邹志高:彭先生倡导的粗估计算方法的理论和实践作者:邹志高   来源:九所 发布时间:2015-10-08     访问量:

  我于1961年9月大学毕业,分配到九所一室(后来的理论部)二组(中子物理组)工作。组长是郑绍唐,副组长是徐锡申和王贻仁。组内安排我到中子反应后粗估计算课题进行手算的工作。该课题是在彭(桓武)副所长指导下进行的。李德元是彭副所长的学术秘书。

  彭先生的物理和数学的知识渊博。彭先生驾驭知识的能力极强,善于用粗估计算的方法解决国家急需的重大项目的难题,使有关部门大幅度地提高了工作效率。

  1961年4月彭副所长奉命调入九所顶替苏联专家的工作。彭副所长一到九所便开展中子反应后的粗估计算的工作。凭借渊博的知识和多年来解决复杂问题的实践经验,彭副所长首先抓住核爆的本质。核爆的本质是核能释放的速率(单位时间释放的核能)开始增长,经过极大值后,衰减直到消失。他将核能释放的主要时间段称为“突变刹那”阶段。该阶段的主要矛盾是核能释放使系统不断鼓胀,系统的膨胀反馈不断影响核能释放的速率,系统膨胀到临界点时,核能释放的速率达到极大值。彭先生逐个分析了该阶段的诸因素,按照“3和1相比3近似等于无穷大的思路,忽略次要因素,保留主要因素。彭先生根据保留的主要因素,建立可用于手算的中子和力学耦合的常微分方程组,手算求解方程得到计算结果。手算过程中计算得到的数据提供了在核能释放全过程中各物理量随时间变化的完整的物理图象。分析物理图像得到物理量之间相互作用的物理规律。

  中子反应后粗估在核武器事业中的作用和意义:

  (一)粗估计算工作使理论部从一般性的探索研究阶段转向全面开展理论设计的新阶段。粗估计算初步揭示了原子弹的核能释放过程中的物理图象和基本规律。粗估计算可以估计状态方程参数和中子参数对铀-235燃耗的影响。粗估计算可应用于分析后来才有的精确计算的数据,分析热测试的数据。粗估计算是我国第一颗原子弹理论设计的重要组成部分。

  (二)培养了年轻人。刚来理论部的年轻人对“大鼻子”弹的知识了解不多,只有科普方面的知识,对原子弹有一种神奇莫测的感觉。通过听彭先生分析粗估计算的结果的讲课,使年轻人逐步了解和熟悉原子弹在核能释放过程中的物理图象和基本规律。通过学习粗估计算方法的内容,使年轻人明确了自己当前的工作的任务是整体工作的不可分割的组成部分,明确了学习知识的目的。我清楚记得当时年轻人的工作和生活情况如下:白天,努力完成组内分配的科研生产任务;晚上,如饥似渴地学习粗估计算用到的相关知识,星期天经常去王府井外文书店选购有关的书籍。

  (三)彭先生倡导的,以“分而制之”和“3和1相比3近似等于无穷大”为核心的粗估计算的思路方法一直是理论部几代人科研工作的一个重要手段,代代相传,经久不衰。即便现在有了巨型计算机和很好的数值模拟软件,粗估计算方法仍然可以用来分析精确计算的数据、分析精确计算的物理系统的本质、主要矛盾得到物理规律,以判断物理系统内哪些因素起主要作用等。

  (四)在彭副所长领导下,从粗估计算工作开始,经过对原子弹进行数值模拟和反复论证,理论部于1963年9月完成了我国第一颗原子弹的理论设计。彭先生创造性地完成了党中央交给他的顶替苏联专家工作的任务,长了中国人的志气。彭先生为核武器事业作出了重要的关键的贡献。

  建议:以纪念彭桓武先生的名义,九所每年召开一届青年的学术报告会。会前由所领导介绍彭先生创新开拓的一生,介绍彭先生对我国核武器事业的贡献,鼓励大家学习彭先生的爱国奉献的精神,学习彭先生倡导的理论联系实际,学术民主的作风,学习彭先生的抓主要矛盾的科学研究的方法,促使年轻人更快地成长。