核武器的成功研製是新中國成立以來取得的最重大的成就之一，它深刻地影響著當今世界的政治格局，對鞏固我國的大國地位和提升中國在國際上的影響力起著至關重要的作用。核武器過去是、現在是、將來仍然是我國國家安全的重要基石。中國核武器發展的輝煌歷程是成千上萬科技工作者無私奉獻的集體成就，然而誰也無法否認傑出科學家在武器物理關鍵技術突破中所發揮的重要引領作用。于敏先生就是我國從事核武器事業的璀璨科學家群體中最為突出的代表之一，是我國核武器研究與國防高科技發展中的主要組織者、領導者和技術核心，他為我國核武器事業作出了不可磨滅的歷史性貢獻，當之無愧是中國最傑出的物理大師之一。
我國原子核理論與核武器物理的重要奠基人
「于敏的工作完全靠自己，沒有名師，因為當時國內沒有人會原子核理論，他是開創性的，是出類拔萃的人，是國際一流科學家。」我國著名理論物理學家彭桓武院士曾這樣高度評價于敏先生。
解放初期，我國在核物理理論研究上幾乎是一片空白。上世紀 50年代，作為早期進入該領域的先行者，于敏發表了《關於重原子核的殼理論》、《關於原子核獨立粒子結構的力學基礎》、《一個具有等間隔能譜的費米系統》和《原子核在短程力下的相干效應》等具有國際領先水平的核物理文章。 1959年暑假，他與北京大學楊立銘教授合作，在成都主辦了我國第一個原子核物理培訓班，出版了我國第一部原子核理論專著《原子核理論講義》，為國家培養了亟需的原子核理論科研人才。
上世紀 60年代以後，于敏將其深厚的理論功底成功應用於我國核武器的研製與發展以及國防高技術的開拓性研究中，為推動核武器與國防高技術相關基礎理論的發展作出了卓越貢獻：他深刻地揭示了武器核反應內爆動力學過程的運動規律；對輻射與物質的相互作用及其弛豫過程、輻射波與衝擊波的傳播規律等問題進行了深入而系統的研究。這些核武器理論科學研究從多個角度揭示了核武器動作過程的內在規律，為我國氫彈原理突破、第一代核武器的設計定型以及第二代核武器的研製奠定了重要的理論基礎。
我國氫彈原理突破的主要功臣
我國在突破原子彈之後，面臨著儘早突破氫彈的迫切需求，亟需儘快生產出可裝在中遠程飛彈上的熱核彈頭。然而，氫彈的理論與技術遠比原子彈複雜，它具有高度的綜合性，涉及理論物理、原子物理、核物理、輻射流體力學、等離子體物理、凝聚態物理、應用數學等眾多學科。當時美、蘇兩大國對所有與氫彈相關的技術信息都絕對保密。 1961年 1月，時任第二機械工業部 (簡稱二機部 )副部長的錢三強找于敏談話，向他傳達了上級任命他為「輕核理論組」副組長、領導開展氫彈理論預先研究的決定。于敏先生毫不猶豫地接受了組織的安排，立即停下手中有關原子核理論的基礎研究，全力以赴地投入到氫彈原理的探索之中。在他的科研生涯中，這已是第二次根據國家需要調整自己的專業方向。從 1961年到 1964年，他和黃祖洽、何祚庥一起，領導「輕核理論組」做了大量研究工作，包括氫彈中多種物理過程的探討和研究、氫彈作用原理和可能結構方面的探索等等。
1965年 1月，黃祖洽、于敏等原子能研究所「輕核理論組」的三十餘位科研人員攜帶著預先探索研究的所有成果和資料，來到二機部九院 (現在的中國工程物理研究院 )理論部，與我國核武器研究的主戰場匯合。于敏被任命為理論部副主任。為了突破氫彈原理，鄧稼先、周光召、于敏、黃祖洽等部主任分別帶領一支研究隊伍從不同途徑進行探索。
1965年 9月底，于敏作為理論部業務領導率領部分隊伍去上海華東計算技術研究所開展加強型原子彈優化設計。在隨後的三個多月時間裡，于敏以其深厚的理論功底和嚴謹踏實的工作作風，帶領科研隊伍實現了氫彈原理的偉大突破 ——此為核武器研究史上著名的「百日會戰」。工作剛開始時，大家都想儘快完成從加強型原子彈到氫彈的設計任務，但無論如何優化，計算結果總不理想。為了找到問題所在，也為了幫助年輕人了解必要的基本知識和提高科研工作水平，于敏給大家做了系列學術報告，對三個典型模型進行了深入細緻的系統分析。他從炸藥起爆開始，將氫彈物理全過程分為若干個階段，並對每一階段進行分析，從複雜現象裡提取物理本質，從熱核聚變所必需的基本條件中梳理背後的主要物理過程與物理機制。
通過對堆積如山的紙帶上的物理數據仔細地分析和推敲，並經過縝密分析與苦苦思索，于敏以其敏銳的理論洞察力透過現象抓住了事物的本質，不僅很快找到了加強型原子彈無法進一步優化的癥結所在，更進一步發現了實現氫彈自持熱核燃燒的關鍵所在。 10月下旬，于敏為一起出差的同志們做了「氫彈原理設想」的學術報告。在這個具有裡程碑意義的報告中，他從基本方程出發，通過嚴密的推導、量綱分析與粗估，指出了實現熱核材料自持燃燒的幾種可能途徑，結合以前的理論探索和最新計算結果，比較了這些途徑的優劣利弊，分析了實現熱核自持燃燒的內因和必要條件，最終論證了氫彈的原理構型設想。經過這次學術報告，大家熱情高漲，又抓緊完成了一系列系統的工作，發現了一批重要的物理現象和規律，終於形成了從原理、材料到結構完整的氫彈物理方案。
1966年 12月 28日，中國進行了氫彈原理試驗，這是一次完美的試驗。試驗結果證明，我國已在原子彈研製成功後僅兩年零兩個月的時間內獨立掌握了氫彈原理。五個多月後的 1967年 6月 17日，沉寂的戈壁大漠上空，剎那間升起了一顆極為神奇壯觀的「太陽」，中國第一顆氫彈試驗圓滿成功！從第一顆原子彈到氫彈，我國只用了 26個月，速度是世界上最快的，而于敏在其中發揮了關鍵作用。氫彈爆炸成功後，于敏與鄧稼先、周光召、黃祖洽等理論部領導一起，帶領科研隊伍完成了核裝置的理論設計，在提高比威力和核武器生存能力等方面進行了優化設計。經過冷、熱試驗證實，該理論設計是成功的。從此，中國擁有了第一代核武器，並開始裝備部隊。
我國第二代核武器理論研發與設計的領導者與決策者
為了與運載裝置飛彈適配，核裝置還得提高比威力並小型化，因此發展第二代核武器勢在必行。上世紀 80年代初，于敏被任命為核武器研究院副院長兼核武器理論研究所所長，全面負責領導突破第二代核武器原理。面對這樣重大的國防任務，于敏以其強大的理論功底、縝密的思維能力、勇於擔當的精神和強烈的責任心，在領導與科研人員的信任下，承擔起決策與把關之重任。
核武器初級引爆彈的小型化是核武器小型化的關鍵，而小型化的引爆彈具有高形狀比、高收縮比等特點，設計難度很大。于敏作為氣體引爆彈理論設計的主要技術負責人，主持研究並解決了從裂變材料壓緊、中子注入及其增殖，到氘氚聚變燃燒過程的規律等問題，還提出了加大兩個關鍵環節設計裕量的具體措施，確保了試驗的成功。氣態引爆彈的研製成功，為我國第二代核武器的研製奠定了可靠的基礎。
在第二代核武器研製過程中，于敏高度重視加強核武器理論研究與冷、熱試驗的結合。他經常深入核試驗基地，親自抓核試驗的測試工作並根據核武器物理過程的特點提出測試意見，這對推動一些測試技術的發展起到了很大的作用。
為了完成第二代核武器的研製任務，于敏確定了三條準則，並據此進行把關和決策：第一，力求採用先進的設計思想和技術，從戰略需要出發，突出重點，逐步縮短與核大國的差距，不追求核武器的多樣化；第二，必須謹慎地選擇技術途徑，力求做到不走彎路或少走彎路；第三，在技術途徑選定以後，必須將複雜的物理和技術問題進行分解，狠抓物理和技術關鍵。正是這三條概括了具有中國特色的核武器發展創新道路的主要科研經驗，也正是因為堅持了這三條才使我國以如此之少的核試驗次數和經費投入，便使我國核武器設計達到了國際先進水平。中國在 20世紀 80年代成功研製出了第二代核武器。
本文節選自《物理》2015年第2期