紅寶石與大水晶

　　　　　　　　　　　　　　　　·小爐匠·

　　哥哥告訴我中國科學院物理所新建的Ｄ樓大廳內陳列著一些所裏用過的老儀器，其中有家父用過的顯微鏡。我連忙趕去拍照，想和父親工作幾十年留下的唯一遺物留個紀念。那是台老式的ＺＥＩＳＳ相差顯微鏡，鏡邊的說明牌上寫著“老科學家某某某用於研究單晶的顯微鏡。文物編號００３”，是由父親的一位研究生提供的。鏡架上還有用膠布貼上的紙製的標尺，一看就是父親舊物的特征。他早年是個動手能力極強的物理學家，到了晚年還偏愛使用鞋帶和膠布。幾乎所有他用過的物品紮著鞋帶粘著膠布，甚至書也常用鞋帶改訂成“線裝書”。

　　在展台上還有另外兩件實物與父母的工作有關。一件是一塊大水晶，說明是“６０年代物理所研製成的人造水晶石”。還有一件是兩根長長的紅寶石，說明為“激光紅寶石，物理所於１９６５年研製成功國內第一台紅寶石激光器，這是晶體實驗室於１９６１年研製的激光紅寶石，文物編號００４”。這些文物激起了我童年深深埋下的回憶。物理所６０年代的紅寶石是在我母親領導的實驗小組中生長出來的。

　　１９５９年我們家隨物理所從城裏的東皇城根搬到中關村新建的科學城。媽媽不久就去位於魏公村的外語學院集訓，突擊學習俄語。不久她就被派到蘇聯進修兩年。

　　兩年的時間對於我這未上小學的孩子自然是很長的。等到母親回來時，我們兄弟雖然早已坐在家裏盼望著敲門聲，但當敲門聲真的響起，我們一擁而上打開門時，還是怔住了。小弟怯生生地問“你是誰？”那時國內正鬧“三年自然災害”，北京雖沒餓死多少人，但大家普遍衣衫不整麵有菜色，許多還得了浮腫病。歸來的母親在國人麵前也就格外顯得衣著光鮮臉色紅潤。記得當時父親有詩曰“去年春節不夠好，三年天災收成少，孩子和爸分飯吃，媽在國外不知道。”下闋雲“今年春節真正好，喝酒看戲放鞭炮，又有魚來又有肉，媽回來了更熱鬧。”這首歪詩讓父親在文革中挨了批，但確實是當時的景象。詩中“去年”和“今年”應指１９６０年和１９６１年。

　　如果母親是１９６１年春回國的話，那麽在１９６１年當年就研製成國內第一台激光器使用的紅寶石，應該隻用了很短的時間。在母親的筆記中就有“從蘇聯帶回的寶石做籽晶，拉寶石不裂”一句。

　　那時生長紅寶石是用１８９０年法國維紐爾（Ｖｅｒｎｅｕｉｌ）發明的熔焰法。即用氫氣和氧氣燃燒所形成的烈焰中把氧化鋁的粉末熔化，再落到一顆由紅寶石製成的籽晶上，合成晶體。紅寶石學名叫“剛玉”。剛玉本是無色透明的晶體，若生長時摻入少量的氧化鉻，則呈現美麗的紅色，形成紅寶石；摻入少量的氧化鐵，就形成了神秘的藍寶石。在１９５８年世界上第一台激光器發明了。這種激光器就是使用紅寶石晶體為基質，吸收由大功率閃光燈產生的強光，再從紅寶石棒的軸向發出一束細細的紅色激光。當時在美蘇冷戰的氣氛中激光有明顯的軍事用途，被誇大為“死光”，神乎其神的說可以熔化坦克打下洲際導彈。其技術當然也該是嚴格封鎖的軍事秘密。中國在其後的短短幾年就製出了自己的激光器，從現在看來也應該是件很牛Ｂ的事。我懷疑展牌上提的１９６５年有誤，應該是１９６２或１９６３年。因為母親在６３—６４年已經成了公眾人物，和掏糞的時傳祥、打井的王鐵人等一起作了全國勞動模範，受到毛主席和劉主席的接見。如果沒有激光器，隻憑她長出紅寶石是難以有此殊榮的。

　　在我童年的記憶中，媽媽的實驗室中並排擺著幾台高高的爐子，每個爐頂有一對小錘，叮叮咚咚地敲著，錘下的容器中就沙沙地灑下晶瑩潔白的氧化鋁細粉，下麵是一截不大的爐體，爐內的氫氧烈焰發出眩目的白光和灼人的熱氣。爐體之下是由馬達帶動的緩緩下降的螺絲杆。上麵是剛剛長成的暗紅色的寶石。紅寶石就是這樣一麵在爐中結晶，一麵緩緩的從下麵移出爐體，冷卻成長長的杆狀晶體。

　　母親回國後的工作沿襲大躍進後的群眾運動之風。她和工人師傅們一起掄大錘，鑿開水泥地基安裝生長爐。我把掄大錘的故事記入小學四年級作文“我的母親”中，還得到老師的表揚。記得媽媽在出名之後人氣頗旺，連所裏看大門的師傅都毛遂自薦要到她實驗室工作，並保證他能長出“茶壺那麽大的寶石”。最值得記憶的是在物理所慶功時還曾排演過一出名叫“大寶石”的話劇。演出的時候的台上停著一輛真的平板三輪兒車，幾位組裏的同誌一邊修車一邊念著台詞。故事的梗概是三輪車壞了，可是生長寶石需要的氧氣不能中斷，要去氣體廠拉氣瓶。這時一位叫“大炮”的師傅就自告奮勇去扛來氧氣瓶，保證了大寶石的生長成功。這是絕對的真人真事，我和大炮叔叔還十分熟悉。在燈光眩麗的舞台上，落幕之前眾人抬出了真正的大寶石，足有一米多長。寶石越長激光器的功率就越大，在全場熱烈的掌聲中，仿佛這披著紅綢的大寶石馬上就要應征入伍，參加埋葬美帝蘇修的最後一戰。

　　幕落燈滅，眼前如夢般的幻象消失了。我回到了四十年後，燈光暗淡的Ｄ樓大廳。這裏距演出話劇的“大飯廳”舊址不足百米。但展台上的“文物００４號”隻有３０公分長，怎麽看也不如劇中的大寶石神氣。難道那傳說中的大寶石真的已帶著老一輩如歌的理想消失了嗎？

　　展台上那塊大水晶，編號是“文００９”。父親曾是國產大水晶的誕生的“摘桃派”。摘桃派是個貶義詞，大概源於文革前夕的一個電影，好像叫“人民公敵蔣介石”。說的是共產黨八路軍進行了艱苦卓絕的八年抗戰，但抗戰一勝利，蔣介石就從他龜縮的峨眉山中跑出來“摘桃”，搶奪勝利果實。家父在文革中受到批判的一條罪狀是，工人師傅在實踐中摸索出了生長大塊水晶的經驗，而我父親則把這一成果據為己有。貶義就貶義吧，可這個“摘桃派”的故事卻讓父親不止一次地向我們幾兄弟誇口，真似嚐到了蟠桃園中的仙果。

　　父親說在６０年代國內人工生長水晶時遇到一個大問題叫作“後期裂隙”。即在水晶長到一定尺寸時就會裂開，十分影響質量。那時水晶在我國是軍用物資，因為每一架戰機、坦克和步兵班的電台中都需要有用水晶製成的諧振器。天然水晶資源有限，質量也不夠好，就產生了大批生產人工水晶的需求。父親領導的小組當時的任務之一就是研究生長高質量大塊人工水晶的方法。生長人工水晶用的是水熱法。即在高壓釜中把石英溶解在堿水中，再慢慢地在籽晶上生長成大塊的單晶。當時土造的高壓釜由大炮管改製，把燒堿水密封其中並加熱到攝氏二百度左右。這時釜中的壓力可達到一千多個大氣壓。石英在這高溫高壓下就象糖塊一樣溶化在堿水裏。經過幾個星期到幾個月的時間，釜內的籽晶逐漸從花生米大小長到半塊紅磚那麽大。隔著厚厚的鋼管，在這段時間中釜內的情況是看不見的，水晶裂與不裂根本不知道。水晶若不裂，每一爐就能得到很多高質量的大塊水晶，但途中一旦斷裂，許多晶體就報廢了，隻能當作原料重來。軍工廠一生產就是幾十台、幾百台高壓釜，一個周期下來許多晶體破裂報廢，很是煩惱人。因此找出生長不裂水晶的條件就成了一個影響產量的重要問題交給物理所的科學家。

　　父親雖也算是名牌大學畢業，又留洋鍍過金，但總端不起正統科學家的架子。他屬於那種靠小聰明，腦門一拍主意就來了，很另類很浪漫的一族。生長水晶有很多參數，如溫度、壓力、每天降溫的速度和釜頂釜底的溫度梯度、堿水的濃度等等。在此之前也許有人想過把某個參數一改，問題就解決了。可是改來改去什麽都試了，卻理不出個頭緒。在大家都一籌莫展的情況下，父親卻把實驗資料都收集起來，畫在大紙上貼在牆上。他常說貼在牆上的‘大字報’能提醒人經常看看想想，朝朝夕夕不定什麽時候好點子就冒出來。他還說數字是一維的，可圖是兩維的。把一組數字畫在兩維的圖上，給人另外一種印象，便於思維。

　　讓父親最得意的是有天他把溫度和溫度梯度這兩個參數作為縱軸和橫軸畫了一個曲線圖，裂的樣品用叉叉代表，不裂的用圈圈，標在圖上。畫著畫著赫然發現叉叉都集中在一堆，圈圈則散在一旁，中間有明顯的分界。興奮之餘，他聯係了軍工廠生產水晶的同誌，把實際生產中的大批的數據填在圖中。這時圈和叉的分界更加明顯了。原來在某一溫度之下，隻要把溫度梯度保持在一定的範圍，釜內水晶就可不裂。他把這一結果告訴軍工廠的同誌，一試果然成功。水晶生長後期裂隙的問題就此得到徹底解決，大批高質量大尺寸的水晶源源不斷地生長出來，滿足了軍用電子設備的需要。

　　不久文化大革命就開始了，父親受到了批判，說他把廣大工人的和技術人員的勞動成果拿來變變戲法就成了自己的研究成果。這就是摘桃派的由來。我看父親確實摘了桃，但若他不摘那桃子不知到還要掛多久。這個桃子使他和軍工廠的工程師們成了摯友，文革中我們灰溜溜的時候還常去他們那兒蹭飯。但奇怪的是文革後期父親始終拒絕把這一成果寫成文章發表，固執的認為這是群眾智慧的結晶，要寫就用“晶眾誌”（晶體經過眾人的智慧）的筆名，用小組名義發表。可能是洗腦洗得太徹底。總之他一生都對個人名利完全沒有興趣，隻對研究難題的過程本身津津樂道。文革中家裏的住房受到壓縮，父親的臥室也擁擠不堪。他卻有詩曰：“纖軀陋室正相宜，不謀私利心自宜，悠然修修牆上畫，順手理理床下書……”這裏的牆上畫就是指晶體生長用的相圖。在文革後不久的一次全國會議上，他大概想學樣板戲中楊子榮手持“聯絡圖”之酷，在台上報告時竟發感慨道“相圖，相圖，晶體生長的作戰圖。”另一位老科學家見父親犯了文酸假醋，也酸著合了兩句“書到用時方恨少，晶非自拉不知難。”

　　父親一輩子拉了不少晶體，他提出了“難長”晶體這一概念。指生長某些晶體的技術無一定之規，要象藝術家一樣的在琢磨中創造。他喜歡在周末到頤和園去，一邊用昆明湖水洗洗頭，一邊把好想法記在厚厚的筆記本上。在一首詩中他記下了這時的心情：

　　秋晨沽舟下昆明，

　　東風直送上西亭，

　　空氣清新心思靜，

　　擬就新圖拉晶晶。

　　多年之後，他已長眠在俯瞰頤和園的西山上，我們把這詩的後兩句刻在他的墓碑後。一位掃墓時碰到的朋友說“詩不錯，但不知是什麽意思？”

　　直到現在世界上每台手機，每台電視，每隻手表中還有用水晶製的元件，決大多數都是中國製造。六十年代中國與世界隔絕，讓父親沾沾自喜的成果，很可能是“重新發明輪子”。但我總覺得父輩那時作學問比我們現在的爭名逐利有本質的不同，他們像彩雲中的酒仙，而我們則活的像十指黑黑的小爐匠。值此先父逝世七年之際，以此文記念他研究晶體生長的喜悅。