一位核物理学家的四台人生大戏

 

1956年的一个夏日，北京，中国科学院的一间大教室里，回荡着一个雄浑的男中音。一位40多岁的男老师不用麦克风，也不看讲稿，正不疾不徐地讲着核物理。200多位学员凝神注目，生怕遗漏一点细节。

突然，老师在讲台前走起了京剧台步，摆起了身段，口中还用京剧道白念念有词：“乌——龟——荡——步！”

惊诧了几秒后，学员们全场笑翻。老师一边手舞足蹈，一边笑得见牙不见眼。原来，他念的“乌龟荡步”，是为了让学员们记住中子物理中的“无规荡步”。

两个“荡步”从此深深印入学员们的脑海。1957年，班上的学员全部奔赴西北的原子弹实验基地。7年后，中国第一颗原子弹爆炸成功。

给他们上课的，是当时中国最年轻的一级教授卢鹤绂。

“如果卢鹤绂不离开美国，肯定会获得诺贝尔物理学奖。”卢鹤绂的老师、两次获诺贝尔物理学奖的约翰·巴丁曾惋惜地表示。

1941年，27岁的卢鹤绂在美国博士毕业时就已出类拔萃，他却写下“我要回国与国民共患难，报效祖国”的家信，携新婚刚3天的妻子回到战乱中的祖国。

除了物理，卢鹤绂的一生挚爱，还有京剧。他曾说，京剧中有人生哲学，有忠孝节义、礼义廉耻，更有精忠报国。

1980年,卢鹤绂在美国斯沃斯莫尔学院讲学。

1 走向世界物理的“舞台”

1914年6月7日，卢鹤绂出生于辽宁沈阳一个海归家庭，他是家里长子，有8个弟妹。

父亲卢景贵是20世纪初中国早期的公派留美学生，1918年学成归国创办工科专科学校，后投身铁路建设，是张作霖的“拜把兄弟”。兴趣广泛的卢景贵还撰写过中国第一部现代高等天文学专著《高等天文学》。母亲崔可言曾与秋瑾同在日本东京女子实践学堂公费留学，回国后全身心投入教育事业。

卢鹤绂从小热衷于钻研理工科学。父亲书房的科学及工程学的英文书籍，他常去翻看。11岁时，家中购置了一辆小轿车。看着父亲坐着轿车在沈阳大街飞驰，卢鹤绂很是羡慕，用零花钱买了一本几十万字的《汽车学》。几个月后，他就将汽车的原理、构造甚至零件了解得一清二楚。有一天，卢鹤绂偷偷钻进驾驶室尝试开车，差点把邻居的墙撞倒，但他很快就通过这次“实操”学会了开车。

这段学开车的经历，让卢鹤绂尝到了读书自学的甜头，后来他的硕士课题，也源自于一本书。

1936年9月，卢鹤绂以全优的成绩从燕京大学毕业，前往美国明尼苏达大学继续深造。当时，原子物理学正是美国乃至全世界科学领域的热门研究，卢鹤绂也十分感兴趣，他找到《物理评论》主编、《近代物理评论》创刊人约翰·泰特。

泰特问了几个与原子物理相关的问题，卢鹤绂对答如流。泰特打心底喜欢这个帅气好学的年轻人，便从书架上找出一本书，让他从中找课题。

这本书是由诺贝尔化学奖得主弗朗西斯·阿斯顿编写的《同位素》。卢鹤绂反复阅读了好几遍，选择将锂6、锂7的丰度值作为研究课题。

丰度是元素在地壳中的平均含量。某种元素的同位素丰度一般是固定的，但不同人得到的锂6、锂7的丰度值却差异很大，很多知名学者都得不到两者确切的比值。

卢鹤绂向导师泰特详细汇报了自己的想法和研究计划，导师鼓励他放手尝试。“你敢于向世界名家发起挑战，这好极了！”

研究需要采用质谱法，但卢鹤绂跑遍了整个城市的大小商店，都没有找到理想的仪器，他当即决定动手造一台。短短十多天，卢鹤绂对照着质谱仪的原理图，从口吹玻璃开始学习，设计并制造出一台高标准的聚焦型180度质谱仪，测验结果完全符合实验要求。

卢鹤绂随即开始实验。实验室在校园临街处的第77号房间，房间的窗口紧邻繁华的大街，一旦有电车经过，行驶过程中迸发出的火花就会影响到测量结果的准确性。很长一段时间里，卢鹤绂几乎寸步不离地守着仪器。

经过一整年的“闭关”，卢鹤绂发现了热盐离子发射的同位素效应，很好地解释了前人得不到锂6、锂7精确丰度值的原因。基于此，卢鹤绂发明了时间积分法，得到锂7、锂6的天然丰度比为12.29。

结果公布后，引起了轰动，各国媒体纷纷报道，称卢鹤绂是“称原子重量的中国人”。

卢鹤绂当时并不知道这项成果在国际物理学界的影响，他正忙着为接下来的读博做准备。在那个年代，明尼苏达大学物理系平均每年仅招收2名博士研究生。

读博期间，卢鹤绂凭着一双巧手，设计制造了一台新型60度聚焦的高强度质谱仪，并分离出微克量级的硼10及硼11，而硼10是核反应中屏蔽辐射和控制核反应强度的理想材料。当年，卢鹤绂撰写的博士毕业论文被美国政府列为涉及“制造第一批原子弹与原子反应堆”的绝密资料，直到1950年才以摘要的形式公开刊发。

彼时，年仅27岁的卢鹤绂，已然是世界核物理领域的顶尖人才。

1971年，谢希德（左一）、卢鹤绂（左二）、杨福家（右一）接待杨振宁（右二）来访。

2 回到祖国教学的“讲台”

1941年深秋，面容清癯、身材却十分“臃肿”的卢鹤绂出现在香港机场的登机口，海关人员顿时拉响了警铃。莫非又是一个走私贵重物品的人？他们要求卢鹤绂把大衣解开，看到里面的东西时，不由得笑了。

原来，按照当时的规定，乘飞机时一人只能携带20公斤行李，但几十公斤的珍贵书籍资料卢鹤绂一本都不舍得放弃。他心生一计，翻出一件大衣，把一箱书全都装在了大衣内衬里。最终，海关人员破例放卢鹤绂和新婚妻子吴润辉过了关。

有人形容说，卢鹤绂选择放弃美国的一切，回到战乱中的祖国，是“从天堂回到地狱”。的确，在美国的时候，卢鹤绂和妻子都有很体面的工作和可观的收入，前途不可限量。

巴丁也为卢鹤绂放弃在美国的一切感到惋惜，曾试图说服他留下。“你参与研究的课题非常重要，将来的前途不可限量。”

但卢鹤绂坚持要回国。回国后他加入西迁中的中山大学，成为一名教授。在荒郊野外的一座古庙中，他讲授理论物理、核物理、量子力学，将世界最新的科研成果和思考带入课堂。

随着战火不断蔓延，中山大学所在之处已不再安全。1943年，卢鹤绂在旧友的建议下来到了广西大学，和同事、学生们一路流亡。躲避轰炸的山洞、偏僻村落的农家、临时借用的文庙……这些都曾是卢鹤绂授课的教室。

1945年初，卢鹤绂收到了时任浙江大学校长竺可桢辗转寄来的聘书和旅费，他和广西大学商议后接受了竺可桢的聘书，并跟随浙江大学暂居贵州省湄潭县。直到1946年盛夏，卢鹤绂到达杭州，四处奔波的日子才画上了句号。

回顾这几年的颠沛流离，虽然没有一张安静的“讲台”，卢鹤绂却逐渐总结出一套自己的教学方法。他崇尚通识教育，强调因材施教、有教无类，常说“通权达变，灵活运用。学而时习，运用自如”。

新中国成立后，1952年，全国进行高等学校院系调整，卢鹤绂被调往复旦大学物理系任教。当时全国正在学习苏联经验，卢鹤绂却对老大哥偏重专才教育的那一套“并不恭维”。这套培养模式能够在短时间内培养应用型人才，但不利于大学生全面打好学科基础，更难以造就有发展底蕴的大师。

于是，卢鹤绂决定亲自编写讲义。他综合参考了苏联和美国教科书中的精华内容，融入自己对学科的见解，讲授的内容条理清晰又通俗易懂，深受学生欢迎。

很快，卢鹤绂讲课好的名声打响了。一传十、十传百，学生数量由开始时的每堂课一百多人发展到几百人；再往后，上海的其他大学也争相邀请卢鹤绂前去授课。

卢鹤绂其实个子不高，但在学生们的记忆里，讲台上的卢鹤绂无比高大。他讲课声情并茂、天马行空的潇洒个性和滴水不漏的严谨治学态度浑然一体。

他待人一点架子都没有，无论是找他请教问题，还是写推荐信，他都不会拒绝。

中国科学院院士、复旦大学原校长杨福家曾说过一段往事。在一堂课上，本科四年级的杨福家发现，卢鹤绂在黑板上写的一个方程式可能有问题，在课后告诉了助教。卢鹤绂得知后，专程邀请他到家里，见面的第一句话就是“你说得对，是我疏忽了”。会面结束后，卢鹤绂坚持送他出门，说辞是“我去散散步”。

1955年夏天，卢鹤绂收到了一份特殊的任命，动身前往北京大学报到。而他在北京的工作地点则是中国科学院内的中子物理教研室，代号为“546信箱”培训班。培训班的主要目的是培养一批核物理研究人才，授课老师除了卢鹤绂，还有胡济民、虞福春和朱光亚等。

卢鹤绂负责讲授“中子物理学”和“加速器原理”两门课程。课程内容属于前沿知识，且都需与实验相结合才能加深理解，但限于当时培训班的实验条件，相关实验无法开展。然而经过卢鹤绂的讲解，学员们都仿佛在实验室里亲手操作了一番，能够准确掌握这些晦涩的核物理知识。

“546信箱”培训班共办了两期。1957年，在第二期培训班结业典礼上，有关领导宣布，“546信箱”培训班的学员及教师全部奔赴西北原子弹实验基地，接受新的任务。

卢鹤绂认为，他的专长是基础理论研究，只有科研和教书才能真正发挥他的作用。1957年秋天，卢鹤绂回到上海，参与了复旦大学原子能系（现代物理研究所/核科学与技术系前身）的筹建工作，并担任中国科学院上海原子核研究所（中国科学院上海应用物理研究所前身）副所长兼一室主任，继续为新中国培养原子核能方面的专门人才。

“我父亲精通物理学领域的所有学科，除了光学，都能开班授课。”卢鹤绂的儿子卢永亮回忆。

在卢鹤绂看来，“知识是最不私有的”，他奉行“知而告人，告而以实，仁信也”，从不吝于将自己掌握的知识与人分享。国内建设核物理专业初期，他给学生上课，也给教师讲理论知识；他活跃于不同的高校和研究所，毫无保留地分享自己的学术成果和见解；他热衷于青少年科技教育，多次撰写面向中小学的科普书文……

1980年,卢鹤绂夫妇与约翰·巴丁（中）。

3 在“写字台”演算一流成果

曾有学生向卢鹤绂请教，如何把课讲好，他说：“我们讲一条原理，你对原理本身当然是明白的，但对它与上下左右其他学科的关系、它的发展前景怎样，就不一定完全清楚。你懂得越多，物理概念越清楚，你讲的课也就会越好。”

卢鹤绂课讲得好，和他长期坚持在科研一线不无关系。

在美国，卢鹤绂是顶尖的实验物理学家，回国后，动荡的祖国根本没有像样的实验装置，他就从实验物理转向理论物理，还将原子物理带入中国。

1942年，卢鹤绂利用教学空隙撰写了《重原子核内之潜能及其利用》的长篇总结性论文，首次向国人介绍了原子能的巨大潜力和应用前景，并预言了大规模利用原子能的可能性。

美国原子弹在日本爆炸后，卢鹤绂应邀写下《原子能与原子弹》一文，推演估算出铀235原子弹及费米型反应堆的临界体积，而这一数值是当时美国独家保有的机密。当年，纳粹德国的原子弹计划正是因为算错了临界质量而搁浅——那个算错的人叫海森堡。

1947年，卢鹤绂把文章整理成英文版，在《美国物理月刊》上发表，将这个数值大白于天下，也因此被誉为“第一个揭露原子弹秘密的人”，他的数据结果被全球的科学家广泛引用。

1959年，上海市决定成立一个受控热核反应的研究组，由卢鹤绂牵头。卢鹤绂带领研究组收集整理了全球所有受控核聚变的解密材料，汇总成《受控热核反应》一书。这一耗时三年完成的著作，为我国后来开展受控核聚变研究打下了基础，国内等离子体研究也源于此。十几年后，当我国正式开展受控热核反应研究时，相关的研究人员大多是从研读这本书起步的。

毫无疑问，核物理是卢鹤绂的“舒适区”，但他从未将自己限定在某一个领域，从相对论到量子力学、从流体动力学到高能物理，卢鹤绂都有涉猎。其中最著名的是“卢鹤绂不可逆性方程”，这是世界物理史中为数不多的以中国科学家命名的方程。

1950年的一天，卢鹤绂结束了当天的课程，像往常一样信步走出浙江大学的校门，不知不觉来到西湖边。他随手捡起一块小小的石头投入湖中，原本平静的湖面瞬时荡起一圈又一圈涟漪，又慢慢恢复平静，他的脸上则慢慢漾起笑容。

当时，国际核物理研究的“黄金时代”已经过去，分子物理作为一个新学科开始发展，固体物理、半导体物理、材料科学等都与其密不可分。卢鹤绂同期开始关注到此领域，他对经典流体力学的基本方程产生了质疑，开始重点研究流体力学问题。

卢鹤绂专门考察了在流体动力学中影响容变压缩的一切因素，试图找到其中不能恢复的弛豫过程。这枚小石子，终于捅破了窗户纸，让他看到了答案。

卢鹤绂当即奔回住处，拿起纸笔推算起来。不同的公式和字符在他脑中跳动交织，一个高度概括又十分美妙的基本方程跃然纸上。这就是后来被国际学术界命名为“卢鹤绂不可逆性方程”的容变弛豫方程。

卢鹤绂曾说过，他的科学发现往往源于基本的物理思想，是凭着“一般概念”获得的。在他看来，物理学是整个自然科学的基础，孕育着无限的方向和可能，真的科学家有能力在其中不断发现和发展。

随着现代科学技术的发展，卢鹤绂在不断更新他的研究课题。直到晚年，他仍在探索夸克胶子学说对原子核的影响、宇宙形成等前沿问题。在孩子们的印象里，卢鹤绂和吴润辉常对坐在双人大书桌的两侧。彼时，吴润辉已患有老年痴呆症，不会认人。卢鹤绂埋头读文献、推演计算，也时不时抬头和妻子说上几句话，照拂她。

1938年，卢鹤绂扮演《四郎探母》中杨延昭的剧照。

4 在“大戏台”演绎传奇人生

卢鹤绂常说：“当初如果选择做一名京剧艺术家，我同样可以被评为一级演员。”关于他和京剧的故事，三天三夜也说不完。

小时候，每逢京剧演出，卢鹤绂总是眼睛亮亮地坐在台下，一个动作、一句唱词都不愿错过。就这样，卢鹤绂无师自通入了门，逐渐掌握了京剧的要领。他尤其喜欢谭派的戏，会演四十多出，《四郎探母》更是钟爱了一辈子。

在燕京大学读书时，卢鹤绂是学校国剧社最早的社员之一，参加了不少大型公开演出，那些表演瞬间，经常被相机捕捉到，见诸北京各家报纸。留学期间，京剧成了卢鹤绂的思乡曲，聊以缓解远离祖国和亲人的悲伤。辗转回国后，京剧则是卢鹤绂艰难岁月中的调节剂，甚至救过他的命。

1944年秋天，卢鹤绂一行人在柳州元宝山一带艰难划船前行，突然被当地臭名昭著的一伙土匪拦住了，他们大声叫嚣着：“要想过此路，留下买路财！”

危难之际，卢鹤绂自告奋勇去“拜山”。土匪把卢鹤绂及陪同的一位体育老师的眼睛用黑布蒙起来押上了山。

京剧中多江湖故事，卢鹤绂由此熟知绿林好汉的规矩和习俗。见到土匪头子王松林，卢鹤绂毫无惧色。

“你是干什么的？”王松林不由得对眼前这位勇士有了兴趣。

“我本是美国明尼苏达大学的助教兼博士，有房有车有工作，因为祖国遭受日本侵略军的侵略，所以放弃了在美国的工作和舒适的生活，回国后先到广东中山大学任理学院物理系教授，现在任广西大学理工学院数理系教授，我要为国家培养有用的人才，以拯救我们的祖国……”

卢鹤绂身姿挺拔，目光炯炯，言语铿锵有力，俨然是在京剧舞台上慷慨陈词。王松林听得入了迷，没想到对方还是才高八斗、出国留过洋的书生，当即吩咐手下端上美酒佳肴，设宴招待他们。

饭后，王松林亲自送他们下山，并拿出几面三角会旗送给卢鹤绂：“先生下山后，将此令旗插到船上，可保先生一行人平安到达目的地。”靠着这几面旗，各地土匪无一骚扰。

新中国成立后，卢鹤绂曾在浙江大学、北京大学、复旦大学的各种联欢活动中登台表演，也经常在课堂上、课间休息时哼唱京剧。有时，他也会乐呵呵地和学生分享演出时的窘态：“上星期我在登辉堂粉墨登场演出京剧，不料中间靴子竟然掉了下来。”

“为什么如此酷爱京剧？”不少人问过卢鹤绂这个问题。

“中国的传统京剧蕴含着人生哲学，它宣扬的忠孝节义、礼义廉耻，对社会安定有好处。再说，繁忙紧张的工作之余吟唱京剧，心情特别轻松愉快，不啻是种‘醒脑剂’。”卢鹤绂说。

而京剧中岳母在岳飞的背上刺了“尽忠报国”四个大字的故事，一直在他的灵魂深处留下深深的烙印。

“我对国家的贡献，没有我想象的那么大。”1994年6月7日，在卢鹤绂60周年执教和80周年诞辰祝贺大会上，卢鹤绂激动地说，“我现在80岁了，我很希望再奋斗20年，活到100岁……我希望还能为国家作点贡献。”

“我母亲活了101岁，我有可能活到100岁。”卢鹤绂对未来有非常乐观的期待。他列下了八大提纲44项研究，自信地说：“每一个问题都是诺贝尔奖级别的，我要在接下来的时光里，争取为祖国拿下第一个诺贝尔奖。”

但卢鹤绂终究还是没能兑现这个承诺。

1997年大年初七傍晚，在华东医院住院观察的卢鹤绂，像往常一样打开日记本，但刚刚写下“下午六时”几个字，突然呼吸困难。一小时后，卢鹤绂在病床上慢慢地闭上了眼睛。

卢鹤绂长眠在上海市郊的天马山公墓，墓地是他生前亲自选定的。因为“天马行空”正是他欣赏的思维方式，墓碑则朝向太阳的方向，就像他的一生，永远心系祖国。