书城励志创新之道
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第20章 钱三强创新核科学

被人们誉为“中国原子弹之父”的中国科学院院士钱三强,青年时期就发现三裂变、四裂变,为世界核科学的发展作出了贡献。

裂变,是指原子核分裂为两个质量相近的核的过程。大家都知道原子弹的强大威力,而这种威力,即来自裂变。

以前,人们只知道原子是组成世界万物的最小粒子,是不可分的。经不断探索,1939年,科学家们发现了重原子核会裂变。如铀原子核受到中子打击后,以极高的速度分为两个核,向相反方向飞开,同时释放出巨大的能量。而且,在一个中子打进铀核引起分裂的同时,又能放出两三个中子来,它们有可能继续引起其他铀核的分裂,放出更多的能量,产生更多的中子,又引起更多铀原子核的分裂,如同军火库中一个炮弹的爆炸引起其他一系列炮弹爆炸一样,可以使大量的铀在不太长的时间里释放出惊人的能量。因此,重核裂变的发现,为人类造出第一颗原子弹提供了理论依据;也为人类和平利用原子能,建设千百个核电站奠定了理论基础。

然而,在1946年青年科学家钱三强的发现以前,人们还只知道重核在中子打击下,只会一分为二,即二裂变,不可能会出现三裂变和四裂变。

钱三强小的时候,他的父亲——北京大学的一位著名教授就一再叮咛他:“要学以致用,报效国家”。15岁时,他看到孙中山的《建国方略》中描绘了建造铁路、桥梁与公路等的宏伟蓝图,更是兴奋不已,立志学习理工,将来为建设祖国出力。为此,他发奋刻苦攻读,1936年以优异的成绩毕业于清华大学物理系。

在校时,钱三强不仅勤奋学习书本知识,还爱做实验。他认为,科学上的进步,往往是先从实验做出来,后由理论来论证的。

1937年,24岁的钱三强通过中法基金委员会的严格考试,成了巴黎大学镭学研究所居里实验室的研究生。经过三年艰苦努力,他获得法国博士学位。因二次世界大战关系,他几次设法绕道回国受阻,仍继续留在实验室工作。

1946年夏,世界物理学家相聚伦敦,在剑桥大学举行战后第一次国际基本粒子会议。钱三强和妻子何泽慧两位青年科学家也应邀参加了会议,并发表了论文。

这时,在剑桥大学实验室里,有一张显示核裂变现象的照片引起了钱三强的注意:

铀受到中子打击后分为两个核(二裂变),向相反方向飞开。通常照片上显示这种核裂变的是从一个点开始射向两边的一条直线。但这张照片在直线的中间又有一条垂直的,与射向两边的直线呈丁字型的细直线。照片的作者是英国物理学家、剑桥大学教授费瑟,他认为这是一般放射性原子核发出的一条阿尔法粒子的射线。

钱三强仔细地观察着这张同往常只有细微差别的照片,他凭自己的实验经验和学得的基础知识,认真地思考着。

“不对,这一条不是阿尔法射线,很可能是从铀原子核中另外分裂出来的一颗质子的射线。”钱三强肯定地想。

然而,既然是二裂变,这种现象作何解释呢?

回巴黎后,钱三强把自己的想法向居里夫妇汇报。在居里夫妇的支持下,钱三强立即和他指导的两位研究生重复这个实验。

通过日以继夜的数百次攻关实验,他们终于证明那张照片显示的是一种有规律的三裂变(三分裂)现象,大约每300次出现一次。随着实验的不断进行,积累的资料和统计数字也越来越丰富。不久,他们又发现了每5000次裂变才出现一次的四裂变(四分裂)现象。1946年12月,这一成果和实验照片在法国科学院《通报》上公布。

接着,钱三强与何泽慧又进行了三分裂机制的研究。钱三强运用学到的量子理论与扎实的基础知识,对三裂变时放射出的三个裂片的质量、动能和角度做了精确的测量与计算,并成功地解释了第三个裂片是质子裂片,且垂直于两个重裂片这一关键问题。1947年3月,34岁的讲师钱三强,在法国科学院《通报》上发表了《论铀的三分裂机制》。论文针锋相对地驳斥了英国剑桥大学费瑟教授关于那张显示核裂变照片上的细线是阿尔法粒子射线的解释,引起了科学界的震惊。

对这一重要成果,约里奥·居里先生还在巴黎举行的世界性物理会议上作了系统的公布,引起很大轰动。三裂变、四裂变的发现,为核裂变理论开辟了一个新领域,使人们对核分裂的认识又前进了一步。约里奥先生说:“它是我们实验室战后以来最重要的工作。”

青年钱三强的成功,是他勤奋学习、实验,勇于创新,和对实验过程与结果细致观察、认真研究的结果。

1948年,一心想着报效祖国的钱三强夫妇,毅然抛弃了优厚的薪俸和优越的研究环境,登上了驶向祖国的客轮。从此,钱三强实现了他少年时立下的志愿,献身于祖国原子核科技事业,带领科技人员转战于实验室和戈壁滩,奔波于祖国大江南北,组织大协作,攻克一个个技术难关。1964年,我国第一颗原子弹爆炸成功了!1967年6月,我国的第一颗氢弹爆炸成功了!从原子弹到氢弹,美国用了6年,前苏联是4年,而中国只有了两年零八个月,这种速度,世界为之震惊。在此过程中,钱三强作出了巨大贡献。

1992年6月8日,钱三强因病逝世,享年79岁。他在科学上勇于攀登、敢于创新的精神,热爱祖国、无私奉献的崇高品质,以及为人民立下的丰功伟绩永存!