第一部 惊天动地的隐秘生涯 第二章
1999年5月9日,北约袭击我驻南使馆第二天清晨,一夜未眠的我,忍不住再次来到30年前曾经拜谒过的王淦昌故居,缅怀我心中的大师。当我默默地向王淦昌出生的农舍鞠躬时,枫塘湾的村民都围拢过来,他们都在谈论一个话题:北约欺人太甚,假如王淦昌活着,再造几样厉害的武器,看还敢不敢侵犯我们中国的尊严!三次与诺贝尔奖失之交臂的中国人1907年5月28日,王淦昌出生在江苏常熟水乡的支塘镇枫塘湾村。父亲是当地颇有名气的“郎中”(中医师)。王淦昌13岁时父母双亲都离开了人世,主要靠大哥和外祖母抚养。小时候的王淦昌就读过两所有名的学校,小学是在太仓的沙溪学校上的,那是个非常开明的学堂。五四运动席卷全国,沙溪小镇也破天荒地举行了大游行。70多年后,王淦昌与家人谈起这件往事仍非常激动:“那是我第一次上街参加游行,当时虽然年纪很小,可心头觉得能为国家兴亡出点力是很光荣的事。啥叫国家的尊严,从那时就深深地扎根在我心中。”然而封建的农村风俗习惯使得王淦昌过早地承受了包办婚姻的负担。在家人操办下,刚小学毕业才14虚岁的王淦昌在暑假里娶了一个比他大三岁的小媳妇。当时他不懂什么叫家庭与婚姻,家里有个既是媳妇又像姐姐的女人帮他干这做那,他似乎很开心。当了一个多月“新郎官”后,王淦昌被表哥带到上海浦东,进了浦东中学。这是王淦昌第一次从乡下到“十里洋场”,是他人生的一次重要转折。浦东中学第一任校长是中国近代教育的先驱黄炎培先生,当时国内就有“南浦东,北南开”之说。在黄炎培先生的栽培下,该校毕业生几乎百分之百考上著名大学,如革命家闻一多、科学家钱昌照、教育家夏坚白、史学家范文澜、文学家胡也频,以及蒋经国、蒋纬国等许多名人。严谨的学风,使王淦昌对数学萌发了浓厚兴趣。1925年,他考上了清华大学。当这位前程辉煌的18岁学子,兴冲冲地拿着入学通知书向家人报喜时,他的“姐姐”却抱来一个娃儿对他说:“快看,我们的囡囡长得多标致。”王淦昌的脸一下红到脖子根,竟然不知所措地躲得老远……
值得重重写一笔的是,在这之后的70多年里,王淦昌从一名乡下学子,成为世界著名的大科学家,而他的夫人一直就是那位比他大三岁的结发妻子吴月琴,大科学家与她共生了三女二儿,孩子相继出生时,几乎都是在王淦昌读大学或在国外留学期间。王淦昌一生从事科学事业和肩负国家的特殊使命,从来没有管过一天家里的事。正是这位文化不高的夫人带大了三女二儿,并让孩子们一个个读上大学,当上了科技工作者、人民教师和国家干部。在王淦昌家做客时,当我第一次见到这对身份悬殊的老夫妻竟能和睦亲爱地结合了近八十个春秋时,心头不由升起一股深深的敬意。94岁高龄的吴月琴老太太身子骨依旧硬朗,说话走路麻利干脆,全然不显半点迟钝,她的家人告诉我,老太太现在还坚持抢着上厨房为“老头子”做饭,我听后忍不住大为惊叹……
王淦昌于1929年毕业于清华大学物理系,他是第一届清华物理系学生,班上的同学连他只有4个人。后来4人中的3人都成就卓著。王淦昌成为清华大学的第一届物理系毕业生,奠定了他作为中国第一代物理学家的位置。当时引导他走上物理学之路的是中国物理学的开拓者叶企孙和吴有训先生。初进清华大学时,王淦昌对化学课十分感兴趣,后来听了叶企孙先生的物理课才立志毕生献身于物理科学事业。1926年3月8日,王淦昌经历了一场终身难忘的生死考验。那天,清华大学学生会集会,声讨日、美、英等国借口所谓的“大沽事件”,向中国政府发出最后通牒的荒唐行径。后来集会变成了大游行,清华、北大、师大、女师大等高校的学生都加入了游行队伍。在游行队伍向铁狮子胡同的段祺瑞政府前的广场进发途中,全副武装的军警突然向学生开枪。走在游行队伍前面的王淦昌看见身边一位同学倒在了血泊之中,他惊诧地抬头时,又见女师大的两位同学也惨叫一声倒下了……王淦昌被乱了阵的人群挤到了墙角边,才免于一难。这就是震惊中外的“三一八”惨案,当时共死了47人,伤150多人,王淦昌的一位同班同学也牺牲在这次惨案之中。
当晚,王淦昌来到叶企孙教授家,诉说了白天的惨景。叶企孙听后,满腔义愤:“科学,只有科学才能拯救我们这个苦难的民族!”数十年后,王淦昌回忆起当年的情景,神态非常严峻地说:“叶先生的话,当时深深地烙在我心中,可以说从那一刻我下定决心走科学救国的道路。几十年来,我无论走到哪儿,都始终不忘为了实现‘祖国需要更加强大’这个愿望,并甘心情愿为之奋斗。”如果说叶企孙在悲愤时说的话使王淦昌树立了毕生的奋斗目标,那么另一位教授吴有训则以严谨的治学态度和对科学的不懈追求,激励了王淦昌在科学道路上迈出坚实的步伐。可以说,中国的近代物理科学没有吴有训教授将不知要落后多少年。
这位著名的中国物理学奠基人在早年留学美国时就与他的导师康普顿一起研究X射线散射谱效应,后来他的导师在1927年获得了诺贝尔物理奖,很大一部分功劳来自吴有训的实验,因为康普顿进行的X射线散射谱研究当时受到了另一位著名X射线专家杜安的攻击,正是吴有训证明了自己导师的研究具有普遍性,并以实验驳斥了杜安的错误,所以国际上有人称康普顿获得的诺贝尔奖的X射线散射效应为“康普顿—吴效应”。王淦昌在晚年曾这样比喻自己的恩师:“中国能够拥有后来的原子弹的天地,如果没有吴有训先生当年手把手地教我们从拧螺丝钉开始进行实验性的艰苦工作,那么我们这些承担国家核试验的科学家至少可能晚十年八年才能把中国的原子弹送上天。”
王淦昌先生与我谈起中国原子弹成功爆炸时感慨道:“物理科学上任何一种发现或通过物理现象进行的任何一种核试验,没有百次千次甚至上万次实验,那是天方夜谭!”王淦昌在物理学界的权威正是他从吴有训先生那儿学到的实验能力,他在科学实验上的专心致志与心灵手巧的天才本领,连吴有训都极为称道。
1929年夏,王淦昌从清华大学毕业,吴有训邀他留校当助教,并给了他一个独立完成的实验任务:测量清华园周围氡气的强度及每天的变化。这种测量,德国物理学家曾在世纪初的20年代就做过,但中国在王淦昌开始进行这项实验前谁都没有重视过。半年时间里,王淦昌严格按照吴有训先生的要求,利用最简单的器材,出色地完成了实验,并写出了北平地区有史以来第一份大气中物理放射性现象研究的科学论文(事实上在中国也是首次)。吴有训对他的成果非常满意,亲自将论文译成英文,以《大气中的放射性和北平天气》为题,发表在清华大学的首期论文集上。1930年,在叶企孙、吴有训的关心下,王淦昌考取江苏省官费留学研究生,派遣到德国柏林大学……
“淦昌,快来抱抱你的囡囡!”行前,王淦昌回到常熟老家,一进门,大哥兴高采烈地抱出襁褓中的婴儿塞在他的怀里。王淦昌看了一眼,大惊:“怎么是男囡?”
“当然是男囡嘛!要不,我们全家非得让你回来看一趟?!”大哥冲着满身书生气的王淦昌边笑边说。
“我多了个儿子?!”他把肩上的书包一扔,抱着新生婴儿在原地转起圈来,“哈哈哈,真有趣,真有趣,我有儿子啦!”这一年,王淦昌24岁,其实他自己也还是个满身孩子气的人呢。有趣的是他在清华大学时第一个暑假回到家,当听说自己有了一个女儿时,每天红着脸不敢多看家人一眼,家人让他给女儿起名,他更是躲着不出声,最后还是大哥圆场给侄女起了名。这实在难怪王淦昌,当时他才刚18岁。
1930年秋天,景色迷人的柏林迎来了一位风华正茂、才华横溢的中国青年。
王淦昌踏上欧洲这块美丽的土地时,就有一种来自心灵深处的强烈冲动。因为此时正是以德国为中心的世界物理科学的黄金岁月。爱因斯坦、居里夫人、海特勒、盖革、迈特内等一批顶尖科学家相继发现了影响20世纪后来几十年整个人类政治、军事与经济的伟大科学成果,镭的发现、铀的提炼、相对论的提出,使每一位科学家热血燃烧。一年一度的诺贝尔奖大有来不及取舍当年度的科学家们所发现的惊天动地的成果。
自第一次世界大战之后,欧美各工业强国从自身利益发出,纷纷开始重视起科技革命,并将推进科技革命与本国社会发展紧紧联在一起。于是大量国家资本投入科研工作,使得本来就比较活跃的欧美物理学研究呈现“热火朝天”的景象。当居里夫人发现镭元素后,人们很快发现了射线的医疗作用,于是X光广泛被运用并使其在今天依然成为了解和战胜疾病的重要手段。随着人工放射性元素的制成,很快就有人制成了标记原子,用来研究磷在植物枝叶中的分布,进而发生了一场肥料革命。最突出的例子要数原子能的运用了。1938年,物理学家刚发现中子会引起铀核裂变,在不到4年时间里,第一个反应堆便建成,美国人又用了不足7年时间便制造出第一颗原子弹,使美国的国际地位和国力一下骤增,并一发而不可止。
科学家为自己热爱的事业而发狂,政治家们则利用科学家的科研成果而疯狂称王称霸。王淦昌从20世纪30年代初在柏林大学留学的日子里已经感受到了这一点,因此这决定了他后来一辈子献身自己民族的科学强国实践。
王淦昌在漫长的一生中完成了数项影响中国社会乃至国际社会的科学研究,但在90岁高龄时与我这位小他半个世纪的科学门外汉谈话时,说他一生中最后悔的一件事就是年轻时没有坚持一次重要的实验活动:“如果那一次我坚持了,别说我王淦昌一定不会是今天的王淦昌,中国在国际社会的分量也可能大不一样!”那天他是用自嘲的口气说这番话的,但后来当我了解真情后则实实在在地相信了这确是每个中国人都应该牢记的一个非常惋惜的事件——王淦昌到柏林大学后,有一个杰出的导师——著名的女物理学家、柏林大学第一位女教授迈特内。迈特内的个人能力确实不容忽视,连爱因斯坦都评价她说是“天赋高于居里夫人的‘我们的居里夫人’”。王淦昌是她唯一的中国留学生。在迈特内手下当研究生的日子,王淦昌是终身难忘的,女导师对科学研究的超人能力使他从井底探出头颅看天下。
王淦昌两次听到德国物理学家博特与他学生贝克用钋的粒子轰击轻元素硼和铍的实验,结果发现有一种穿透能力极强的射线放射出来,这射线能穿透10厘米厚的铅板却自身的强度减弱得很少,博特师生俩认为这可能是一种波长极短的电磁波——R射线。自从发现质子后,科学家们纷纷开始向剖析质子组成的方向研究,所以博特他们的新发现立即引起诸多科学家的追踪研究,包括居里夫妇也着手抓紧实验,以争取新的发现。居里夫妇用他们强大的射线源研究博特首先发现的奇异射线,这对著名的物理学家夫妇用的是电离室测量射线的强度,以石蜡做屏蔽层,放置在铍源与测量装置之间进行观察,结果发现计算器的数字大大增加。但遗憾的是居里夫妇没有从另一个角度考虑这射线的物理现象包含着新的一种特殊物质,简单认为那R辐射能量极大的现象只是R的射线效应,仅仅将自己的实验结果写了个简单的报告发表便完事了。然而就在居里夫妇把一项重大发现束之高阁时,年轻的迈特内助手、中国的王淦昌则特别地关注着博特师徒俩的那根神秘的射线以及他们没有能解释得清的未知结果……
“尊敬的迈特内教授,我知道您早在1922年就对R辐射与元素衰变的关系进行过实验研究,并对其性质也作过一系列研究。最近我听了科斯特斯教授关于博特先生的有关R辐射具有那么强大的穿透力的介绍,我非常怀疑……”
“嗯!什么怀疑?我听着呢,你说吧,密斯特王。”迈特内侧了一下头,继续做着她的实验。
王淦昌大胆向导师陈述道:“我以为实验用的是电离探测器,那样不会有什么奇迹出现,如果改用云室作探测器,然后对博特教授的实验进行不断的重复实验,结果可能大不一样。我是这样想的,尊敬的迈特内教授。”迈特内放下实验,思忖片刻,摇摇头说:“不可能,这将是个永远徒劳的实验,让我们换一个话题吧,密斯特王。”
王淦昌知道迈特内是公认的对任何可能出现的某种具有科学价值的现象都不会轻易放过的科学家,怎么偏偏对自己提出的问题毫无兴趣呢?他认定博特的实验坏就坏在计算器计数上,如果改用云室作实验,其结果必然两样。“尊敬的迈特内教授,我还是想着云室可能解决博特教授未解释清楚的问题,所以能否请允许我借用一下我的师兄朋友菲利普先生的云室对博特教授的实验进行重新研究?”
“密斯特王,我已经说过了,我们还有很多课题需要研究,博特先生的事还是让别人去完成吧。”迈特内的回答让王淦昌感到十分意外。两次要求都遭到拒绝,使王淦昌无法再就自己认定的预见得以在实验中加以证实。
就在王淦昌的建议被导师无情拒绝,居里夫妇同样钻了牛角尖的一个多月后,剑桥大学卡文迪许实验室的查德威克先生像王淦昌一样,怀疑博特和居里夫妇认定的R辐射效应,他认为R辐射不可能有这样大的能量,便像王淦昌设想的利用云室,采用线性放大器质子所产生的脉冲进行一个一个测量,并将其与电子所产生的脉冲分解,结果发现质子的数量奇多,与当时物理学界普遍认为的R射线的理论不符。查德威克认为从铍源放射出的是一种新的物质组成的辐射,于是他连续奋战数日,终于证实了这种粒子是一种质量与质子相近的中性粒子,即被后人称为的中子。查德威克同时还认为这种粒子是原子核的主要组成部分。
中子的发现,轰动了整个物理界,也轰动了世界。那些更企盼搞清原子核构成的政治家们早已等不及了。因为这太重要了,它紧接着就可以制造后来证明确实可以征服全人类的原子弹!1935年,查德威克因发现中子而获得诺贝尔物理奖。
柏林大学校园内一个绿荫覆盖的小道上,迈特内教授十分歉意地拍拍王淦昌的肩膀:“很对不起,密斯特王,我没能支持你的建议。不过,这是个运气问题。”女科学家朝自己的学生耸耸肩,又回到了自己的实验室……王淦昌对天长长地叹了一声。他有自己的见地,他认为科学就是科学,与运气是两回事,科学是实实在在的事。王淦昌和后来了解此事的其他人,都肯定地认为,倘若迈特内听了他的建议,加上迈特内本人具有别人难以相比的实验能力,中子的发现非她的学生王淦昌莫属!然而犹太血统的大科学家迈特内教授太把王淦昌当做科学娃娃看待了。几十年后,有人曾问王淦昌是否就此事抱怨过他的导师?王淦昌断然摇头道:“不不,我不仅不会有丝毫的抱怨,反而终身感恩迈特内女士,是她的卓越智慧和研究精神为我日后能在物理科学上有所建树作出了榜样。至于说到中子的发现这件事,这不全怪迈特内教授。假如当初我能坚持自己的观点,不也可能获得迈特内的有力支持,并最终可能获得成功嘛!所以在此后的几十年里,我一直把这次自己犯的错误当教训牢牢记在心头。”
王淦昌在柏林大学与诺贝尔奖失之交臂,至今仍被中国物理学界认为是极其可惜的事件,但王淦昌跟随迈特内教授在柏林大学威廉皇家实验室过的难忘岁月,使他领略和接受了许多国际物理科学的前沿知识与技术。1933年底,王淦昌在完成他的毕业论文之后,走访了欧洲几个著名实验室,有幸见到了卢瑟神福、查德威克、埃利斯等他所敬仰的物理学大师,大开眼界,为日后从事独立的科学实验工作拓展了思路。1934年4月,他带着“柏林大学哲学博士”学位回到了祖国,然而此时的中国正被日本帝国主义的铁蹄蹂躏,中华民族陷入了深重的灾难……
经恩师叶企孙介绍,王淦昌先是在山东大学任教。由于当时山东是处于日本侵略者眼皮底下的一块“东亚肥肉”,局势动荡,根本无法很好地在那里进行教学与实验。浙江大学校长竺可桢盛邀他去浙江大学当物理教授。浙江大学离王淦昌的老家近,且又是一所名校,当时已在政界、教育界和学术界久负盛名的陈独秀、邵飘萍、陈布雷等都是浙大毕业生。浙江大学的朴实和浓厚的学术风气,是王淦昌所渴求的。于是,1936年暑假,王淦昌来到了浙江大学物理系,那年王淦昌不到而立之年,是浙大最年轻的教授。由于他长相细嫩且说话时易脸红,所以浙大的师生们都亲昵地称他是“娃娃教授”。
关于中子和中微子这些物理学专用名词,过去我们普通人对它太陌生,但自从有了原子弹等核武器后,我们才多多少少知道了一点有关它们的肤浅知识,那就是中子和中微子都是原子核的基本粒子,谁“捕获”了这些只有瞬间生命但却威力无比的小东西,谁就可以主宰世界。因而探求中子和中微子存在,几乎是全世界物理学家在20世纪上中叶竞争最激烈和最热门的课题,因为它的重要性不仅仅是科学本身,而且关系到全球政治、经济与军事格局。科学家没有那些政治家和军事家的野心与功利,他们只有一颗探求自然界奥秘的赤诚之心。王淦昌毫不例外。当他在柏林大学的迈特内手下痛失获得中子的发现权后,又重新投入了另一个基本粒子——中微子的实验与探索。
正如杨振宁博士指出的那样,自从1930年12月著名物理学家泡利先生为解释衰变能谱的连续性提出中微子假说后,第二年6月又预言β射线连续谱应有明晰上限后,泡利在纽约的一家中国餐馆里对他的朋友拉比聊天时这样说:“我以为,原子核的发现,仅仅是我们对自然界基本粒子的刚刚开始,在那个原子的家庭里,除质子和电子外还有更英俊的‘小子’存在,我认为它比先出世的所有原子家族里的小子们都了不起!”半年之后,正在柏林大学读书的王淦昌用CM计数器精确地测定出RAE的β谱上限,有力地支持了泡利的“狂想”。1934年,大物理学家费米以泡利和王淦昌对中微子假说为基础,建立了著名的β衰变理论,费米的论文寄至英国《自然》周刊,结果被一句“它具有太多的空想,远离了读者所感兴趣的实在”的评语而“枪毙”,幸亏费米后来把论文寄到德国另一家杂志得以刊出,才使一项震惊世界的科学理论正式被承认。
自泡利和费米对中微子的假说肯定之后,一时间,全世界的科学家几乎都盯着中微子这个未出世的“金色小子”,并拼命想抢占最先的发现权。居里夫妇、维克、贝特、派尔斯、阿尔圭雷兹等都先后上阵一试,但都没能抱住中微子这个“金色小子”,其原因都是因为没有掌握俘获的正确办法。
大科学家感到非常困惑和失望,但又束手无策。
这时的王淦昌感到该是自己出击的时候了。他认为“不能用中微子的电离效应来探测它的存在。测量放射性元素的反冲能量和动量是能够获得中微子存在出证据的唯一希望”。因此他建议用K电子俘获的办法探测中微子的存在,指出“当一个β+类的放射元素,不放射一个正电子,而是俘获一个K层电子时,反应后的元素的反冲能量和动量仅仅依赖于所放射的中微子……只要测量反应后元素的反冲能量和动量,就容易找到放射出的中微子的质量和能量”,“由于没有连续的β射线被射出来,这种反冲效应对所有的元素都是相同的”。
用K电子俘获“金色小子”中微子!王淦昌以其天才物理学家独特而敏锐的见解,开启了20世纪一项伟大发现的大门。
当王淦昌的论文《关于探测中微子的一个建议》于1942年1月在美国《物理学评论》上发表后,立即引起美国著名物理学家阿伦的注意,他随即按照王淦昌的建议进行实验,并一举获得成功。这就是有名的“王淦昌—阿伦实验”。10年后,阿伦与另一位物理学家戴维斯一起正式确定了俘获中微子的完整实验。又过了近40年,瑞典皇家科学院在1995年将当年度的诺贝尔物理奖颁发给了当年进行成功实验的美国科学家。王淦昌对此没有半点遗憾,相反他得悉消息后很为美国同行感到高兴。他说:“物理学的成就还是应由实验证实的,荣誉也应该给予那些最后做出结果的科学家。”可见王淦昌作为一名中国科学家的宽阔胸怀。
中微子的发现,使诺贝尔奖又一次与王淦昌擦肩而过。对此,他有如下见解:“由此看来,诺贝尔奖并不是高不可攀的,中国人完全有能力获得此奖项。一是要选准课题,确有重大理论或实用价值;二是要锲而不舍,持之以恒,花上几年甚至几十年的工夫。”王淦昌生前留下的这段话,值得中国科学家们认真地品味和理解。
第二次世界大战的东方战场以苏联红军出兵和美国人在广岛扔下两颗原子弹而告终。就在日本举起白旗投降时,王淦昌应浙江大学学生的要求,作了一次题为《关于原子弹及其原理》的报告,引起同学们的浓厚兴趣。后来成为中国核武器试制中坚的程开甲等一批当年的浙江大学学生,大多是受了导师王淦昌的这堂课的影响而将一生献给了中国的核事业。然而王淦昌本人当时并不清楚自己竟然要亲自动手研制中国的原子弹。在浙江大学同学为王淦昌庆贺40岁生日不久,中国的这位风华正茂的物理学家和著名学者受浙江大学所派,前往大洋彼岸的加州大学作访问。一年之后,正在国内的吴有训先生兴奋地告诉浙江大学校长竺可桢:美国科学促进协会出了一本百年科学大事记,中国能列入其中的人只有王淦昌和另一位物理学家彭桓武(也是后来中国的原子弹主要研制者)。
“中国的希望,淦昌也。”竺可桢抖着小胡子,情不自禁地摇头晃脑起来。
此时的王淦昌无可非议地成了有国际影响的著名科学家。1950年,郭沫若以中国科学院院长的身份,邀王淦昌赴京主持中国近代物理研究所的组建工作,并全面启动新中国的核物理科研。王淦昌感到内心无比舒坦,尽管当时条件并不比解放前好多少,但完全可以按照物理学的本身规律进行理论与实验工作了,这对历经了十几年战乱的王淦昌来说是太宝贵了。因为或许不是那十几年的战乱影响,他早已把诺贝尔奖牢牢揣在了怀内。
90高龄时的王淦昌回忆起解放初期的工作情景时,两眼闪着光芒:“那时我们整天觉得有使不完的力量,有干不完的活。”根据国家的统一部署,当时的核物理学向着理论物理、原子核物理、宇宙线、放射化学等4个基础领域的方向挺进。通过对宇宙线的观测,发现新粒子并研究其性质,是王淦昌多年的夙愿。1954年,他和助手们在海拔3185米的云南落雪山成功地建造了我国第一个高山宇宙线实验室,第二年就利用自制的设备,完成了一批科研成果,论文《一个中性重介子的衰变》在布达佩斯召开的国际宇宙线物理会议上宣读后引起各国同行强烈反响。
当时与王淦昌同时开展宇宙线研究的两位苏联院士在帕米尔高原上也建了一个宇宙线实验站。这两位苏联专家好大喜功,用自己设计的一套电子系统操作,不久就声称已发现一种叫“变子”的新粒子,因此在苏联走红,获得斯大林奖金和“社会主义劳动英雄”称号。王淦昌对苏联同行的“成果”表示怀疑,便重新实验,结果他认为“仅凭一个电子信号就断言有什么发现实在太草率了”,并当即在公开场合表示“苏联人的发现靠不住”。这是什么年代,王淦昌竟敢对已经获得斯大林奖金的苏联“社会主义劳动英雄”的成果说三道四?但后来许多科学家都证实了王淦昌的判断是对的,世界上根本不存在什么“变子”。
几十年后,物理学家、院士何祚庥说:“这件事当时在我心灵引起的震动是巨大的。我一是惊讶苏联人居然也有不成功的事情;二是从心底里佩服王老敏锐的科学洞察力。在那时的政治背景下,王老对苏联科学家的直言批评,充分体现了他追求真理、崇尚实践的政治勇气和科学精神。这件事给我的启迪是,对科学问题的评价不能政治化,不能用政治观点去评价科学发现。这个原则我们应该永远牢记。”王淦昌的行为和何院士的话发人深省。
1956年9月,王淦昌在莫斯科出席杜布纳原子核研究所成立大会后,中国政府给他下达了一项特殊使命:留在这个研究所,与苏联同志一起利用这儿世界上最先进的高能加速器进行更好的科学研制工作,新中国也迫切需要核物理科研成果,说不定以后我们还要搞更重要的核科学工作呢!第二次世界大战结束后,国际格局出现了以美国为首的资本主义阵营和以苏联为首的社会主义阵营。这种有你就没有我的冷战状态,必然造成两大阵营之间在军事和政治上的激烈攀比与斗争。特别是以原子弹为标志的核武器的诞生,使与核武器密切相关的核物理实验研究变得更加抢手。为了对付美国为首的资本主义阵营,苏联政府制定了帮助各社会主义国家发展核物理基础研究的计划,杜布纳研究所的成立便是实施这一计划的首要部署。中国政府不失时机地选派了最具发展潜力的核物理学家到此进行“充电”,除了王淦昌外,还有周光召和丁大钊、胡宁等。此时,王淦昌的学生李政道和另一位华裔科学家杨振宁先生一起在美国留学期间,提出了弱相互作用中宇称不守恒原理,揭示了弱相互作用的性质,从而获得这一年的诺贝尔奖。王淦昌既为自己的学生高兴,同时也憋着一股劲:努力工作;争取为国家早日拿出成果!
从1956年9月到1960年12月24日离开杜布纳原子核研究所的4年多时间里,王淦昌认为这是他一生从事科学实验工作最得心应手的好时光,不仅因为这儿的生活条件很好,比在柏林大学留学和在浙江大学工作时不知要好多少倍,更重要的是这儿有当时世界上最先进的高能加速器。美国人在1955年有了第一台6.4GeV级高能质子加速器,但苏联这台高能加速器是10GeV级的,超过“老美”的级别。有了高能加速器就意味着可以在研究反粒子领域获得最快捷的途径,美国科学家张伯伦和塞格雷仅在美国高能加速器建成几个月,就利用它发现了反质子,因此获得了诺贝尔奖。苏联高能加速器是最高能量的加速器,在当时,世界物理学界谁拥有了高能加速器,谁就可以去拥抱诺贝尔奖,谁就能主宰东西方世界。杜布纳原子核研究所的建立,就是以苏联为代表的社会主义阵营希望利用最先进的技术设备与西方世界在尖端科技领域搏一搏。在刚到杜布纳原子核研究所时,苏联朋友在用伏尔加葡萄酒招待中国客人时就流露出了这种强烈的愿望。
“美国的张伯伦和塞格雷算什么?比起我们的‘北极熊’,他们的高能加速器只能算小毛驴。小毛驴怎么能与我们雄健的北极熊较量?哈哈哈……”苏联朋友自豪地拍打着自己造的10GeV高能加速器,用猩红的眼睛盯着王淦昌等中国朋友,半醒半醉地说道:“我们一起……一起把美国佬赶到大西洋里,喂……喂鲨鱼去!密斯特王,知道你是了不起的科学家,我们全看你的了。啊,来来,为我们的苏维埃,为我们的斯大林同志干杯!”王淦昌不会喝酒,尤其是苏联的那种烈性酒,他一生中最多能喝几口常熟老家的那种米酒,但在苏联朋友的盛情邀请下,没喝酒心却快醉了!那天,中国专家第一次来到莫斯科郊外,王淦昌和周光召、丁大钊等漫步在四周是郁郁葱葱的原始森林的伏尔加河、杜布纳河边,顿觉心旷神怡。之后,他们再没有时间进行如此悠闲地散步了,每天必须有十几小时甚至近20小时站在那台庞大的高能加速器旁,或连续几天在见不着一丝光亮的云室内……王淦昌开始是作为课题组长指挥中国助手们的,后来担任了联合研究所副所长,手下不仅有中国科学家,还有苏联、越南、民主德国、波兰等国的几十名学者。王淦昌成了整个研究所的一名指挥官,一名向世界科学技术最前沿冲锋的指挥官。
在杜布纳原子核研究所的那段历史,现今是共和国全国人大副委员长、王淦昌当年得力助手之一的周光召也有着难忘的感受。他说:“我和王先生在苏联杜布纳原子核研究所工作时,他已经近50岁了,我们对当时迅速发展的高能物理都没有经验。王老作为中国组的组长,为了维护中国科学工作者的荣誉,组织大家从头学起。每天晚上在中国同志内部开展互帮互学,王老自己毫不例外,与大家一起学习,以能者为师,不耻下问。很快,王老领导一个小组建成了苏联当时第一个大型丙烷气泡室,并开展实验工作……我们都知道,一个年近50岁的科学家要转向新的学科领域,学习新的知识,是何等的困难。但王老以他高超的智慧、超人的精力和艰苦的学习战胜了困难,不仅完成了这个转变,而且很快就成了新领域中出色的专家。”
王淦昌心里清楚,他作为中国组的组长和原子核研究所副所长,身后不仅有一批来自社会主义国家的科学家,更有斯大林和毛泽东等领导人在看着他工作!当然,作为对手,美国人也在死死地盯着他。从当时的物理科学领域看,竞争也处在白热化状态。特别是第一颗原子弹爆炸后,基础科学中的物理基本粒子研究成了最热门的前沿课题,加上政治家们狂热的叫喊,对基本粒子与原子核之间相互作用及其转化规律性的认识,成了当时著名科学家最醉心的研究项目。王淦昌执掌的又是最大能量的加速器,不抢先研究出成果实在有点说不过去。
王淦昌和杜布纳原子核研究所的首要任务是如何选择研究方向,这好比决战前的指挥方案,制定得好,就胜利了一半,反之就可能断送整个战役。由王乃彦院士审校,李瑞芝、孙晓光、常甲辰编著的《核物理学家王淦昌》中记述了当年王淦昌领导中国科学家和兄弟的社会主义国家的学者们,利用苏联高能加速器进行一系列实验探索和完成了一项世界性影响的科学发现的过程。
王淦昌到联合研究所工作时,正是国际上利用高能加速器进行基本粒子研究的第一代工作时期。他以准确的科学判断力,根据当时面临的各种前沿课题,结合联合高能加速器的特点,提出了两个研究方向:一是寻找粒子(包括发现各种超子反粒子);二是系统地研究高能核作用下各种基本粒子的产生规律。科学家发现有两种情况:一种是理论预言的实验,这种发现是有既定方向的,只要选好技术路线,一般来说会有所发现;另一种是带有偶然性的,就是在众多的实验结果中察觉到异常点,并进行确认,这种工作对实验工作人员的要求就相对的更高一些。而且前者的科学发现,其价值一般比不上后者。王淦昌在设计研究课题时,对这两种工作都给予重视:新粒子的发现有一定偶然性,而利用人类所掌握的实验资料研究基本粒子相互作用则必然会有结果。利用高能量加速器打击核靶,既可以产生新的粒子,也可以对研究基本粒子在核作用过程中的产生规律提供许多新的信息。王淦昌选择的两个研究方向,正好发挥了联合研究质子同步稳相加速器的能量优势。如果把科研工作比做一首交响曲的话,那么,按照王淦昌的编排,乐曲的展开,都是以由他亲自负责的寻找新粒子课题为主旋律,并辅以两个平等出现的旋律——研究在高能核作用下奇异粒子的产生规律(由丁大钊和另一位苏联同志负责)和介子与质子相互作用的研究(由王祝翔负责,后来把其中非弹性作用的一部分分析工作划给另一个由苏联工作人员为主的研究组)。当然,研究组的主攻方向是寻找新粒子。这是具有挑战性的课题,难度自不待言,可以说具有一定的风险。因为联合所高能加速器建成后,人们都期望能尽快利用它做出突破性的成果。王淦昌要求不论谁分配在哪个课题组,在观察原始实验资料时,都要为这个主攻方向积累资料。
“大家过来一下,看看这张‘蜘蛛网’奇特吗?它就是我们梦寐以求的反超子!”一天,王淦昌突然惊呼他的助手们,让他们都过去仔细看一下气泡室里出现的一个奇迹。
“对对,看到了!真的像蜘蛛网呀!”助手们顿时欢呼起来,围着王淦昌让他给这个新奇的粒子起个名字,因为这新奇的粒子一旦向外宣布,将震惊整个世界。
“它是反西格马负超子,当然应该叫反西格马负超子嘛!嘿嘿,真有趣!”王淦昌自言自语道。
“中国朋友发现新奇粒子啦!”
“乌拉,伟大的苏维埃高能加速器万岁!”
“斯大林——毛泽东万岁!”王淦昌领导下的研究小组发现了世界上第一例反超子,其意义不亚于一项单纯的诺贝尔奖,因为它使当时的基础科学又向纵深大大地跨越了一步。正如丁大钊院士所言:王淦昌对“反西格马负超子”的发现,“正是因为有许多这样的学者的探索、研究,才使基本粒子研究从50年代认为是‘基本’而发展到60年代认为‘不基本’,使人们对物质结构的认识发展到更深入的层次。自然科学的发展就是要归功于这些活跃科学思想的学者的创造性劳动”。
“为了让美帝国主义看看社会主义科学成就”,苏联《真理报》和中国的《人民日报》都为反西格马负超子的发现专门作了重要报道。苏联的科学权威刊物《自然》杂志还指出:“实际上发现反西格马负超子是在微观世界的体系上消灭了一个空白点。”25年后的中国政府在那个难忘的“科学春天”里,特别向王淦昌等当年参与发现反西格马负超子的科学家颁发了新中国成立以后物理学家获得的第一个最高奖:国家自然科学一等奖。