1960年3月,春寒料峭,北方的雪尚未消融,一天早晨,一队解放军士兵穿着厚厚的冬装,来到中关村南街中国科学院计算所。不久前这里还是庄稼地,现在是中科院办公区,连片的灰色办公楼在更广阔的田野构成独立的超现实的街道,有点“天空之城”的味道。此前,中科院诸多院所分散在老城,计算所原来一直在西苑大旅社办公,租了四层一层,1958年成为“天空之城”的一部分。办公楼很新,但因为是深灰色,不显新,很低调,仿佛科学本身。

士兵没带武器,倒是带着挎包、文件包,有的帽子下边还戴着白边眼镜。尽管没带武器、文质彬彬,但这小队士兵看上去仍不寻常。这是科学重地,灰调,安静,士兵的到来又平添了一种神秘的类似基地的气氛。如果是一两个士兵,只是颜色有点跳,构不成什么,但如果是七八个,一队,就是武装力量。

士兵到了三楼,见到了同样神秘的冯康。冯康个子不高,甚至有些驼背,但是目光平静,淡然,带着士兵上到五楼。门卫对士兵重新一一核验证件、相片、介绍信,比进楼门时还要严格,冯康耐心等待,有时看一眼窗外。履行完所有程序,冯康带着士兵到五楼自己专用的办公室。

是的,这是冯康在五楼的办公室,在三楼还有一个。这个办公室的不同在于没有任何标识,只有编号,803,没人知道这数字是怎么回事。这层楼所有房间都只有编号,如果你想按标识寻找办公室根本不可能。办公室的里面也没有任何特色,甚至看不出这个办公室到底是干什么的。

这是“绝密123”特别任务组(简称“123”任务组)办公室,绝密,整个五层都是绝密。士兵们像在基地一样站得笔直,甚至更笔直,没有坐下,一直站着,排成了弧形。冯康坐在办公桌前,如同将军一样,问了“21基地”的生活情况,比如吃什么,事实上已超出了范围。冯康当然不是将军,是数学家,但他的眼中却有类似的东西。

冯康是三室业务指导,指导着下面七个任务组,后来又增加了“123”任务组,单列,没进入任务组序列。七个任务组都分布在三楼,有十几个房间。单列的“123”任务组在五层,这样冯康就有了两个办公室,三楼一个,五楼一个。这个任务组的人可以随便到三楼来,三楼的人却不能随便到五楼去,除了冯康。冯康任何时候都不需要接受检查,倒是他有时检查一下门口的士兵。

“123”任务组下面又分三个小组,分别是流体力学、空气动力学与冲击波数值计算小组。此外,五层是机房重地,有两台计算机—103机、104机,占了两个很大的房间,这也是五层戒备森严的主要原因之一。

当时,整个中国就这两台计算机。

冯康带着士兵看了机房,将七个士兵分到了三个小组。三个小组分别与导弹、原子弹、卫星相关。来自“21基地”的士兵也不是普通士兵,脱了军装与五层刚分配来的大学生也没什么不同,他们也都是毕业不久的大学生,都来自一流学校,北大的,清华的,哈军工的。

但既穿了军装,又来自遥远的基地,他们就是纯粹的军人,他们一丝不苟,脸带着风霜,大自然的作用非常明显,即便戴着眼镜。不过因为年轻,他们的脸色不是黑而是红,红扑扑的。苏联专家撤走了,他们来到中国最高的数学殿堂,求助这里的数学家。他们站得笔直,动作干净利落,不时条件反射地敬礼,每见一位老师都毕恭毕敬,军容毕现。他们来这儿工作,学习,完成肩负的任务。他们代表的不仅仅是个人,也是“21基地”。

“21基地”,世界上最神秘的基地之一。类似的基地,美国有“51区”,苏联有“塞米巴拉金斯克-21”,英国有“马加林”,法国有“穆鲁罗瓦”。“21基地”下辖罗布泊原子弹试验场,建在马兰,一个在当时中国地图上找不到的地方。马兰位于新疆中部巴音郭楞蒙古自治州和硕县乌什塔拉镇南五公里,北临天山山麓,西邻博斯腾湖,东托罗布泊—中国核试验场,系戈壁大漠的边沿地带。事情开始于两年前,1958年8月,张蕴钰被中央军委任命为中国核试验部队主任,翌年1月张蕴钰陪同总参总装备部部长方毅、工程兵设计院院长唐凯,由北京飞往新疆戈壁大漠,在已确定的罗布泊场区进行空中视察,回来后形成在此建核基地的报告。国防部批准了报告,并通知新疆军区,0673部队进驻新疆。部队走着走着,在和硕县乌什塔拉以南一块白地停下来。这里虽无可耕地、无草木,但地下水源十分丰富,位置也大体合适,东距试验场区250公里,北靠天山,西20公里处有博斯腾湖;处于戈壁大漠,这里有很少一点马兰草,那就叫马兰吧,马兰从此得名。不到两年,这里有了医院、学校、招待所、办公楼、宿舍、礼堂、广场、军人服务社、汽车修理厂、军用机场,笔直的马路两旁白杨树高大挺拔。从此,世界多了一个神秘地区。

基地与1957年中国和苏联签订的《国防新技术协定》有关,根据协定,苏联明确承诺向中国提供原子弹数学模型与图纸资料。翌年中国负责核武器研制的第二机械工业部(二机部)第九研究所(九所)在北京成立。“21基地”正是在这样的背景下诞生的。但是刚刚起步不到两年,1959年苏联方面致函中国,拒绝向中国提供原子弹的数学模型和技术资料。随后又照会中国政府:决定撤走在华的核工业系统的全部专家,停止供应一切技术设备和资料。中国的一穷二白立刻暴露无遗,穷不用说了,白,具体在原子弹研制上来说,就是没专家。无奈之下,钱学森向钱三强推荐了郭永怀。

郭永怀临危受命,与王淦昌、彭桓武形成了在苏联专家缺席的情况下中国核武器研究最初的“三驾马车”,这至关重要,幸好中国有这三个人。然而,事实上他们这三人都不是原子弹专家(而计算所三室的冯康更不是)。王淦昌仅是理论核物理学家,彭桓武也是,两人各自在自己的领域取得过杰出成就。郭永怀历任九所副所长、九院副院长,主要负责力学和工程方面的领导工作,接受原子弹任务时,他领导的九院一无图纸,二无资料。

九院的依托单位是中科院计算所,这是必然的,共和国最杰出的数学家在这里,不找这里又找哪儿呢?事实也是这样,一个国家的科学院是这个国家的发展后盾。九院交给中国科学院计算所—确切地说是三室,大量计算任务,如原子弹圆爆的冲击波、部分流体力学,不仅原子弹,同时还有导弹,两者是不可分的。这是个特殊的任务,尽管从7个任务组抽人成立了“123”任务组,尽管那时整个国家仅有的两台计算机—103机、104机都放在了计算所,但有关原子弹,特别是具体到原子弹的圆爆冲击波,以及与导弹相关的流体力学,数学家们都没接触过,更何况所里大部分是年轻人,有的甚至比来自“21基地”的士兵还年轻,但是三室还是接下了任务,冯康作为业务指导。

敖超,1958年毕业于北京大学数学力学系,在计算所工作不过两年,便被抽调到戒备森严的五楼工作,那时在“123”任务组已是一个小组的组长。现在敖超还记得,当时计算所相当部分人是研究计算机的,所里的计算机有一间房子那么大,103机与104机占了两间房子,但它们的计算能力只有1000多个单元,1000多个字节。多少年后敖超还记得当年计算机那硕大的机身,无数的纸孔。敖老说现在一个手机就是4G,4G是多少呢?就是4的49次方,那“大房子”的计算能力是4G的几十万分之一。七机部、二机部、二院,不断交来一些课题,关于导弹的,关于原子弹的,甚至还有卫星的。敖超这个小组研究原子弹爆炸冲击波,研究破坏力与防御的措施,建筑物要造得多坚固才能防冲击波,这是空气动力学问题。但是要计算原子弹爆炸冲击波,单靠那一间房子的计算机仍很困难,而且虽然有了计算机,可是最终没有方法也不行。

敖超学的是数学动力学,虽然当了小组长,可从没接触过原子弹。组员有1955年毕业的,比敖超早三年,但学的是计算机,更是对原子弹根本没概念。那时冯康正搞世界性的“有限元”研究,没接触过原子弹,想都没想过这件事。也幸好冯康是“飞鸟”型的数学家,凭着学术水准可以俯瞰一些东西。数学家有两种,数学物理学家弗里曼·戴森在《飞鸟与青蛙》一文中写道:“有些数学家像飞鸟,而另外一些像青蛙。飞鸟翱翔于高空之中,游弋于数学的广袤大地之上,目及八方。他们着眼于那些能够统一我们思维的概念,时常将领地当中不同区域的分散问题联系在一起。青蛙则栖息于泥沼之中,所见不过是附近生长着的花朵。他们着眼于特殊目标的细节,每次只解决一个问题。数学领域是丰富而美的,飞鸟使它宽广,而青蛙则使它精致入微。”

冯康既是“飞鸟”,又是“青蛙”。作为“飞鸟”,他可以从更高的数学角度看待原子弹、导弹、卫星。冯康早年毕业于中央大学物理系,大学时期兼修了电机、物理、数学三系的主课。50年代初曾到苏联研修,是苏联伟大的数学家庞特里亚金(Pontryagin)的学生。有人说冯康的性格也有点像庞特里亚金,也就是说才华决定了他们某种高蹈而直率的个性。冯康还是一个语言的天才,通晓英语、俄语、法语、德语、意大利语、日语六门外语,这使他想看什么就能直接看懂什么,不用翻译,科学院的多种外国杂志对冯康似乎只是同一种语言。

因此不懂原子弹没关系,看,直接看大量外文资料。冯康先自己查资料,查外文杂志,然后组织讨论班,学习,讨论。在讨论班上冯康像将军一样指挥着手下的士兵—的确有士兵,“21基地”的士兵—看文章看资料,哪些文章资料你去看,哪些文章资料他去看,谁去看这个,谁去看那个。

中国的原子弹就是这样白手起家的。敖超说:那时要是没冯先生抓这件事还真不行,谁也抓不起来,我这个小组长是不行的,因为我也什么都不知道。冯先生视野宽,不仅是数学家,还懂物理、机械,外语又好,懂好多门外语,不是一门两门,后来“文革”中说他是“七国特务”就是这么来的。所里当时没有人像他懂这么多外语。没这么多外语怎么从无到有白手起家?就是他这个后来的所谓七国特务那时先看了很多文章,他不是一定要从头到尾看,了解重要性即可,浏览一下要点,知道这个说的什么,哪些个地方有特色,有新东西,创造性在什么地方,然后分头交给“123”任务组的人。

与此同时,在三楼,冯康的日常工作是指导三室展开理论研究工作,在完成国家急需重大任务之余写出高质量高水平学术论文。其中的“无黏超音速绕流数值计算和初边值问题差分方法研究”工作,无论在理论上还是实践上都有所突破,获得许多成果,为国防部门计算出了大量有关的数据,特别是为中国早期的航空航天事业做出了重要贡献。这一领域的数值计算问题是当时国际上公认的难题。

当时的另一个难题是原子能反应堆的物理计算,需要求解玻耳兹曼方程。这个问题的难度在当时更大,冯康“鸟瞰”数学力学,提出从积分守恒原理出发建立差分方程,具体指导“123”任务组推导出解决玻耳兹曼方程的一系列守恒格式,在制造原子弹的实际计算中获得了成功。同时在理论分析方面也做了一些重要研究,为中国早期的原子弹试制和第一艘核潜艇上核反应堆的设计提供了可靠数据与数学模型。

冯康直接负责了一项解决不定常流冲击波问题计算方法的研究课题,指导课题组通过实际计算研究,总结出各类方法的特点和适应情况以及如何选取各种参数,从实践和理论两个方面初步探索出了解决此类问题的途径和方法。

冯康给年轻的士兵讲:冲击波问题可以变成一个流体力学问题,而流体力学就可以用偏微分方程处理。偏微分方程是数理方程的一部分—数理方程有双曲形、椭圆形、抛物形。冲击波这个问题主要是双曲形的,最后形成的是一个数学问题。而计算机可以解决这个东西的计算问题,就是把它代数化。不代数化,不把微分方程放在计算机里它就不认。同样,微分是一个曲线,倒数,倒数实际上就是它正当的速度和下降的速度,用这个两点一除,它的变量距离就是差分。差分它,也可以化成代数。除了差分方程方法,还有物理模拟方法,特均线方法……冲击波的问题是,波浪会突然有一个间断,因此可以用微分方程,差分解,差分这个间断它就比较光滑。微分就不一定这么好,精度就不行了。这个间断距离很短,变量也就得很短才行。讨论班上,冯康把计算冲击波总思路和其下的分路径都讲了。

“那时候,”50年后敖超说,“原子弹方面,我们当然还谈不上创造,主要是研究苏联和美国。主要是研究他们那些方法,但是我们通过自己的努力摸索出来了。应该说通过几年工作,从原来的一穷二白,后来慢慢地也有些接近他们的东西了,再后来看他们的东西,那些讨论的问题,跟我们当时考虑的问题基本上是一样的。大家关心的都是那些事情,等于同步了,差不多了,这是非常不容易的事。”

1964年10月16日下午3时,马兰,遥远的“21基地”,罗布泊上空,中国第一颗原子弹爆炸成功。美国人惊讶,苏联人更是震惊。美国人在1945年制造出了三颗原子弹,其中的两颗是“内爆”型,一颗是“枪法”型,在广岛投下的是“枪法”型,长崎投下的是“内爆”型。中国第一颗原子弹便采用了“内爆”型。所谓“内爆”型是将大量炸药起爆的能量压向内心,产生高温、高压,使内心里的核材料产生核裂变,释放出大量核能。这样做的困难在于炸药起爆后,能量并不是完全向内心压缩,而是向四周扩散,这就无法实现核裂变。面对这一技术难题,中国的科学家经过无数次的理论计算和试验,从北京的中关村到“21基地”,从青海的金银滩,到新疆罗布泊,从小型到中型到大型,从局部到整体,一步一步地试下去,最后实现了炸药起爆的能量完全压向内心,突破同步聚焦技术的世界性难关。当时计算所的士兵们就在爆炸现场,他们出色地完成了从计算所五楼到“21基地”再到罗布泊的任务。他们知道谁起了至关重要的作用,谁一次次给他们上课,讲解,指引路径。

时间到了1999年,新中国成立50周年之际,当年的幕后英雄走出了时间深处的帷幕,国家表彰了23位“两弹一星”的科技专家,其中的邓稼先、于敏、王淦昌、郭永怀现在早已为人熟知。没有冯康。与别人不同的是,作为数学家,冯康在彼时早已闻名海外,他的主要成就并不在核武器上,作为幕后英雄似更为合适。不过庆功会上,中国科学院第一任党组书记张劲夫没有忘记冯康,这位当年的顶头上司非常了解情况。有一次,在谈到“两弹一星”的功臣时,他专门提到了冯康,称冯康是“另一个幕后英雄,‘两弹一星’的功勋机109丙机有冯康的一份功劳,他的算法起了重要作用”。

这是公允的。冯康作为数学家的故事当然远没有结束,尽管他所有的故事差不多都在历史的“褶皱”中,但历史不会静止不动,总有人从“褶皱”中走出。

中关村笔记:冯康是谁?

本文节选自《中关村笔记》,宁肯,北京十月文艺出版社,20174