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3 封神一战 从原子弹成功爆炸的1964年10月，到1965年11月“百日会战”后突破氢弹原理构型，仅一年时间，到1966年12月28日的氢弹原理试验（塔爆，12.2万吨，从材料原理构型是百分之百的氢弹）又是仅仅一年时间，再到1967年6月17日试爆武器级的330万吨空投氢弹，这个速度远远超越了其他四个核大国，并赶在了法国前面。 这超乎寻常的惊人速度背后是于敏在轻核理论小组将近五年的前期探索。 由于保密原则，这五年他没有被告知任何关于原子弹的信息，完全依靠个人的天赋从最基础第一性原理、统计物理、电动力学出发点滴摸索氢弹原理，否定了放光模型，解决了诸如氘氚反应截面在内的大量理论难题，就像在一间漆黑幽深的迷宫，一点点摸索出了光亮… 在氢弹攻关的阶段，于敏几乎完全凭借一己之力孤军奋战，他所依靠的仅有一台每秒五万次的打孔计算机（最初只分配给于敏小组百分之五的上机时间），而他所面对的是非线性非定常非平衡态复杂偏微分，极端高温高压下极短时间内多重物质形态变化多种辐射扩散多群粒子输运叠加核反应与宏观运动的多重尺度重耦合的顶级难题。 于敏凭借极其明晰而深入的物理直觉，牢牢地扭住放光后“先压缩后点火”这一关键点，将无比复杂纷乱的现象归纳凝练、理清头绪，找出物理上的原因，并将这些物理现象凝结成无数个极为复杂相互耦合又层层迭代的偏微分方程组。 由于绝大多数偏微分方程在理论上没有解析解，只能靠有限差分法进行数值计算，这在当时的算力下是不可能逾越的障碍。 于敏真正封神的一战开始了，他善于用大量的近似和粗估准确地抓住主要矛盾，舍弃一些次要因素，层层逼近最核心的问题。 比如在计算过程中用将二维问题局部近似为一维问题，在能量传输过程中将等离子体、电子、光子的三温方程近似为单温，令平均自由程短的伽马光子就地沉积从而忽略伽马射线，将辐射输运过程退化为特定条件下的扩散和热传导过程，在辐射传输时忽略宏观运动等等… 从而在近乎原始的计算条件下找到了氢弹自持热核燃烧的关键，完成了纷繁复杂难于登天的计算，形成了从原理、材料到构型的完整的氢弹物理设计方案。 这个计算究竟有多困难？核爆炸级别的数值计算对于算力的需求几乎是无穷大的，计算维度高一维，方程描述再精确一些，跟踪粒子数多一些，计算网格打的密一些都会使计算量呈指数形式上升。 美国能源部2002年出台的玛丽计划提出到2020年要发展出百亿亿次（10的18次方）超级计算机也就是E级计算来进行核武器全过程的三维数值模拟，这也是目前各大国争夺的一个技术制高点，对比一下1960年和2020年这60年的跨度，再对比一下每秒1000000000000000000次和每秒50000次计算，差多少个0可以数一下… 听九所的老人描述说当时于敏就守在计算机旁边，计算机出打孔纸带，他在旁边凝神心算，然后突然指出从这里往后都错了，一群人把计算机停下来逐一检查，果然是打孔出现了故障。 在电视上见过心算多位数加减乘除的，当现在物理系的本科生动不动就直接MATLAB调用ODE45的时候，谁能想象心算偏微分方程的数值解是种怎样的特异功能。 要知道物理上的近似和粗估是最考验一个人对物理本质的洞察力和认知水平的。 在极窄的时空分辨率下，当各种宏观介观微观的物理量交织耦合在一起时，哪些量有数量级上的差别，哪些量和参数可以忽略，哪些又发挥主要作用，又需要近似到什么程度而不使之丧失物理性质，这不是凭空武断的，需要站在全局角度在更高层面对所有涉及的物理过程有一个准确地认识。 于敏恰恰是那个仿佛站在上帝视角降维打击来解决难题的人。 他几乎在所有的专业领域都有着深不可测的理论功底，如果按照学科专业来评院士，于敏起码能在十几个细分的专业学科分别评上院士，在偏微分方程理论、计算数学、爆轰物理、原子核物理、中子物理、等离子体物理、凝聚态物理、统计物理、状态方程、本构理论、输运理论、辐射流体力学这些在核武器理论研究中横跨数学物理的专业领域随便单独拎出来一个评上院士都绰绰有余，还不算由他本人开创的惯性约束聚变、X光激光等学科。 不可思议的是这些知识都在一个人的大脑里交织排列、融会贯通发生出奇妙的反应，生成出旁人不可能想到的创造性思路和方法，因此他总能看得更深，在关键时刻起到一锤定音的决定性作用！ 有人说于敏突破氢弹原理是灵感闪现，就算是，这些灵感要厚植于多么精深的知识土壤中啊，背后要有多少个夜以继日夙夜忧叹的衣带渐宽，才换来蓦然回首却在灯火阑珊的那一刻迸发
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发表于 2021-11-29 15:51:03
发表于 2021-11-29 15:55:22
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