“九院”元勋周毓麟的数学人生：着迷到“无法自拔”

　　“九院”元勋周毓麟的数学人生

　　中国新闻周刊记者/宋春丹

　　发于2021.4.12总第991期《中国新闻周刊》

　　改革开放初期，叶其孝由北京大学数学力学系选派，赴美国明尼苏达大学访学。导师听说他是周毓麟的学生，急着问他：“周毓麟这二十年在学术界怎么不见了？”

　　那是1960年5月的一天上午，还是北大数学力学系教师的周毓麟刚上完课就接到通知，国家要调他参加一项重要的国防工作。他连工作都没来得及交接，当天下午就来到二机部所属的北京第九研究所(简称“九所”)报到。自此，他从学术界隐身，近20年没有公开发表一篇新论文。

　　周毓麟不止在国际学术界隐身了20年，在公众视野中更是长期形同隐身。

　　荣获国家1982年度自然科学一等奖的“原子弹氢弹设计原理中的物理力学数学理论问题”的9位署名者，排在前四位的彭桓武、邓稼先、周光召、于敏后来皆被授予“两弹一星”元勋称号，名字妇孺皆知，而位列第五的周毓麟及其后的秦元勋、江泽培、何桂莲等数学家，则几乎在公众视线中整体不可见。

　　同事们要帮周毓麟准备“苏步青奖”等奖项的评奖材料，他几次说“算了”。

　　“为什么说‘算了’？因为我觉得没意思。为什么没意思？一般人都觉得，原子弹、氢弹，不都是物理学家操心的事情吗？要我去解释我有什么贡献，我不愿意费心思费口水。” 他如此对“周毓麟学术成长资料采集工程”小组成员吴明静等人说。

　　2021年3月2日，周毓麟在北京静静地离世，享年98岁。至此，中国早期核武器攻关中贡献卓著而又罕为人知的数学家群体的身影已渐渐远去。

　　八大主任、四大数学家

　　1960年1月，经中共中央书记处总书记邓小平批准，二机部调郭永怀、程开甲、陈能宽、龙文光、周毓麟、秦元勋等105名高中级技术骨干加入核武器研制队伍。

　　周毓麟等人调来时，邓稼先已率领第一批青年骨干做了两年的理论准备。这是一支由16个应届大学毕业生组成的年轻队伍，由邓稼先从北京大学、复旦大学、北京航空学院等高校挑选而来。北京大学数学力学系毕业生朱建士、北京航空学院飞机设计系空气动力学专业毕业生傅樱也在其中，被分在力学组。

　　周毓麟是这批年轻人等来的第一位数学家。他们遇到深奥难解的数学问题都会去请教他，他也会马上停下手头上的事，当场在纸上做推算讲解。

　　他们跟着周毓麟学习激波运动和图像，当时傅樱的妻子已怀孕，同事们开玩笑给他未出世的孩子取名“周激波”，但生出来后是个女儿，名字没有用上。

　　1960年10月，九所调整机构设置，成立一室，即九院理论部的前身。时任二机部副部长刘西尧称理论部为“龙头的三次方”，因为中国核武器研制的龙头在二机部，二机部的龙头在九所，九所的龙头在理论部。

　　在进行原子弹研制的同时，郭永怀还受聘于国防部第五研究院，参与导弹技术攻关。他曾感慨，理论部的工作方法和五院很不一样。理论部就是搞计算。五院设计一件东西，要做出多个用于实验，其他军工研究单位也都可以做大量试验来做判断，而搞核武器设计不行。因此，核武器理论研究工作的难度极大，分量也极重。

　　邓稼先领衔的理论部“八大主任”中，有四位物理学家、四位数学家。

　　电影《美丽心灵》中有这样一句台词：“是数学家赢得了世界大战，是数学家破解了日本密码，也是数学家发明了原子弹。”杨振宁曾说：“理论物理的工作是‘猜’，而数学讲究的是‘证’。”尤其是在缺乏现代高性能大型计算机的情况下，要处理原子弹爆炸这样的复杂运动过程，只能由物理学家和数学家紧密配合，物理学家给出粗估，数学家做精确计算。

　　四位数学家中，江泽培是周毓麟的留苏同学，获副博士学位后两人都回到北京大学任职。秦元勋与何桂莲都从中科院数学所调来，何桂莲毕业于燕京大学，兼理论部党支部书记，分管计算机和行政工作，秦元勋曾获美国哈佛大学哲学博士学位，与周毓麟共同领导数值计算工作，主要负责核武器设计中威力计算方面的工作。

　　周毓麟经常和后辈谈起理论部的数学家。他自己认为，论思想活跃，他不如秦元勋；论数学的严谨，他不如江泽培。

　　周毓麟与秦元勋好像冥冥之中有某种缘分。两人同年同月同日生，在调入九所前都做过拓扑和微分方程研究：秦元勋研究点集拓扑，周毓麟研究组合拓扑；秦元勋研究常微分方程，周毓麟研究偏微分方程。

　　傅樱说，秦元勋思维很灵活，性格更外向活跃，一会儿一个主意，也爱聊天。周毓麟性格更内敛，不作声不招摇，总是踏踏实实坐办公室，安安静静做学问，看书推公式。周毓麟身上有种数学家的独特个性，衣着利落，衬衫总是有棱有角，没有褶皱。

　　科研人员们私下说：“跟着两个老周走，没有错！”两个“老周”，就是周光召和周毓麟。

　　“九次计算”

　　1960年4月，为了突破原子弹的工作原理，邓稼先将16位年轻大学毕业生分成力学组、数学组、动态方程组三个组，一天三班倒，用4台手摇计算器(后用半自动的电动计算器)，利用“特征线法”解流体力学方程，模拟起爆后的物质运动全过程。

　　第一次计算结果基本完满，但是炸药爆炸后在内爆过程中产生的压力总是小于苏联专家提供的一个数据，且差了几倍之多。

　　二机部部长宋任穷等曾回忆了这个数据的来历。

　　1957年10月，中国和苏联签订了国防新技术协定。根据协议，1958年7月，苏联政府派出3名高级别核武器专家抵达北京，先去青海考察了核武器研制基地厂址，7月15日回北京作了一个报告，听报告的有宋任穷、刘杰、袁成隆、钱三强、吴际霖和郭英会等。报告讲到中途，苏联专家宣布不许记笔记。但核物理专家钱三强完全听懂了。他的回忆加上大家的记录被迅速整理出来，其中就有这个重要参数。

　　计算进行了九次，历时九个月，史称“九次计算”。但结果大同小异，都与苏联的数据不符。

　　与此同时，周毓麟也在用数学方法即“差分法”来计算流体力学方程。

　　当时理论部主要研究三类方程：流体动力学方程、辐射扩散方程、中子输运方程。其中流体动力学方程是最难的，难就难在它有间断。一旦有间断，差分就没有办法了，这与解其他方程不同。二机部党委研究决定，由周毓麟带领计算组集中力量探索新的流体力学计算方法。

　　1960年底，周毓麟带人展开广泛调研。他每天早晨8点准时上班，末班车回家，到家还要工作到12点才上床休息。他后来回忆这段时期的工作是“形势所迫、责任很重、心气十足”，各方面的知识而且是前沿的、深刻的、实用的知识涌进脑海，自身的知识结构和能力也在显著提升。

　　周毓麟找到了一本书，是美国人R·D·里奇特迈尔写的《初值问题的差分方法》。这本书总结了美国研究原子弹时的计算方法，介绍了机器计算处理冲击波的问题，还有关于中子的计算，很有参考价值。

　　通过调研，周毓麟选中了美国的冯·诺依曼方法，即“人为黏性法”。这个方法的关键，是增加一个人为黏性项。

　　周毓麟给大家作了一个报告。他说，计算冲击波，解是有间断的，机器不能算，那怎么办？可以用“人为黏性消去法”，加上一个系数，变成抛物型方程。抛物型方程就有连续性，是有光滑解的。

　　在周毓麟的指导下，编制出了程序。调试完成后，与使用“特征线方法”的九次计算手算结果相比较，误差只在5%左右，表明程序是可靠的。消息传来，还在三班倒苦苦运算的傅樱等精神为之一振。