昔日國家自然科學一等獎沒有公開的重大成果，于敏僅為第四完成人

作為國內在自然科學領域的最高獎，國家自然科學獎一等獎授予在基礎研究和應用基礎研究領域，闡明自然現象、特征和規律，作出重大科學貢獻的中國學者，其評審非常嚴格，迄今為止，僅有41項成果獲得該榮譽。

與國家技術發明獎和國家科技進步獎不同，自然科學獎不分通用項目和專用項目，獲獎成果基本上都是公開的。然而，在1982年國家第二次評審科學技術獎勵時，有兩個獲得國家自然科學獎一等獎的重大成果在當時并沒有公開，其中一個便是與原子彈、氫彈研發相關的理論研究成果。

如今，關于這項成果的部分內容逐漸解密，在科技部介紹于敏院士的頁面中，可以看到“作為第四完成人的‘原子彈氫彈設計原理中的物理力學數學理論問題研究’，榮獲1982年度國家自然科學獎一等獎”的描述。

作為“中國氫彈之父”，于敏對氫彈研發的貢獻可謂居功至偉，而在其設計原理中的物理力學數學理論問題研究方面，同樣作出了重大貢獻。于敏作為第四完成人，排在他前面的是同為“兩彈一星”元勛的彭桓武、鄧稼先、周光召，在他后面的，是周毓麟、黃祖洽、秦元勛、江澤培、何桂蓮等，均為具有重要影響力的學術大家。

這項曾是絕密的成果，究竟有多重要？筆者根據公開資料進行梳理，對這項成果進行初步了解。

奉命于危難之間

回望20世紀50年代中后期，新生的共和國正面臨惡劣的外部安全環境，我黨高瞻遠矚，決心自主發展核力量。

彼時，美蘇先后推行核壟斷、核訛詐政策，多次以核打擊脅迫我國在領土、外交等問題上作出妥協。1959 年6月蘇聯單方面撕毀核合作協議，全部專家撤離、帶走圖紙與關鍵數據，僅留下一套殘缺的原子彈教學模型。

至此，我國核武器研制徹底陷入無完整理論體系、無成熟計算工具、無外部技術支援的境地，首顆原子彈工程代號定為 “596”，以銘記這一次自力更生的起點。

在理論研究方面，當時國內與核彈研發相關的前沿理論極度缺乏：輻射流體力學、高溫高壓物質狀態方程、中子輸運、熱核自持燃燒等核心理論幾乎是一片空白。

于是，國家緊急調集全國頂尖數理人才組建二機部九所理論部，確立“先吃透底層科學規律，再開展工程設計”的路線，由彭桓武牽頭統籌學術方向，鄧稼先主持理論部日常攻關，統籌物理、數學兩大領域專家，從零搭建原子彈、氫彈完整理論框架。

這項覆蓋核物理、爆炸力學、計算數學的系統性研究也正式拉開序幕。

彭桓武

十年磨一劍

重大工程的推進，向來都是理論先行的，“兩彈一星”的研發亦是如此。當時，為了突破“設計原理中的物理力學數學理論問題”，首先從原子彈理論研究開始。

1960年初，鄧稼先帶領青年團隊啟動內爆原子彈模擬計算，采用特征線法求解輻射流體方程組，復現炸藥起爆、材料壓縮、鏈式反應全過程。

當他們前后耗時九個多月，完成九輪完整數值演算，全部結果彼此吻合時，卻發現與蘇聯專家口頭給出的關鍵壓力數據嚴重沖突。面對這樣的情況，研究團隊陷入爭論的泥潭，無法判定是計算模型出錯還是蘇方數據失真。次年，彭桓武正式到九所主持理論全局，明確要求必須從物理底層證明差異根源。

這時，剛剛從蘇聯深造歸來的周光召，從北大調入攻關團隊。他逐一核對九輪數以萬計的稿紙，運用熱力學最大功原理嚴格推導，從能量守恒角度證實蘇聯數據違背物理規律，推翻了蘇聯專家給出的錯誤參考標準，掃清原子彈研制最大理論障礙。

與此同時，負責配套難題演算的數學團隊也不斷收獲重大突破：周毓麟引入人為黏性法，解決沖擊波間斷面無法數值求解的核心卡點；秦元勛、江澤培完成爆轟起爆結構理論推導，論證原子彈起爆層最優32塊構型；何桂蓮主攻誤差分析與多變量迭代算法；黃祖洽深耕中子輸運理論，厘清臨界、超臨界全過程物理圖像……

1962 年，與原子彈研發相關的全套理論體系搭建完成，物理、力學、數學理論模型實現閉環，兩年后，我國第一顆原子彈成功爆炸正是這套理論的最佳驗證。

鄧稼先

原子彈研發成功后，科研團隊并沒有定下腳步。他們隨即同步推進三條氫彈技術路線，彭桓武統籌全局，周光召在北京開展基礎熱核物理研究，于敏專職負責氫彈預研。

那時候，中科院已成功研發現代計算機，然而由于需要計算的部門太多，計算機資源捉襟見肘，北京119 機大部分算力分配給原子彈優化等工作，僅5%可用于熱核計算。

1965年9月，于敏帶領小分隊赴上海華東計算所，使用 J501計算機開展“百日會戰”，初衷是優化加強型原子彈，卻在演算過程中捕捉到熱核材料充分自持燃燒的關鍵物理機制。整個演算過程，團隊晝夜三班倒，紙帶、演算稿堆積如山，于敏帶病持續攻堅，徹底跳出美蘇公開的技術路徑，獨立探索出完整的氫彈構型理論。

1965年年底，氫彈原理突破的消息傳回北京，鄧稼先、周光召第一時間組織全所力量復核、完善整套理論，反復驗證輻射壓縮、聚變點火、多級能量耦合全鏈條規律；黃祖洽補充熱核中子反饋理論，數學家團隊搭建二維、三維多尺度耦合數值程序，解決了極端高溫下物質運動模擬難題。

在原子彈研發成功僅2年8個月之后，中國第一顆氫彈爆炸成功，中國科學獎自主研發的整套熱核武器理論得到全面佐證。

此后十余年，團隊持續完善核武器小型化、效應計算、安全閾值等延伸理論，形成一套完整、獨立、可自主迭代的核裝置研發數理體系。

周光召

曾經絕密的重大成果

原子彈氫彈設計原理中的物理力學數學理論問題研究成果，實現了我國核武器基礎理論 100% 自主可控，打破全球核大國技術封鎖。因此，在很長一段時間內，這些成果都是絕密的。

這些成果不照搬國外設計模型，獨立建起熱核武器從微觀核反應到宏觀爆轟全過程的物理、力學、數學底層理論，證明我國僅依靠本土頂尖人才即可完成核武器的全鏈條攻關，我國也因此成為世界少數掌握全套核武器基礎理論體系的國家。

然而，這個研究成果的意義還不止于此。核彈研究過程中所攻克的物理、力學、數學理論難題，開創了國內多門交叉前沿學科，極大地推動當時基礎科學的跨越式發展。

輻射流體力學、高溫高壓凝聚態物理、多物理耦合計算數學、中子輸運理論等全新學科，正是在本次理論攻關中得以發展；此外，周毓麟、秦元勛等人發展的偏微分方程數值解法、沖擊波計算方法等，在后來也廣泛運用于航空航天、能源勘探、材料防護、防災減災等民用領域，大幅提升了我國應用數學與極端條件物理整體研究水平。

于敏

這些重大成果，凝聚了當時成千數萬名科技工作者的智慧，然而，由于國家自然科學獎單項目署名人數限制，僅選取9位核心學術帶頭人作為代表進行申報。1982年，該整體性基礎理論成果獲評國家自然科學一等獎，彭桓武作為總學術帶頭人位列第一完成人。

如今，隨著這項成果的完成團隊逐漸加密，更多人認識了這些才華橫溢，又無私奉獻的先烈。榮譽屬于“兩彈一星”每一位科技工作者，他們不計名利、大力協同、嚴謹求實的科研傳統，至今依然是值得我們學習的精神標桿。