周毓麟：“九次计算”的功臣丨科学史小画

原标题：周毓麟：“九次计算”的功臣丨科学史小画

编者按：中科院之声不定期手绘一张“科学史小画”，为大家介绍一段科学史和其背后的故事。

1982年，作为“原子弹、氢弹设计原理中的物理学、力学、数学问题”的主要完成人之一，周毓麟获得了国家自然科学奖一等奖。1991年，他当选为中国科学院学部委员（院士）。2021年3月2日，周毓麟院士逝世。

1923年2月12日，周毓麟出生。父亲是一名钱庄职员，终日与算盘和数字打交道。母亲温婉聪慧，虽未曾读书，但她教育周毓麟自强与自立，深深影响了周毓麟。

周毓麟从小就对数学产生了浓厚兴趣，1945年，他从大同大学数学系毕业，毕业后受数学家陈省身的指导，从事拓扑学和流形研究，这也是后来他在工作中大放异彩的知识基础。九年后他前往苏联留学。他认为微分方程在国家建设中有更为广泛的实践作用，因此毅然转向了完全陌生的偏微分方程研究。1957年他以优异的成绩取得了莫斯科大学数学力学系物理数学科学副博士学位。

1960年初夏，一次工作调动的谈话改变了他的人生轨迹。谈话中，他对于未来的工作环境和待遇毫不在意，只是坚定地说了一句：“党叫我干啥就干啥！”随后，他的人事关系变动至二机部九所，开启了从事核武器理论研究的新征程。

原来，当时国家原子弹研制遇到了瓶颈。按照1957年中苏《国防新技术协定》的规定，苏联专家赴华召开了核武器报告会，然而，在会上不允许中国专家记笔记。核物理学家钱三强领会了主要方法，会后，根据他的理解和参会者的回忆拼凑出一份技术摘录。但是，苏联专家提供的一个重要数据与实际炸药爆炸产生的压力值相去甚远，研究人员反复重复计算和试验（史称“九次计算”），结果都不尽如意，这一度使原子弹研究陷入困境。

1961年4-6月，周毓麟选定冯·诺依曼法（也称“人为黏性法”），解决流体力学方程组计算中遇到的问题。他提出增加一个系数，将冲击波的间断面变成有限宽度的连续区，在该区域内方程变成抛物型，使计算机能够识别和运作，计算机代替人工解决繁琐的计算问题，大大推进了研究进度。果不其然，同年从苏联回国的周光召证明苏联专家提供的这组数据是错误的。1962年原子弹进入攻坚阶段，周毓麟和秦元勋以深厚的拓扑学功底论证出原子弹的外层起爆元件并非美国科学家所说的36块，而是32块，原子弹的引爆机制有了理论模型。

原子弹工程圆满成功后，周毓麟又投入氢弹的研制工作，以二维流体力学方程计算的方法取得了较好的成果，能够模拟氢弹爆炸后的冲击波传播和爆炸物质的流动，例如温度、密度、速度和压力等参数的变化，从而帮助研究人员更好地理解爆炸的机理和效应。此后的二十年时间，周毓麟一直主管核武器数值模拟和流体力学方面的研究工作。周毓麟院士身上有两点突出的特质，一是爱国，二是勤奋。他三次为了国家的需要改变专业方向，不惧困难，从头学起。他很早就形成了刻苦好学的精神，在莫斯科大学时，他每天上午八点准时起床，在图书馆一直学习到晚上十点半，在宿舍再学习一个小时才肯休息，几十年如一日，从未停歇。晚年时，他仍猛志常在，说要“与时俱进，学到老，做到老”。

注：

1.大同大学（Utopia University）是民国时期上海的综合性私立大学，素有“北有南开、南有大同”之说，1952年院系调整后并入复旦、交大、华东师大等6所院校。

2.副博士是苏联颁授给研究生的学位，级别比硕士学位高但低于苏联式学制的全博士学位（相当于博士后），毕业条件十分严格，苏联副博士归国后待遇与博士学历同等。

作者：秦显韩，系中国科学院大学人文学院科学史系博士生

来源：中国科学院大学

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