓋了中物院科研工作的主要學科領域。中物院還被教育部指定為高校與科研院所聯合培養研究生試點單位。中物院學位與研究生教育事業走出了一條獨具特色的道路。
竭盡一生為報國
2011年12月10日至11日,全國危險物質與安全應急技術研討會在渝召開。會議由重慶市人民政府和中物院共同主辦。國家科技部、重慶市人民政府、中物院等部門相關領導,兩院院士、專家學者,以及企業界代表等近400人出席了大會。這是朱建士最后一次參加學術會議。
會議期間,他感覺不適,經第三軍醫大檢查,疑似肺炎,經過治療好轉。醫生建議他住院靜養。但他記掛著工作,提出要回綿陽一邊工作一邊治療。
在病房里,他依然密切關注著國家核武器安全性重大課題的進展,深入思考著下一步的工作,提出指導意見;與探望他的同事探討十年工作規劃的完成情況,梳理出工作重點,明確技術路線和下一步工作安排;與研究生部的職工談未來的工作設想和實施方案……
12月18日,朱建士病情意外惡化不治。帶著對未竟事業的遺憾,他永遠地離開了所熱愛的世界。
(作者單位:北京應用物理與計算數學研究所)
《中國科學報》 (2019-06-21 第8版 印刻)
 

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