程開甲(1918年8月3日—),出生于江蘇吳江。理論物理學(xué)家。1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1953年加入九三學(xué)社。
程開甲祖籍安徽,祖父程敬齋,父親程侍彤,母親董云峰。祖輩早年從徽州到江蘇吳江的盛澤經(jīng)商,祖父去世后家境敗落。程開甲7歲喪父,畢業(yè)于家鄉(xiāng)淘沙弄小學(xué),1931年考入浙江嘉興秀州中學(xué)。這所人才輩出的學(xué)校孕育出了陳省身、李政道、程開甲、顧功敘、陳世驤、譚其驤、周廷儒、周廷沖、欽俊德、潘文淵、方懷時(shí)等11名院士。程開甲來到秀中后,受教于中國(guó)近代教育史上出色的教育家顧惠人校長(zhǎng),從此開始了他的人生道路。在秀州中學(xué),他讀了伽利略、牛頓、愛因斯坦、巴斯德、居里夫人、詹天佑等名人傳記,科學(xué)家追求真理、熱愛祖國(guó)的精神深深地打動(dòng)了他,他處處以科學(xué)家為榜樣,在學(xué)習(xí)上刻苦鉆研,肯動(dòng)腦筋,學(xué)習(xí)成績(jī)始終名列前茅。秀州中學(xué)的6年為他打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1937年,程開甲高中畢業(yè)報(bào)考上海交通大學(xué)和浙江大學(xué),兩所大學(xué)同時(shí)向他發(fā)出了錄取通知書,由于浙江大學(xué)給予他對(duì)個(gè)別優(yōu)秀考生的公費(fèi)生獎(jiǎng)勵(lì),他最終選擇了后被英國(guó)著名學(xué)者李約瑟博士稱為“東方劍橋”的浙江大學(xué)。時(shí)值抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),浙江大學(xué)開始“流亡”搬遷,從杭州到天目山、建德,到江西吉安、泰和,廣西宜山,直至貴州、遵義、湄潭,程開甲也就在顛沛流離、日機(jī)轟炸的流亡大學(xué)完成了學(xué)業(yè)。他在浙江大學(xué)幸運(yùn)地遇上了束星北、王淦昌、陳建功、蘇步青等學(xué)界一流的老師,接觸到學(xué)術(shù)領(lǐng)域前沿的課題,感染到老師們學(xué)術(shù)研究求真務(wù)實(shí)、百家爭(zhēng)鳴的科學(xué)精神,在導(dǎo)師的培養(yǎng)下奠定了扎實(shí)的功底。還在三年級(jí)讀數(shù)學(xué)系陳建功教授的函數(shù)論時(shí),就獨(dú)自完成了OnConformalMapping:TheoryofComplexFunction的研究,論文由陳建功教授推薦給英國(guó)數(shù)學(xué)家Tischmash教授發(fā)表。之后,文章被蘇聯(lián)斯米爾諾夫的《高等數(shù)學(xué)教程》全文引用。
1941年,程開甲畢業(yè)留浙江大學(xué)物理系任助教。他邊工作邊堅(jiān)持學(xué)習(xí)研究,并開始鉆研相對(duì)論和基本粒子。受束星北相對(duì)論的啟發(fā)完成并發(fā)表了《用等價(jià)原理計(jì)算水星近日點(diǎn)移動(dòng)》。他在量子力學(xué)和相對(duì)論的基礎(chǔ)上用正則運(yùn)動(dòng)方程導(dǎo)出物理學(xué)權(quán)威狄拉克教授提出的狄拉克方程,完成《對(duì)自由粒子的狄拉克方程推導(dǎo)》,這一成果由狄拉克教授推薦發(fā)表于劍橋大學(xué)的《劍橋哲學(xué)雜志》。1944年,程開甲完成了《弱相互作用需要205個(gè)質(zhì)子質(zhì)量的介子》的論文,英國(guó)學(xué)者李約瑟親自對(duì)其修改送狄拉克教授,狄拉克教授“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(fā)表,這也成為一件憾事,后來國(guó)外研究者因其重要實(shí)驗(yàn)獲得了1979年度諾貝爾獎(jiǎng),測(cè)得了新粒子質(zhì)量與程開甲當(dāng)年的計(jì)算值基本一致。他還和王淦昌教授合作研究,撰寫了五維場(chǎng)的論文。
1945年,在李約瑟博士的推薦下,程開甲獲得英國(guó)文化委員會(huì)的獎(jiǎng)學(xué)金。1946年8月,他抱著科學(xué)救國(guó)的思想赴英國(guó)愛丁堡大學(xué)留學(xué),成為物理學(xué)大師M玻恩(Born)教授的學(xué)生。在此期間,他主要從事超導(dǎo)電性理論的研究,與導(dǎo)師共同提出了超導(dǎo)電的雙帶模型,認(rèn)為超導(dǎo)電性來源于能帶中的空帶,由于布里淵區(qū)角出現(xiàn)電子的不對(duì)稱奇異分布。1948年秋,程開甲獲哲學(xué)博士學(xué)位,任英國(guó)皇家化學(xué)工業(yè)研究所研究員。當(dāng)聽到解放軍擊敗阻撓我渡江行動(dòng)的英國(guó)“紫石英”號(hào)軍艦時(shí),他婉謝導(dǎo)師和朋友的好意,購(gòu)買了建設(shè)祖國(guó)所需的書籍,整理好行裝,于1950年8月回到浙江大學(xué)物理系。1952年,全國(guó)高等學(xué)校院系調(diào)整時(shí),他被調(diào)到南京大學(xué)物理系任副教授,一直從事理論物理等方面的教學(xué)和研究。為了國(guó)家建設(shè),他全身心地投入金屬物理教研室的籌建和金屬物理專業(yè)的建設(shè),編寫金屬物理和固體物理等教材,親自上課講授。1959年出版了我國(guó)第一本《固體物理學(xué)》專著。該書對(duì)我國(guó)固體物理的教學(xué)與科研起到了重要作用。同時(shí),他竭力倡導(dǎo)把當(dāng)時(shí)理論物理學(xué)的新成果、新方法應(yīng)用于固體物理中。為此,他親自主持了一個(gè)理論講習(xí)班,組織蔡建華、龔昌德等青年教師和研究生參加,為我國(guó)固體物理和固體理論的發(fā)展與人才的培養(yǎng)做出了貢獻(xiàn)。20世紀(jì)50年代末,他用不可逆過程熱力學(xué)原理建立了內(nèi)耗熱力學(xué)理論,為處理更為復(fù)雜的內(nèi)耗過程提供了有力的理論分析工具。為培養(yǎng)我國(guó)原子能研究人才的需要,1958年程開甲再一次改變專業(yè),與施士元一起創(chuàng)建南京大學(xué)核物理教研室,又接受任務(wù)參加江蘇省原子能研究所的籌備。他帶領(lǐng)幾個(gè)年輕教師研制出我國(guó)一臺(tái)雙聚焦β譜儀,成功地測(cè)量了一些元素的電子衰變能譜,接著又研制出一臺(tái)直線加速器。1956年,程開甲參加了國(guó)家的《一九五六年—一九六七年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要(草案)》的制定。
1960年,程開甲接到命令,第二天即去北京報(bào)到,但不知道去干什么。直至來到第二機(jī)械工業(yè)部第九研究所任副所長(zhǎng)時(shí)方知是研制原子彈,從此隱姓埋名。1967年研究所改制研究院,程開甲任研究院副院長(zhǎng)直至1977年。1960—1962年期間,他仍兼任南京大學(xué)教授,為南京大學(xué)核物理專業(yè)的建立做了大量工作。
在原子彈作用機(jī)制的研究中,程開甲分管狀態(tài)方程理論研究和爆轟物理研究?jī)纱髩K工作。他在國(guó)內(nèi)第一個(gè)計(jì)算出原子彈爆炸時(shí)彈心的溫度和壓力,在原子彈內(nèi)爆機(jī)理研究中,解決了原子彈研制中關(guān)鍵問題之一的起爆沖擊聚焦條件設(shè)計(jì),為彈體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工精密度和武器爆炸威力的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。他在原子彈研制的開拓性研究中做出了貢獻(xiàn)。
1962年夏,為兩年內(nèi)進(jìn)行第一顆原子彈試驗(yàn),程開甲被調(diào)到國(guó)防科委(后國(guó)防科工委、現(xiàn)總裝備部),任國(guó)防科委核試驗(yàn)基地研究所副所長(zhǎng)、所長(zhǎng)。1977年任基地副司令員兼研究所所長(zhǎng)。1984年至今,任國(guó)防科工委(總裝備部)科技委常委、顧問,國(guó)家超導(dǎo)專家委員會(huì)顧問。
程開甲來到國(guó)防科委負(fù)責(zé)核試驗(yàn)科研總體工作,籌備創(chuàng)建核武器試驗(yàn)研究所。他與呂敏、陸祖蔭、忻賢杰等人,擬定并論證原子彈爆炸試驗(yàn)的總體方案,研制原子彈爆炸測(cè)試所需的有關(guān)儀器和設(shè)備,為第一顆原子彈的試驗(yàn)做準(zhǔn)備。
核試驗(yàn)是大規(guī)模、綜合性、多學(xué)科交叉的科學(xué)試驗(yàn),涉及多種學(xué)科及各種實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)試手段,在我國(guó)準(zhǔn)備核試驗(yàn)的初期,國(guó)內(nèi)沒有人懂、也不知道怎樣干,沒有儀器、沒有設(shè)備,又無可借鑒。程開甲就親自編寫沖擊波、電磁波理論等方面的教材為科研人員講課,闡述核爆炸的各種物理、力學(xué)的作用和過程。他帶領(lǐng)科技人員有針對(duì)性地鉆研核試驗(yàn)的理論和技術(shù)問題:點(diǎn)爆的流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)理論,核爆炸鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的測(cè)量技術(shù)和設(shè)施;微秒級(jí)示波器、快速傳輸電纜、射線探測(cè)和記錄系統(tǒng);每秒幾千次到百萬次的遠(yuǎn)距離長(zhǎng)焦距高速攝影機(jī);在爆炸后高空煙云之中收取放射性樣品和進(jìn)行放化分析;保證下風(fēng)方向居民點(diǎn)不受裂變碎片沉降的放射危害的氣象預(yù)報(bào);高精度、高可靠性的全系統(tǒng)同步控制系統(tǒng)研制等。在國(guó)防科委機(jī)關(guān)的協(xié)調(diào)下,開展了大規(guī)模的聯(lián)合攻關(guān)。短短兩年中他到科學(xué)院、研究所、院校、各軍兵種召開數(shù)十次任務(wù)會(huì),提出具體科研要求。經(jīng)過研究,逐步給出了一個(gè)全面的、在科學(xué)技術(shù)上廣泛交叉的、有高度預(yù)見性、準(zhǔn)確性和創(chuàng)造性、切實(shí)可行的102米高鐵塔爆炸的試驗(yàn)方案;提出了有定量分析的爆炸圖像;研制出1000多臺(tái)測(cè)試儀器。他遵照周總理提出的要求——“嚴(yán)肅認(rèn)真,周到細(xì)致,穩(wěn)妥可靠,萬無一失”,做到“一次試驗(yàn),全面收效”,做到“保響、保測(cè)量、保安全、保取樣”,堅(jiān)持“一切通過實(shí)踐”,終于在1964年10月16日?qǐng)A滿地完成第一顆原子彈爆炸試驗(yàn)任務(wù),讓蘑菇云在羅布泊上空升起,并拿到了全部測(cè)試數(shù)據(jù)。
程開甲在技術(shù)上領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)建核武器試驗(yàn)研究所,帶出了一支高水平的科研和技術(shù)隊(duì)伍,是我國(guó)核武器試驗(yàn)事業(yè)的開創(chuàng)者之一。程開甲從1963年第一次踏進(jìn)羅布泊到1985年,一直工作、生活在核試驗(yàn)基地,為開創(chuàng)我國(guó)核武器研究和核試驗(yàn)事業(yè),傾注了全部心血和才智。他在20多年中主持決策、直接從事核試驗(yàn)及測(cè)試的全局技術(shù)工作和研究,解決了許多具體關(guān)鍵技術(shù)問題,不僅成功完成試驗(yàn)任務(wù),更使核試驗(yàn)成為原子彈的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和武器化不可缺少的組成部分,使我國(guó)走出了一條中國(guó)特色的核武器研制和試驗(yàn)的道路。他設(shè)計(jì)的我國(guó)第一個(gè)具有創(chuàng)造性和準(zhǔn)確性的核試驗(yàn)方案,確保了首次核試驗(yàn)任務(wù)的圓滿完成。還在第一顆原子彈爆炸之前,他就根據(jù)周總理的詢問和指示,提出并一再堅(jiān)持向地下核試驗(yàn)方式的決策性轉(zhuǎn)變,這一決策性轉(zhuǎn)變對(duì)武器水平的提高和試驗(yàn)事業(yè)的發(fā)展具有決定性意義。他成功地設(shè)計(jì)和主持包括首次原子彈、氫彈,導(dǎo)彈核武器、平洞、豎井和增強(qiáng)型原子彈在內(nèi)的幾十次試驗(yàn)。他創(chuàng)立我國(guó)自己的系統(tǒng)核爆炸理論和效應(yīng)研究,主持、參與和指導(dǎo)核爆炸效應(yīng)的全面總結(jié)和目標(biāo)效應(yīng)的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)研究,為核武器運(yùn)用研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。他是我國(guó)親自研究并在技術(shù)上指揮核試驗(yàn)次數(shù)最多的科學(xué)家,被稱為“核司令”。
程開甲還開創(chuàng)了抗輻射加固技術(shù)新領(lǐng)域。他起草了我國(guó)第一個(gè)抗輻射加固方案,領(lǐng)導(dǎo)輻射加固技術(shù)研究,并完成首次抗輻射加固試驗(yàn)。他組織、開創(chuàng)我國(guó)定向能高功率微波研究的新領(lǐng)域,親自講課、報(bào)告,為其應(yīng)用研究打下重要基礎(chǔ)。
1986年以來,程來甲進(jìn)一步發(fā)展和完善了超導(dǎo)電性的雙帶理論,證明了BCS的電子成對(duì)理論錯(cuò)誤,出版了超導(dǎo)專著StudyonMechanismofSuperconductivity和《超導(dǎo)機(jī)理》;他提出了凝聚態(tài)的新的電子理論,被同行稱為TFDC(ThomasFermiDiracCheng)理論并得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,為材料性能研究和新材料設(shè)計(jì)提供了新的理論依據(jù)。年逾九十的他仍關(guān)心著科學(xué)研究的第一線。
1956年,程開甲加入中國(guó)共產(chǎn)黨。1980年被推薦為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。他曾任中國(guó)物理學(xué)會(huì)理事、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)理事、中國(guó)核學(xué)會(huì)常務(wù)理事。他是第三、四、五屆全國(guó)人大代表,第六、七屆全國(guó)政協(xié)委員。20世紀(jì)50年代獲江蘇省教學(xué)先進(jìn)工作者榮譽(yù)稱號(hào);1978年獲全國(guó)科技大會(huì)重大貢獻(xiàn)先進(jìn)工作者、國(guó)防科工委科技工作者標(biāo)兵等榮譽(yù)稱號(hào);歷年來獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)一項(xiàng)、一等獎(jiǎng)二項(xiàng)、二等獎(jiǎng)一項(xiàng)、三等獎(jiǎng)一項(xiàng),國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、四等獎(jiǎng)各一項(xiàng),全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)一項(xiàng),國(guó)防科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)四項(xiàng)、二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。
1999年9月,程開甲獲中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委頒發(fā)的“兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)?rdquo;。
主要論著
1Cheng Kaijia,A Simple Calculation of the Perihelion of Mercury from the Principle of Equivalence,Nature,1945,155(274).
2Cheng Kaijia,Wang Ganchang,A Five Dimensional Field Theory,PhysRev.,1946,70(516).
3Cheng Kaijia,MBorn,Theory of Superconductivity,Nature,161:968~971.
4Chen Kaijia,Derivation of Diracs Equation for a Free Particle,CambProcPhil.,1946,42(185).
5Cheng Kaijia,Sur la Theorie de la Superconducitivite,Le Journal de Physique et le Radium,1948,9(18).
6Cheng Kaijia,Particles with Spin and Principle of Reciprocity,Nature,1949,163:367~368.
7Cheng Kaijia,Green,The Reciprocity Theory of Electrodynamics,ProcRoySoc.,(Edin)1951,63:105~108.
8Cheng Kaijia,On the Cohesive Energy of Metals,Science Record,1951,4(3):223~236.
9程開甲,正則系綜的分布函數(shù),中國(guó)科學(xué),2,1951。
10程開甲,電子與質(zhì)子散射之糾正,中國(guó)物理學(xué)報(bào),1951,8:111~122。
11程開甲,內(nèi)耗熱力學(xué)研究(Ⅰ),物理學(xué)報(bào),1955,11(163)。
12程開甲、李正中,內(nèi)耗熱力學(xué)研究(Ⅱ),物理學(xué)報(bào),1956,12(4)。
13程開甲、張杏奎,面心立方體金屬中間隙原子內(nèi)耗理論,物理學(xué)報(bào),1958,14(1):71~81。
14程開甲,用FeimiThomas方法計(jì)算金屬的結(jié)合能,物理學(xué)報(bào),1958,14(2):106~113。
15程開甲,固體物理學(xué),高等教育出版社,1959。
16程開甲、高占鵬、范啟科,TF(或TFD)模型中原子的邊界勢(shì)及狀態(tài)方程,物理學(xué)報(bào),1982,33(2)。
17Cheng Kaijia,et al,The Equation of State for Simple Minerals,Procof the International Symposium on Intense Dynamic Loading and Its Efects,1986.
18程開甲、高占鵬、范啟科,布里淵區(qū)角頂附近費(fèi)米面的計(jì)算,計(jì)算物理,1987,4(4):389~400。
19Cheng Kaijia,A Suggestion to the Designing of Ceramic Superconductors with Higher Transition Temperature,Chinese Letter,11(6):376~378.
20Cheng Kaijia,Criterions on the Capabilities of the TFD Model,International Symosium of Physics of Materials,Shengyang,Proceeding of Workshop on Physics of Materials,pp11~17,Sept1989.
21Li Wenzhu,Chen Kaijia,Quasitwo Dimensional Bose Condensation and High Superconductivity,PhysLettA,1989,135(2):137~142.
22Cheng Shuyu,Cheng Kaijia,A New Method to the Calculation of Equation of State at Null Temperature,Procof 1990CMRS International Symposium,1990.
23程開甲,關(guān)于矢量勢(shì)積分的認(rèn)識(shí)和商榷,大自然探索,1991,10(1):11~12。
24程開甲、程漱玉,冷壓狀態(tài)方程計(jì)算的新方法和材料相圖的研究,力學(xué)進(jìn)展,1991,(1)。
25Cheng Kaijia,Study on Mechanism of Superconductivity,New Time Press,Beijing,1991.
26Chen Kaijia,Electrodynamics on Superconductivity,Proceedings of International Symposium on Advanced Topics of Quantum Physics,pp422~436,June 12~16,Shaanxi PRC,1992.
27Cheng Kaijia,On Mechanism of Superconductivity,Progress in Natural Science,1993,3(1):3~19.
28程開甲、程漱玉,超導(dǎo)機(jī)理,國(guó)防科技大學(xué)出版社,1993,12。
29程開甲、程漱玉,TFD模型和余氏理論對(duì)材料設(shè)計(jì)的應(yīng)用,自然科學(xué)進(jìn)展,1993,(5)。
30Cheng Shuyu,Cheng Kaijia,Computation on Heat of Formation and EOS of Alloys by the Refined Model,ACTA Physica Sinica(Oversea Edition),1993,2(6).
31Cheng Kaijia,Cheng Shuyu,The Proof of the Validity of the Virial Theorem,ACTA Physica Sinica(Oversea Edition),1995,4(5).
32程開甲、程漱玉,論少子對(duì)材料特性的影響,材料研究學(xué)報(bào),1996,(1)。
33程開甲、程漱玉,論材料科學(xué)的理論基礎(chǔ),自然科學(xué)進(jìn)展,1996,(1)。
34程開甲、程漱玉,納米硅和無定形硅混合物特性研究,自然科學(xué)進(jìn)展,1996,(6)。
35程開甲、程漱玉,薄膜內(nèi)應(yīng)力的分析和計(jì)算,自然科學(xué)進(jìn)展,1998,(1)。
36程開甲、程漱玉,界面和間界面邊界條件的重要作用,稀有金屬材料與工程,1998,27(4)。
37Cheng Kaijia,Cheng Shuyu,Dissent to Pairing Mechanism,Procof First International Conference on New Theories,Discoveries and Applications of Superconductors and Related Materials,Baton Rouge,US,1998,2.
38Cheng Kaijia,Cheng Shuyu,On the Mechanism of Eutectic Structure,Progress in Natural Science,200111(5).
39Cheng Kaijia,Cheng ShuYu,Interpretation of Structure of Dislocation on Ground of the TFD Model,Progress in Natural Science,200111(9)
40程開甲、程漱玉,納米管形成與內(nèi)應(yīng)力,自然科學(xué)進(jìn)展,2003,13(1)。
41程開甲、程漱玉,復(fù)合薄膜的異常大電容,自然科學(xué)進(jìn)展,2005,15(6)。
42程開甲、程漱玉,基于電子理論的斷裂機(jī)理新?lián)],自然科學(xué)進(jìn)展,2006,15(12)。
43Cheng Kaijia,Cheng ShuYu,On possibility of Superconductivity in This Filos,稀有金屬材料科學(xué)與工程,2008。