环球科学：中国核武器之路

核弹爆炸

　　撰文 胡思德(中国工程院院士，中国工程物理院前院长)

　　中国发展核武器是在特定的历史条件下，迫不得已作出的决定。上个世纪50年代初，刚刚成立的新中国仍然受到战争的威胁，包括核武器的威胁。严酷的现实使中国最高决策者意识到，中国要生存、要发展，也必须拥有自己的核武器，铸造自己的利剑和盾牌。1955年1月，中国政府决定创建中国自己的核工业、研制核武器，在国家制定的《1956—1967年科学技术远景发展规划纲要》(简称十二年科学规划)中，确定了12项发展重点，原子能技术被列为首位；1958年，负责核武器研制的二机部九局(中国工程物理研究院的前身)在北京成立，拉开了核武器研制的序幕。经过40多年的努力，今天，我国已拥有了一支精干有效的自卫核威慑力量。

　　中国核武器起步之时，没有更多的技术基础，只有1954年—1955年先后建成的一些加速器和反应堆。

　　那时，无论是从各方面调来的科技专家，还是刚从学校毕业的青年人，都没有搞过原子弹，对如何处理科研任务和学科建设的关系也众说纷纭。九局及时作出决议，提出“以任务为纲，任务带学科”、“边干边学，出成果出人才”的方针。以朱光亚、邓稼先为首的技术业务领导，很快把任务总体进行分解，按大的学科安排了主攻方向。

　　以理论设计为例，环绕原子弹的物理过程，分解出炸药爆轰、内爆物理、中子输运、状态方程、计算方法等几个方面，分头组织人力攻坚。同时在广泛调研的基础上，努力掌握相关学科发展前沿，结合当时的实际，鼓励创造性地解决问题。对遇到的问题，不仅要求知其然，而且要尽量知其所以然。

　　1960年7月，苏联专家全部撤走，带走了图纸和资料。中国研究人员仅有的资料只是苏联专家向宋任穷等几位部局领导讲解原定提供给我国的原子弹教学模型时记录下来的一些数据。而对于从未接触过原子弹研究的中国研究者来说，这无异是本“天书”。

　　中国科学家复算原子弹教学模型时使用的手摇式计算器

　　为了熟悉和掌握设计技术，邓稼先带领一批刚毕业的大学生，对“天书”进行了复算，我也有幸参与其中(编者：本文作者当时担任理论部状态方程组组长)。那时使用的计算器起初是手摇的，稍后才是电动的，但计算器的数量不多，速度也很慢，所以计算只能采用机器不停、人员三班倒的做法。每一班8个小时摇机器，8个小时把计算结果画在图上。复算过程开始比较顺利，但算到某一关键位置时，发生了计算结果与苏联专家介绍不符的情况。由于计算方法、公式、参数都是我们自己摸索确定的，这让我们不得不反复考虑所进行的计算到底对不对，是不是哪里出现了疏漏？

　　参与指导研究的物理学家、力学家、数学家都从各自熟悉的专业角度对结果进行审议，提出不同的分析意见和疑问；直接从事计算的年轻技术人员则尽量详细地解释自己计算结果的正确性和合理性。辩论往往很激烈，甚至争得面红耳赤，有时还要持续好几天。在提出一些改进条件之后，又开始新一轮计算。这样的计算反复进行了九次，结果都差不多。最后，年青的理论物理学家周光召用热力学的“最大功原理”判定苏联专家给的数据有误，才使复算工作得以继续下去。

　　虽然这个事件多花了我们半年多的时间，但反复计算的过程，也使我们比较深入地认识了原子弹的内爆过程，扫清了设计原子弹的障碍，熟练掌握了特征线计算方法。

　　经过两年多的努力，中国自行设计的原子弹理论方案终于成形了，理论设计部门的学科建设也有了很大进展。1964年10月，我国自主研制的第一枚原子弹爆炸成功。两年零两个月后，氢弹原理性试验爆炸成功。又过了半年，我国第一颗氢弹爆炸成功。

　　两年零八个月:从原子弹到氢弹

　　从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹成功，美国用了七年零五个月，前苏联用时四年，英国是五年零六个月，法国则用了八年零六个月，而中国只用了短短两年零八个月。

　　我国氢弹研制的迅速突破，得益于技术上的未雨绸缪。在原子弹成功前一两年，钱三强等核工业部领导就觉得氢弹的探索应该及早安排。为此在原子能研究所成立了一个专门小组,后来扩大到四十余人的研究室，负责开展氢弹的基础工作和技术准备。1963年底，原子弹的方案刚刚完成，这个队伍立即整体转移到核武器研究所，在统一的指挥下，迅速展开规模更大的氢弹攻坚战。

　　突破氢弹原理的J501大型电子计算机

　　为了掌握氢弹的内在物理规律，当时还是青年的黄祖洽、于敏和周光召同志在老科学家彭桓武先生的指导下，各领一支队伍,分路探索。他们运用“矛盾论”的辩证唯物主义思想，从分析内因入手，即先初步掌握点燃热核反应并使材料充分燃烧的温度、密度条件和相关规律；再研究外因，即如何利用原子弹产生的能量提供实现热核爆炸所需的外部条件。在较短时间内，就明确了技术攻关的重点，为迅速掌握氢弹的基本原理奠定了基础。

　　我国氢弹技术突破的过程，同样也是发扬学术民主、激励群体智慧和创新精神的生动典范。为了在更大范围内开展讨论，举行了多次学术讨论会，专家们经常结合典型的计算结果，给大家作详尽的分析报告，报告厅里常常挤得水泄不通。有时就在大食堂里讨论，听众有的坐在地上，有的站在桌子上，谁有好的意见都可以提出来。如果谁也说服不了谁，就通过计算检验。那时候确实很难一下子判断某一个设想行还是不行，因为没人知道什么是对的，实际上大家都在摸索逼近氢弹的道路。当通过计算分析最终发觉某一个设想确实走不通时，那就干脆放弃，另辟蹊径。人们不断地提出设想，又不断地否定和更新，不断地逼近氢弹的目标。

　　终于，在这场群体攻坚战中, 于敏同志率领的几十个人的小分队，在上海率先牵到了氢弹的“牛鼻子”，并很快形成了一套基本完整的物理方案。经过理论部的反复讨论验算，方案更趋完善，又在各方面(设计、实验、材料、生产、测试设备、试验场地)的通力合作下，以最快速度完成了氢弹的核试验。有人推崇于敏为中国的“氢弹之父”，于敏总是谦虚地说，这是发扬学术民主、集思广益的成果。彭桓武先生用一副对联对此作了精辟的总结：“集体集体集集体，日新日新日日新。”

　　学术民主和举国支持

　　在五个传统核国家(美国、苏联、英国、法国和中国)中，我国进行的核试验次数最少(虽然英国试验次数也很少，但它与美国有技术合作)。只通过少量的核试验设计出先进的核武器，不仅要求科技人员有较高的学术水平和强烈的创新意识，还要求他们善于抓主要矛盾。在制定核试验规划时，我们总是根据军事需求，抓住主要矛盾，确定合适的奋斗目标，科学地进行技术分解，选择正确的技术路线；对每一次核试验，在战略上要求有较大的技术进步，在战术上力争使采取的技术路线和措施有较大的可信度，保证试验有尽量高的成功率。

　　创业初期的研究院，科学家研制中国第一颗原子弹时，就在这样的房子里。

　　而且，在两弹研制中，从一开始，就比较自然地形成了一种畅所欲言、平等讨论、有利于鼓励创新的学术气氛，每个人的智慧和创造性都被高度激发出来。浓厚的学术民主氛围，对培养年青人的科学素质有重要作用。不但使大家坚定了依靠自己的力量可以搞出核武器的自信心，专家们精湛的分析能力、巧妙的粗估方法、深厚的学识功底、谦逊的求知学风也为年轻人提供了学习榜样，这种氛围一直保持到今天。

　　同时，以我国当时的技术经济基础，要自己动手，从头进行核武器研制这样高度复杂、高度综合性的大科学工程，必须得到兄弟部门在人员、技术、新材料、电子元器件、仪器设备等多方面的支持和帮助。在中央专门委员会的统一领导下，原子弹的研制工作得到了全国26个部委，20多个省区市，1,000多家科研院所、高等学校、工矿企业的通力协作。核武器中使用的高能炸药就是与科学院兰州化学所、五机部西安三所合作研究成功的；特殊的电子元器件是依靠电子工业部所属研究所研制的；大型电子计算机是科学院系统研制的。首次原子弹试验所需的1,000多台(套)测试设备和仪器，都是科学院、高校和有关工厂合作研制生产的，97%的测试仪器运作正常，获得了准确的数据。

　　研制氢弹时，在计算机上逼真地模拟氢弹中各种复杂物理过程的工作，不仅促进了辐射输运、辐射流体动力学、热核反应动力学等学科的发展，还大大推动了我国计算机、计算数学、计算物理等学科的发展。事实上，当时我国自行研制的速度最快、科学计算性能最好的计算机，第一个用户都是核武器研究所。有关实验科学技术和工程技术的发展也得到了推动，包括核辐射的精密测量技术、光电子和微电子技术、雷达和引信技术、特种材料科学和工艺、核试验工程技术以及反应堆、加速器、激光器等。

　　中国核武器现代化：保持有效的核反击力量

　　“中国始终奉行不首先使用核武器政策，对发展核武器采取极为克制的态度；中国从不参加核军备竞赛，也从不在国外部署核武器；中国保持有限的核反击力量，是为了遏制他国对中国可能的核攻击”——这是中国一贯坚持的核政策，也是指导中国未来战略力量规划遵循的原则。四十多年来，尽管国际形势有很大变化，中国国力也有很大提升，但我国一直坚持这项核政策。这个“顶层设计”的连贯性和一致性，决非出于偶然，而是与中国领导层对核武器、核战争、核武器对国家安全作用的独特理解和深刻认识有关，与中国奉行和平外交基本国策的一贯性相符合。

　　中国领导人一贯认为：核武器的破坏力巨大，核战争打不得；核武器不是万能的，不能决定战争的胜负；核武器的作用应仅限于威慑对手的核进攻；中国采取防御性核战略，核武器多了没有用，规模仅仅保持在自卫所需的最低水平。中国政府多次声明，彻底销毁核武器、实现无核武器世界，是中国的目标。

　　这些理念，过去是、现在仍然是、将来也会是形成中国核政策的根本依据，因此，中国坚持由来已久的核政策是理性的、是可信的，绝对不是一种宣传和权宜之计。

　　中美两国的核政策不同，战略力量相差悬殊，尽管“都正在进行战略力量的现代化建设”，但两国战略力量现代化的战略意图、内涵、规模、技术途径等方面都有巨大的差别，不能相提并论。

　　中国核武器现代化在中国核政策的指导下进行，坚持自卫反击原则、不搞军备竞赛，具有以下的特点：中国核力量的现代化不可能也不需要简单地依靠增加数量的办法来实现；中国为核武器的安全性提供了可靠的保障；中国战略力量现代化的投资强度将限于很低的水平；中国核武器的现代化，理所当然地将在《全面禁止核试验条约》(CTBT)允许的框架内进行。

　　中国核武器要承担起遏制对中国可能的核攻击的任务，必须不断确保核威慑能力的有效性。有效性是一个动态的概念，会随时间和国际环境的变化而变化，所以必须不断对核武器实行现代化。

　　我国核武器现代化的主要内容，是提高可靠性、安全性、生存能力等。之所以要提高改进这些性能，有的是受核武器本身的变化所制约——如核武器中材料的老化，这是所有核国家都会遇到的问题，与核武器的数量多少没有直接的关系；当然有的也与国际核态势和国家安全环境有关。

　　在影响中国核武器发展和现代化的诸多因素中，当然也有美国的因素。众所周知，当年正是美国军政要员对中国人民的一而再、再而三的核威胁，促使中国政府下决心研制核武器。2002年，美国国防部的《核态势评估》报告中，把中国纳入了“可能卷入紧迫或潜在突发事件的国家”，并把“因台湾地位出现的军事对抗”列为准备应付的紧迫突发事件。这表明美国政府依然没有摆脱冷战思维，对中国的和平发展存在偏见，对中国核政策也充满疑虑。

　　事实上，中国不愿与任何国家为敌，也不愿与美国搞核军备竞赛。中国保持有限的核反击力量，只是为了遏制他国可能的核攻击。但是，美国发展导弹防御系统以及精确打击远程机动目标的能力，表面上说不是专门针对中国所为，客观上却肯定会削弱中国核武器威慑能力的有效性，必然引起中国的关切。在这种情况下，为了保持核武器威慑能力的有效性，中国在核武器现代化方面作出一些反应是理所当然的。

　　有一点可以肯定，这些可能的反应将遵循中国既定的核战略方针的指导，绝对不与美国搞核军备竞赛。中国科学家将密切关注反导系统部署的进展，客观、科学地评价它的效果，然后提出合适的对策建议。