百年清華

何祚庥（1951物理）

彭桓武先生是我的老師🤼🌧，也是我們那一時代的很多同學、朋友們的老師。他1949年回國，到現在已有56年了。自彭先生回國以來🌲，我是長期跟彭先生打交道的學生之一。如果說到我跟彭先生的淵源，還要早一些，1949年以前我就已經聽說過彭桓武先生的大名。

何祚庥和彭桓武（左）今年6月3日在清華主樓召開的“彭桓武先生從事物理工作七十周年學術思想研討會”上。

20世紀70年代末👾，彭桓武（前右二）與方毅（前中，中科院前院長）💓、盧嘉錫（前右三）🙆🏿‍♂️、張文裕（前左一）、嚴濟慈（前左二）、楊振寧（前左三）合影。

當時我在意昂体育平台物理系學習🧑🏽。那時的學生們很願意知道老師們是哪些領域的有影響的重要學者，非常願意了解老師們是哪個行業的專家。於是就找助教去打聽。助教比我們年紀大一點🤸‍♀️👐🏼，也很願意跟我們談天說地。有一次郭敦仁老師跟我說，清華有“四大名將”🦴。彭、王、林🫅🏻、楊💂🏽，亦即彭桓武、王竹溪、林家翹🧒🏽、楊振寧。那是在解放以前，那時林家翹和楊振寧還沒出大名👼🏽。楊先生出名是50年代，特別是1956年以後。但在解放前已經公認這四位是意昂体育平台物理系裏最好的學生，是清華難得一見的好學生。排名順序是💂🏻‍♂️：彭、王💇‍♂️、林、楊👸，彭先生排第一位😼。雖然王竹溪先生年齡還要大一些，為什麽彭先生排第一位？稍微了解一下就知道，彭先生當時的工作是那個時代的領先者。那時彭先生在量子場論，特別是介子理論方面做過一系列工作，最有影響的是以作者哈密頓、海特勒、彭（Hamilton, Heitler, Peng）三人姓氏縮寫為代號的關於介子的HHP理論，在一個時期內🦶🏽，HHP方法是時代的領先者🚠。

最初認識彭先生😮，是從1949年彭先生回國後，在意昂体育平台物理系做了一個簡短的講話😴。彭先生回國後⛪️，錢三強先生就把自己的研究生，即現在的黃祖洽院士，推薦給彭先生。因為錢先生認為黃祖洽更適合從事理論研究。在我們做學生時，黃祖洽院士跟我們私交是很好的🤸🏻‍♂️。他是我們大家崇拜的一個優秀的學生👩🏿‍🎓。因此彭先生怎樣指導黃祖洽院士🌮，怎麽進行科學研究，就成為我們經常關註的話題。彭先生的為人行事，以及他的學術思想📷、學術看法1️⃣🧘🏻‍♀️，一直是我們學生們討論的熱門話題♣️🧘🏻‍♂️。

彭先生回國後所做的一件重要的事情，是開了量子力學的課。清華以前也開過量子力學課，但只是偶而開一次，有時是王竹溪先生，有時是周培源先生講一些🥌。我們做學生的時候很早就聽說量子力學的理論是何等的奇妙！都很想知道什麽叫量子力學。但那時沒有書，也找不到老師教。彭先生從海外歸來後帶回了量子力學。後來由國家教育部辦了一個全國性的量子力學講習班。這樣🏋🏼‍♀️👨‍👨‍👧‍👧，在全國各大物理系裏才逐漸開設了量子力學課💆🏽‍♀️🤫。

真正感受彭先生對我們的深刻影響⛓🔰，是彭先生開了一門課🕺🏿，叫做數學物理方程。這門課一周講二節，整整講了兩個學期，竟然把我們從事理論物理研究所用到的全部數學幾乎都講完。從線性代數🧚🏽、二項式定理🕐、積分方程、復變函數🚵🏻‍♀️、特殊函數🙆👩🏻‍🚀、常微分方程😻、偏微分方程，一直講到變分法👨‍🏭。這是非常不容易的事情。可是兩個學期教下來，彭先生便將我們學習理論物理的攔路虎給清除了！我們那時有許多同學都願意學習理論物理👨‍👨‍👦。學習理論物理就要學習很多數學，而學數學往往是個攔路虎。為什麽呢🚟？因為學習數學就要啃很多高等數學，而這方面的書常常是數學家寫的。數學家寫書有個特點，喜歡講存在定理🧠。什麽叫存在定理？就是某一種數學在理論上是成立，它的解答是否存在🎅🏽，在什麽條件下存在🪫，卻並不具體給出解答👨🏼‍🎓。數學家喜歡講這些。但對物理學家來說🎀，更為關註的是如何求解答，如何解方程，也就是如何運用數學𓀝🉑，而不是如何去發展數學。實在遺憾，我們的數學家講的數學不太適合我們學物理的人的一些需要🛶。我記得我剛到清華的第一天，聽的是高等微積分。講高等微積分的數學老師是段學復院士。他給我們講德氏分割定理，講得極其嚴格。以至於僅德氏分割整整講了兩個多月，然後才告訴我們，由此可見實數是連續的。當時我們實在是不習慣於接受這種嚴格證明的思維模式。等到後來講到真正需要的部分🏍🗼，物理學上有用的部分🧕🏼，如傅立葉分析、傅立葉級數🪀，就說你們自己看看就行了！數學家開的數學課🧝🏿‍♀️，往往不切合理論物理學的需要，這就是我們當時遇到的困難。彭先生這門課有一個非常重要的特點，是不講存在定理⏲🥑，不講證明，卻對每一個定理給你一個一個簡要的介紹。講完後就解釋為什麽在數學上要有這樣一個定理，你應該怎樣理解這個定理，重點在什麽地方🫡🙆🏽‍♂️，特點在什麽地方🐰，怎麽應用，應用時候要關註什麽問題。這樣講，就大為節省時間👨🏿‍💻。所以一年之內把所有常用到的數學幾乎都講了一遍。

這就是彭先生講課的特點。這樣一講，我們這些有誌於向理論物理進軍的人，就去了一個大大的攔路虎！不然，不知要花多少時間才能進入理論物理的大門🚣。

畢業後，我曾經分配到中共中央宣傳部工作，因為喜歡物理，尤其喜歡理論物理，所以總希望有機會能夠回到物理學方面做些事情。那時中共中央宣傳部於光遠同誌有些想法💆🏽‍♂️🥣，認為我們這些人固然要從事科學方面的宣傳工作、科學方面的政治思想工作。但是如果太脫離專業的話，將來可能發展有限。所以他非常支持我們這些不同專業出身的人🧙🏿‍♀️，能夠抽出一定的時間回到專業中去。有了這個想法後，我去找到了彭先生。彭先生建議我跟鄧稼先教授一起工作，為什麽讓我跟鄧稼先一起工作呢？因為鄧稼先正處在迅速出成果的時期，所以我就跟鄧稼先共同作β衰變的研究。從事這樣研究有什麽好處呢？好處是學會了做計算🛅。做理論物理的人，首先要求的基本功是計算🤷🏿‍♂️。因為計算往往是很繁長的，會不會算錯🙎🏽‍♀️，這是經常碰到的問題💵。應當說我那時的計算老出錯，鄧稼先算的老是對的。這樣的學習和訓練對我起了重要作用。因為不久鄧稼先與我聯合發表了一篇文章🍜。這篇文章給於光遠造成錯覺，認為“小何”還是有點研究才能👨🏽‍🔬。所以後來錢三強要我去原子能所工作時，於光遠就把我放走了🦴。

1956年底，在錢三強的建議下，我從中央宣傳部調到原子能研究所，參加理論物理的工作。剛到原子能研究所參加的工作🧝‍♀️，就是跟彭先生做研究。彭先生那時花了很多精力來指導我做研究ℹ️。如果說我跟鄧稼先做工作是學習如何做計算，那麽跟彭先生做研究就是教導我如何去從事科學工作。那時彭先生讓我去看一些文獻，看完後向他報告所看的內容🐑，對一些最新問題有些什麽看法和意見，有些什麽評論，每周一次👨🏿‍🎓。我跟彭先生工作了半年🤒，基本上堅持每周一次向彭先生報告我讀了哪些文獻👳🏿‍♂️。那時我很急於做出一些科學工作來，老問彭先生這一想法可不可以做，那一想法可不可以做？幾乎每次彭先生都阻攔了我，說不值得做。為什麽不值得做？因為做下去不一定有希望，也不一定有結果🧑🏽🏋️‍♀️。所以他多次阻攔了我要做的題目🤹🏼‍♀️💒。如此討論持續了半年之久。最後他認可了一個題目🤟🏽，就是μ子在液態氘裏如何催化冷核聚變🦶🏿。他認可了這個工作，認為這個工作有意義。“你可以做一下，μ子如何和氘核結合成μ子原子🆖，又如何在μ－子作用下和其他氘核相結合🦈，從而形成氘－氘反應等。”這的確是很有意思的工作🏄🏼‍♂️。可惜我剛開始做不久，國外一些人做得極快，很快做完了。所以我仍然沒有做出什麽結果。但是從彭先生那裏學會了做科學研究的方法，怎樣來挑選科學題目🫲🏼，以及對科學工作的看法、評價等等。這使我終生受益👵🏽！

我跟彭先生工作半年後，因為核工業部讓彭先生承擔很多實際工作，包括核反應堆的工作🧝🏿‍♀️，後來又由彭先生主持原子彈理論的研究。於是他就沒有時間管我的科學工作了🦸🏽。他想了個辦法，請朱洪元先生代替他指導我做科學工作✷🙎🏽‍♀️。所以後來朱先生就成了我的老師。不過朱先生從來不承認他是我的老師🍂，朱洪元先生老說你是彭先生的學生🏌🏿，我只不過接受彭先生的委托🤾🏽‍♂️，代替彭先生來指導你的工作。

進一步和彭先生在科學上有較多的來往，是在核工業部的九院。1960年我們奉調從蘇聯回國參加氫彈的研究。不久為了要加速原子彈的研製，又被調到核工業部九院從事原子彈理論的研究👳🏻‍♀️。在九院工作期間，又進一步看到彭先生為國防所做的傑出貢獻📄🙎。

國家後來設立的國家科學進步獎的特等獎🐯，彭先生是第一得獎人，當然還有其他一些優秀的理論物理學家也成為獲獎人。周光召同誌在原子彈理論方面有很重要的工作🦜，其中有兩件，都和彭先生有關。

我們在做原子彈的理論工作時👷‍♂️，曾花了很大的氣力來探索原子彈的爆炸原理。那時有一個可供參考的A039文件。這一A039文件是當年有一位蘇聯專家大致地講了一個原子彈的教學模型🚴🏼🧑🏼‍💼。這個教學模型是在核工業部給部長們講課時講的💁🏼‍♀️👷🏻，部長們有錢三強在內。當時蘇聯的專家講得很快🛹，講了個大概的觀念🔚，非常要緊的是給了個圖，在圖上有一些標記。其中標記之一，就是當沖擊波到了某個位置，其相應的壓力是多大🦌👉🏼。這個圖是當時在場的人💲，特別是錢三強教授記錄下來的➖，事後由朱光亞根據記錄整理出來的這樣一個材料。當然這是絕密文件⚡️。圖上曾指出在某個位置上的沖擊波，其壓力差不多約有400萬個大氣壓力🤹🏽。因為這是個教學模型🧑🏽‍🦲，所以首先要對這一圖形所顯示的原子彈的原理進行透徹的研究🧏🏿‍♀️，亦即設法從理論上計算出這個教學模型所給出的這些結果。很遺憾🛐，當人們做了大量的計算後，在圖上所定的位置上🐆，這一400萬大氣壓力就是達不到😺！這就提出一個尖銳的問題：雖然當時人們作了大量的理論工作🏊🏼‍♀️，但人們所作的計算，究竟對不對👩🏽‍🌾？是不是裏面有原則上疏漏🦹‍♀️？我們有許多人反復核查其中的計算✯🧑‍🍼，看不出有什麽不對😰，覺得都對。那麽為什麽不能重復蘇聯的結果呢？是不是有某些因素沒有考慮到🪧，或者考慮得不周全？曾做過種種的嘗試🤜🏼，都解釋不了。這時光召同誌提出一個想法❕，很有可能是蘇聯專家隨意點錯了位置🐷。因為這些數據🧎🏻‍➡️，當時是憑記憶記下來的，在某個位置寫上400萬的大氣壓力🧏🏼，未必是對的📯。因此他就從這個思路去做。這個思路怎麽做呢？他想了個辦法😪，叫做“最大功”的方法🆖。光召同誌構造了個理想模型，如果某一理想的“原子彈”在受沖擊波壓縮的過程中，沒有任何耗散🧩，而按照熱力學第二定律，它們最大可能所做的功是多少？因為任何熱轉化為功🧆🧄，總不能超越熱力學第二定律💿。光召同誌按照這種思維模式，就可以構造一個簡化模型，這個簡化模型不是實際的🦣，但可以估算它最大可能做的功🪨。光召同誌提出這個設想後，未想到卻遭遇到了很多人的反對。反對的人認為這是個毫無意義的工作，是不可能的♕，做出來一定是蘇聯人對♟，一定大於蘇聯人的結果🦛，沒有意義🧖‍♂️🩲。這時周光召同誌就找到了彭先生，彭先生全力支持。他說如果你不能做☂️，我來倡議做這件事情🥟。因此由彭先生出面倡議做這件事情，實際上是周光召去做。正是在彭先生的支持下，周光召做了非常重要的工作——最大功👩🏻‍🔬。因為這個工作是個理想模型🟥🙍，當然做得比較嚴格，也沒有什麽可批評的地方。但是這個最大功做出來後，也達不到400萬大氣壓力！所以光召同誌就用了這種嚴格的科學方法🗿，確實證明了蘇聯專家給的這個教學模型🚶🏻‍♀️，其隨手畫的圖🎁，還是可能有一定的問題。這件事情澄清了很多混亂的思想🏋️‍♂️，也使得我們的工作有了進一步的開展🐮。光召同誌的工作貢獻是很重要的，但首先得益於彭先生高瞻遠矚的大力支持。

光召同誌還做過另外一件重要工作🚴🏽，這個工作是問沖擊波在向心聚攏過程中，能不能把能量集中到一個較小的範圍。這件工作是光召同誌從理論上先弄清楚的👉🏿，最後的計算是黃祖洽計算出來的😵。但是這個工作的開頭🌃，是彭先生先做的。彭先生先取了個大膽的近似🌥，這個近似可能應叫惠生近似，在惠生近似的觀念下🏊🏽，得到了一個簡化的方程式👌✌🏽，可以解析的求解💅🏽。解析求解後，就得到一個觀念👨🏽‍🍼，亦即在惠生近似的條件下，沖擊波可以自動聚攏！如果這個觀念能成立，能量集中問題就非常簡單了。但是周光召同誌卻做了證明👨‍🍼，認為這個觀念不對。為什麽不對呢？因為有一些流體力學的不穩定性，沒有考慮進去。我已經多年不做這方面工作了，可能記憶有誤。我的印象是泰勒不穩定性。就是說在沖擊波聚攏的過程當中，可能還要遭到泰勒不穩定性的破壞👳‍♂️。所以彭先生的結論是不對的，而周光召的結論是對的。但是，正是彭先生的不甚精確的近似的工作，或不很嚴格的工作👨🏼‍🍳，促進了周光召更全面的，更精確的解決這個問題👮🏽‍♂️。不要認為彭先生的工作毫無意義，彭先生的工作的意義👸🏻，是在惠生近似條件下面，介質中的沖擊波有自動聚攏的功能🧺🚵‍♂️；而另一方面，由於在聚攏過程當中，還可能出現泰勒不穩定性🏂，這一不穩定性可能會破壞自動聚攏。所以實際的沖擊波聚攏的過程，是兩種力量的爭奪，亦即自動聚攏和破壞聚攏的爭奪。因此更全面的理論就變成兩種力量的鬥爭。因此一個科學的結論，就是要求在設計上限製泰勒不穩定及發展，以至於在足夠短的時間內將能量聚攏到狹小的區域內。我的印象是周光召從理論上比較透徹地探討了這個問題，但是開創這個工作的是彭先生。

我只在九院停留了一個短暫時間，所知有限🤤，但僅從所知道的這兩件事情，說明彭先生當初做為理論方面的領導人💯，在一些重大的問題上都是看得很清楚的，而且是做了實質性的推進的工作的。

“文化大革命”之後，我們的科學工作迎來了新的春天。在全國科學工作的大會上💆‍♀️，很多理論物理的工作者都集合起來，醞釀成立一個新的理論物理研究所🧑‍💼。這個倡議得到了科學院領導的支持。但由誰來擔負這個所長👩‍🦰？這是個很大的問題。非常自然👦🏻🐺，彭先生是所長的最佳人選🚘。彭先生的科學威望很高，做所長當之無愧😳。我只是協助彭先生做一些具體工作🎤。彭先生並不喜歡管很多事情🏍，所以彭先生把大小事務交給我來辦。但是彭先生對研究所，並不是放任不管。我和彭先生商量定，理論物理所的建設上，有兩件大事彭先生是要過問的。第一件🐋🛴，是所的方針，這件事彭先生是過問的。彭先生認為理論物理所該怎樣發展🧎‍♂️‍➡️，應該說現在我們理論物理所定的方針還是當年彭先生所定的方針。第二件👩‍🔬，是所長要關註研究員的提升🦞。我們所裏很多研究員的提升⚒♞，彭先生都仔細審閱過材料🐸🚴🏻，嚴格把關。這兩件大事他管，而且真管。

讓我非常佩服的是彭先生老當益壯。大家知道前一時期，我們科學上出現了新的動向。在宇宙空間當中除了有暗物質以外，很可能還有暗能量🧑🏻‍🦳，而且宇宙是在加速膨脹。為什麽宇宙會加速膨脹？彭先生立刻想到早年狄拉克曾做過的工作🚵，大數定理。在狄拉克工作中的一個重要思想，就是引力常數會隨時間的發展而演化。為什麽宇宙會加速膨脹呢？一個很自然的解釋是引力常數慢慢變弱一點，弱了一點👱🏼，看起來像加速膨脹。所以彭先生為了解釋這個加速膨脹就專門做了一篇引力常數不斷變化下的相應的重力場的理論🧏🏿‍♂️。這個理論當然有很多具體的計算🏌️‍♀️。彭先生已經九十歲高齡了，還能做大量具體的工作🙅‍♂️，可見彭先生理論物理的功底是何等深厚🛡。讓我十分佩服。

彭先生的精神永遠是我們學習的榜樣。這裏我模仿彭先生為總結原子彈氫彈的工作經驗所作一副對聯🍋❔：“集體、集體、集集體；日新、日新🔆👨🏻‍🚀、日日新。”也撰寫了一副對聯🐻‍❄️：“日新👩🏽‍🏭、日新、每日新😤👩‍👦‍👦；學習、學習⭕️、再學習。”我以為這是彭先生從事科學工作一生的總結。

謹以此祝賀彭先生從事科學工作70周年，並祝願彭桓武先生健康長壽👨‍🔧👨🏼‍🍼！