昔日国家自然科学一等奖没有公开的重大成果，于敏仅为第四完成人

作为国内在自然科学领域的最高奖，国家自然科学奖一等奖授予在基础研究和应用基础研究领域，阐明自然现象、特征和规律，作出重大科学贡献的中国学者，其评审非常严格，迄今为止，仅有41项成果获得该荣誉。

与国家技术发明奖和国家科技进步奖不同，自然科学奖不分通用项目和专用项目，获奖成果基本上都是公开的。然而，在1982年国家第二次评审科学技术奖励时，有两个获得国家自然科学奖一等奖的重大成果在当时并没有公开，其中一个便是与原子弹、氢弹研发相关的理论研究成果。

如今，关于这项成果的部分内容逐渐解密，在科技部介绍于敏院士的页面中，可以看到“作为第四完成人的‘原子弹氢弹设计原理中的物理力学数学理论问题研究’，荣获1982年度国家自然科学奖一等奖”的描述。

作为“中国氢弹之父”，于敏对氢弹研发的贡献可谓居功至伟，而在其设计原理中的物理力学数学理论问题研究方面，同样作出了重大贡献。于敏作为第四完成人，排在他前面的是同为“两弹一星”元勋的彭桓武、邓稼先、周光召，在他后面的，是周毓麟、黄祖洽、秦元勋、江泽培、何桂莲等，均为具有重要影响力的学术大家。

这项曾是绝密的成果，究竟有多重要？笔者根据公开资料进行梳理，对这项成果进行初步了解。

奉命于危难之间

回望20世纪50年代中后期，新生的共和国正面临恶劣的外部安全环境，我党高瞻远瞩，决心自主发展核力量。

彼时，美苏先后推行核垄断、核讹诈政策，多次以核打击胁迫我国在领土、外交等问题上作出妥协。1959 年6月苏联单方面撕毁核合作协议，全部专家撤离、带走图纸与关键数据，仅留下一套残缺的原子弹教学模型。

至此，我国核武器研制彻底陷入无完整理论体系、无成熟计算工具、无外部技术支援的境地，首颗原子弹工程代号定为 “596”，以铭记这一次自力更生的起点。

在理论研究方面，当时国内与核弹研发相关的前沿理论极度缺乏：辐射流体力学、高温高压物质状态方程、中子输运、热核自持燃烧等核心理论几乎是一片空白。

于是，国家紧急调集全国顶尖数理人才组建二机部九所理论部，确立“先吃透底层科学规律，再开展工程设计”的路线，由彭桓武牵头统筹学术方向，邓稼先主持理论部日常攻关，统筹物理、数学两大领域专家，从零搭建原子弹、氢弹完整理论框架。

这项覆盖核物理、爆炸力学、计算数学的系统性研究也正式拉开序幕。

彭桓武

十年磨一剑

重大工程的推进，向来都是理论先行的，“两弹一星”的研发亦是如此。当时，为了突破“设计原理中的物理力学数学理论问题”，首先从原子弹理论研究开始。

1960年初，邓稼先带领青年团队启动内爆原子弹模拟计算，采用特征线法求解辐射流体方程组，复现炸药起爆、材料压缩、链式反应全过程。

当他们前后耗时九个多月，完成九轮完整数值演算，全部结果彼此吻合时，却发现与苏联专家口头给出的关键压力数据严重冲突。面对这样的情况，研究团队陷入争论的泥潭，无法判定是计算模型出错还是苏方数据失真。次年，彭桓武正式到九所主持理论全局，明确要求必须从物理底层证明差异根源。

这时，刚刚从苏联深造归来的周光召，从北大调入攻关团队。他逐一核对九轮数以万计的稿纸，运用热力学最大功原理严格推导，从能量守恒角度证实苏联数据违背物理规律，推翻了苏联专家给出的错误参考标准，扫清原子弹研制最大理论障碍。

与此同时，负责配套难题演算的数学团队也不断收获重大突破：周毓麟引入人为黏性法，解决冲击波间断面无法数值求解的核心卡点；秦元勋、江泽培完成爆轰起爆结构理论推导，论证原子弹起爆层最优32块构型；何桂莲主攻误差分析与多变量迭代算法；黄祖洽深耕中子输运理论，厘清临界、超临界全过程物理图像……

1962 年，与原子弹研发相关的全套理论体系搭建完成，物理、力学、数学理论模型实现闭环，两年后，我国第一颗原子弹成功爆炸正是这套理论的最佳验证。

邓稼先

原子弹研发成功后，科研团队并没有定下脚步。他们随即同步推进三条氢弹技术路线，彭桓武统筹全局，周光召在北京开展基础热核物理研究，于敏专职负责氢弹预研。

那时候，中科院已成功研发现代计算机，然而由于需要计算的部门太多，计算机资源捉襟见肘，北京119 机大部分算力分配给原子弹优化等工作，仅5%可用于热核计算。

1965年9月，于敏带领小分队赴上海华东计算所，使用 J501计算机开展“百日会战”，初衷是优化加强型原子弹，却在演算过程中捕捉到热核材料充分自持燃烧的关键物理机制。整个演算过程，团队昼夜三班倒，纸带、演算稿堆积如山，于敏带病持续攻坚，彻底跳出美苏公开的技术路径，独立探索出完整的氢弹构型理论。

1965年年底，氢弹原理突破的消息传回北京，邓稼先、周光召第一时间组织全所力量复核、完善整套理论，反复验证辐射压缩、聚变点火、多级能量耦合全链条规律；黄祖洽补充热核中子反馈理论，数学家团队搭建二维、三维多尺度耦合数值程序，解决了极端高温下物质运动模拟难题。

在原子弹研发成功仅2年8个月之后，中国第一颗氢弹爆炸成功，中国科学奖自主研发的整套热核武器理论得到全面佐证。

此后十余年，团队持续完善核武器小型化、效应计算、安全阈值等延伸理论，形成一套完整、独立、可自主迭代的核装置研发数理体系。

周光召

曾经绝密的重大成果

原子弹氢弹设计原理中的物理力学数学理论问题研究成果，实现了我国核武器基础理论 100% 自主可控，打破全球核大国技术封锁。因此，在很长一段时间内，这些成果都是绝密的。

这些成果不照搬国外设计模型，独立建起热核武器从微观核反应到宏观爆轰全过程的物理、力学、数学底层理论，证明我国仅依靠本土顶尖人才即可完成核武器的全链条攻关，我国也因此成为世界少数掌握全套核武器基础理论体系的国家。

然而，这个研究成果的意义还不止于此。核弹研究过程中所攻克的物理、力学、数学理论难题，开创了国内多门交叉前沿学科，极大地推动当时基础科学的跨越式发展。

辐射流体力学、高温高压凝聚态物理、多物理耦合计算数学、中子输运理论等全新学科，正是在本次理论攻关中得以发展；此外，周毓麟、秦元勋等人发展的偏微分方程数值解法、冲击波计算方法等，在后来也广泛运用于航空航天、能源勘探、材料防护、防灾减灾等民用领域，大幅提升了我国应用数学与极端条件物理整体研究水平。

于敏

这些重大成果，凝聚了当时成千数万名科技工作者的智慧，然而，由于国家自然科学奖单项目署名人数限制，仅选取9位核心学术带头人作为代表进行申报。1982年，该整体性基础理论成果获评国家自然科学一等奖，彭桓武作为总学术带头人位列第一完成人。

如今，随着这项成果的完成团队逐渐加密，更多人认识了这些才华横溢，又无私奉献的先烈。荣誉属于“两弹一星”每一位科技工作者，他们不计名利、大力协同、严谨求实的科研传统，至今依然是值得我们学习的精神标杆。