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第32章 为解决人类能源探索新的途径(1)

创出激光聚变的“中国牌”

大雪纷飞的夜晚,北京城依旧显露出繁华热闹的景象。大小商店的霓虹灯闪着彩色光芒,向来去匆匆的行人和车辆热情致意。

一位戴着棉帽的老者,连续几个夜晚都骑着自行车,冒着凛冽的寒风来到友谊宾馆,一进门便直奔他要寻找的房间,找到他要寻找的人。这个老头儿便是王淦昌,当时已年近花甲,却偏偏有着一颗红彤彤的赤子之心。

这是1965年的隆冬,上海光机所的邓锡铭、余文炎等几位专门从事高功率激光发生器研究的科研人员,应邀来北京汇报,在友谊宾馆召开小型座谈会,王淦昌便是专程来向他们探询实验的每个细节,并给他们以鼓励,促其增添信心和干劲的。

这时的王淦昌已是国内外着名的物理学家,而邓锡铭尚属崭露头角的年轻人,可他们之间已有了深厚的情谊。

他们的友谊,是随着激光惯性约束核聚变的设想、创立、实验和发展而不断延伸的。

望着导师精神矍铄、满面红光的样子,邓锡铭感到由衷的高兴,又不禁忆起他和导师几次见面的情景来。

1959年5月,在莫斯科的北京饭店里,年仅二十几岁的邓锡铭第一次见到自己仰慕已久的前辈科学家王淦昌,内心感到无比的崇敬,不由得十分拘谨,说话也极不自然。他在吴有训副院长的带领下前往杜布纳联合原子核研究所参观,当天,正巧赶上王淦昌向张闻天同志介绍工作进展情况,邓锡铭像小学生一样立于身后,杜布纳联合原子核研究所那匆匆的一幕,给他在后来的科研生涯增添了无穷的动力,可他没有想到,若干年后,他当年景仰的老前辈,真的成了他们这个科研集体的良师、组织者和带头人。

第二次见面是时隔五年后的1964年。

邓锡铭已是上海光机所的研究员,专门从事大功率激光发生器的研制工作。他因公出差来京,恰巧与参加第三届全国人民代表大会的王淦昌相遇,二人便十分投机地谈起关于激光核聚变的初步设想来。邓锡铭实在未曾料到长期从事核物理的王老竟对激光一这个于近年来才发展起来的新兴学科,倾注如此巨大的热情和关注。

在20世纪60年代,出现了一项重大的科技成就一激光。它,这一具有优异特性的新光源,发展之迅速,用途之广泛,在科学发展中是少见的。大约在20世纪初期,科学证明:光既具有微粒性,又具有波动性,它是波粒二象性的统一。爱因斯坦在用统计平衡观点研究黑体辐射的工作中,得到一个重要结论:自然界存在着两种不同的发光方式。一种叫自发发射,另一种叫受激发射。20年代,量子力学建立以后,这两种发光方式的物理内容得到更为深刻的阐明。同时,光谱学也得到很大的发展。这些都为激光的出现奠定了理论基础。1940年前后,有人在气体放电实验研究中,观察到粒子数反转现象。本来,按照当时的实验技术基础,已有条件建立某种类型的激光器,但是,由于当时没有把受激辐射、粒子数反转几个概念联系起来,因此,始终未能提出激光器的概念。第二次世界大战以后,微波技术的发展,推动了波谱学的发展,从而研制了微波波短的激光器。1958年,美国的肖洛和汤斯等人都提出激光器的原理和方案,这几人都因而获得诺贝尔物理奖。于是,I960年,美国建成了世界上第一台红宝石激光器。

对于这些前沿学科领域里的信息和动向,王淦昌是十分注意的。尽管他是老人,担任的职务、行政事务也够繁忙的,但他仍然倾注很大的精力注重开拓性的研究工作。继美国科学家发明激光器之后14个月,即1961年9月,中国科学院长春光机所研究成功国内第一台激光器。1963年又做出兆瓦级Q开关高功率激光器。他读到中外刊资料上关于激光的资料文献后,便浮想联翩,昼思夜想难以入寐。这一年春天,他参加第三届全国人民代表大会,恰巧又与上海光机所的邓锡铭研究员相遇,便把自己的想法告诉了他,邓锡铭一听万分欣喜,自己正在从事大功率激光器的研制工作,真与导师不谋而合,两人越谈越投机,并一起筹划如何进行实验。王淦昌还向激光专家王之江询问了激光研究的现状和进展,并提出用高功率激光打靶实现惯性约束核聚变的设想。随后,他写了一份近20页纸的报告,论述了用激光驱动热核反应,并对此做了基本分析和定量的估算,这已不是一种朦胧的科学设想,这一建议与苏联学者巴索夫的设想非常类似。在时间上也几乎是同时独立提出的。邓锡铭保存了这份报告,可是十年“文化大革命”一开始,邓锡铭的办公室被査封,这份具有开创性的报告至今下落不明。1964年年底,邓锡铭把王淦昌的这个创意向当时中国科学院副院长张劲夫作了汇报,立即得到他的赞赏和支持。就这样,激光惯性约束核聚变的预研工作在王淦昌的建议下开始向前迈步了,而当时的英、法、德、日等国都还没有着手呢!

这是他与王淦昌的第二次交往,并交流激光核聚变研究工作的情形。

而眼前是又一个寒梅报春的季节,一年前商议的事情做得怎样了?王老连续几个晚上都来到宾馆,极虚心地向内行人讨教。他问邓锡铭,什么是Q开关?什么是锁模?什么是ASE·这些纯激光科学技术领域内的知识问题,他一问再问,从不以老科学家自居,不怕被人耻笑为:“连这都听不懂?”当时的具体情况是,搞激光的人对核物理、核聚变是那样陌生;而搞核聚变的人对激光也同样不熟悉。王老以他对一个新学科技术领域的预见和巨大的影响力,终于把这两方面的科学队伍汇合起来,引起了领导的重视,使之成为大家的行动。

自从激光引发氘核出中子的想法得到证实后,大家的心都踏实了许多,信心也增强了许多。不久,他又邀请了全国最有权威的光学专家王大珩、理论物理学家于敏加盟,中国科学院的周光召对此也十分关心,尽管国家科研经费紧张,仍然积极支持这个项目。经过多年努力,终于建成310瓦功率的大型激光装置,此项在“神光”装置研制过程中,王淦昌经常启发诱导邓锡铭等人,我们不能在规模上、数量上和美国人相比,但在质量上、创新上要有自己的特色,要走自己的路,创出地道的“中国牌”。在他的启发诱导下,我国的“神光”装置研制方案中采用了十多种新技术,并全部得到实现。这些技术,虽然不能说全都是独创,但至少可以说均属世界先进的技术与方法。

在“神光”装置研制过程中,王淦昌除多次到上海光机所现场视察外,还多次写信和打电话给邓锡铭及中国科学院的周光召,对研制工作给予了热情的支持与关心。他不仅学识渊博,且品德高尚,与人为善,因此在他周围常常聚集一大批科学工作者,从而起到集思广益,学术交流的作用,对科学技术的发展,特别是现代的一些综合性的大型科学实验更有好处。

“神光”装置在运行过程中,不断得到改进、发展,其性能、指标都超过原来的设计要求。利用“神光”装置,我国在惯性约束核聚变研究方面做出了一批国际一流水平的物理成果。

1987年8月8日,聂荣辕元帅给王淦昌和王大珩写了一封信。信中说:

在建军60周年的喜庆日子里,感谢你们又告诉我一个喜讯:激光核聚变实验装置已经建成。整个工程体现了自力更生和勤俭节约的原则,很值得赞扬。你们和许多同志多年来为祖国科技事业的发展,为国防力量的增强,精勤不息,贡献殊多。现在又在高技术领域带头拼搏,喜讯频传,令人高兴。请转达我对同志们的敬意和祝贺!

激光,把人类引入一个多姿多彩的现代社会。它能广泛地军事,医学等许多方面所利1一块有几厘米厚的钢板,用一台数百瓦的连续二氧化碳激光切割机切割,工作时,只听见咝咝的响声,看不见红外光扫射,就可以使钢板一分为二。一块厚厚的棉布,只要用100瓦的二氧化碳激光器走一圈,上百件的衣I艮便裁好了。而激光雷达’它测量目标的距离、方位和藤的精度比普通微波雷达要高得多。至于激M信,根据计算,一束小小的激光束能同时传送100亿路电话和1000万套电话,它的信息容量是很大的。激光照射的农作物的种子,成熟早,产量高;激光用作手术的“光刀”割肿瘤出血少,无感染。

然而,只有激光受控核聚变这一项,是王淦昌的伟大发现和卓越贡献。它将为人类提供21世纪找到永不枯竭的能源的方法。世界各国也都为此在竞相寻找突破点。欧美许多国家不惜花费巨额资金和大量人力,我国在王淦昌的倡导和国家的大力支持下,在21世纪三四十年代,聚变能会进入商品化阶段。

科学,为人类擎起一盏不熄的长明灯。

高瞻远瞩的“863计划”

人类自从第二次世界大战以来,科学技术以惊人的速度向前发展,其规模之广,作用范围之大,影响之深远,都是历史上前所未有的。

科学技术的革命,必将影响和带动社会组织形态的变革。

1983年3月,里根总统提出“星球大战计划”,即战略防御倡议。因为它扩展到宇宙空间并涉及太空武器,故有“星球大战”之称。美国为实施此项计划,于1984年4月成立战略防御计划局。整个计划估计耗资5000亿~10000亿美元。

我国的爱国科学家和知识分子们,面对美国如此咄咄逼人的军事计划,不得不引起深思,采取怎样的对策才能避免我们被用在后面,重蹈落后挨打的覆辙呢?

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