虎年纪念：中华民族的“超强大脑”！

本文的主题涉及科学理论与科学实验的一些名人轶事。

对于基础自然科学而言，大致可以划分为理论研究和实验研究，在这方面最具有代表性的例子可能要属物理学。

美剧《生活大爆炸》里的谢耳朵(Sheldon)就是一位典型的理论物理学家。

而他的室友莱纳德(Leonard)则是一位实验物理学家。

即使是号称以实验为基础的自然科学——化学，在其某些分支上依然也可以感觉到这方面的一些模糊的界限。

举个例子，美国化学会（ACS）旗下有一本物理化学领域的顶级期刊——Journal of Physical Chemistry（简称JPC），后来这本杂志一分为三（大概是1997年左右的事情），发展成为了JPC A、JPC B、JPC C。

JPC A的文章偏理论，聚焦在量子化学方面；JPC B侧重生物、高分子；JPC C感兴趣的则是材料化学方向。后两者的文章偏实验研究多一些。

JPC B/C 杂志封面，来源网络

JPC B和JPC C的出现也可以看作是追逐热点领域的一个产物。

在《生活大爆炸》里，观众经常可以看到，谢耳朵和莱纳德的工作场景完全是两个世界。

莱纳德在加州理工学院的主要工作场所是实验室，里面是一堆的激光设备和测量仪器。而谢耳朵则完全相反，办公室里的一支笔再加一块黑板就是他的主要装备，另外就是他那个智商187的脑袋。

生活大爆炸剧照，来源网络

但是剧情终了，这位特立独行的理论物理学家如愿以偿拿到了诺贝尔奖，圆了小时候的梦想。

有人会说，这是演电视，谁能拿诺奖那是由编剧说了算的。而且，谢耳朵研究的超弦理论是否对人类发展有非常积极的作用，在学界还存在争议。

那么，在现实生活中有没有这样的大神，仅凭借着纸和笔，对重大的甚至有可能决定国家民族未来命运的科研项目的进程产生决定性的影响？

答案是有的，而且是位中国人。他就是中国的“氢弹之父”于敏。这位堪称“国士无双”的科学家恰好属虎。

以下这组数据相信很多人在不同的渠道见到过或听说过：

从爆炸第一颗原子弹到爆炸第一颗氢弹，美国总共用了7年零3个月的时间，前苏联6年零3个月，英国4年零7个月（在美国的帮助下），法国8年零6个月。

注：关于法国氢弹的传说比较多，有一种说法是法方拿大量的技术和中国换的。

而中国只用了两年零8个月！

从原子弹到氢弹，中间有着巨大的技术鸿沟，后者绝不仅仅是量上的突破，而是质的变化，是原理的突破。如同都是爬山，原子弹好比是你拿瓶矿泉水就可以爬的旅游景点，氢弹则是珠穆朗玛峰。

这也是为什么直到现在，有氢弹的国家还是上面那五家。

在中美两国之间竞争大于合作的今天，本文对一位伟大的理论物理学家为中华民族立下的不世之功中的几个片段稍作回顾，也是一种具有现实意义的纪念，而不仅仅是因为他恰好属虎。

由于西方严密的技术封锁，当时尚不能确定氘氘聚变、氘氚聚变和氚氚聚变哪种热核反应适用于氢弹。

美国人曾经的做法很直接，也再自然不过，那就是通过实验来验证。只不过这种实验需要砸进去至少几亿人民币，这对于当时的中国科研人员而言，简直就是一个天文数字。

而实验所需的氚，在那一时期，是比大熊猫还要难得的珍稀品。当时中国连一个实验用的氚靶都做不出来。既拿不出钱来制造一台有氚束的加速器，也不知道如何大量生产氚。

这个时候，大神第一次登场了。

于敏凭借自己对物理规律深刻的洞察力以及深厚的数学功底，用一种巧妙的近似方法估算出了所有轻核反应的反应截面的上限，发现氚氚反应并不具有特殊优越性，最终确立了人工核聚变的正确技术路线。

电视连续剧《功勋》的【于敏】单元中有一个情节片段说的就是这段历史。

电视剧《功勋》截图，来源网络

理论计算的神奇让人惊叹，仅用了一支笔加草稿纸就顶替了上万人去建工厂做实验，光这一项成果就足以让中国氢弹的诞生大大提前了！

从氢弹到核武器小型化再到中子弹的研制，上述类似的例子在于敏，这位北京市花园路6号院内的理论总负责人的科研生涯中还有很多。

注：20世纪70年代末80年代初，因为种种原因，一大批优秀的科学家和科技骨干相继调离核九院（现中国工程物理研究院），这其中包括王淦昌、彭桓武、周光召、黄祖洽、秦元勋、江泽培等等。邓稼先院长那时已重病缠身。于敏临危受命被任命为核九院副院长兼核武器理论研究所所长，全面负责领导突破二代核武器初级和次级原理。

中科院物理所的著名理论物理学家何祚庥（xiū）院士在1960年代轻核小组时和于敏共事过，他的评价是“将中国的氢弹称之为于敏构型，是完全准确而恰当的。”

从提出物理模型，梳理关键问题，到制定核试验方案，再到每一次核试验后取得的浩如烟海的数据中总结出物理图像和动作过程，来验证理论模型的正确性，再提出改进方案……在关键时刻，那个“临门一脚”“应声入网”的人总是于敏。

上世纪90年代，美国曾经鼓捣出一个“李文和案”，最后被证明是一个“大乌龙”。

当时，美国发现中国在核武器小型化研制方面的进展突飞猛进，只用了大概5年的时间就开发出了和W88小型化技术类似的核弹头，而当年的中国军费开支仅仅是美国的3%-5%。

美国W88核弹头，来源网络

注：W88是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室在1989年研制成功的,专门为配属美国当时最新的三叉戟-Ⅱ海基战略弹道导弹（美军计划至少服役到2040年）的核弹头，是美国现役核弹头里最先进的一种。

也难怪美国当年是真急眼了，这个速度令美国人实在是无法接受。它认为中国单凭自己核科学家的力量是根本完不成三级跳的，因此，第一个反应就是身边肯定有内鬼。

美国人想不明白，应该只属于影视作品里的艺术人物，怎么可能在现实中的中国出现。

2015年1月，于敏院士获得2014年度国家最高科学技术奖。2019年9月29日，于敏被追授新中国最高荣誉勋章“共和国勋章”，他也是第一批授予者中唯一一位去世的人。

这里要特别声明，本文没有丝毫要贬低实验工作的意思，“两弹一星”的元勋里也有着像王淦昌、程开甲这样的世界级实验物理学家。科学实验与理论思维的辩证统一才能促进科学的研究和发展。

科学实验在重大科研项目中发挥重大作用的例子更是比比皆是，去年刚刚被授予国家最高科学技术奖的顾诵芬院士就是一个很好的例证。

在对顾诵芬的公开报道中有一件事被反复提及，顾院士当年曾经以总设计师的身份亲自乘坐歼教6教练机上天，跟在研制中的歼8战斗机身后，拿着望远镜等设备亲眼观察造成歼8在超音速飞行试验时出现强烈抖振的症结所在。

番 外

如果单纯地站在仪器设备的立场，可能很容易会去片面强调科学实验的重要性。不过考虑到科学实验要受到当时的仪器设备、观测手段的限制，人们由此获得的经验知识也会相应地受到限制。

而要克服上述局限，使认识到达新的层次，就必须要运用理论思维。

就好比如果没有新的理论出现作为基础，科学实验工具本身始终也只能是一些修修补补的改进。这种停滞持续久了，在旁人的眼里确实会觉得有些乏味。

不晓得像于敏这样“几百年才出一个的超强大脑”，未来出现在中国科学仪器领域的概率有多大。