程開甲

程開甲

程開甲 ,1918年8月3日出生,江蘇省吳江市盛澤鎮人。中國人民解放軍總裝備部科技委顧問。1941年畢業于浙江大學物理系。1948年獲英國愛丁堡大學哲學博士學位。1980年當選為中國科學院學部委員。曾任浙江大學、南京大學教授,第二機械工業部核武器研究所副所長,國防科工委核實驗基地研究所副所長、所長及基地副司令員,國防科工委(總裝備部)科技委常委、顧問。

程開甲是中國核武器研究的開創者之一,在核武器的研製和試驗中作出突出貢獻。開創、規劃領導了抗輻射加固技術新領域研究。是中國定向能高功率微波研究新領域的開創者之一。出版了中國第一本固體物理學專著,提出了普遍的熱力學內耗理論,導出了狄拉克方程,提出並發展了超導電雙帶理論和凝聚態TFDC電子理論。1985年獲國家科技進步獎特等獎,1999年被國家授予"兩彈一星"功勛獎章,2013年獲國家最高科學技術獎

  • 中文名
    程開甲
  • 國籍
    中國
  • 民族
  • 出生地
    江蘇省吳江市
  • 出生日期
    1918年8月3日
  • 信仰
    共產主義
  • 職業
    核武器技術專家、教授
  • 畢業院校
    浙江大學、英國愛丁堡大學
  • 成就
    用不可逆過程熱力學原理建立內耗熱力學理論等。
  • 逝世日期
    -

人物經歷

程開甲,祖籍徽州,1918年8月3日出生于江蘇吳江。祖父程敬齋,父親程侍彤,母親董雲峰。祖輩早年從徽州到江蘇吳江的盛澤經商,祖父去世後家境敗落。

程開甲程開甲

1931年,畢業于家鄉觀音弄國小,考入浙江嘉興秀州中學,受教于教育家顧惠人校長。

1937年,程開甲高中畢業,同時被交通大學和浙江大學錄取。由于浙江大學給予程開甲的是對個別優秀考生的公費生獎勵,于是程開甲最終選擇了浙江大學。程開甲在浙江大學受教于束星北王淦昌陳建功、蘇步青等學界一流的老師。

1941年,程開甲畢業留浙江大學物理系任助教,並開始鑽研相對論和基本粒子。受束星北相對論的啓發完成並發表了"用等價原理計算水星近日點移動"。程開甲在量子力學和相對論的基礎上用正則運動方程導出物理學權威狄拉克提出的狄拉克方程,完成"對自由粒子的狄拉克方程推導",這一成果由狄拉克推薦發表于劍橋大學的《劍橋哲學雜志》。

1944年,程開甲完成了題為《弱相互作用需要205個質子質量的介子》的論文,英國學者李約瑟親自對其修改送狄拉克,狄拉克"目前基本粒子太多,不再需要更多的新粒子,更不需要重介子"的回信使文章終未發表,這也成為一件憾事,因為以後外國人一個重要實驗獲得了1979年度諾貝爾獎,其測得的新粒子質量與程開甲當年的計算值基本一致。程開甲還和王淦昌合作研究,撰寫了五維場的論文。1945年,在李約瑟先生的推薦下,程開甲獲得英國文化委員會的獎學金。

1946年8月,程開甲赴英國愛丁堡大學留學,成為物理學大師波恩教授的學生。在此期間,程開甲主要從事超導電性理論的研究,與導師共同提出了超導電的雙帶模型,認為超導電性來源于能帶中的空帶,由于布裏淵區角出現電子的不對稱奇異分布。1948年秋,程開甲獲哲學博士學位,任英國皇家化學工業研究所研究員。

程開甲程開甲

1950年8月,程開甲購買了所需的書籍,整理好行裝,回到浙江大學物理系。

1952年,全國高等學校院系調整時,程開甲被調到南京大學物理系任副教授,一直從事理論物理的教學和研究,投入金屬物理教研室的籌建和金屬物理專業的建設,編寫金屬物理和固體物理等教材。

1953年,加入九三學社

1956年,程開甲參加了國家的《一九五六年--一九六七年科學技術發展遠景規劃綱要(草案)》的製定。

1958年,程開甲再一次改變專業,與施士元一起建立南京大學核物理教研室,又接受任務建立江蘇省原子能研究所。程開甲帶領幾個年輕教師研製出一台雙聚焦β譜儀,成功地測量了一些元素的電子衰變能譜。接著又研製出一台直線加速器。

1959年,出版了中國第一本《固體物理學》專著。該書對中國固體物理的教學與科研起到了重要作用。

江主席為程開甲院士授勛江主席為程開甲院士授勛

1960年,程開甲接到命令,任第二機械工業部第九研究所(院)副所(院)長,參加搞核子彈的研製,分管狀態方程理論研究和爆轟物理研究兩大塊工作。從此在不為外界所知的情況下工作二十多年。1960年-1962年期間,程開甲仍兼任南京大學教授,為南京大學核物理專業的建立做了大量工作。

1962年夏,為兩年內進行第一顆核子彈試驗,程開甲被調到國防科委(後國防科工委、現總裝備部),任國防科委核試驗基地研究所副所長、所長。

1964年起,當選為第三屆、四、五屆全國人大代表,第六、七屆全國政協委員。

1977年,任基地副司令員兼研究所所長。

1978年,獲全國科技大會重大貢獻先進工作者、國防科工委科技工作者標兵等榮譽稱號;

1980年,當選為中國科學院數學物理學部委員。

1984年以後,程開甲先後任國防科工委(總裝備部)科技委常任委員、顧問,國家超導專家委員會顧問。

1985年,獲國家科技進步獎特等獎。並先後榮獲一等獎二項、二等獎一項、三等獎一項,國家發明獎二等、四等獎各一項,全國科學大會獎一項,國防科技進步獎一等獎四項、二等獎二項,何梁何利科技進步獎。

20世紀90年代以來,在材料理論、高功率微波等方面繼續進行研究。

1999年9月,程開甲獲黨中央、國務院、中央軍委頒發的"兩彈一星功勛獎章"。

2014年,榮獲2013年度國家最高科學技術獎。

人物成就

內耗理論

程開甲率先開展系統的熱力學內耗理論研究,首次建立了熱力學的系統內耗理論,為處理更為復雜的內耗過程提供有力的理論分析工具,並開展能帶論的Brillioun區證明、結合能計算和FFI模型理論研究等工作。

程開甲程開甲

雙帶理論

程開甲先後在自由粒子狄拉克方程嚴格證明、五維場論等方面做出了出色的工作,1948年與其導師、著名物理學家M.Born共同提出了超導電性的雙帶理論,在Nature等雜志上發表多篇相關論文。

1986年以來,程來甲進一步發展和完善了超導電性的雙帶理論,證明了BCS的電子成對理論錯誤,出版了兩部超導專著;提出了凝聚態的新的電子理論,被稱為TFDC(ThomasFermiDiracCheng,即:托馬斯-費米-狄拉克-程開甲)理論並得到實驗驗證,為材料性能研究和新材料設計提供了新的理論依據。

核試驗

20世紀60年代,程開甲建立發展了中國核爆炸理論,系統闡明了大氣層核爆炸和地下核爆炸過程的物理現象及其產生、發展規律,並在歷次核試驗中不斷驗證完善,成為中國核試驗整體設計、安全論證、測試診斷和效應研究的重要依據。以該理論為指導,創立了核爆炸效應研究領域,建立完善不同方式核試驗的技術路線、安全規範和技術措施;領導並推進了中國核試驗技術體系的建立和科學發展,指導建立核試驗測試診斷的基本架構,研究解決核試驗的關鍵技術難題,滿足了不斷提高的核試驗需求,支持了中國核武器設計改進和作戰運用。

抗輻射加固

20世紀80年代,程開甲開創了中國抗輻射加固技術研究領域。在他領導下,系統開展了核爆輻射環境、電子元器件與系統的抗輻射加固原理、方法和技術研究,利用核試驗提供的輻射場進行輻射效應和加固方法的研究;指導建設先進的實驗模擬條件,推動中國自行設計、建造核輻射模擬設施,開展基礎理論和實驗研究,促進了中國抗輻射加固技術的持續發展,為提升中國戰略武器的生存與突防能力提供了技術支撐。

超硬材料

程開甲組織了吉林大學超硬材料國家重點實驗室等單位在國家自然科學基金委員會支持下將該理論套用于金剛石觸媒、納米管生成、薄膜大電容等方面的研究,對發展人造金剛石的鐵基催化劑做出了重要貢獻。

主要著作

論文

1、程開甲,A Simple Calculation of the Perihelion of Mercury from the Principle of Equivalence,Nature,1945,155(274)。

1963年的程開甲1963年的程開甲

2、程開甲,王淦昌,A Five Dimensional Field Theory,PhysRev.,1946,70(516)。

3、程開甲,MBorn,Theory of Superconductivity,Nature,161:968~971。

4、程開甲,Derivation of Diracs Equation for a Free Particle,CambProcPhil.,1946,42(185)。

5、程開甲,On the Cohesive Energy of Metals,Science Record,1951,4(3):223~236。

6、程開甲、李正中,內耗熱力學研究(Ⅱ),物理學報,1956,12(4)。

7、程開甲、高佔鵬、範啓科,TF(或TFD)模型中原子的邊界勢及狀態方程,物理學報,1982,33(2)。

8、程開甲、高佔鵬、範啓科,布裏淵區角頂附近費米面的計算,計算物理,1987,4(4):389~400。

9、程開甲,程漱玉,A New Method to the Calculation of Equation of State at Null Temperature,Procof 1990CMRS International Symposium,1990。

10、程開甲、程漱玉,冷壓狀態方程計算的新方法和材料相圖的研究,力學進展,1991,(1)。

11、程開甲,On Mechanism of Superconductivity,Progress in Natural Science,1993,3(1):3~19.

12、程開甲、程漱玉,基于電子理論的斷裂機理新揮,自然科學進展,2006,15(12)。

13、程開甲,程漱玉,On possibility of Superconductivity in This Filos,稀有金屬材料科學與工程,2008。

著作

1、程開甲,《固體物理學》,高等教育出版社,1959年。

2、程開甲,《Study of Mechanism of Superconductivity》 ,1991年。

3、程開甲、程漱玉,《超導機理》,國防科技大學出版社,1993年12月。

人物故事

師兄弟爭論

1948年,在蘇黎世召開的國際學術會議上,程開甲與玻恩合寫了一篇論文遞交給大會,會議召開時,玻恩因故不能出席,于是由程開甲宣讀論文。不料程開甲與師兄海森堡就學術觀點展開了激烈爭論,程開甲時而用英語,時而用德語,與這位1932年的諾貝爾獎得主展開舌戰。擔任裁判的大會主席泡利最後也隻得風趣地說:"你們師兄弟吵架,為什麽玻恩不來?這個裁判我當不了,還是讓玻恩來裁定吧。"

玻恩聽到此事很高興,跟程開甲講起自己與愛因斯坦長時間針鋒相對的爭論。玻恩說,愛因斯坦是一個"離經叛道"者,因而才能超越常規。這次談話,讓程開甲終身受益。

首次試驗圓滿成功

20世紀60年代初,中央部署要在兩年內進行第一顆核子彈爆炸試驗。當時,無論是理論,還是技術都是一片空白。

程開甲書法程開甲書法

程開甲受命與呂敏、陸祖蔭、忻賢傑等同志一起,起草了首次核試驗測試的整體方案,又與其他同志一起把核試驗需要解決的問題分成上百個課題,走遍全國各科研院所和各軍兵種許多單位,召開了幾百次協作會議。在不到兩年的時間裏,全國上下通力合作,很快研製出上千台測試、取樣、控製等各類實驗設備和儀器。

中國第一顆核子彈在羅布泊準時爆響,自動控製系統在瞬間啓動千台儀器,分秒不差的完成了起爆和全部測試。程開甲很自豪地告訴筆者,當年法國人進行第一次核試驗,測試儀器沒有拿到任何資料,美國、英國、前蘇聯也僅僅拿到了很少的一部分資料,而我們拿到了全部資料。

小黑板上算出大方案

長期以來,程開甲養成了一個獨特的習慣:總愛在小黑板上演算大課題。他的家裏有一塊茶幾大的小黑板,辦公室裏也放著一塊黑板。後來,他搬了新居,還專門留了一面牆,裝上了一塊黑板。

程開甲程開甲

程開甲是知名專家,電腦使起來也得心應手,但他對小黑板情有獨鍾,想起什麽問題、思考什麽方案,搞一個演算什麽的,總愛在小黑板上寫寫畫畫。久而久之,在小黑板上還真蹦出了他許多靈感。

第一顆核子彈採取何種方式爆炸?最初的方案是用飛機投擲。程開甲經分析研究否定了原定的空爆方案,他認為:第一次試驗就用飛機投擲,一會增加測試同步和瞄準上的困難,難以測量核子彈的各種效應。二是保證投彈飛機安全的難度太大。程開甲在他的小黑板上又是一番精心計算,終于提出當時切實可行的採用百米高塔爆炸核子彈的方案

進入地下爆心作考察

在首次地下核爆炸成功後,為了掌握地下核爆炸各方面的第一手材料,程開甲和朱光亞等科學家決定進入地下爆心去考察。

到核子彈爆心作考察,在中國還是開天闢地第一次,誰也說不清洞裏輻射的劑量,其危險可想而知。但程開甲經過細心計算,認為採取多種防護措施後,可以進入。他們在剛剛開挖的直徑隻有80釐米的小管洞中匍匐爬行,最後進到爆炸形成的一個巨大空間。洞裏溫度很高,科學家們忙乎得汗流浹背,把所有考察工作做完,取得了中國地下核試驗現象學的第一手資料。

核司令

程開甲從1963年第一次踏進羅布泊到1985年,一直生活在核試驗基地,為開創中國核武器研究和核試驗事業,傾註了全部心血和才智。程開甲在20多年中主持決策、直接從事核試驗及測試的全局技術工作和研究,解決了許多具體關鍵技術問題,使核試驗成為核子彈的設計、改進和武器化不可缺少的組成部分。程開甲設計的中國第一個具有創造性和準確性的核試驗方案,確保了首次核試驗任務的圓滿完成。還在第一顆核子彈爆炸之前,程開甲就根據周總理的詢問,提出並一再堅持向地下核試驗方式的決策性轉變,對武器水準的提高和試驗事業的發展具有決定性意義。程開甲成功地設計和主持包括首次核子彈、氫彈,飛彈核武器、平洞、豎井和增強型核子彈在內的幾十次試驗。程開甲創立中國自己的系統核爆炸理論和效應研究,主持、參與和指導核爆炸效應的全面總結,為核武器套用奠定堅實基礎。程開甲是中國指揮核試驗次數最多的科學家,人們稱為程開甲是"核司令"。

學國語沒有完成

一次,程開甲在北京匯報氫彈空投試驗的安全問題。周總理問:"飛機安全是否有把握?"在場的一位空軍副司令指著程開甲說:"他知道。"周總理的目光轉向程開甲。"安全絕對沒有問題。"程開甲回答得很幹脆。周總理問得很仔細,他對答如流,但就是方言太重。程開甲話音一落,總理又突然發問:"程開甲同志,你今年多大啦?"程開甲猛的一愣,一時竟然沒有答出來。總理笑笑把話岔開:"程開甲同志,你要學國語呀,你那'吳語'人家聽不懂啊!"

2015年,程開甲已經97歲了,步履依然匆匆,說話依然帶著濃重的吳江口音。談起這些,程開甲不免有幾分遺憾:"總理交給我的科研任務,我都完成了,學國語的任務卻沒有完成。"

殷殷情深

程開甲有今天的成就,一半要歸功他的老伴高耀珊,她對程開甲老一輩子照顧的無微不至。在紅山時,她自己養雞下蛋,然後編號,每天煮最新鮮的給程開甲補充營養,再困難也要保證一個蘋果。有一天,她從十幾裏的山下門診部趕回所裏找到程開甲,就是為了補早晨忘記交待的一個雞蛋。殷殷深情,可見一斑。上個世紀六十年代中期,程開甲因核試驗勞累過度,睡不著覺,吃不下飯,她天天陪程老散步到半夜。

20世紀70年代在紅山家門的柳樹邊20世紀70年代在紅山家門的柳樹邊

父女同著《超導機理》

前些年,程開甲與他的大女兒程漱玉天各一方,開始合作著書---《超導機理》。

超導是當今材料科學的一個嶄新課題,它研究的對象是材料在導電時,實現"0"電阻。50年代,國外有3位科學家提出了"BCS"電子成對理論,解決了材料在低溫條件下實現"0"電阻的難題,獲得了諾貝爾獎。後來,高溫超導材料出現,但還沒有這方面的超導理論。程開甲與他的導師諾貝爾獎得主玻恩教授共同提出了超導電性雙帶理論,初步建立起了一套"超導機理"的研究理論。

研究中,程開甲在電腦上打出英文書稿,女兒協助做計算和校對,近20萬字的英文專著終于問世。接著,程漱玉又用中文整理出版。程開甲仍不倦地對材料科學的理論和套用開展創新性研究,建立了程氏"TFD"電子理論,並在一系列的試驗中取得了重要進展。

學術兼職

程開甲曾任中國物理學會理事、中國力學學會理事、中國核學會常務理事。

人物評價

程開甲院士畢生在國防科學領域辛勤耕耘,自力更生,發憤圖強,嚴謹求實,崇尚科學,無私奉獻,勇于登攀,為中國核武器事業和國防高新技術發展做出了卓越貢獻。(共產黨員網)

作為一個學者,自20世紀60年代開始,程開甲擔任過多種領導職務,但在各種學術爭論中,他始終堅持不唯上、不唯書、隻唯實。他曾經與試驗基地的司令員據理力爭,也曾經誠懇地對普通技術員說:"我向你們道歉,上次的討論,你們的意見是對的。"深入虎穴的冒險,其實也正是為了"隻唯實"的學者的堅持。(中國共產黨新聞網)

程開甲是一名純粹的科學家。(中國核試驗基地首任司令員 張蘊鈺)

決策上項目,決策用我,兩個決策,都需要勇氣,程老就是這樣一個有勇氣,敢創新的人。(中國工程院院士 邱愛慈)

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