程开甲
程开甲
程开甲,1918年8月3日出生于江苏省苏州市吴江区,2018年11月17日在北京逝世,享年101岁,是著名理论物理学家,“两弹一星”元勋,中国科学院院士,我国核试验科学技术的创建者和领路人,毕生深耕核物理、固体物理、核试验技术等领域的科学研究、工程实践和人才培养工作,建立发展我国核爆炸理论,主持推进我国核试验技术体系建设,为我国核武器事业、国防建设和科技进步作出了重大贡献。
基本信息
- 姓名:程开甲,无常用别名,因在核试验科学技术领域的卓越成就,成为我国核武器研究的开创者之一,其主导的核爆炸理论研究、核试验总体设计、测试诊断技术攻关等成果,为我国核试验事业发展提供了重要理论与实践支撑。
- 国籍:中国,汉族,出生于江苏省苏州市吴江区,始终扎根祖国,深耕核物理、核试验技术、固体物理等领域,历任多个重要科研、教学和管理职务,全力推动我国核科学技术、国防科技体系的协同发展。
- 生卒年月:1918年8月3日—2018年11月17日,享年101岁;毕生致力于核物理、固体物理和核试验技术的研究、工程实践及人才培养,直至晚年仍牵挂我国核科学事业发展,将一生奉献给了祖国的国防和科技建设事业。
- 出生地与逝世地:出生地为江苏省苏州市吴江区盛泽镇,逝世地为北京;其相关科研成果和事迹被广泛记录和传承,相关科研机构设有纪念设施,传承和弘扬他的科研精神和报国情怀,缅怀他为国家核事业和国防建设作出的突出贡献。
- 学历与教育背景:早年接受传统教育,1931年毕业于家乡盛泽观音弄小学,考入浙江嘉兴秀州中学;1937年高中毕业,同时被交通大学和浙江大学录取,最终选择浙江大学并获得公费生资格,进入物理系学习,受教于束星北、王淦昌等知名学者;1941年毕业,获得学士学位并留校担任助教;1946年赴英国爱丁堡大学留学,成为物理学大师波恩教授的学生,1948年获得哲学博士学位,随后在英国皇家化学工业研究所担任研究员,1950年学成后毅然回国,开启科研与教学生涯。
- 职业与身份:理论物理学家,“两弹一星”元勋,中国科学院院士,历任浙江大学物理系助教、副教授,南京大学物理系副教授、教授,第二机械工业部第九研究所副所长,国防科委核试验基地研究所副所长、所长,基地副司令员兼研究所所长,国防科工委科学技术委员会正军职常任委员、顾问,国家超导专家委员会顾问等多项职务,主要从事核物理、固体物理、核爆炸理论、核试验技术的研究,以及相关领域人才培养和科技管理工作。
- 主要成就领域:主要深耕于核物理、固体物理、核试验技术等领域,重点研究核爆炸理论、核试验总体设计、测试诊断技术、热力学内耗理论、超导电性理论,建立我国核试验科学技术体系,撰写我国第一部《固体物理学》专著,主持我国多次核试验的技术指导工作,同时在核科学人才培养、核科技体系建设等方面作出重要贡献。
生平经历
早年时期(1918—1950年)
1918年8月3日,程开甲出生于江苏省苏州市吴江区盛泽镇一个商人家庭,祖籍徽州,祖父去世后家境败落,自幼养成了坚韧不拔、勤奋好学的品格,目睹国家积贫积弱的现状,树立了科学报国的志向,为后续投身核科学领域奠定了思想基础。
1931年,程开甲从盛泽观音弄小学毕业,考入浙江嘉兴秀州中学,受教于教育家顾惠人校长,期间始终保持优异成绩,广泛涉猎自然科学知识,逐步对物理学产生浓厚兴趣。1937年,他高中毕业,凭借优异成绩同时被交通大学和浙江大学录取,因浙江大学给予其公费生奖励,最终选择进入浙江大学物理系学习。
在浙江大学期间,程开甲受教于束星北、王淦昌、陈建功、苏步青等学界名师,系统学习核物理、固体物理等相关知识,在校期间勤奋钻研,注重理论与实践结合,逐步展现出过人的科研天赋。1941年,他从浙江大学物理系毕业,获得学士学位,随后留校担任助教,开始钻研相对论和基本粒子,完成并发表“用等价原理计算水星近日点移动”等研究成果,还在量子力学和相对论基础上导出狄拉克方程,相关成果由狄拉克推荐发表于剑桥大学《剑桥哲学杂志》。
1944年,程开甲完成《弱相互作用需要205个质子质量的介子》论文,经英国学者李约瑟修改后送狄拉克审阅,因狄拉克认为当时基本粒子过多,该论文未被发表,而后续国外相关实验测得的新粒子质量与他当年的计算值基本一致。1945年,在李约瑟推荐下,他获得英国文化委员会奖学金,1946年赴英国爱丁堡大学留学,师从波恩教授,专注于超导电性理论研究,与导师共同提出超导电性双带机理。1948年,他获得哲学博士学位,随后进入英国皇家化学工业研究所担任研究员,1950年放弃国外优厚待遇,购买相关书籍、整理行装后毅然回国,投身祖国的科技建设事业。
学术起步与工程实践时期(1951—1985年)
1950年回国后,程开甲进入浙江大学物理系担任副教授,继续开展物理学研究与教学工作,深耕固体物理领域,逐步形成系统的研究思路。1952年,全国高等学校院系调整时,他被调到南京大学物理系任副教授,参与筹建金属物理教研室和金属物理专业,编写金属物理、固体物理等教材,推动相关学科的规范化发展。
1953年,程开甲加入九三学社,1956年加入中国共产党,同年参与国家《一九五六年——一九六七年科学技术发展远景规划纲要(草案)》的制定,为我国科技发展布局贡献力量。1958年,他与施士元一起创建南京大学核物理教研室,同时接受任务创建江苏省原子能研究所,带领年轻教师研制出双聚焦β谱仪,成功测量多种元素的电子衰变能谱,随后又研制出一台直线加速器,推动我国核物理实验技术的起步。
1959年,程开甲出版我国第一本《固体物理学》专著,该书系统总结了固体物理领域的核心理论与研究成果,对我国固体物理的教学与科研起到了重要推动作用。1960年,他接到命令,担任第二机械工业部第九研究所副所长,参与原子弹研制工作,分管状态方程理论研究和爆轰物理研究两大领域,从此开启了长达二十多年的秘密科研工作。1960年至1962年期间,他仍兼任南京大学教授,为南京大学核物理专业的建立做了大量基础性工作。
1962年夏,为确保两年内完成第一颗原子弹试验,程开甲被调到国防科委核试验基地研究所,先后担任副所长、所长,全面负责核试验的技术指导工作。他建立发展了我国核爆炸理论,系统阐明了大气层核爆炸和地下核爆炸过程的物理现象及其产生、发展规律,并在历次核试验中不断验证完善,成为我国核试验总体设计、安全论证、测试诊断和效应研究的重要依据。
1964年10月16日,我国第一颗原子弹爆炸成功,程开甲作为核试验技术总负责人,带领团队完成了核爆炸的测试诊断和效应研究等关键工作,为试验成功提供了重要技术保障。此后,他先后主持和参与我国多次核试验,创立了核爆炸效应研究领域,建立完善不同方式核试验的技术路线、安全规范和技术措施,指导建立核试验测试诊断的基本框架,解决了核试验中的一系列关键技术难题。
1977年,程开甲担任核试验基地副司令员兼研究所所长,持续推进核试验技术的升级与发展,推动我国核试验技术逐步走向成熟,为我国核武器设计改进和作战运用提供了重要支撑。1978年,他获得全国科技大会重大贡献先进工作者、国防科工委科技工作者标兵等荣誉称号;1980年,被选聘为中国科学院数学物理学部委员(院士),其学术成就和行业影响力得到广泛认可。
这一时期,程开甲还注重核科学人才培养,在科研一线悉心指导年轻科研人员,毫无保留地分享自己的科研经验和技术思路,为我国核科学领域培育了大批专业技术人才,许多人后来成为我国核事业的骨干力量。
深耕发展与晚年时期(1986—2018年)
1984年以后,程开甲先后担任国防科工委科学技术委员会正军职常任委员、顾问,国家超导专家委员会顾问,将工作重心转向核科学技术的宏观规划和前沿探索,为我国核事业的长远发展建言献策。20世纪90年代以来,他在材料理论、高功率微波等领域继续开展研究,取得了一系列重要成果。
1999年,程开甲荣获党中央、国务院、中央军委颁发的“两弹一星”功勋奖章,以表彰他为我国国防和核事业作出的卓越贡献。2013年,他获得国家最高科学技术奖,2017年荣获“八一勋章”,成为我国核科学领域获得多项顶级荣誉的科学家。
晚年的程开甲依然保持着严谨的科研态度,即便年逾百岁,仍坚持学习和研究,与女儿程漱玉合作著书《超导机理》,完成近20万字的英文书稿后,又协助女儿整理出版中文版本,持续为我国超导领域的发展贡献力量。他还深入开展材料科学理论与应用研究,建立了程氏“TFD”电子理论,并在一系列试验中取得重要进展。
2018年11月17日,程开甲因病在北京逝世,享年101岁,用一生践行了科学报国的初心使命。2022年9月7日,中国邮政发行《中国现代科学家(九)》纪念邮票一套4枚,其中一枚以程开甲为图案,彰显其对我国科技事业的深远贡献。
主要学术成果
核心学术贡献
程开甲在核物理、固体物理、核试验技术、超导电性理论等多个领域取得开创性和里程碑式的成果,核心贡献覆盖核爆炸理论建立、核试验技术体系构建、固体物理研究、热力学内耗理论研究等方向。他作为我国核试验科学技术的创建者和领路人,奠定了我国核试验技术的基础,推动我国核科学技术实现跨越式发展。
在核试验技术领域,他建立发展了我国核爆炸理论,系统阐明了不同类型核爆炸的物理过程和规律,为我国核试验总体设计、安全论证、测试诊断和效应研究提供了重要理论依据;创立了核爆炸效应研究领域,建立完善了核试验技术路线、安全规范和技术措施,指导建立核试验测试诊断基本框架,解决了核试验中的一系列关键技术难题,支持了我国核武器设计改进和作战运用。
在固体物理领域,他率先开展系统的热力学内耗理论研究,首次建立了热力学的系统内耗理论,为处理复杂内耗过程提供了有力的理论分析工具;开展能带论的Brillioun区证明、结合能计算和FFI模型理论研究等工作,1959年出版我国第一本《固体物理学》专著,填补了我国固体物理领域教材的空白,推动我国固体物理教学和科研的规范化发展。
在超导电性理论领域,他与英国导师波恩共同提出了超导电性双带机理,认为超导电性来源于能带中的空带,由于布里渊区角出现电子的不对称奇异分布,为超导电性理论的发展提供了重要参考;晚年建立程氏“TFD”电子理论,在材料科学理论与应用研究中取得重要进展,推动我国超导领域和材料科学的发展。
在核物理领域,他早年深入研究相对论和基本粒子,成功导出狄拉克方程,完成相关研究成果并发表于国际核心期刊;开展弱相互作用相关研究,其计算的新粒子质量与后续国际实验结果基本一致,为核物理领域的研究提供了重要参考。
主要论著
- 学术论文:一生发表多篇学术论文,涵盖核物理、固体物理、超导电性理论、核爆炸理论等多个领域,早年在Nature、Physical Review等国际知名杂志发表多篇论文,其中“对自由粒子的狄拉克方程推导”等成果被国际学界认可,多篇论文成为相关领域的经典文献,推动了我国乃至国际核科学和物理学的发展。
- 学术专著与选集:1959年出版我国第一本《固体物理学》专著,系统阐述了固体物理领域的核心理论和研究成果,成为我国固体物理教学和科研的重要参考资料;与女儿程漱玉合作出版《超导机理》,分为英文和中文两个版本,系统总结了超导领域的研究成果;整理出版相关学术资料和研究报告,集中展现了他不同时期的核心科研成果和学术思想,为我国核科学和物理学的传承和发展提供了重要支撑。
- 科普与科普相关著作:结合自身科研和工程实践经历,撰写多篇科普文章,用通俗易懂的语言解读核科学知识、核试验技术和物理学基础理论,推动核科学普及;其部分科研著作兼具学术性和可读性,既为科研人员提供参考,也为青少年普及核科学和物理学知识,激发大众对科学研究的兴趣和爱国情怀。
人才培养与学术普及
人才培养
程开甲高度重视核科学和物理学领域的人才培养,毕生致力于我国核事业和物理学科的人才队伍建设。他先后在浙江大学、南京大学任教,授课深入浅出,注重理论与实践结合,培养了大批物理学和核科学领域的专业人才,为我国核事业和物理学科的发展奠定了坚实的人才基础。
在核试验基地工作期间,他长期扎根科研一线,注重言传身教,在试验现场亲自指导年轻科研人员解决技术难题,毫无保留地分享自己的科研经验和技术思路,培养了一大批核试验技术领域的骨干人才。这些人才后来大多成为我国核事业的核心力量,为我国核科学技术的长远发展储备了坚实的后备力量,他的育人理念和方法,至今仍对我国核科学人才培养具有重要借鉴意义。
学术普及
程开甲重视核科学和物理学的普及工作,结合自身科研和工程实践经历,撰写科普文章、开展科普相关活动,用通俗易懂的语言解读核科学知识、核试验技术和我国核事业的发展历程,传递严谨务实的科学精神和报国理念,让更多人了解核事业的重要性和科学魅力,增强全民国防意识和爱国情怀。
他推动核科普资料的整理和传播,通过各类平台普及核科学和物理学知识,提升全民科学素养;他注重在教学和科研中渗透科普理念,引导青少年热爱科学、探索未知,培养青少年的科学探索精神,为我国核科学和物理学事业的长远发展培育了良好的社会氛围。
荣誉与奖项
程开甲凭借卓越的学术成就和突出贡献,获得了国内外众多荣誉与奖项,得到了行业内的广泛认可,主要包括以下几类:
- 国内荣誉:1978年获得全国科学大会奖、全国科技大会重大贡献先进工作者、国防科工委科技工作者标兵称号;1980年被选聘为中国科学院数学物理学部委员;1999年荣获“两弹一星”功勋奖章;2013年获得国家最高科学技术奖;2017年荣获“八一勋章”;先后担任第三、四、五届全国人民代表大会代表,第六、七届全国政协委员;2022年入选《中国现代科学家(九)》纪念邮票图案。
- 国际荣誉:早年在国际核心期刊发表多篇学术论文,其提出的超导电性双带机理、核爆炸理论等成果在国际核科学和物理学领域产生广泛影响,获得国际同行的高度认可,推动了我国核科学技术与国际接轨,为我国在国际核科学领域赢得了话语权。
- 其他荣誉:其事迹被纳入我国核发展史册,相关科研机构设有纪念设施,传承和弘扬他的科研精神和报国情怀;他出版的《固体物理学》成为我国固体物理领域的经典教材,《超导机理》为我国超导领域的研究提供了重要参考,其科研成果和育人理念被广泛传承。
历史影响与意义
程开甲作为我国核试验科学技术的创建者和领路人,著名理论物理学家,“两弹一星”元勋,其一生的科研、工程实践和人才培养工作,对我国核事业、国防建设和科技进步产生了深远影响。他建立的核爆炸理论和核试验技术体系,推动我国核试验技术从无到有、从弱到强,填补了我国核试验领域的多项空白,为我国核武器事业的发展提供了重要支撑。