汪凱凡
一個鈾原子核,原子量為235,通過裂變釋放出能量。這個在高倍顯微鏡下都無法看清的小小微粒的變化,或許算不上什么。但當(dāng)它迅速引起周圍很多個相似的原子核裂變時,將在瞬間爆發(fā)出毀天滅地的力量,這就是原子彈。1945年8月6日,日本廣島市上空的一聲巨響,幾秒鐘就奪去了數(shù)十萬人的生命,也讓全世界記住了那枚代號為“小男孩”的超級炸彈。
原子彈的誕生,加速了日本的投降和二戰(zhàn)的結(jié)束,但它的意義遠遠不止于此。從橫空出世的那一刻起,原子彈就成為一個國家爭取世界話語權(quán)的最佳籌碼。而另一方面,這只“死神之手”最先被誰掌握,也關(guān)乎著全人類的生死存亡。
躺在實驗室里的原子
希特勒曾說:“如果我戰(zhàn)敗了,我要讓全世界陪葬?!辈竦恼Z氣里似乎暗示著,他擁有毀滅人類的神秘武器。然而直到1945年柏林被攻陷,歐洲戰(zhàn)場結(jié)束,也沒見到希特勒神秘武器的影子。倒是在幾個月后,美國向世界宣告了原子彈的問世。試想,如果希特勒更早一些宣布這個消息,歷史或?qū)⒏膶?,而在?dāng)時這也不是不可能,因為制造原子彈的基本理論,最早就出現(xiàn)在德國。
1938年,“重核裂變反應(yīng)”被發(fā)現(xiàn),它的貢獻者德國物理學(xué)家奧托·哈恩因此而獲得1944年的諾貝爾獎。不過在此之前,歐洲原子物理科學(xué)家們?yōu)楣鞯陌l(fā)現(xiàn)做了大量的準備工作。
1909年,英國物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福證實了原子核的存在,他根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型。1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核時,又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。由此,原子核的秘密被逐漸揭開。
1934年,意大利物理學(xué)家恩里科·費米用實驗證明幾乎所有元素在中子的轟擊下都會反生核變化,這個工作讓費米離“重核裂變”的發(fā)現(xiàn)非常接近。1938年末,哈恩與助手用中子轟擊鈾原子核時發(fā)現(xiàn):裂變的反應(yīng)迅速強烈,釋放出很高的能量,鈾原子核裂變成為一種原子序數(shù)更低的元素。
核裂變的關(guān)鍵意義在于它可以提供能源。然而,當(dāng)哈恩做出這一歷史性的發(fā)現(xiàn)時,人們還沒有意識到這一點,因為一個鈾原子的核裂變產(chǎn)生的能量畢竟還太少。而接下來費米又作出了貢獻。1939年,費米為逃避意大利法西斯的迫害,漂洋過海到美國,當(dāng)他聽說哈恩的發(fā)現(xiàn)后,立即意識到:一個裂變的鈾原子可以釋放出足夠的中子來引起一項鏈式反應(yīng)。這一思想后來被法國的約里奧·居里夫婦用實驗證明。鏈式反應(yīng)的提出,為人類利用核裂變生產(chǎn)源源不斷的核能創(chuàng)造了條件。
然而,隨著第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),核裂變的巨大潛力被優(yōu)先考慮應(yīng)用于軍事。1939年9月,物理學(xué)家尼爾斯·玻爾和他的合作者惠勒從理論上指明引起核裂變反應(yīng)的最好元素是同位素鈾235。正當(dāng)這個研究成果發(fā)表時,英法兩國向德國宣戰(zhàn)。
理論的完備和戰(zhàn)爭的需要,讓德國有了發(fā)展原子彈的可能。為了搶占先機,美英等國也開始秘密實施自己的計劃。于是,一項實驗室里的科學(xué)發(fā)現(xiàn)即將演變成制造武器的競賽。
萬事俱備,只欠時間
1939年秋天,二戰(zhàn)爆發(fā)的消息剛傳到美國,從歐洲逃難到這里的科學(xué)家們開始憂心起來,他們推舉阿爾伯特·愛因斯坦給時任美國總統(tǒng)的富蘭克林·羅斯福寫了一封信。信中指出“核裂變”極可能被德國用于制造一種威力無窮的新式武器,希望美國予以重視。
羅斯福當(dāng)時采納了這個建議,不過看上去并不是真的采納,因為他只愿意提供6000美元用于原子彈的研究。而當(dāng)時的德國在這個項目上投入了100萬馬克(相當(dāng)于74萬美元)。羅斯福認為美國還沒有卷入戰(zhàn)爭,因此核武器研制并非迫在眉睫。
在研制原子彈的競賽中,德國占據(jù)了先天的優(yōu)勢。除了成熟的理論基礎(chǔ)和依托于哥廷根大學(xué)的一批原子物理人才,德國還擁有強大的化學(xué)工業(yè),以及捷克斯洛伐克地區(qū)的天然鈾礦資源。這一切似乎預(yù)示著德國將第一個擁有原子彈。然而歷史并非如此。
二戰(zhàn)初期,希特勒憑借“閃電戰(zhàn)”迅速侵占了歐洲大片土地。對閃電戰(zhàn)術(shù)的自信,讓希特勒忽略了原子彈的重要性。他給德國科學(xué)界下了這樣一條命令:如果一種新武器在6個月內(nèi)無法投入使用,就不要研究了。6個月研制出原子彈,基本是天方夜譚,這也導(dǎo)致德國的科學(xué)家們遲遲拿不出一個核研究計劃。到1942年,他們決定改變德國“鈾”計劃的方向,從研制原子彈,轉(zhuǎn)向核能開發(fā),為德國的軍艦、潛艇提供動力。
盡管希特勒本人拖慢了德國科學(xué)家研制原子彈的腳步,但在當(dāng)時,德國的核反應(yīng)堆技術(shù)依然走在世界的前列。這樣看來,如果希特勒想要原子彈,只是一個時間問題。
“燕子”行動
1942年10月的一天,倫敦的街道彌漫著灰蒙蒙的霧氣,一輛卡迪拉克轎車駛向英國的軍情處,來人是挪威流亡政府的情報局局長利夫·特隆斯塔德。他帶來一個重要情報:德軍正在它的占領(lǐng)區(qū)挪威的一個名叫維莫克的水電站正在悄悄生產(chǎn)重水。
重水是核反應(yīng)堆中的減速劑,英國方面當(dāng)然知道,德軍生產(chǎn)它正是為了制造原子彈。于是一個破壞德國原子彈計劃的行動立即展開。利夫建議英國出動轟炸機炸毀水電站,但提議很快被否決,理由是:維莫克水電站建在挪威一處山區(qū)的峽谷中,地勢險要,德軍在各個方位都布下了重兵和坦克,飛機根本無法靠近。辦法只有一個,那就是在挪威空降一個特種部隊,潛入水電站將其炸毀。
執(zhí)行任務(wù)的特種部隊,代號為“燕子”,成員大多是挪威人。1940年希特勒以閃電般的速度侵占了挪威本土,許多挪威人流亡英國后加入了特種訓(xùn)練營。這次正是他們回到祖國,反擊德國的大好機會。
“燕子”選擇的接頭人是一個叫納蘭德的挪威青年,他的家鄉(xiāng)就在維莫克水電站附近,他對那里的一切都非常熟悉。在納蘭德混進水電站,摸清了詳細進出路線和重水存放地點之后,特種部隊很快抵達。
然而,行動并不順利。維莫克水電站所在的山區(qū)氣候惡劣,山上常年積雪,時有大風(fēng)。緊急空降的“燕子”們并沒有在指定地點落地,而是暴露在德軍的營地,第一批隊員全部被俘,經(jīng)過審問后遭槍斃。endprint
“燕子”行動不僅徹底失敗,而且暴露了英國人的意圖,德國因此加強了對水電站的封鎖力度。但此時英國已經(jīng)展開第二次突擊。執(zhí)行這次任務(wù)的是從英國皇家陸軍精選出的特種隊員,他們利用“燕子”行動獲得的教訓(xùn),選擇在夜晚降落,沿著山谷的一條隱蔽路線潛入水電站,然后安置炸藥、引爆、撤離,整個過程如同一部驚險的暗戰(zhàn)片。
幸運的是,這一次,他們成功了。希特勒的原子彈計劃遭到重創(chuàng)。
絕密曼哈頓
德國的自我拖延,英國的暗中破壞,這些都為美國的原子彈研制爭取了時間。然而,當(dāng)我們把目光投向美國的時候,可能會捏一把冷汗,因為它的領(lǐng)導(dǎo)人對原子彈還是一知半解。
1939年,愛因斯坦給羅斯福的信中提到,一枚原子彈可以炸掉一個海港。但原子彈的真正威力遠遠超出了科學(xué)家們的想象。羅斯福自然更不清楚了。但據(jù)說,他的私人顧問給他講了一段故事:當(dāng)年如果拿破侖采納了富爾頓的汽船技術(shù),建立一支強大的海軍,就不會有后來的兵敗滑鐵盧。羅斯福表示,他不愿做第二個拿破侖。
然而,在1939年成立的美國“鈾”委員會,卻只收到6000美元的撥款。羅斯福研制原子彈的決心并不堅定,直到1941年12月7日,海軍陸戰(zhàn)隊參謀長馬歇爾將軍向他匯報:日本在當(dāng)天凌晨襲擊了珍珠港,美國太平洋艦隊損失慘重。
羅斯福聽完表情凝重,他拿起電話打給了國防部,詢問起美國鈾研究的最新進展。美國國防部立即意識到他們必須拿出一個完備的原子彈研制方案。很快,一份關(guān)于加速原子彈研制進程的報告,交到了羅斯福手里。
如今已沒有任何證據(jù)表明羅斯福曾批準了這份報告,不過,據(jù)說,他把報告退回國防部時在里面夾了一張便簽。就是這張便簽,開啟了美國研制原子彈的“曼哈頓”工程。
“曼哈頓”工程具有絕密性,連時任副總統(tǒng)的杜魯門也被排除在知情人外。工程負責(zé)人是萊斯利·格洛夫斯,曾任美國陸軍工程局副局長,領(lǐng)導(dǎo)過美國五角大樓的建造工作。
格洛夫斯是個軍人,他知道原子彈對于美國意義重大,但他要面對的是召集與管理一群頂尖科學(xué)家的任務(wù)。因此,找到一位能負責(zé)整個研制計劃,又在科學(xué)界具有威望的首席科學(xué)家非常重要。格洛夫斯推薦了物理學(xué)家羅伯特·奧本海默。
不被信任的人
眾所周知,奧本海默被譽為美國的“原子彈之父”,在他的出色領(lǐng)導(dǎo)下,美國成功研制出了原子彈。然而,1942年6月,當(dāng)格洛夫斯推薦奧本海默擔(dān)任“曼哈頓”工程中央實驗室主任時,卻遭到了聯(lián)邦調(diào)查局的反對。理由很簡單,他們懷疑奧本海默是共產(chǎn)黨員,是不被政府信任的人。
奧本海默,1904年出生在美國紐約,父親是德籍猶太人。1925年,奧本海默從哈佛大學(xué)畢業(yè),來到英國劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室研習(xí)實驗物理,第二年又到德國哥廷根大學(xué)跟隨馬克斯·玻恩研習(xí)量子力學(xué)。因病回國后,他于1929年在加州伯克利大學(xué)擔(dān)任教授。當(dāng)時正值美國經(jīng)濟大蕭條,奧本海默對共產(chǎn)主義理論產(chǎn)生了興趣,他與美國的一些共產(chǎn)主義團體建立了聯(lián)系。西班牙內(nèi)戰(zhàn)期間,他曾通過這些渠道,向西班牙人民政府捐款。
盡管奧本海默不是一位共產(chǎn)黨員,但在當(dāng)時已經(jīng)引起了美國當(dāng)局的注意。如今,要把保密級別極高的原子彈工程交給他,美國軍方自然很謹慎。然而,格洛夫斯認定奧本海默是個天才,他的強硬作風(fēng),讓奧本海默通過了審查。
但通過審查,并不意味著奧本海默從此就能夠順利主持“曼哈頓”工程了,相反,他從此掉進了一個讓人窒息的漩渦之中。
在主持“曼哈頓”工程的歲月里,奧本海默除了要認真把每項工作落實好,還要面對隨時被監(jiān)視、盤問、調(diào)查的處境。他的房子、電話都裝上了竊聽器。1943年夏天,奧本海默接到他過去的戀人瓊·塔特洛克的電話,她想見他。
瓊是個共產(chǎn)黨員,1936年與奧本海默結(jié)識,1940年嫁給了生物學(xué)家凱瑟琳·哈利生——一個左翼份子。盡管奧本海默知道,他此番赴約將被盯梢,仍堅持前往。理所當(dāng)然,這次會面讓瓊出現(xiàn)在了聯(lián)邦調(diào)查局的名單上。
對于類似這樣的監(jiān)視和調(diào)查,奧本海默選擇了忍受。他的忍受與堅持,讓美國的原子彈研制取得了成功。但是他的前女友瓊,卻選擇了另一條道路。和奧本海默見面一年后,她自殺了。遺書中寫到:我想活,作出貢獻,但不知道為什么,我癱瘓了。奧本海默知道,她所說的癱瘓,是精神上的。
“你可以換床單了?!?/p>
在“曼哈頓”工程接近尾聲時,盟國在二戰(zhàn)中也取得了決定性的勝利。為了督促日本投降,波茨坦會議預(yù)定在1945年7月1日召開。不過這時,美國總統(tǒng)杜魯門突然改變了計劃,把會議推遲到7月17日,因為前一天正是美國第一顆原子彈的試爆日期。他準備借這個機會,向各國元首炫耀一番。
試爆當(dāng)天,奧本海默跟隨科研人員一起,從洛斯阿拉莫斯實驗室,來到了新墨西哥州阿拉莫戈多沙漠。臨行前,他對妻子說,“如果我的回信是——你可以換床單了,就代表試驗成功?!逼拮訌幕▓@里摘來一株三葉草送給他,祝他好運。
1945年7月16日,人類歷史上第一枚原子彈“大男孩”爆炸了。升騰的蘑菇云,耀眼的強光,和劇烈的聲響,讓在14公里之外觀測的科學(xué)家們大為震撼。此時的杜魯門,已經(jīng)抵達波茨坦,他聽到這個消息,按捺不住內(nèi)心的喜悅,悄悄對身邊的斯大林說:“我們擁有了世界上最強大的炸彈?!彼勾罅治⑿Φ鼗貞?yīng)道:“那很好啊,可以用來對付日本人?!?/p>
那一天,原子彈終于誕生。有的人哭了,有的人笑了。但奧本海默獨自離開了試驗場,他回到實驗室抽了根煙,然后拿起電話打給妻子,他語氣平靜地說:“你可以換床單了。”endprint
科學(xué)家2014年10期