跨越时代的百位中国科学家：程开甲（一）

程开甲：以身许国铸核盾（一）

人物简介程开甲（1918—），出生在江苏吴江。著名物理学家，中国科学院院士，“两弹一星”功勋奖章获得者，2013年国家最高科学技术奖获得者，长期从事理论物理、核武器研制与试验、抗辐射加固等领域的科学技术研究工作，是我国核武器事业的开拓者之一，我国核试验科学技术体系的创建者之一。1941年毕业于浙江大学物理系，1946年留学英国，1948年获英国爱丁堡大学博士学位，任英国皇家化学工业研究所研究员。1950年回国，先后任浙江大学副教授，南京大学物理系副主任、教授。1960年，加入中国核武器研究队伍，历任二机部第九研究所副所长、第九研究院副院长，中国核试验基地研究所副所长、所长，基地副司令员，国防科工委科技委常任委员、顾问，总装备部科技委顾问。幸遇恩师 夯实基础1918年8月3日，程开甲出生在江苏吴江盛泽镇一个经营纸张生意的“徽商” 家庭。受吴文化崇教尚文的影响，祖父程敬斋最大的愿望就是期望家里能出一个读书做官的人，在程开甲还没有出世的时候，他就早早地为程家未来长孙，取了一个“开甲”的名字，意即“登科及第”。1931年，程开甲考入浙江嘉兴一所著名的教会学校——秀州中学，在秀州中学接受了6年具有“中西合璧”特色的基础教育和创新思维训练。受科学家传记影响，他萌发了长大后要当科学家的想法。初中二年级时，他曾画了张自己想发明的一条大船模型图。虽然想法很幼稚，但数学老师姚广钧还是与他进行了很长时间的探讨，使那份敢于想象、敢于“发明”的童心受到了精心呵护。1936年程开甲（右二）在浙江四所教会学校英文演讲比赛中获奖。1937年，程开甲以优异成绩考取浙江大学物理系的“公费生”。在这所被英国著名学者李约瑟博士誉为“东方剑桥”的大学里，程开甲接受了束星北、王淦昌、陈建功和苏步青四位教授严格的数理学术训练和科学精神的培养。好几次，王淦昌讲述了中子的发现过程：本来约里奥-居里观察到一个实验现象，但他粗心地臆断是 γ 射线碰撞粒子的径迹。后来，查德威克对这一现象认真地研究了好几个月，发现了中子，获得诺贝尔物理奖。通过这一例子，王淦昌告诫他们，科学研究最重要的就是要紧跟前沿、抓住问题、扭住不放。还在大三时，程开甲听陈建功教授的复变数函数论课后，就敢于挑战难题，撰写了《根据黎曼基本定理推导保角变换面积的极小值》的论文，得到陈建功和苏步青的赏识，并推荐给英国数学家Tischmash教授发表，之后文章被苏联斯米尔诺夫的《高等数学教程》全文引用。1941年，程开甲大学毕业留校任助教。他边教学，边从事科学研究。先后发表了《用等价原理计算水量近日点移动》《对自由粒子的狄拉克方程推导》，以及与王淦昌教授合作进行的有关五维场的理论研究等方面的学术论文。其中，在《剑桥哲学学会会刊》发表的《对自由粒子的狄拉克方程推导》一文，程开甲用量子力学证明了狄拉克方程在自由粒子条件下的正确性。此前，即使是狄拉克本人也未曾证明过。1944年，程开甲完成了论文《弱相互作用需要205个质子质量的介子》，该论文提出了一种新介子的存在，并计算给出了新介子的质量为205个质子质量。王淦昌对此十分支持，并推荐给当时在湄潭访问的李约瑟博士，李约瑟看了很高兴，亲自对文稿修改润色转交给狄拉克教授。狄拉克回信：“目前基本粒子已太多了，不需要更多的新粒子，更不需要重介子。”使文章未能发表。因为相信权威，也就放弃了对这个问题的进一步研究。后来，这方面的实验成果于1979年获得了诺贝尔奖，他当年粒子质量的计算值与实验所测基本一致，他对自己没有扭住不放感到深深的遗憾。但与李约瑟的交往，开启了程开甲与国际物理巨匠面对面对话的大门。20世纪40年代末，程开甲（后左一）与玻恩（前右一）、杨立铭（后中）在一起。1946年，经李约瑟推荐，程开甲获得英国文化委员会的奖学金，来到爱丁堡大学，成为被称为“物理学家中的物理学家”M. 玻恩教授的中国学生。一见面，玻恩就要求他每天必须去他的办公室交流20分钟。玻恩还常让他一同参加各种国际学术会议。在玻恩身边的4年，程开甲学到了许多先进知识，特别是不同学派、不同观点的分歧给人不少启迪， 他还结识了狄拉克、海特勒、薛定谔、谬勒、鲍威尔等科学巨匠。1948年， 在苏黎世召开的一次国际学术会议上，程开甲与师兄海森堡就学术观点展开针锋相对的激烈争论，连大会主持人泡利都无法裁判。当玻恩听到此事，非常高兴，跟他讲起自己与爱因斯坦长时间针锋相对的争论。玻恩说，爱因斯坦是一个“离经叛道”者，因而能对经典常规实施超越。这次谈话，让他终身受益。在玻恩那里，他选择超导理论研究作为主攻方向，在导师的指导下，先后在英国的《自然》、法国的《物理与镭》和苏联的学术杂志上发表了5篇有分量的超导论文，并于1948年与导师玻恩共同提出超导的“双带模型”。这一理论的核心是：“超导电性来源于导带之上的空带中，布里渊区角上出现电子不对称的奇异分布。”1948年，程开甲获得爱丁堡大学的博士学位，由玻恩推荐，任英国皇家化学工业研究所研究员。从秀州中学到浙江大学，再到爱丁堡大学，程开甲一直沉浸在开明开放、中西融合的教育环境中，在名师名校的教育熏陶下，夯实了他日后成为一名科学大家的深厚底蕴。十年教授 开拓前沿1950年，沐浴着新中国旭日东升的阳光和对海外学子的强烈召唤，程开甲谢绝了玻恩的挽留，回到了阔别已久的祖国，开启了他实现科学报国之志的人生旅途。回国前的一天晚上，玻恩和他长谈了一次，知道他决心已定，便叮嘱他：“中国现在很苦，到了埃及，自己多买些吃的带回去。”他感激导师的关心，但在他的行李里，什么吃的也没有，全是他购买的建设新中国急需的固体物理、金属物理方面的书籍和资料。回国后，程开甲先在母校浙江大学任教，担任物理系副教授。1952年院校调整，他从浙江大学调到南京大学。当时，中国学习苏联的建国经验，优先发展重工业。物理系确定开展金属物理研究和筹建专门化，任务交给了施士元和程开甲两人。为了适应国家大搞经济建设的需要，程开甲主动把自己的研究重心由理论转向理论与应用相结合。他放下架子，主动向青年教师学、向工人师傅学，还专门到中科院沈阳金属研究所向著名物理学家葛庭燧先生学习内耗理论与实验。1950—1960年，他先后发表了《内耗热力学研究》等10余篇内耗研究论文，开创了国内系统的热力学内耗理论研究。他提出了普适线型内耗理论，对内耗研究具有普遍指导意义。他与同事共同研究了二元代位合金体系、面心立方金属间隙原子的内耗理论。同时，对Thomas-Fermi统计、正则系综分布函数、弛豫过程普遍理论、辐射理论、布朗运动、电子集体振动、极化子、细晶粒再结晶等进行了理论研究，出版了我国第一部《固体物理学》教科书。1952年，程开甲提出了入党申请。1956年7月，南京大学党委贯彻落实党的知识分子政策，批准了他的入党要求，成为南京大学的第一个“高知”党员。1956年3月，程开甲作为国内固体物理和金属物理方面的专家，参与了国家“十二年科学规划”的研究制定；10月，他又作为中国高等教育代表团成员之一，参与高教部组织的赴苏考察。1958—1960年，程开甲根据组织的安排，再次和施士元教授一起创建南京大学核物理专业。同时，参与江苏省原子能研究所的筹建。他们自己动手，研制成功了一台双聚焦 β 谱仪，测得了元素的衰变曲线，这是南京大学第一台核物理实验仪器。不久，他们又完成南京大学第一台直线加速器，为南京大学核物理发展打下了基础。主编：张藜出处：《跨越时代的百位中国科学家》授权方：中国科学技术出版社