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中關村與世界上最神秘的基地之一“21基地”往事 | 故事學院

日期:2017-06-27  來源:有故事的人
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21基地(網絡圖)

——摘自寧肯非虛構作品《中關村筆記》

  

  1960年3月,春寒料峭,北方的雪尚未消融,一天早晨,一隊解放軍士兵穿著厚厚的冬裝,來到中關村南街中國科學院計算所。不久前這里還是莊稼地,現在是中科院辦公區,連片的灰色辦公樓在更廣闊的田野構成獨立的超現實的街道,有點“天空之城”的味道。此前,中科院諸多院所分散在老城,計算所原來一直在西苑大旅社辦公,租了四層一層,1958年成為“天空之城”的一部分。辦公樓很新,但因為是深灰色,不顯新,很低調,仿佛科學本身。

  士兵沒帶武器,倒是帶著挎包、文件包,有的帽子下邊還戴著白邊眼鏡。盡管沒帶武器、文質彬彬,但這小隊士兵看上去仍不尋常。這是科學重地,灰調,安靜,士兵的到來又平添了一種神秘的類似基地的氣氛。如果是一兩個士兵,只是顏色有點跳,構不成什么,但如果是七八個,一隊,就是武裝力量。

  士兵到了三樓,見到了同樣神秘的馮康。馮康個子不高,甚至有些駝背,但是目光平靜,淡然,帶著士兵上到五樓。門衛對士兵重新一一核驗證件、相片、介紹信,比進樓門時還要嚴格,馮康耐心等待,有時看一眼窗外。履行完所有程序,馮康帶著士兵到五樓自己專用的辦公室。

  是的,這是馮康在五樓的辦公室,在三樓還有一個。這個辦公室的不同在于沒有任何標識,只有編號,803,沒人知道這數字是怎么回事。這層樓所有房間都只有編號,如果你想按標識尋找辦公室根本不可能。辦公室的里面也沒有任何特色,甚至看不出這個辦公室到底是干什么的。

  這是“絕密123”特別任務組(簡稱“123”任務組)辦公室,絕密,整個五層都是絕密。士兵們像在基地一樣站得筆直,甚至更筆直,沒有坐下,一直站著,排成了弧形。馮康坐在辦公桌前,如同將軍一樣,問了“21基地”的生活情況,比如吃什么,事實上已超出了范圍。馮康當然不是將軍,是數學家,但他的眼中卻有類似的東西。

  馮康是三室業務指導,指導著下面七個任務組,后來又增加了“123”任務組,單列,沒進入任務組序列。七個任務組都分布在三樓,有十幾個房間。單列的“123”任務組在五層,這樣馮康就有了兩個辦公室,三樓一個,五樓一個。這個任務組的人可以隨便到三樓來,三樓的人卻不能隨便到五樓去,除了馮康。馮康任何時候都不需要接受檢查,倒是他有時檢查一下門口的士兵。

  “123”任務組下面又分三個小組,分別是流體力學、空氣動力學與沖擊波數值計算小組。此外,五層是機房重地,有兩臺計算機-103機、104機,占了兩個很大的房間,這也是五層戒備森嚴的主要原因之一。

  當時,整個中國就這兩臺計算機。

  馮康帶著士兵看了機房,將七個士兵分到了三個小組。三個小組分別與導彈、原子彈、衛星相關。來自“21基地”的士兵也不是普通士兵,脫了軍裝與五層剛分配來的大學生也沒什么不同,他們也都是畢業不久的大學生,都來自一流學校,北大的,清華的,哈軍工的。

  但既穿了軍裝,又來自遙遠的基地,他們就是純粹的軍人,他們一絲不茍,臉帶著風霜,大自然的作用非常明顯,即便戴著眼鏡。不過因為年輕,他們的臉色不是黑而是紅,紅撲撲的。蘇聯專家撤走了,他們來到中國最高的數學殿堂,求助這里的數學家。他們站得筆直,動作干凈利落,不時條件反射地敬禮,每見一位老師都畢恭畢敬,軍容畢現。他們來這兒工作,學習,完成肩負的任務。他們代表的不僅僅是個人,也是“21基地”。

  “21基地”,世界上最神秘的基地之一。類似的基地,美國有“51區”,蘇聯有“塞米巴拉金斯克-21”,英國有“馬加林”,法國有“穆魯羅瓦”。“21基地”下轄羅布泊原子彈試驗場,建在馬蘭,一個在當時中國地圖上找不到的地方。馬蘭位于新疆中部巴音郭楞蒙古自治州和碩縣烏什塔拉鎮南五公里,北臨天山山麓,西鄰博斯騰湖,東托羅布泊-中國核試驗場,系戈壁大漠的邊沿地帶。事情開始于兩年前,1958年8月,張蘊鈺被中央軍委任命為中國核試驗部隊主任,翌年1月張蘊鈺陪同總參總裝備部部長方毅、工程兵設計院院長唐凱,由北京飛往新疆戈壁大漠,在已確定的羅布泊場區進行空中視察,回來后形成在此建核基地的報告。國防部批準了報告,并通知新疆軍區,0673部隊進駐新疆。部隊走著走著,在和碩縣烏什塔拉以南一塊白地停下來。這里雖無可耕地、無草木,但地下水源十分豐富,位置也大體合適,東距試驗場區250公里,北靠天山,西20公里處有博斯騰湖;處于戈壁大漠,這里有很少一點馬蘭草,那就叫馬蘭吧,馬蘭從此得名。不到兩年,這里有了醫院、學校、招待所、辦公樓、宿舍、禮堂、廣場、軍人服務社、汽車修理廠、軍用機場,筆直的馬路兩旁白楊樹高大挺拔。從此,世界多了一個神秘地區。

  基地與1957年中國和蘇聯簽訂的《國防新技術協定》有關,根據協定,蘇聯明確承諾向中國提供原子彈數學模型與圖紙資料。翌年中國負責核武器研制的第二機械工業部(二機部)第九研究所(九所)在北京成立。“21基地”正是在這樣的背景下誕生的。但是剛剛起步不到兩年,1959年蘇聯方面致函中國,拒絕向中國提供原子彈的數學模型和技術資料。隨后又照會中國政府:決定撤走在華的核工業系統的全部專家,停止供應一切技術設備和資料。中國的一窮二白立刻暴露無遺,窮不用說了,白,具體在原子彈研制上來說,就是沒專家。無奈之下,錢學森向錢三強推薦了郭永懷。

  郭永懷臨危受命,與王淦昌、彭桓武形成了在蘇聯專家缺席的情況下中國核武器研究最初的“三駕馬車”,這至關重要,幸好中國有這三個人。然而,事實上他們這三人都不是原子彈專家(而計算所三室的馮康更不是)。王淦昌僅是理論核物理學家,彭桓武也是,兩人各自在自己的領域取得過杰出成就。郭永懷歷任九所副所長、九院副院長,主要負責力學和工程方面的領導工作,接受原子彈任務時,他領導的九院一無圖紙,二無資料。

  九院的依托單位是中科院計算所,這是必然的,共和國最杰出的數學家在這里,不找這里又找哪兒呢?事實也是這樣,一個國家的科學院是這個國家的發展后盾。九院交給中國科學院計算所-確切地說是三室,大量計算任務,如原子彈圓爆的沖擊波、部分流體力學,不僅原子彈,同時還有導彈,兩者是不可分的。這是個特殊的任務,盡管從7個任務組抽人成立了“123”任務組,盡管那時整個國家僅有的兩臺計算機-103機、104機都放在了計算所,但有關原子彈,特別是具體到原子彈的圓爆沖擊波,以及與導彈相關的流體力學,數學家們都沒接觸過,更何況所里大部分是年輕人,有的甚至比來自“21基地”的士兵還年輕,但是三室還是接下了任務,馮康作為業務指導。

  敖超,1958年畢業于北京大學數學力學系,在計算所工作不過兩年,便被抽調到戒備森嚴的五樓工作,那時在“123”任務組已是一個小組的組長,F在敖超還記得,當時計算所相當部分人是研究計算機的,所里的計算機有一間房子那么大,103機與104機占了兩間房子,但它們的計算能力只有1000多個單元,1000多個字節。多少年后敖超還記得當年計算機那碩大的機身,無數的紙孔。敖老說現在一個手機就是4G,4G是多少呢?就是4的49次方,那“大房子”的計算能力是4G的幾十萬分之一。七機部、二機部、二院,不斷交來一些課題,關于導彈的,關于原子彈的,甚至還有衛星的。敖超這個小組研究原子彈爆炸沖擊波,研究破壞力與防御的措施,建筑物要造得多堅固才能防沖擊波,這是空氣動力學問題。但是要計算原子彈爆炸沖擊波,單靠那一間房子的計算機仍很困難,而且雖然有了計算機,可是最終沒有方法也不行。

  敖超學的是數學動力學,雖然當了小組長,可從沒接觸過原子彈。組員有1955年畢業的,比敖超早三年,但學的是計算機,更是對原子彈根本沒概念。那時馮康正搞世界性的“有限元”研究,沒接觸過原子彈,想都沒想過這件事。也幸好馮康是“飛鳥”型的數學家,憑著學術水準可以俯瞰一些東西。數學家有兩種,數學物理學家弗里曼·戴森在《飛鳥與青蛙》一文中寫道:“有些數學家像飛鳥,而另外一些像青蛙。飛鳥翱翔于高空之中,游弋于數學的廣袤大地之上,目及八方。他們著眼于那些能夠統一我們思維的概念,時常將領地當中不同區域的分散問題聯系在一起。青蛙則棲息于泥沼之中,所見不過是附近生長著的花朵。他們著眼于特殊目標的細節,每次只解決一個問題。數學領域是豐富而美的,飛鳥使它寬廣,而青蛙則使它精致入微。”

  馮康既是“飛鳥”,又是“青蛙”。作為“飛鳥”,他可以從更高的數學角度看待原子彈、導彈、衛星。馮康早年畢業于中央大學物理系,大學時期兼修了電機、物理、數學三系的主課。50年代初曾到蘇聯研修,是蘇聯偉大的數學家龐特里亞金(Pontryagin)的學生。有人說馮康的性格也有點像龐特里亞金,也就是說才華決定了他們某種高蹈而直率的個性。馮康還是一個語言的天才,通曉英語、俄語、法語、德語、意大利語、日語六門外語,這使他想看什么就能直接看懂什么,不用翻譯,科學院的多種外國雜志對馮康似乎只是同一種語言。

  因此不懂原子彈沒關系,看,直接看大量外文資料。馮康先自己查資料,查外文雜志,然后組織討論班,學習,討論。在討論班上馮康像將軍一樣指揮著手下的士兵-的確有士兵,“21基地”的士兵-看文章看資料,哪些文章資料你去看,哪些文章資料他去看,誰去看這個,誰去看那個。

  中國的原子彈就是這樣白手起家的。敖超說:那時要是沒馮先生抓這件事還真不行,誰也抓不起來,我這個小組長是不行的,因為我也什么都不知道。馮先生視野寬,不僅是數學家,還懂物理、機械,外語又好,懂好多門外語,不是一門兩門,后來“文革”中說他是“七國特務”就是這么來的。所里當時沒有人像他懂這么多外語。沒這么多外語怎么從無到有白手起家?就是他這個后來的所謂七國特務那時先看了很多文章,他不是一定要從頭到尾看,了解重要性即可,瀏覽一下要點,知道這個說的什么,哪些個地方有特色,有新東西,創造性在什么地方,然后分頭交給“123”任務組的人。

  與此同時,在三樓,馮康的日常工作是指導三室展開理論研究工作,在完成國家急需重大任務之余寫出高質量高水平學術論文。其中的“無黏超音速繞流數值計算和初邊值問題差分方法研究”工作,無論在理論上還是實踐上都有所突破,獲得許多成果,為國防部門計算出了大量有關的數據,特別是為中國早期的航空航天事業做出了重要貢獻。這一領域的數值計算問題是當時國際上公認的難題。

  當時的另一個難題是原子能反應堆的物理計算,需要求解玻耳茲曼方程。這個問題的難度在當時更大,馮康“鳥瞰”數學力學,提出從積分守恒原理出發建立差分方程,具體指導“123”任務組推導出解決玻耳茲曼方程的一系列守恒格式,在制造原子彈的實際計算中獲得了成功。同時在理論分析方面也做了一些重要研究,為中國早期的原子彈試制和第一艘核潛艇上核反應堆的設計提供了可靠數據與數學模型。

  馮康直接負責了一項解決不定常流沖擊波問題計算方法的研究課題,指導課題組通過實際計算研究,總結出各類方法的特點和適應情況以及如何選取各種參數,從實踐和理論兩個方面初步探索出了解決此類問題的途徑和方法。

  馮康給年輕的士兵講:沖擊波問題可以變成一個流體力學問題,而流體力學就可以用偏微分方程處理。偏微分方程是數理方程的一部分-數理方程有雙曲形、橢圓形、拋物形。沖擊波這個問題主要是雙曲形的,最后形成的是一個數學問題。而計算機可以解決這個東西的計算問題,就是把它代數化。不代數化,不把微分方程放在計算機里它就不認。同樣,微分是一個曲線,倒數,倒數實際上就是它正當的速度和下降的速度,用這個兩點一除,它的變量距離就是差分。差分它,也可以化成代數。除了差分方程方法,還有物理模擬方法,特均線方法……沖擊波的問題是,波浪會突然有一個間斷,因此可以用微分方程,差分解,差分這個間斷它就比較光滑。微分就不一定這么好,精度就不行了。這個間斷距離很短,變量也就得很短才行。討論班上,馮康把計算沖擊波總思路和其下的分路徑都講了。

  “那時候,”50年后敖超說,“原子彈方面,我們當然還談不上創造,主要是研究蘇聯和美國。主要是研究他們那些方法,但是我們通過自己的努力摸索出來了。應該說通過幾年工作,從原來的一窮二白,后來慢慢地也有些接近他們的東西了,再后來看他們的東西,那些討論的問題,跟我們當時考慮的問題基本上是一樣的。大家關心的都是那些事情,等于同步了,差不多了,這是非常不容易的事。”

  1964年10月16日下午3時,馬蘭,遙遠的“21基地”,羅布泊上空,中國第一顆原子彈爆炸成功。美國人驚訝,蘇聯人更是震驚。美國人在1945年制造出了三顆原子彈,其中的兩顆是“內爆”型,一顆是“槍法”型,在廣島投下的是“槍法”型,長崎投下的是“內爆”型。中國第一顆原子彈便采用了“內爆”型。所謂“內爆”型是將大量炸藥起爆的能量壓向內心,產生高溫、高壓,使內心里的核材料產生核裂變,釋放出大量核能。這樣做的困難在于炸藥起爆后,能量并不是完全向內心壓縮,而是向四周擴散,這就無法實現核裂變。面對這一技術難題,中國的科學家經過無數次的理論計算和試驗,從北京的中關村到“21基地”,從青海的金銀灘,到新疆羅布泊,從小型到中型到大型,從局部到整體,一步一步地試下去,最后實現了炸藥起爆的能量完全壓向內心,突破同步聚焦技術的世界性難關。當時計算所的士兵們就在爆炸現場,他們出色地完成了從計算所五樓到“21基地”再到羅布泊的任務。他們知道誰起了至關重要的作用,誰一次次給他們上課,講解,指引路徑。

  時間到了1999年,新中國成立50周年之際,當年的幕后英雄走出了時間深處的帷幕,國家表彰了23位“兩彈一星”的科技專家,其中的鄧稼先、于敏、王淦昌、郭永懷現在早已為人熟知。沒有馮康。與別人不同的是,作為數學家,馮康在彼時早已聞名海外,他的主要成就并不在核武器上,作為幕后英雄似更為合適。不過慶功會上,中國科學院第一任黨組書記張勁夫沒有忘記馮康,這位當年的頂頭上司非常了解情況。有一次,在談到“兩彈一星”的功臣時,他專門提到了馮康,稱馮康是“另一個幕后英雄,‘兩彈一星’的功勛機109丙機有馮康的一份功勞,他的算法起了重要作用”。

  這是公允的。馮康作為數學家的故事當然遠沒有結束,盡管他所有的故事差不多都在歷史的“褶皺”中,但歷史不會靜止不動,總有人從“褶皺”中走出。

中關村筆記 

寧肯 / 北京十月文藝出版社 / 2017

 

內容簡介  · · · · · ·

中關村是個高新技術產業開發區,個國家自主創新示范區,個“”人才特區,是我國體制機制創新的試驗田,是改革開放的窗口,也被譽為“中國的硅谷”。

經過20多年的發展建設,中關村已經聚集了以聯想、百度為代表的高新技術企業近2萬家,構建了“一區多園”各具特色的發展格局,成為首都跨行政區的高端產業功能區。中關村是北京的標志,也是中國在高科技領域的標志,書寫中關村對北京意義非凡。

本作品為非虛構文學寫作,文學的規律便是在歷史中發現人、表現人、闡釋人,沒有一代人的崛起不可能有大國崛起。

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