中国科学院与“两弹一星”

张劲夫

一

1956年初至1967年1月,我在中国科学院任党组书记和副院长。早在50年代中期,党中央和毛泽东主席就作出了要研制原子弹的决策。根据当时的国际形势,毛主席决定,为了防御,中国也要搞原子弹。

1956年4月25日,毛泽东在中央政治局扩大会议上明确指出了研制原子武器的战略意义。

科学院接受党中央下达的任务

中央决定以自力更生为主研制原子弹,这件事太重要了。后来又决定自力更生为主研制导弹和自行研制人造卫星,统称“两弹一星”。原子弹和氢弹是二机部负责,导弹是国防部五院(后来的七机部)负责。毛主席对原子弹研制有一个批示:“要大力协同做好这件工作。”中国科学院就是按照中央确定的“大力协同”和“三家拧成一股绳”的精神,主要承担原子弹和导弹研制中一系列关键性的科学和技术任务,包括理论分析、科学试验、方案设计、研制以至批量制造所需的各种特殊新型材料、元件、仪器、设备等。至于人造卫星,则从构思到建议,都是由中国科学院提出,先后两次上马(1958年、1965年)。经以周总理为主任、罗瑞卿为秘书长,具体领导这项工作的中央专门委员会批准后,在国防科委的统一组织下,由中国科学院负责整个系统的技术抓总,并负责研制卫星本体,七机部负责运载工具,科学院和四机部共同负责地面测控系统。

宋任穷到科学院搬兵

为了搞原子弹,中央专门成立了二机部,宋任穷任部长。我到科学院工作后的一天,宋大哥打电话说要到我家拜访我。因为搞原子弹,主要靠科学院原子能研究所,为了工作的方便,中央决定把这个所整建制交给二机部,但是对外还叫中国科学院原子能研究所,名义上由科学院和二机部双重领导。由于研制原子弹的任务繁重,科研力量不够,于是对任务作了分解,除了原子能所承担较大一块任务外,很多重要任务还要由科学院的各研究所来承担。原子能所整建制转到二机部后,骨干力量还不够,还要科学院支持,我们又从其他所调给他们一批科技骨干。宋大哥光顾寒舍,就是要来谈科学院怎么支持二机部,帮助二机部的。我说,这是中央的任务,是国家的任务,也是科学院的任务。第一,我把原子能研究所全部交给你。另外,科学院其他各研究所凡是能承担二机部的研究任务的,我们都无条件地承担;如果骨干力量不够,还需要调一些人去,我们再想办法。譬如,邓稼先是学物理的,从美国留学回来,是科学院数理化学部的学术秘书。吴有训副院长兼数理化学部的主任,日常工作就靠邓稼先负责,这个同志你要我也给你。

支持钱三强点将调兵

宋任穷来访以后,钱三强从苏联访问回来了。三强没调二机部以前,当过科学院的学术秘书长。科学院代表团第一次访问苏联,他是代表团团长。钱三强是著名核物理学家,他访问苏联回来很快就找到我说还要更多的人。因为还要成立核武器研究所搞设计。另外,还要搞电子显微镜的人,仪器要大大加强,才能承担原子弹研制任务。当时,搞电子显微镜的,科学院只有李四光的女儿李林。三强说想调李林。李林当时在上海冶金陶瓷所,掌握一台电子显微镜。我说李林我可以给你,我另外培养搞电子显微镜的,先为你服务。问题是我还要把她的家庭工作做好,不然夫妻俩分开,不好嘛。三强又要求调科学院的学术秘书邓稼先同志去,后来,稼先同志在原子弹与氢弹的研制中起了很大作用。另外,科学院的院刊编辑汪容到原子能所理论组彭桓武那里,搞核物理理论研究,又将王承书调到二机部,她工作很出色,作出了重要贡献。

后来,三强说还想要些人,最重要的是要沈阳金属所的副所长张沛霖,我也同意他带一批人去了。张沛霖的功劳是把铀变成金属。氟化铀原来是气体,要把它变成反应堆元件需做大量的工作,这是沈阳金属所承担的;张沛霖对金属锆有研究,他后来当了总工程师。我当时对三强说,你有任务尽量让我们各所承担。这之后的第二年、第三年,我都请三强同志和副院长裴丽生同志,专门到各个所一项一项地检查二机部研究工作的落实情况。

后来,科研任务还需要很多仪器,特别是光学仪器,例如高速摄影,还要调科学院的一些人去。我说这个问题要和长春光机所王大珩先生商量,他是所长。后来决定让副所长龚祖同带一批科技人员到西安建立西安光机分所,主要为二机部的工作服务。因为二机部好多工作单位在西北一带,要什么仪器,提出来让西安光机所研究制造,比较方便。后来在全国成立了好几个光机分所,对“两弹一星”的研制成功起的作用很大。三强提出的要求,我们科学院几乎全部答应了。

攻克“三大技术难关”

搞原子弹,最重要的问题是浓缩铀的提炼问题,矿石里能提出的天然铀同位素235含量只有千分之几。此外,铀的提炼也很重要。所以,化学方面的科研任务很重。当时科学院有四个最知名的化学研究所都由优秀科学家担任所长,号称“四大家族”:一个是上海有机所庄长恭老先生;一个是长春应化所的吴学周先生;还有北京化学所的柳大纲先生。此外,大连化学物理所也是非常强的,那里有张大煜先生。我对三强说,科学院几个化学所承担你的任务,让哪个所承担什么任务你提出来,我们都选最好的人为你做工作。

1960年,苏联单方面撕毁协议撤退专家。当时受影响最大的是浓缩铀厂,关键材料苏联不给了,整个厂就停顿了。最紧迫的关键技术问题有三个:

第一是氟油。科学院以上海有机化学所为主,其他所配合,终于研究出来自己的氟油,并把上海一个小厂要了过来。这个厂有个工人当厂长叫杨庆年,很能干。他不但配合研究室把氟油研制出来了,而且在他的厂生产,保证了供应。

第二是“真空阀门”。没有“真空阀门”,原子弹的气体原料就不能一步一步浓缩,然后把铀235浓缩起来。“真空阀门”的外援也断了。科学院的上海冶金陶瓷所,当时已经分成两个所:一个是冶金所,吴自良任副所长;一个是把陶瓷研究部分改为硅酸盐所,严东生任所长。还有沈阳金属研究所最强的科学家李薰、师昌绪,再有张沛霖副所长。我们科学院主要依靠上海冶金所、沈阳金属所已经先开展研究。在上海冶金所集中力量攻这个关,搞“真空阀门”。结果这个关攻破了!这项成果在原子弹爆炸成功以后得了特等奖。

第三是高能炸药。原子弹怎么引爆?需要引爆装置。普通炸药不行,要高能炸药。科学院大连化学物理研究所,到甘肃建立一个分所,主要搞高能炸药,专家主要有于永忠等。有了高能炸药,才能做高能的引爆。上海有机化学所的黄耀曾带着一些人支援。还有五机部的一个所,也去人参加。他们合作又把高能炸药研制出来了。

1964年10月16日,中国成功爆炸了第一颗原子弹,标志着中国成功掌握核技术。

最后,是我们中国第一颗原子弹爆炸的现场观测,主要是科学院地球物理研究所、力学所、物理所、声学所、光机所等承担的任务,与核试验基地研究所共同商定各个类型的15项测量技术方案,都是我们自己制造的仪器,各所派技术骨干到现场参加核爆试验,全部按时完成了任务。还有其他所,在现场做了很多试验,当时其他部门也参加做试验,但大部分现场实验和观测是科学院完成的。

二

钱学森为国献宏猷

钱学森是世界气体力学大师冯·卡门最好的学生,还有郭永怀、林家翘都是冯·卡门最优秀的学生。我国火箭喷气技术即导弹技术的建立,是钱学森先生首先提出来的。

20世纪80年代,钱学森在讲台上。

钱学森说:“我是要建议我们国家搞导弹,这是很重要的军事武器,将来一定要大发展!”这个建议送到中央以后,周总理很重视。当时,彭德怀当国防部长,周总理让他邀请在北京的几位元帅,对钱学森搞导弹的建议进行讨论。周总理的工作方法很好,请元帅们提意见,所有参加讨论的元帅都赞成。很快,中央决定我们国家要搞导弹。这时就正式在国防部下面成立第五院,把钱学森调去当国防部五院院长。另外做组织工作的,再调总参通讯部部长王诤同志当副院长,调刘有光当政委。

科学院请缨探路

中央决定由国防部五院负责研制导弹。从各方面调人,主要是从科学院调,许多重要研制任务也要科学院来承担。当时,导弹研制也是按照中央自力更生为主,争取外援为辅的方针办。我们一方面尽可能争取得到苏联的一些援助,但另一方面,立脚点还是我们自己干。

那时,搞导弹是以五院为主负责研制。他们建立了若干相应研制机构。要从各方面调人,主要从科学院调一批科学家去。当时,我建议两条腿走路,一方面我们参与五院搞;另一方面,科学院自己也搞。我们科学院搞探路工作,先走一步,为五院服务。我这个建议聂帅同意了。科学院自己也搞导弹研究,因为当时人才主要的在科学院,我们除了调走一些骨干到五院以外;科学院在这方面的研究所很多,综合能力很强。因此,中国决定搞导弹是两条腿:一个是五院,这是主管部门专门干这个事,国家大力支持;一个是科学院,也搞研究,搞探索工作,也有实验基地。

郭永怀雪中送炭

在中央决定搞导弹之后,钱学森的师弟郭永怀,在面对优越的科研和生活条件与祖国需要何去何从的时候,他选择了祖国的需要。为了避免遇到美国当局制造的麻烦,他在和学生们聚会的篝火旁,掏出十几年写成的没有公开发表的书稿,一叠一叠地丢进火里,烧成灰烬,令在场的学生惊呆了。他的夫人李佩教授当时也感到可惜。郭永怀教授带着对祖国的赤胆忠心,也带着非凡的力学和应用数学的复合智慧,携全家回到了祖国。毛主席亲自接见他。科学院安排和钱学森一起工作,任力学所副所长。发射导弹,需要有发射基地。钱学森提出,搞导弹主要看你火箭用什么燃料,火箭的燃料很重要。钱学森说一定要搞新的高能燃料。科学院要把科研重点放在开发自己的高能燃料上,这样火箭才能做得大,射得远。

每一种高能燃料研制出来后都要试烧,要试车,火箭的发动机、尾巴的喷管均要试验。我和钱学森商定,让科学院力学所承担这个任务,需要选一个实验基地,当时民航局给了我们一架专机,在北京上空转了几圈,我和钱学森坐在飞机上往下看,看了几遍就选定京郊山区的一片林地里面,成立力学所二部,由林鸿荪负责。林鸿荪是钱学森在美国大学教书时的学生,也回国到力学所工作。另外,让化学所与他们配套,也成立了化学所二部,主要研制高能燃料。同时科学院还有好几个研究所也研究高能燃料,特别是大连化学物理所,是搞石油煤炭研究的,业务上比较接近,过去叫石油研究所。另外,长春应用化学研究所、上海有机化学所,这些所都接受了任务,研究开发中国的高能燃料。上海和大连在山区也搞了实验基地。因为钱学森、郭永怀他们有这方面的专长,实验基地的主要实验方向是先试验液氧,要把氧气变成液体,它需要低温。科学院在中关村建立了一座气体站,可以集中相当数量的氧气、氢气。既供应民用,也供应科研使用。科学院物理所洪朝生负责的低温实验室,专门研究低温,把温度降低,氧气就变成液体燃料了。首先用液氧,需把温度降到零下180摄氏度左右。但推力大的是液氢,可制成液氢的难度就大了。需要把温度降到零下250多摄氏度左右,氢气才能液化。而且,氢气还容易爆炸。

科学院主要任务是搞高能燃料的。当时,各方面的协作关系都很好。有的燃料毒性很大,我们每次实验都要请防化兵,带着防毒工具,把工作人员都武装起来。高能燃料是导弹一个关键所在。科学院当时承担的是最重要的任务,就是做高能燃料的研究开发,提供给五院。

中国导弹发射成功

新的高能燃料研制成功之后,五院先用这个燃料设计发动机。力学所二部由林鸿荪主持,在山区基地建成了两个不同量级的液氧、液氢火箭发动机试车台。做了100多次发动机台架试验,取得了成功。以后,按国防科委要求,全部试验资料和数据转交给七机部。这一重大成果对他们研制远程火箭起了很大作用。林鸿荪研究员为我国火箭技术的建立和发展做出了重大贡献。林鸿荪他们每次燃料试验都有仪器测试、记录,有数据,提供设计单位设计。我们主要靠自己,我国第一枚导弹就在1960年搞成了!

三

中国要搞人造卫星,是科学院首先提出来的。1958年就有科学家提出:“上天、人地、下海”。1957年苏联第一颗人造地球卫星上天,我们中国也要搞人造卫星,科学院的科学家们都比较积极,其中最积极的是地球物理所所长赵九章先生,他对科学院提出第一个卫星方案起到了重要的促进作用。

中央政治局拨巨款支持

1958年,我国科学家提出我们也要搞人造卫星。我把科学家这个意见反映到在武昌召开的党中央全会,我当时是候补中央委员参加了会议。中央政治局开会研究,同意以科学院为主搞人造地球卫星,并且批准拨专款2亿元人民币。科学院也不能一家独办,我们组织各方面协作,把有关单位组织起来;当时为了搞卫星,又成立了“581组”和三个设计院。这个地方是12年科学规划提出“四项紧急措施”时,周总理特批给我们的,后来力学所大楼和其他研究所大楼建成了,那个房子就空出来了。我们又在那里成立了581设计院。

卫星要上天,需要做很多工作。其中很难的一件事,就是所有装在卫星上面的仪器,要在地面上建一个基地,造成高空真空环境,仪器在这个地方运转先试验好;送生物上天,也要在地面模拟设备里边试验好。所以,最重要的是要在北京北郊建立高空模拟实验设备,就是卫星上天以后仪器怎样运转,在地面真空的条件下,所有的仪器、生物等等,都要先进行实验。再加上卫星本身,搞什么仪器等。我记得第一个方案,计划在1959年国庆10周年发射。

三年经济困难发射计划延期

由于3年经济困难,小平同志、陈云同志对我说:卫星还要搞,但是要推后一点,因为国家经济困难。后来,推迟到1970年人造卫星上天,以前管“两弹”的中央专委,后来让我参加中央专委的工作,负责卫星的研制,把人造卫星搞成。第一个卫星是科学试验卫星,卫星在天空转的时候能够播放《东方红》乐曲。以后又制定新的卫星计划:搞通信卫星、气象卫星等。

中央专委决定,卫星任务由科学院承担,卫星本身主要是科学院研制的。科学院也组织有关部门配合。研究工作中需要搞许多非标准设备。特别是三年困难时期过后,我们自动化所、电子所,搞卫星控制,能连续通信,这些工作都有重大进展。可是,正当科学院的卫星研制基本完成的时候,发生了“文化大革命”。科学院卫星研制任务交给国防部门了,具体交给了七机部,就是现在的航天工业总公司。

1970年4月24日,中国首颗人造地球卫星东方红一号成功发射。

1970年4月24日第一颗人造卫星发射成功,这是科学院那么多人的心血凝成的,特别是科学家和工程技术人员,包括很多技术工人,他们的历史功绩不能埋没!

(新华社北京1999年5月5日电发表,此次发布时文字有删节)

来源:中国政协文史馆(摘自新华社北京1999年5月5日电)

作者:张劲夫(1914—2015),第三、四届全国政协常委,曾任国务院国务委员兼国家经济委员会主任等职。