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【名家說第44期】原子能的利用——德國核計劃的夭折

 清風明月詩 2017-05-30




這其實不用多講了,我們在前面介紹曼哈頓工程多么浩大、開銷多么大就知道了。美國本土初夏威夷外在二戰(zhàn)時沒有受到任何攻擊,美國本身有是個資源非常豐富的國家。它的戰(zhàn)時機器一旦被動員起來,潛力超過當時所有國家的想象。在二戰(zhàn)期間,美國是唯一在太平洋和大西洋戰(zhàn)場同時投入重兵的國家,但是這期間制造和改建了100多艘航空母艦,建造軍艦的總噸位達3300萬噸,還制造了32萬架飛機,10萬輛坦克。美國的鋼鐵產量幾乎抵得上世界其他國家的總和,而原油產量超過世界所有其他國家總和的三倍。

在人類第一次研制原子彈時,很多問題的答案都是未知的,比如說怎么濃縮鈾,用什么作減速劑。美國的做法是各種可行的方法統(tǒng)統(tǒng)實驗一遍,這實際上就是拿人力、資源和金錢換時間,因此在戰(zhàn)爭期間,只有美國承擔得起研制原子彈這樣龐大的工程。后來在美蘇太空競賽中,美國也是采用類似的方法,通過人力、物力和財力贏得了競賽。

美國的曼哈頓計劃,得到了全世界很多科學家的幫助,包括很多從歐洲甚至德國來到美國的科學家,比如費米、西拉德和泰勒等人的幫助,曼哈頓計劃實際上還是一個龐大的國際合作項目,英國和加拿大也積極參與其中。而德國方面,由于納粹對猶太科學家的迫害,大量優(yōu)秀科學家只得逃離德國甚至歐洲,導致核研究方面人才匿乏。在希特勒1933年上臺后,愛因斯坦等科學家被迫離開德國。這一年共有20名諾貝爾獎獲得者離開德國_。到了二戰(zhàn)前夕,大約四成的大學教授失去了他們的職務,而這些職務大多數卻落到了不學無術的納粹分子手里。

另外,由于納粹的暴行在歐洲激起了民眾的反感,因此雖然在它占領荷蘭、法國和丹麥等國家后,這些國家還有相當一部分優(yōu)秀的科學家,但是他們不僅不愿意參與德國的核計劃,還把自己的研究成果送給盟國。法國著名核物理專家約里奧﹒居里和伊蓮娜·居里夫婦,就是典型的例子。這一對居里夫婦是著名物理學家居里夫人的女婚和長女,他們獲得過1935年諾貝爾化學獎,并且兩次和諾貝爾物理學獎失之交臂(中子和正電子的發(fā)現),是當時歐洲頂級的核物理專家,他們在法國參與鏈式反應和核反應條件的研究,成功利用鈾和重水實現可控核裂變的核反應產生能量。愛因斯坦稱他為鏈式反應的主導科學家之一。但是約里奧·居里是一位和平主義者,他不使沒有幫助納粹,而目還加入了法國抵抗運動,不斷向盟國提供情報。

研制原子弾是一項規(guī)模龐大而復雜的科學研究,不但需要有高質量的科學家.而且需要有足夠數量的研究人員,德國雖然有一個很小的由頂尖科學家組成的核心群體,但是缺乏一個由足夠數量科學家組成的梯隊,尤其是精力旺盛的年輕人。在美國參加曼哈頓計劃的大部分年輕人來自于大學。在德國,二戰(zhàn)前很多大學相比美國毫不遜色,在著名物理學家諾·索未菲領導下,慕尼黑大學是當時出色的原子研究中心。1935年,索未菲準備退休,他和其他學者都想讓海森堡作為接班人,但是遇到納梓的拒絕,并且最終這個職位交給了一個納粹分子,從而斷送了這個研究中心。在大學里,納粹黨最熱衷于在青年學生中進行煽動和征兵,他們成功地鼓動了大批德國年輕的研究人員和學生到戰(zhàn)場上扛槍打仗,后方的科學研究當然也就開展不起來了。

1945,美國的曼哈頓計劃聚集了幾千名科學家和工程師,而德國因為沒有人幫忙,能投入的人力連十分之一都不到。不僅如此,德國的核計劃還遭到了歐洲抵抗組組的破壞。挪威人幫助破壞德國的重水工廠就是很好的例子。這樣一來,德國的核計劃變得遙遙無期了。

德國沒有像美國那樣搞一個目標明確、集中管理甚至集中工作的核計劃,而是把任務分配給主管科學家,讓他們各自進行。這些科研小組之間的聯系也比較少。曼哈頓計劃劃的總負責人格羅夫斯是一位講究效率的軍人,他從一開始就按照做工程的方式,而不是搞研究的方式管理這個計劃,并最終制造出核武器。德國的核研究是靠一種對科學的愛好和投有基礎的政治狂熱而開展起來的。負責人舒曼除了物理學外,興趣全在“軍事音樂”上。另一位負責人埃索開始時對核研究很熱情,后來覺得細菌武器可能見效更快,1942年以后,就轉到細菌戰(zhàn)的研究上了。在最高決策者的支持上,德國也遠不如美國,希特勘喜歡大規(guī)模殺傷性武器,但是沒有耐心,希望六個月就能用于戰(zhàn)場(這根本不可能),后來直接主管核計劃的戈林,雖然在支持飛彈研制上可圈可點,但是對核研究卻沒有真正的興趣,有人認為,如果德國及早地由軍需部長斯皮爾領導核研究的話,進展不至于如此緩慢。

著名物理學家楊振寧教授就物理學家個人對核計劃的影響問題,曾經說過這樣的話:“我覺得哈恩與海森堡都是大學者,可是他們的能力和興趣與解決設計原子彈所需要的能力和興趣是不相同的,而費米、培爾斯、泰勒,貝特、西拉德等人的能力和興趣,對解決設計原子彈過程中的問題卻特別起作用。”從這點來看,說明美國把科學家的興趣和實際的原子彈研制結合得更好,而德國人沒有做到這一點。

納粹德國在戰(zhàn)爭初期進展順利,認為勝利會馬上到來,于是將大部分生產和科研轉到直接為戰(zhàn)爭服務的軌道上,沒有做好長期戰(zhàn)爭的推備。在戰(zhàn)爭后期,戰(zhàn)事不利,又希望能靠新武器扭轉戰(zhàn)局,但德國的工業(yè)卻再也負擔不起反應堆的建造和原子彈的研制任務了。整個戰(zhàn)爭期間,全德國只有一合回旋加速器,在戰(zhàn)爭快要結束時,才在海德堡的醫(yī)學研究所開始運轉。由于試驗相當不充分,海森堡計算出的原子彈所需的臨界體積比奧本海默的計算結果(實際的數據)大很多。這種失誤讓德國人誤以為原子武器不可實現,轉而研究利用原子能提供能源。

這是一些歷史學家和大量劇作家最愛找的原因,認為包括海森堡在內的大量德國科學家在研究原子彈方面其實是在消被怠工。其中在1941年底發(fā)生的一件事情讓歷史學家和劇作家產生了元限的遐想。那次,海森堡受玻爾的邀請來到已被德國占領的丹表。玻爾邀請海森堡訪問哥本哈根的目的和后來證明的實際情況都是做學來報告。但是由于海森堡敏感的身份,以及玻爾在后來對推動曼哈頓計劃的作用,很多歷史學家都認為他們談到了原子彈,有些劇作家甚至把海森堡描繪成道德水準超群的科學,并在暗中幫助盟國。BBC曾經拍過一部電視劇,在劇中海森堡將一個寫了字的小紙條悄悄交給玻爾,暗示德國在搞原子彈。而在所有戲劇中,獲獎作品《哥本哈根》的影響最大,在劇中兩個頂級科學家討論了核反應堆,鈾裂變等等,還談到了戰(zhàn)爭時期個人為國家;履行的責任和義務等等。而事實上,根據兩位科學家后人公開的材料看,他們當時可能除了學術,什么都沒談。因為他們的會面是在納粹的嚴密監(jiān)視之下進行的。而至于海森堡,他也沒有覺得為納粹德國進行核研究有什么不對。

海森堡等人一方面或多或少地受到原子彈的道德問題的困擾,并且懷著對希特勒和具體組織者的不信任,另一方面卻努力工作,希望自已能最早造出這種武器。一些科學家還很自信地認為,如果德國造不出原子弾.其他國家就更沒有希望。19431216,蓋拉赫在給希特勒的助手的一份報告中寫道:“我確信,盡管我們得到了比美國人較少的幫助,我們目前在研究和發(fā)展方面還是比美國人領先很多?!?/span>

當美國宣布它成功地在日本投下了原子彈時,德國參與核研究的重要科學家們的反應是扱為復雜的,有反省、悔恨,也含有自我安慰。哈恩聽到這個消息后,居然神志十分不清。他說,他感到自己對這次幾十萬人的死亡負有責任,因為有了他最初的科學發(fā)現,原子彈才有可能被制造出來。他還對邁特納說,當他最初看出自己的科學發(fā)現的全部潛在可能性時,他曾經想要自殺?,F在這些可能性都已成為事實,他感到自己應該受到責備。對于許多戰(zhàn)時參與過核研究的德國科學家來說,在知道別人已經成功地完成了他們沒做成的工作之后,痛苦的心情總是自覺或不自覺地困擾著他們。海森堡悲嘆自己沒有為德國的核計劃貢獻出馮·布勞思貢獻給V-1V-2火箭一樣多的力量,他說:“如果我們這些進行過這方面工作的教授,連他們是怎樣獲得成功的都搞不清楚,我認為這是恥辱。”就是在這樣非常矛盾的心理狀態(tài)下,德國科學家們度過了他們的二戰(zhàn)時光。而同時期在美國的科學家,都一致認為他們是在為終結希特勒這個獨裁者的崇高目標而工作的,兩邊的士氣和積極性立見高下。

在二戰(zhàn)期問,原子彈這種人類歷史上最厲害的武器研制在兩個敵對的陣營內獨立進行著,并以德國的失敗和美國的成功而告終。這對德國的科學家們來說可能是一個恥辱,但對于整個世界來說,則是一大幸事。

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