1945年8月6號(hào),美國在日本廣島投放那個(gè)原子彈,當(dāng)時(shí)這顆原子彈給世界范圍帶來了極大的震驚。在30年代末的時(shí)候,當(dāng)這個(gè)德國法西斯發(fā)動(dòng)第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候,希特勒就曾經(jīng)說過,說如果我失敗,那么全世界將為我陪葬。那么這句話很多人把它理解成希特勒手里邊擁有這種大規(guī)模的殺傷性武器,有可能最后玉石俱焚的時(shí)候,他把它拿出來。 我們先來看看原子彈從理論到武器的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),尤其是到了后期,你可以把它看成是一場法西斯和反法西斯科學(xué)家驚心動(dòng)魄的賽跑。 第一個(gè)時(shí)間點(diǎn),當(dāng)然是1905年,愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能方程 E=mc2,他實(shí)際上告訴了人類宇宙中最多的能量在哪里。但是在接下來的30年里,物理學(xué)界對(duì)這件事沒什么反應(yīng),就連愛因斯坦自己也覺得要想將物質(zhì)質(zhì)量中的能量利用起來,簡直是天方夜譚。 1938年底,德國放射化學(xué)家哈恩和團(tuán)隊(duì)在無意中發(fā)現(xiàn)了核裂變,在清理核裂變的生成物時(shí),發(fā)現(xiàn)生成物的質(zhì)量比最初少了一點(diǎn)點(diǎn)。哈恩將這個(gè)結(jié)果以信件方式告訴德國科學(xué)家邁特納。 1939年,邁特納等人對(duì)這損失掉的一點(diǎn)點(diǎn)質(zhì)量給出了理論解釋,認(rèn)為它們確實(shí)像愛因斯坦預(yù)言的那樣,轉(zhuǎn)化成了能量。于是,德國的科學(xué)家就開始考慮能否利用核裂變做炸彈。比賽正式開始,可以說德國科學(xué)家已經(jīng)領(lǐng)先了。 1939年初,丹麥物理學(xué)家玻爾到美國訪問,在美國的首都華盛頓做了一個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告,介紹了核裂變成功的消息。當(dāng)時(shí)參加報(bào)告會(huì)的有大約50名科學(xué)家,他們很多來自于離華盛頓不遠(yuǎn)的約翰·霍普金斯大學(xué),聽到這個(gè)消息后,大家下午趕回到霍普金斯的實(shí)驗(yàn)室,連夜做了核裂變的實(shí)驗(yàn),并且獲得了成功,證實(shí)了核裂變有可能產(chǎn)生巨大的能量。 另外,來自紐約哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家也連夜趕了回去,告訴了當(dāng)時(shí)正在那里工作的著名物理學(xué)家費(fèi)米,費(fèi)米也馬上做了核裂變的實(shí)驗(yàn)。至此,美國的科學(xué)家和德國的科學(xué)家處在了同一起跑線上了。 接下來,來自歐洲的物理學(xué)家西拉德意識(shí)到如果讓德國人先造出原子能武器,結(jié)果將是災(zāi)難的,于是他起草了給羅斯??偨y(tǒng)的密信,告訴總統(tǒng)美國必須搶在德國人之前擁有這種武器。西拉德覺得自己的分量還不夠,于是說服他的老師愛因斯坦在他起草的信件上簽名,那就是著名的愛因斯坦-西拉德致羅斯福的信件。 很多書中渲染這件事是美國造原子彈的開始,其實(shí)當(dāng)時(shí)美國僅僅開始了小規(guī)模的學(xué)術(shù)研究,因?yàn)榭偨y(tǒng)批準(zhǔn)的科研經(jīng)費(fèi)只有6000美元,為德國同期經(jīng)費(fèi)的1/20。 美國真正下決心研制原子彈是在1941年12月7日珍珠港事件爆發(fā)后。11天后,美國原子能委員會(huì)就召開了第一次會(huì)議。除了前面提到的那幾位著名的物理學(xué)家,美國當(dāng)時(shí)幾乎所有重量級(jí)的物理學(xué)家和學(xué)術(shù)界領(lǐng)袖都參加了。 隨后的事情很有趣,羅斯福任命了非常會(huì)搞工程建設(shè)的工程兵負(fù)責(zé)人格羅夫斯擔(dān)任項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,他最初的辦公室在紐約曼哈頓,“曼哈頓計(jì)劃”因此得名。而格羅夫斯在康普頓等人的推薦下,任命了在政治上頗有爭議的奧本海默擔(dān)任技術(shù)總負(fù)責(zé)人。這兩項(xiàng)任命成為了后來曼哈頓計(jì)劃成功的關(guān)鍵。其原因我們后面再講。 1942年12月2日,距珍珠港事件過去不到一周年的時(shí)間,費(fèi)米就領(lǐng)導(dǎo)建成了人類第一個(gè)核反應(yīng)堆,他親自操控反應(yīng)堆,這個(gè)功率不到一瓦的反應(yīng)堆成為了今天所有核電站反應(yīng)堆的鼻祖。另外順便說一句,費(fèi)米等人當(dāng)時(shí)并不知道放射性對(duì)人體巨大的危害,那一批核物理學(xué)家(包括費(fèi)米)后來都在年紀(jì)不大時(shí)死于了癌癥。 在與德國的競賽中,時(shí)間過得很快,美國科學(xué)家的進(jìn)展也是飛速的。僅僅過了兩年零八個(gè)月,第一顆原子彈試爆成功。不到一個(gè)月后,另外兩顆原子彈“胖子”和“小男孩”被用于了對(duì)日作戰(zhàn)。 當(dāng)美國已經(jīng)開始生產(chǎn)原子彈這種武器時(shí),德國人的進(jìn)展如何呢?這也是當(dāng)時(shí)美國曼哈頓計(jì)劃的負(fù)責(zé)人格羅夫斯最想知道的。 1944年,隨著美軍攻入到德國本土并且找到了一些德國核物理學(xué)家,看到了非常簡陋的核設(shè)施,才知道德國的核研究離實(shí)用還差得很遠(yuǎn)。但是美國人還不放心,他們堅(jiān)持要找到德國核計(jì)劃的負(fù)責(zé)人之一的海森堡,因?yàn)楹ε滤难芯糠浅S型{。 最后美軍如愿以償了,不僅找到了海森堡,而且看到了他的核設(shè)施,就是下面這張圖。我估計(jì)你看完后會(huì)驚訝不已——這個(gè)破罐子就是海森堡的核設(shè)施? 事實(shí)就是如此,海森堡的核裝置就這么簡陋,當(dāng)時(shí)美軍看到后也是驚訝不已。但是讓他們更驚訝的是,海森堡居然還以為德國的工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于美國。 接下來就要講我們今天的重點(diǎn)內(nèi)容了,德國人為什么沒有造出原子彈,而且研制水平相比美國那么落后? 首先要說明的是,從某種意義上講,不是德國人太慢,而是美國人太快。從發(fā)現(xiàn)核裂變到原子彈的使用,不過是六年零八個(gè)月的時(shí)間,這在從科學(xué)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換歷史上太過迅速了。即使是在今天,一項(xiàng)應(yīng)用科學(xué)研究成果變成產(chǎn)品,通常還需要20年時(shí)間呢。如果給德國科學(xué)家20年時(shí)間,他們應(yīng)該也能造出原子彈,他們的進(jìn)度屬于正常,但是在戰(zhàn)爭期間需要?jiǎng)?chuàng)造奇跡。 事實(shí)上在曼哈頓計(jì)劃開始之前,包括玻爾在內(nèi)的人都覺得美國造不成原子彈。玻爾講,“這(指原子彈)絕不能實(shí)現(xiàn),除非將美國變成一個(gè)巨型工廠”。但是玻爾忘了,二戰(zhàn)時(shí)美國還真就是一個(gè)大工廠。當(dāng)時(shí)連IBM都能制造機(jī)槍,還有什么不能做的。 第一個(gè)是關(guān)于勞倫斯為了濃縮鈾(和钚)建造的超級(jí)回旋加速器。它的體積巨大,需要近萬噸銅導(dǎo)線,但是當(dāng)時(shí)美國已經(jīng)把幾乎所有的銅用于了戰(zhàn)爭,拿不出這一萬噸銅。最后勞倫斯說服了政府拿出國庫中的一萬噸純銀取代銅做導(dǎo)線。 另一個(gè)是關(guān)于核反應(yīng)要用的減速劑。當(dāng)時(shí)德國是用重水做減速劑,產(chǎn)量就是幾百公斤,最多的時(shí)候不過儲(chǔ)存了一噸,還被英國炸毀了。美國是用純石墨,它和重水效果相當(dāng),制造成本也極高。在美國,僅費(fèi)米建設(shè)那個(gè)小型試驗(yàn)反應(yīng)堆,就用了400噸純石墨。1噸和400噸,這是沒法兒比的。 其次,不是把物資堆積起來,人員都安排到崗,原子彈就能自動(dòng)產(chǎn)生的。能夠組織起這么大的工程是一個(gè)本事。這就要說說格羅夫斯了。格羅夫斯今天為人所知是因?yàn)槁D計(jì)劃,但是在此之前他最大的成就是建造了當(dāng)時(shí)人類歷史上最大的單體建筑五角大樓,這個(gè)紀(jì)錄直到幾年前才被成都新世紀(jì)環(huán)球中心打破。因此,你可以把格羅夫斯理解為當(dāng)代造金字塔的人,而羅斯??瓷纤木褪沁@一點(diǎn)。 事實(shí)證明,格羅夫斯從找鈾原料開始,就顯示出非同尋常的工程組織和管理能力。當(dāng)然,曼哈頓計(jì)劃里面有很多科研工作要做,從核爆炸的臨界體積計(jì)算到核材料的濃縮等等,因此需要一個(gè)科學(xué)和工程的負(fù)責(zé)人。這個(gè)人需要有足夠高的理論水平同時(shí)知識(shí)廣博,讓當(dāng)時(shí)眾多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者服氣,還需要有領(lǐng)導(dǎo)能力,對(duì)武器還要有所了解,因此很難找。 格羅夫斯很幸運(yùn)地找到了奧本海默。奧本海默精通物理學(xué)幾乎每一個(gè)領(lǐng)域,而且是他完成了原子彈的理論計(jì)算,同時(shí)他對(duì)化學(xué)、金屬學(xué)、武器和工程制造有全面的了解。更重要的是,雖然軍方一直懷疑他的忠誠,但是格羅夫斯對(duì)他非常信任,言聽計(jì)從。 |
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