为了加强原子弹和氢弹预研工作的联系，他又接受安排，分出一半时间在核武器研究所兼职。大家开玩笑叫他“半导体”，因为钱三强先生再三嘱咐他：“你要做一个‘半导体’，原子能所的一些什么东西，你可以提供给核武器研究所这边，但是这边的工作呢，是一点不能透。”因此，黄祖洽成为了中国唯一同时参加氢弹和原子弹研究的工作人员。
“当时我家和两个工作地点分三地，要花很多时间乘公共汽车来回跑。有时在公共汽车上脑子里也在想着某个疑难问题，而有些问题也确实是在这种场合下，突然得到触发而想出来的。”氢弹、原子弹，再加上要指导四名学生的毕业论文，“三头跑”的工作任务之繁重、压力之大，可想而知。黄祖洽像永远上紧了发条，时时刻刻从不松懈。
由于谁也不知道原子弹和氢弹是怎么造出来的，邓稼先、周光召、于敏、黄祖洽等老前辈，各自带领着刚毕业的大学生们，从不同的途径来寻找突破口，大家一起没日没夜地自学，定期分享和讨论。资历不分老幼，常常争执得面红耳赤，人人都畅所欲言，天天都演算得废寝忘食。
不计其数的演算，换来一瞬间爆发的绚烂：1964年，中国第一颗原子弹成功爆炸；两年零八个月之后，第一颗氢弹又成功爆炸。间隔时间之短，在世界上从未有过。当全国上下为此沸腾欢呼时，最该激动庆祝的黄祖洽却显得十分平静：“搞理论的人，觉得理论上应该是可以成功的。”超脱的冷静，同时也是过人的自信。正因为有了前期一百二十分严谨踏实的准备工作，才会有一百分的“意料之中”。
深情寄木铎
还要在讲台上永远工作下去
“我愿意做一个铺路者，架桥人，永远和年轻人在一起，我从心底里热爱他们。”——“功成名就”后，他出人意料地选择做一名普通教师
“两弹”研制成功、当选中科院院士、获得国家自然科学一等奖……荣誉纷至沓来，功成名就的黄祖洽却再一次出人意料地“转身”——前往北师大做一名普通教师。
“我愿意做一个铺路者，架桥人，永远和年轻人在一起，我从心底里热爱他们。”这是黄祖洽对教育事业最炙热的表达，却绝不是一时兴起的选择。相反，这一次重要的“转身”，是黄祖洽长期深思熟虑的结果。
1969年，在领导完成一种新型号氢弹的设计后，黄祖洽被送到河南上蔡县的“五七干校”进行“学习改造”。在那里，他播种、收割、养猪、种菜，还干过建筑小工。而就在那段时间，他开始反思自己过去的工作。“虽然尽力完成了应当完成的任务，但在培养年轻人方面却做得不够。”
“文革”时期，各大学的秩序被完全打乱，黄祖洽也在科研工作中日益察觉“中国的人才断层问题很严重”。1980年，“两弹一星”的研究工作基本已获突破，又赶上北京师范大学新建低能核物理研究所，需要人来承担教学工作，黄祖洽坚持要到大学里去，于是，核武大家“转身”成为一名大学教授。
如今，“现代物理前沿选讲”课堂上，年届九十的院士黄祖洽仍旧在给本科生授课，这在中国教育界可以称得上罕见。从1999年所里开始招本科生，他主动要求为大一学生开大课起，这课一上就是十多年。教授给本科生上课，这个普通人眼中的怪现象，在黄祖洽眼中却不成问题。有记者曾问及此事，老先生像被问了什么不公平的问题，委屈得孩子似的，“我是个老师，给本科生上课有什么奇怪的。”在他看来，这是老师的分内之职，“当教授去讲课是理所当然的，当教授不讲课就是不正常的。”
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