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1964年10月16日，中国第一颗原子弹在西北大漠爆炸成功。当世界震惊、人民欢腾的时候，对于开启“真空阀门”这一艰难的绝密工程，世人却很少知晓，更不会知道这里还有一个研制原子弹的功臣吴自良的卓越贡献。开启“真空阀门”——这是一项最具突破性的科研重大成果，为我国原子弹爆炸成功做出了重大贡献。国家给予它很高的评价，赋予它特殊的荣誉，并被授予国家创造发明一等奖和国家科技进步特等奖。吴自良也因此荣获“两弹一星”功勋奖章。
战火中的选择
1917年12月25日，吴自良出生于浙江省浦江县前吴村。他自幼丧父，在家读私塾，9岁才进县浦阳小学读书，三年后考入浙江省立第一中学。
1935年高中毕业后，吴自良考入天津国立北洋工学院冶矿系。“七七事变”后，学校内迁到陕西城固，与其他内迁学校合并为西北工学院。为了能直接支援抗日战争，打击侵略者，他由冶矿系转到了航空系。大学毕业后，他毅然前往中缅边境云南垒允中央飞机制造厂，担任了飞机设计师。
垒允中央飞机制造厂是美国援建的，同时也是著名抗日将领陈纳德将军率领的战斗飞行大队“飞虎队”的飞行基地。吴自良经常冒着日本飞机轰炸的危险，为前线将士安装和维修各种飞机。1942年，飞机制造厂陷落了，吴自良随即转入昆明中央机械厂担任副工程师。
经过战火的洗礼，吴自良认识到冶金工业对一个国家的极端重要性，于是他为了祖国的强盛，再次选择了冶金专业。1943年，在当医生的大姐资助下，他自费前往美国钢铁工业基地匹兹堡城的卡内基理工大学冶金系学习，先后师从著名的X射线晶体学及金属结构学家巴瑞特教授和物理学家斯莫洛柯夫斯基教授。
在名师指导下，吴自良潜心钻研物理冶金专业，打下了坚实的基础。1948年，他完成了对金属冶炼中的晶体性能及金属疲劳性能具有重要意义的学位论文《片状铝单晶中滑移机制和内耗的关系》，被授予理学博士学位，并被留在学院金属研究所做博士后研究员。翌年，应聘到锡腊丘斯大学材料系任主任研究工程师，主持“软钢中阻尼和疲劳”的研究。这是美国国防部主持的有关冶金及新型合金材料的“防疲”研究的重大科研课题，在美国他已成为一位领衔重大科研项目的重要科学家。
然而，新中国的诞生，使这位立志“工业救国”的海外赤子激动不已。1950年底，吴自良毅然放弃了荣获桂冠的良机和优厚的科研条件，取道香港踏上了祖国的土地。他先后被聘任为唐山北方交通大学冶金系教授、中国科学院上海冶金所研究员，从此踏上了他人生和事业最辉煌的舞台。
新中国的钢铁支柱
鋼铁工业是国家经济发展的支柱，但旧中国留给新中国的钢铁工业非常落后，连自己的钢种牌号也没有，所用的合金钢都是美、英和苏联等国生产的。我国在合金钢研究方面也是空白，连专职研究技术人员和科研队伍都没有。实现国家工业化，摆脱外国对我国的汽车制造业和相关的机械制造行业的特种钢材的控制，研究生产合金钢成为我国发展现代工业的重中之重，当务之急。任务历史性地落在了吴自良的肩上，他被调到中科院冶金研究所后，立即开始主持合金钢的研制工作。
汽车制造业中大量需用一种名为40X、含铬1％左右的低合金钢，而我国缺少铬矿，无法大量生产铬钢。为摆脱依赖钢铁大国的被动局面，吴自良经过严密、细致、周全的多方调查研究，首先摸清了我国有关稀有元素的分布、储藏和矿产情况，确定以我国富产的合金元素锰、钼来代替铬。
对这种新元素合金钢的研制，吴自良首先从生产成本、机械性能到热处理工艺等方面进行了系统的分析研究，试生产出了含锰1.10～1.50％、含钼0.12～0.18％的锰钼钢。锰钼钢的成本比40X钢低，疲劳性能、氰化性能与40X相似，而低温冲击韧性、回火脆化敏感程度却优于40X钢。这项研究成果在1954年全国金属研究工作报告会上发表后，受到一致好评，并立即在抚顺钢厂、长春第一汽车制造厂、上海柴油机厂进行了推广和应用。它对于建立我国合金钢的研制和生产起到了示范作用，被誉为建立我国合金钢系统方面的工作典范，荣获1956年国家首次颁发的自然科学三等奖。
50年代中期，吴自良针对钢的时效提出合金元素原子与间隙原子间相互作用问题；针对钢和钼合金的脆性，研究间隙原子和位错间的交互作用问题。
60年代初期，冶金所组建了精密合金研究室，吴自良结合精密合金的研制，提出了研究合金相变的独到见解。他在“碳在面心铁一镍合金中扩散耗峰的机制”的研究课题中提出，碳原子可与过饱和淬火空位结合形成代位碳，再与正常间隙碳形成代位碳一间隙碳原子对。这个模型合理地解释了铁一镍合金中碳的扩散内耗峰的一系列特征。他在有关“体心立方金属中合金元素原子与间隙原子间的相互作用”的论文中，系统研究了钛、钒等元素和间隙氮原子间形成钛一氮对和钒一氮对等复杂缺陷的过程，阐明了添加钛、钒等合金元素的钢的抗时效特性的物理本质，这些成果在国内外都产生了重要影响。
70年代，吴自良针对半导体器件和大规模集成电路成品率和可靠性差的状况，经过调查研究，提出开展单项工艺和硅材料品质因素的研究。在他的倡导和指导下，研究工作取得了一批有影响的成果。其中“SiO2胶体抛光工艺”、“9微米红外吸收法测定硅单晶中含氧量的标定曲线”、“大规模集成电路用硅单晶的氧本征吸杂研究”等，分别获得中国科学院和上海市科技进步奖。
吴自良在材料科学的新领域进行了一系列开拓性的成功探索，为新中国独立工业体系的建立和发展，为国民经济的腾飞做出了重要贡献。
开启神秘的“真空阀门”
制造原子弹的关键原料是铀235。
毛泽东曾问著名地质学家李四光：“我们的铀矿藏在哪里呵，能快点找到它吗？”
1954年秋，中国的地质学家们在广西一个偏僻的山沟里找到了金属铀的次生矿。消息传到北京中南海，毛泽东一定要亲自看看铀矿石。时任地质部副部长的刘杰立即带着矿石标本和测放射性的盖革计数器，来到中南海丰泽园菊香书屋，向毛泽东、刘少奇、周恩来、朱德等党和国家最高领导人作了汇报。
毛主席详细地询问了勘察情况，兴奋地亲自用探测器测量了矿石，高兴地说：“我们有丰富的矿产资源，我们国家也要发展原子能。”
最后毛主席站起来说：“这是决定命运的！”
毛泽东，这位新中国开天辟地的人民领袖，一向在战略上藐视一切敌人，把原子弹比作纸老虎，但又一向在战术上重视敌人，把原子弹看成是吃人的真老虎。他要发展中国自己的原子弹，打破敌人的核垄断和核讹诈，用以保卫新生的红色政权，保卫人民的胜利果实。不久，党中央作出发展中国的原子能事业的伟大战略决策，中国将步入发展原子能工业的历史新时代。
制造原子弹要用高度浓缩的铀235，可天然铀矿的铀含量仅占7％0，需要将含量7％0的铀235进行分离，浓缩到含量达90％以上。
用气体扩散法以工业规模分离铀235，是一个非常复杂的过程，工程制作十分艰难，必须依靠一个关键部件--甲种分离膜逐级分离。这个被苏联称之为“社会主义阵营安全的心脏”而严加封锁的甲种分离膜的制备技术要求非常高，涉及到粉末冶金、物理冶金、机械加工、金属腐蚀等多项综合技术。在60年代初，只有美、英、苏三国掌握这项技术，被列为重大国家机密，严禁扩散。因此，能否研制出分离铀235所需的甲种分离膜就成了制造原子弹的关键所在。
1960年，苏联单方面撕毁协议，撤走专家，使我国刚刚起步的核工业和原子弹研制工作受到严重干扰。受影响最大的是浓缩铀厂，关键材料苏联不给了，整个工厂瘫痪了，年轻的共和国面临着严峻的考验。为了击退逆流，党中央高瞻远瞩，毅然决定依靠自己的力量实施原子弹研制计划——“596工程”。一场规模浩大的科技攻关会战在神州大地悄然拉开帷幕。
1960年8月，上海冶金所接受国家交给的一项重大绝密任务，承担了研制原子弹的关键元件的重大使命--研制提炼浓缩铀235同位素的甲种分离膜，代号“真空阀门”。
1961年初春，上海冶金所专门成立了课题攻关组——第十研究室，由副所长吴自良领军担任研究室主任。他毅然放下已安排好的研究课题，汇集沈阳金属所、复旦大学、冶金部等各路八十余位科技专家在上海冶金所展开了协作攻关，大会战开始了。
从这一天开始，吴自良带领着庞大的协作组进行了长达三年的封闭式的高强度、高机密的研制工作。他们隐姓埋名，日夜奋战，不知付出了多少艰辛的劳动，送走了多少个不眠之夜。他们四个国庆节都是在实验室里度过的，三个春节都难得和家人团聚。三年困难时期，供应十分匮乏，高强度的脑力劳动使许多人累倒了。但他们没有埋怨，没有退却，而是同仇敌忾，众志成城。“我就不信中国人就造不出原子弹！”这位曾领衔美国重大科研课题的科学家愤怒了。
吴自良不仅是物理冶金学家，还精通金属防腐技术，掌握冶炼和机械加工技术，广博精深的科技造诣，使他在研制工作中如鱼得水。他把研究室分成材料、工艺、测试三个攻关专业组，他亲临第一线把关指导，从设计到加工，从材料到冶炼，从安装调试到投产，无不凝聚着吴自良的心血和智慧。
寒来暑往，历尽艰辛，关键技术终于突破了，甲种分离膜终于研制出来了。吴自良没有沉溺于胜利的喜悦，立即领导这支攻关队伍本着边研制、边加工、边安装、边调试的方针，建造了一个规模宏大的工厂和庞大、复杂的生产装置，将铀235一节一节分离，经过几千个环节直到将铀235浓缩合格为止。他们终于开启了神秘的“真空阀门”，为我国第一颗原子弹成功爆炸提供了批量加工生产的理想铀原料，打响了制造原子弹的关键一仗。
1964年10月16日15时，中国第一颗原子弹在西北大漠爆炸成功了，巨大的红色蘑菇云震撼着世界。那凝聚着中国科学家智慧和胆识、艰辛和奉献的精纯铀球，在中子的激发下，发生了奇异的核裂变，微笑地绽开绚丽的民族之花。
物理冶金的带头人
吴自良一生都在为我国的高科技材料事业不倦地耕耘着，成为我国当之无愧的核弹功臣和物理冶金的带头人。从80年代后期，吴自良投入了研究高温超导材料科学的高新技术领域。
本世纪初翁来士发现了超导现象，发现了在液氮温度下使用的“低温超导材料”。80年代后期，人们发现了可在液氮温度下获取超导性的材料——“高温超导材料”。氮气在空气中占到80％，取之不尽，用之不竭；液氮是制氧工业的副产品，价格便宜得和啤酒相当。因而“高温超导”便成为了高科技领域具有广泛应用前景的重大课题。
“高温超导”一被提出，吴自良就认识到这种新型材料在高技术领域的重要性，以极大的热情投入了这个新的研究领域。他从研究铱钡铜氧入手，探索其中氧扩散的规律，从而揭示了“高温超导”材料的结构和性能。他广泛收集资料，掌握动向，出主意，提方案，指导一批中青年科技工作者和研究生开展研究。他们率先利用低频内耗方法研究氧在高温超导材料中的扩散行为，为氧的扩散系数和激活提供可靠的数据，并把氧的扩散行为与超导薄膜材料中的缺陷结构联系起来，阐明了超导氧化物薄膜中异常高速进氧过程的物理本质。他将研究高温超导作为冲击世界科技前沿领域的大课题，倾注了全部心血。
吴自良是个长于实验研究的科学家，也是一位出色的科学教育工作者。50年代中期，吴自良积极招收研究生，结合科研任务培养年轻的科技人才，为他们确定研究方向，选择研究课题，讲授金属物理方面的专业基础课程。在吴自良热情指导和言传身教下，培养了一批又一批中青年科技人才。他在50年代、60年代培养的科技人才，现已成为研究所和高等院校科研、教学的骨干。他指导的一名博士生用内耗的方法对高温超导氧行为进行研究，取得令人瞩目的成绩，近年来发表论文四十余篇，其关于氧行为一文获得第一届上海市自然科学牡丹奖。他的另一名博土生研制出临界电流密度居国际前列的超导块材，受到国家科委的表彰。
中国科学院上海冶金所所长、中国科学院院土、中共中央候补委员邹世昌，当时就是北方交大冶金系吴自良的学生，后来分配到上海冶金所在吴自良领导下工作，现已成长为一名国内外享有盛名的科学家。
70年代，随着科技事业的发展，磁性材料、半导体材料、超导材料等新的研究领域不断拓展，要求研究人员要有更坚实的物理基础。1978年全国科学大会之后，吴自良亲自为研究所内工科出身的科研人员讲授物理课程。理论力学、统计物理、电动力学、量子力学四门课程，他一人承担了三门，为全所提高科研水平打下了良好的基础。
恢复研究生制度后，作为研究所学术委员会主任和学位评定委员会主任，他挑起全面指导所内研究生培养工作的重担。在广泛调研国内外研究生培养情况的基础上，从课程设置、教材选用、师资聘请和建立各项规章制度，他都周密筹划，严格把关，并从思想品德、学习和生活上全面关注、悉心指导研究生的成长。到90年代中期，吴自良已亲自培养了六名博士生、十名硕士生，在他80岁高龄之际，身边还带着三名博士生。鉴于吴自良在培养人才方面的卓著成绩，1990年，他被中国科学院评为优秀研究生导师。
在沪西长宁路中国科学院上海冶金研究所那绿荫掩映的办公室里，吴自良教授虽已年过八旬、鬓发斑白，但仍在勤奋地工作着，不倦地求索着，还在领导着一个国际前沿的高科技课题--高温超导钇钡铜氧薄膜的位错结构和氧扩散。他的一生都在默默地奉献，为祖国社会主义大厦铸造钢筋铁骨，为中国的核武器开启“真空阀门”，为民族21世纪的高科技攻占着一席之地。他把生命的光和热全部献给了自己的祖国和人民。
吴自良（1917～）
浙江省浦江县人。物理冶金学家，中国科学院院士。1937年毕业于天津北洋大学工学院航空工程系，后在云南垒允中央飞机厂、昆明中央机器厂任设计师、工程师。1943年赴美国匹兹堡卡内基理工学院冶金系学习，获理学博士学位，并留校作金属研究所博士后研究员。1949年任锡腊丘斯大学材料系主任研究工程师。1950年底回国。1951年后，历任北方交通大学冶金系教授，中国科学院上海冶金所研究员、室主任、副所长、所学术委员会主任。
50年代，用国内富产元素锰、钼等代替短缺的铬，从事苏联40X低合金钢代用钢的研究，取得成功，对建立中国合金钢系统起了开创作用。60年代，领导并完成了铀同位素分离用“甲种分离膜”的研制任务，为打破超级大国的核垄断做出贡献。长期从事物理冶金基础理论研究工作，解决了一系列重大课题。1954年领导完成了中央军委下达的抗美援朝前方需要的特种电阻丝研制任务，获得奖励。1984年获国家发明一等奖。1999年获“两弹一星功勋奖章”。
编/杜松