萨沙历史上的今天。作者:萨沙。本文章为萨沙原创,谢绝任何媒体转载。 中国原子弹真的是用算盘打出来的吗? 1947年7月29日,世界上第一台可编程序电子计算机埃尼阿克(ENIAC)被送往美国阿伯丁试验场,用于进行弹道轨迹计算。 提起中国两弹一星的历史,民间一直流传着一种说法:当年中国科技条件落后,连计算机都没有,原子弹是靠算盘一点一点算出来的。 这个说法听起来很励志,但实际上却存在很大的误解。 算盘确实曾经参与过一些辅助计算工作,但说中国原子弹完全依靠算盘计算完成,这既不符合历史事实,也低估了当时中国科研人员所掌握的技术水平。 那么,为什么世界上会诞生计算机这种东西呢?
答案很简单——现实需求逼出来的。 1935年,美国陆军建立了阿伯丁试验基地的弹道研究实验室,并在1938年正式开始运转。 在战争年代,火炮被称为陆军之神,是地面部队最重要的远程打击力量之一。想要保持陆军优势,就必须不断研发新型火炮,同时改进现有武器性能。 而阿伯丁实验室的重要任务,就是计算各种型号、各种口径火炮的炮弹运行轨迹,然后根据计算结果改进火炮设计。 听起来似乎只是简单的数据计算,但在没有电子计算机的年代,这却是一项几乎让人绝望的工作。 当时,研究人员每计算一条炮弹轨道,就需要完成大约750次乘法运算,以及数量更多的加法、减法运算。 而且,炮弹飞行轨迹并不是固定不变的。 不同的方位角、发射速度、空气温度、湿度、大气压力等因素,都会影响最终结果。 因此,一种型号的一种口径火炮,其火力表往往需要包含2000到4000条不同弹道数据。 这是什么概念? 即便使用当时最先进的辅助计算设备,完成一次乘法运算也需要十秒左右,那么计算一条完整弹道,就需要长达十几个小时。 按照这样的速度,战争可能已经结束,大量弹道数据还没有计算完成。 显然,这种效率无法满足现代战争的需求。 于是,在这种巨大压力下,电子计算机诞生了。 埃尼阿克计算机虽然放到今天来看非常原始,但在当时却是划时代的技术。它可以同时处理10个十进制数据,完成一次加法只需要0.2毫秒,完成一次乘法需要2.8毫秒。 这样的速度,在今天看来似乎微不足道,但在那个年代,却极大提升了计算能力。 而制造原子弹,需要进行的计算量远远超过普通火炮弹道计算。 核爆炸过程涉及大量复杂物理模型,需要处理的数据规模巨大。如果中国当年真的只有算盘一种计算工具,那么原子弹研究恐怕很难在短时间内取得突破。 事实上,当时的中国不仅拥有计算机,也拥有其他辅助计算设备。 中国早在20世纪40年代,就已经开始吸收和培养大量科学人才,其中包括许多海外留学归来的博士。这些科学家自然知道现代计算工具的重要性。 朝鲜战争结束后,中国开始积极寻求相关技术支持,并从苏联引进计算机技术。 1956年,苏联提供了完整技术图纸和专家支持,帮助中国从零开始建设大型计算机。 1958年,在苏联专家指导下,中国科学院计算所与北京有线电厂(738厂)合作,成功仿制出了M-3型电子管计算机。 这就是后来被称为中国第一台电子计算机的103机。 这里有一个很有意思的细节。 官方表述通常称:103机是中国自己制造的第一台计算机。 为什么强调自己制造,而不是自己研制? 原因就在于,当时中国具备制造能力,但核心设计技术主要来自苏联,我们还没有完全掌握独立设计计算机的能力。 1959年,中国又在苏联技术基础上研制出了104大型通用电子计算机。 104机每秒运算速度达到1万次。 如果放在今天,这个速度早已无法与普通手机相比,但在上世纪五十年代末,这已经属于非常先进的计算设备。 104机投入使用后,中国许多重大科研项目都依靠它完成计算。 其中包括中国第一颗原子弹研制过程中的大量计算任务,军委测绘总局的大地测量计算任务,铁路车站最佳布局计算任务,以及多个大型水坝的应力分析计算。 可以说,104机在中国科技发展史上发挥了非常重要的作用。 当然,由于当时计算机数量有限,不可能所有计算任务都交给机器完成,因此仍然有一部分工作需要人工辅助。 而人工计算工具有很多,算盘只是其中之一。 更常见的工具,其实是手摇计算机。 邓稼先当年就拥有一台这样的设备,用于日常科研计算。 很多人误以为手摇计算机就是靠人工不断摇动手柄完成计算,其实并非如此。 它内部使用机械齿轮结构,通过转动齿轮完成运算,本质上是一种机械式计算设备。 它能够进行四则运算,还可以完成平方、立方、开平方、开立方等复杂计算。 相比算盘,手摇计算机的效率和精确度已经提高了很多,可以看作现代电子计算器的早期雏形。 除了手摇计算机之外,当时科研人员还经常使用计算尺和算盘等工具。 所以,中国研制原子弹的条件虽然艰苦,但并不是完全从零开始,更不是简单依靠算盘硬算。 当时中国拥有自己的科学家队伍,也拥有一定的计算设备和技术基础。 同时,中国的核工业建设也得到了苏联的大量帮助。 赫鲁晓夫曾经提到,苏联对中国核计划提供了巨大支持,从帮助建立核反应堆,到寻找铀矿资源,都进行了大量援助。 1955年,中国代表团在莫斯科与苏联签订《关于为国民经济发展需要利用原子能的协定》。 根据协议,苏联将在1955年至1956年期间派遣专家,帮助中国设计和建设一座功率为6500千瓦至1万千瓦的实验性原子反应堆,以及建设能够使粒子获得12.5至25百万电子伏特能量的回旋加速器。 同时,苏联还无偿提供相关科学技术资料,并帮助培训中国核物理专家和技术人员。 到了1957年,在苏联帮助下,中国成功建成实验性反应堆和回旋加速器。 中国还从重水反应堆中获得了少量钚,并培养了一批核工业技术人员。 同年,中苏双方又签订《关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子能工业的协定》。 根据这一协议,苏联将帮助中国建立综合性原子工业,并提供用于铀浓缩处理的工业设备。 1958年9月29日,中苏再次签署《关于苏联为中国原子能工业方面提供技术援助的补充协定》。 苏联正式向中国提供原子弹相关技术装备和技术支持。按照赫鲁晓夫后来的说法,在中苏关系破裂、苏联专家撤离中国的时候,中国距离成功研制原子弹已经非常接近。 因此,中国原子弹是用算盘打出来的更多是一种带有传奇色彩的民间说法。 真实的历史,是无数科学家在极其困难的环境中,依靠有限的设备、扎实的知识、严密的计算,以及长期艰苦奋斗,最终完成了一项几乎不可能完成的伟大工程。