1940年3月，当一位法国银行家向诺什克水电公司主管明示重水在军事上的重要意义时，距德国人进攻挪威仅还剩不到一个月的时间。法国人表示，他可以将所能集中到的全部库存重水免费运往法国。挪威人同意了，免费货轮成功驶抵法国港口。后来在法国遭到德国进攻时，这批重水又被转运往英国。65
德军于4月间占领挪威后，德国陆军总司令部（Oberkommando der Heeres，OKH）委派法本集团的奥斯特（Oster）博士作为专员前往诺什克水电公司，他的使命是查明该企业的重水储存量和目前产能。但奥斯特所汇报的结果却颇令人失望：“少许零星迹象显示，重水已被装船运往西方集团国家，据我们猜测，他们对重水的利用意图与我们是同样的。” 66
正文 三、万事开头难（3）
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在重水生产过程中，浓缩的第一阶段总是非常困难的，因为数量庞大的普通水在这个阶段要被加工处理。以经济预期的理由评估，在德国实现通过电解法生产重水的全套步骤似乎是不可能的。67尽管是这样，在“铀项目”启动的第一个月里，陆军军械局已经开始考查在德国境内生产重水的可能性。普通水的分馏蒸馏法是最为简单实用的途径，但若要得到成品，巨大的蒸馏塔设备是必不可少的。一座15米高的蒸馏塔，每日的产量也不过很少的几克重水而已。日后回想起来，如果军械局确定使用这个方法获取重水，还是能够收到相当效果的，几乎任何一家具有规模的德国化工厂都可以建造和运行这样一个系统。或许竞争的想法扮演了一个角色，军械局放弃了分馏蒸馏法，因为通过如此途径获得重水的周期过于漫长了。这样看来，克劳修斯希望将他与林德公司共同开发的工艺流程变成资本是可以理解的，汉堡小组也是这个思路。
战争开始阶段，在陆军军械局的日程表上，重水的生产工艺问题并没有被列为“享有特别优先权”。因为当挪威的重水生产工厂正在发挥功能的时候，为什么还要花费大笔金钱在德国建造新的工厂呢？
2关于回旋加速器建造的难题
就粒子加速器而言也是同样情形。加速器的建造对于核物理学基础研究是极端重要的，但显而易见的是，德国人落在了后面。在美国，已经建成和正在建造的回旋加速器就超过了30台。而在德国，尽管有同样多的充满了憧憬的雄心勃勃的计划方案，但实际存在的回旋加速器还一台也没见到。不同的计划制订者都坚持要求享有一种特权待遇，并且围绕紧张的资金供应问题而争吵不休。
回旋加速器局部配套散件的重要制造商是西门子公司，而加速器整体发展思路也集中于古斯塔夫•赫兹及其同事维尔纳•许策（Werner Schuetze）的西门子实验室。军方对回旋加速器的建造也很感兴趣，鉴于无法参与到已经开始实施的项目中，陆军军械局便横下决心，发誓要拥有自己的加速器，并将其命名为“高电压发生装置-S”，从表面上看，它就是一台高压发电机，而隐藏在这个名称后面的，则是配备有重达270吨磁体的大型回旋加速器。
正文 三、万事开头难（4）
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在战争开始后的很短时间里，邮政部也获委托建造两台回旋加速器，而这却招致了那些面对同样相关原子物理学复杂问题的其他特定研究群体的不满和怨恨。回旋加速器项目落户邮政部，使帝国军备部、西门子公司，还有威廉皇帝学会新任主席阿尔贝特•弗格勒，无不有一种处境尴尬之感受，惟恐自己的项目计划被抛在后面，可是他们也在犹豫踌躇，避免对邮政部进行公开的批评，因为他们已经听说了希特勒曾为奥尼佐格“背书”这件事。68
希特勒先后数次到坐落于小马赫诺的帝国邮政部研究会，以及位于米尔多夫的“特别物理学问题办公室”新建筑进行视察。奥尼佐格对这种如同“搬上舞台展示”的视察内涵意义十分明白。每次当元首莅临之际，他都令左右随员退后，亲自陪同希特勒，单独漫步穿行于最新的研究测试设备之间。在整个过程中，即使是希特勒的军事副官，未经允许也不得擅自进入实验室。自始至终，希特勒都握着奥尼佐格的手。向邮政部长挑战的那些竞争对手不再公开与他作对了，弗格勒则改弦更张，建议邮政部的研究项目应该与军备部和西门子公司享有同等的“国民待遇”。
鉴于同西门子和军备部的合作问题搁浅，奥尼佐格便另辟蹊径，与奥地利的埃林公司（Elin Company），还有波希米亚（Bohemian，即捷克）的一些企业，如切拉科维采（Celakovice）的福尔曼（Vollman）、斯拉夫无线电设备（Radioslavia）及克日热克（Krizik）等公司，建立起了协作关系， 69这些企业为邮政部提供回旋加速器的设备和装置。
因为是建造德国第一台可实际运行的回旋加速器，对于奥尼佐格而言这或许更是个声望问题。研发规则的严重失调和卑鄙的嫉妒心困扰着整个加速器项目，最后，直到1943年终，只有海德堡的博特的回旋加速器进入准工作状态。
就如同重水和铀研发的情况一样，似乎是通过德国人战场上闪电般的胜利而为回旋加速器难题寻找到一个解决方案。陆军军械局得到情报，在巴黎有一台“半成品”回旋加速器，那是由瑞士的厄尔利康公司（Oerlikon Company）为法国人造的，目前只完成了一半。舒曼和迪布纳立即赶到巴黎查看了这台加速器，此外又阅读了被查抄的法国军队和秘密情报机构的研究档案。战争同样使法国人也不得不放弃了反应堆试验，否则的话，他们大概将首先建造出一座“自激式”反应堆。巴黎的反应堆球体表面由颗粒质地构成，而将天然铀填入反应堆体内部的设计概念，则留下了明显的法兰西人的痕迹。整整过了两年，迪布纳又重新拾起了法国人的设计概念。
正文 三、万事开头难（5）
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舒曼必须要决定，巴黎的研究机构现在应当做些什么事。最初，他抱有一种想法，就是将巴黎的回旋加速器拆成散件运回德国。但这种分解过程是异常复杂困难的，因为加速器巨大笨重的磁体被安置在研究所下面的地窖里。此外，拆卸行为无疑是火上浇油之举，唯一的后果就是使与法国科学家已经呈紧张状态的关系更趋紧张。70于是，舒曼与约里奥-居里达成了一个妥协：回旋加速器不会被迁移到其他地点，法国人必须要与德国科学家一起承担使加速器运行准备就绪的义务，并允许德国人使用它进行非军事目的的试验。瓦尔特•博特负有管理巴黎回旋加速器科学事务的责任，他自己在海德堡的回旋加速器项目的设计进展已经超过了竞争对手的方案。博特将助手沃尔夫冈•根特纳（Wolfgang Gentner）派往巴黎。有好几次，在危险的情形下，他都对他的法国同事给予了支持。
1942年早期，配置有7兆电子伏性能的巴黎回旋加速器进入连续运转的状态，与之所配套的中子源远比“铀俱乐部”的要强大很多。首先的一项工作，是为奥托•哈恩研究小组进行铀和钍合成物辐照测试。
1941年8月，两名来自亨舍尔飞机制造公司的工程师“拜访”了约里奥-居里的研究所，由赫伯特•瓦格纳教授安排的这趟旅行，目的是为了获取急需的关于回旋加速器方面的知识。他们与埃里希•巴格讨论了所得到的结果，当时巴格也不时指导一下巴黎回旋加速器的后续建造工作。两位工程师在备忘录中写道：“美国人、英国人和法国人正在就从裂变反应过程获取能源这个未开发领域而坚持不懈地持续勤奋工作，目的就是要使他们在这方面占有一席之地以避免被排挤出局。终将有那么一天，他们会给我们一个惊奇，那便是作为推进动力的铀动力反应堆和携带铀炸弹的作战飞机。所要着重强调的是，这种形势已经明确无误地显示出来了，现在应该是在德国建造回旋加速器和展开大规模原子能物理学应用研究的一个适宜时机。” 71
巴格向到访的工程师说明了德国科学家与约里奥合作的问题，并断言他不够可靠，在他的研究所进行铀裂变的试验也是不安全的，这些试验应该在德国境内秘密完成。巴格还认为，时至今日在德国仍然没有一台回旋加速器，真可谓是个“奇耻大辱”，德国人在这个领域的落后可被视为是灾难性的。他坦率地向亨舍尔公司的工程师提出要求，回旋加速器的建造管理权应该划归帝国航空部和陆军军械局，设立一个由德国中央政府控制的“帝国核物理学研究院”看来是值得的。唯有通过设立这样的高层级机构，才可以使研究工作得到保证，还会避免这项研究陷入一种“处于使人茫然并过于抽象的领域和定位远离任何应用可能性”的出现。
正文 三、万事开头难（6）
:2010-6-26 8:28:55 本章字数:1263
这两位来自亨舍尔公司的同事，如同到达时的“突如其来”一样，离开时也是悄然无息，他们“销声匿迹”了。稍后一些时间，出现了某些关于亨舍尔公司涉足核物理领域的零碎传闻。无论如何，他们那趟旅行与当前传闻之间多少还是有些因果关系。在帝国航空部，人们开始对用粒子轰击原子核的“原子核分裂装置”产生了兴趣。
此后，德国空军找到了一条自己的途径，而这时巴黎研究所的紧张情形还是依然如故，法国人和德国人为了轮流交替使用回旋加速器而经常发生摩擦，相互之间从来没有建立起信任的关系。72此外，德国科学家中也同样存在着紧张关系，在1942～1944年间，无论哪一项由德国科学家进行的工作，都从未被确切了解过。战后，参与者都说他们从事的是基础研究，但是这也可以被假设为，在德国范围内，这些科学家在“研究之战”的前线，为达到最出色的中子源的供应目标而进行努力，那是陆军军械局和帝国研究委员会所关心的成果。如果服务于军械局的科学家们希望就关于第93号元素镎（neptunium，符号 Np）和第94号元素钚（plutonium，符号 Pu）的特性有更为确切的发现，那么不管怎样，他们在巴黎还有从事这项工作所必需的粒子加速器。
奥托•哈恩的学生与共事者、放射化学家库尔特•施塔克（Kurt Starke）于1940年发现了第93号元素，他对更多的铀后元素的搜寻研究工作随后却被奥托•哈恩给阻止了。1943年1月，同样的工作在约里奥的研究所开始进行，那是德国陆军军械局委派的任务。在那里，约里奥希望得到“铀俱乐部”的允许，进行通过照射铀合成物重获裂变产物的试验。
3第一次反应堆试验
战争最初几个月，在“铀俱乐部”研究工作中占据中心位置的还是理论探索，这一点可以从1940年底提交的65份独立研究报告中得到证实。建造铀反应堆无疑是有益的，实施过程中的重要理论计算问题，由卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克、卡尔-海因茨•赫克和保罗•米勒（Paul Mueller）在柏林威廉皇帝物理研究所完成。1940年春天，他们推荐用氧化铀和重水建造一座层式反应堆，普通水或覆盖以人工合成的石墨可以被作为中子反射体。
氧化铀的供应短缺情况依然如故。1939年底，陆军军械局转而向柏林奥尔公司求助，并委托该公司生产1吨纯度极高的氧化铀。鉴于保密缘故，从那时起，凡提及这种物质时均以“制备物-38”相称。奥尔公司研究实验室主任尼古劳斯•里尔想在几周内就建起一座铀处理工厂，从那里能够提炼出沥青铀矿氧化铀。1940年1月，氧化铀被第一次送往军械局，这种材料的大部分都留给了海森伯格和博特。然而结果却证明，氧化铀并非最佳的原材料，它含有微量的硼（boron，第5号元素，符号 B），那是一种中子的吸收体。此外，因为“制备物-38”含有毒性，处理这种材料是件既艰巨又危险的业务。
正文 三、万事开头难（7）
:2010-6-26 8:28:57 本章字数:1001
当柏林、海德堡和维也纳的同僚在不停地进行计算的时候，保罗•哈特克不可能总是坐在他的书桌后面等待，他想立刻寻找出一条实验的途径。从海森伯格关于“一次链式反应会随着温度上升而衰减”的假设出发，哈特克提出了相反的结论：链式反应适合于较低温的环境。1940年4月，他向梅泽堡（Merseburg）的洛伊纳（Leuna）氨水工厂主管厂长保罗•黑罗尔德（Paul Herold）展示了他关于试验性反应堆的设计概念。哈特克想要将氧化铀嵌入干冰（固态碳酸）中，并将采取中子源中央放置的布局。黑罗尔德提供了可以安排实验使用的干冰，并且没有收取费用。但是，哈特克所缺少的还是铀。据他的推测，若想要使试验获得成功，180千克的氧化铀是不够用的，可就是这个数量，还是他费了半天劲才搞到手的，只能试试看了。但是，试验的测量结果显示，没有出现中子增殖。
哈特克坚持用大量的铀和干冰进行反复实验，在1940年的夏天，他成功取得了突破，碳不是理想的减速剂，但是完全是有帮助的。战后他认为，他的试验性反应堆在测试过程中没有实现中子增殖，这个结果对于他自己而言应该是幸运的。他对他的学生们解释说，如果他的干冰反应堆测试数值达到足够实现链式反应的临界水平，那么他今天大概也不会站在他们的面前讲话了。73准确而言，哈特克忽略了反应堆控制装置。
4如何同样获得炸弹原料？
“铀俱乐部”成型之后，关于从天然铀中提取同位素铀-235的研究工作即刻投入运行。就技术层面而言，铀-235的分离和浓缩是一项异常艰巨的事业。直到当时，在广阔的世界上，除了氢的同位素分离之外，尚找不到大规模的同位素被成功离析的方法。
由克劳修斯和格哈德•迪克尔（Gerhard Dickel）所开发的热扩散法被寄予了最大的希望。最初的时候，他们的分离装置——后来被称为“克劳修斯-迪克尔分离管”——也就是一支玻璃管和一个被预先缠绕在管子上的电热圈。
迪布纳委托汉堡小组开展同位素分离研究，并将其作为一个要重点解决的难题，于是威廉•格罗特开始进行分离方法的比较研究。除了克劳修斯-迪克尔分离管之外，还有古斯塔夫•赫兹在他二十几岁时发明并一直被应用的气体扩散法。然而，赫兹不属于“铀俱乐部”的成员，因此他没有被邀请。
正文 三、万事开头难（8）
:2010-6-26 8:28:58 本章字数:1087
格罗特和维尔茨倾向于分离管，他们认为这种扩散法是可行的，但是因为每个分离步骤的浓缩量太少而被拒绝了。仅在稍后，气体扩散法的价值不仅在德国被提升了，而且在美国和苏联也是一样。现在没有人去理会它的巨额成本了，为了实现铀-235的大量技术提取，世界上两股伟大的力量都使用了这个方法。
关于最适合减速剂以及重水生产方法的探索问题并未开展广泛调查研究，最为主要的是花费昂贵的运作过程没有被进一步深入论证。同样的延缓也存在于基础研究的阶段，在依然不完善的试验方法的大规模技术转化困难面前，他们望而却步了。还有，在配置问题上，“铀俱乐部”可以使用的资产财力只是有限度的，军械局认为，在这些科学家能够显现成功迹象之前，不必为他们追加预算。在舒曼看来，直到当时为止，“铀俱乐部”所有取得的成果似乎是与“放射能”一样无形的。
1941年2月，哈特克和他的同事约翰内斯•延森（Johannes Jensen）74向陆军军械局提交报告称，经过判断，他们对使用分离管进行铀-235分离方法的前景持非常肯定的态度，然而这份宣布成功的报告却是个并不成熟的“早产儿”，问题始终未得解决。1941的夏天，哈特克不得不负起了失败的责任。
“铀俱乐部”首次科学讨论会的精心筹备者埃里希•巴格，曾就一种新的接近解决问题的办法进行过考虑，他还设计了一个被他称为“同位素定位器”的分离装置。迪布纳感兴趣的是与这个装置相关的方法所具有的价值，他将巴格从莱比锡接到柏林，再安排他进入威廉皇帝物理研究所。1941年底，研究所的实验工场开始了“同位素定位器”的制造。
5另一方：美国人和苏联人的反应
德国是建立了铀研究团体的唯一国家，而这个可发挥作用研究团体又被置于军方主导之下，因此在战争开始前的短暂片刻，德国科学家在铀研究领域还是处于优势地位的。此外，德国又将欧洲最重要的约阿希姆斯塔勒铀矿占为己有，1939～1940年间的“闪击战”大获全胜之后，德国国防军的巨大优势迅速蔓延膨胀。德国人没收征用了比利时矿业联合公司的铀库存，还提升了在挪威的重水生产能力，专注于实现既定目标。他们现在还可以将巴黎的回旋加速器派上用场，而那是占领者可以随意使用的。与此同时，理论方面的准备工作也在进展之中。
但是也存在一些妨碍的因素。除了诺什克水电公司附属工厂的重水产量第一次被提升、巴黎的回旋加速器与法国科学家每周一次地轮流交替使用之外，建造更多回旋加速器的计划方案，依然未超出在办公室的议事阶段。
正文 三、万事开头难（9）
:2010-6-26 8:29:00 本章字数:1208
在依然远离战争的美国，德国人制造原子弹的危险并没有被引起足够重视。对酝酿中的威胁率先发出迫在眉睫的警告的，是那些从轴心国出走的犹太移民，至关重要的推动作用来自物理学家莱奥•齐拉特（Leo Szilard）、欧根•维格纳（Eugene Wigner）、爱德华•特勒（Edward Teller）、维克托•魏茨科普夫（Victor Weisskopf）和恩里科•费米（Enrico Fermi） 75。而费米在致美国海军部（American Navy Department）的信函中已经提出了原子弹的可能性问题，时间是1939年3月17日。但是，没有人理睬他们的警告。
在那之后，费米和齐拉特、维格纳一起拜访了阿尔贝特•爱因斯坦（Albert Einstein）76，并请他出面助一臂之力。1939年8月2日，他们给富兰克林•罗斯福（Franklin Roosevelt）总统写了一封信。在这封由爱因斯坦署名的著名信函中，物理学家们郑重警告：铀炸弹将毁灭地球上所有的城市！他们并且指出，德国人已经在着手发展这种极可怕的新式武器。这次罗斯福总统做了出反应，他指定成立一个研究铀问题的顾问委员会，但是随后也就没有什么下文了。77
失望的科学家并没有放弃，他们于1940年3月7日又给罗斯福写了第二封信，爱因斯坦也同样签了名。在这封信中，他们向美国总统传递了如下信息：德国已经在极其保密状态下，于柏林威廉皇帝物理研究所启动了铀的研究。同时，类似的情报也被送到英国伦敦，流亡科学家奥托•弗里施和鲁道夫•派尔斯（Rudolf Peierls）发出了带有责备性的呼吁，他们写了两份简短的、有关德国人在制造一种“超级炸弹”的备忘录，其中明确指出，唯一的防御手段就是自己也开发这种炸弹。弗里施和派尔斯的备忘录使英国政府官员震惊不已。
苏联也在就核裂变发现以及由其所引起的可能后果问题进行讨论。78然而，这个国家在转向新领域所必需具备先决条件方面是明显不能令人满意的，自从20世纪20年代以来，苏联的整个科学体系被迫受制于一种高压统治之下，在少数苏维埃思想家的观念里，“无产阶级大众物理学”与“资产阶级庸俗物理学”是水火不容、势不两立的对立面。许多苏联核物理学家都被怀疑“在意识形态方面不可靠”，综合大学和研究机构里充斥着恐怖的气氛。尽管如此，一些年轻物理学家并没有气馁，他们在列宁格勒（Leningrad）组成一个以伊戈尔•库尔恰托夫为核心的研究小组。库尔恰托夫的学生格奥尔基•弗廖罗夫（Georgij Flerov）和康斯坦丁•彼得扎克（Constantin Petrzak）在实验研究中发现了铀的自发裂变现象79。
正文 三、万事开头难（10）
:2010-6-26 8:29:01 本章字数:454
在强烈的求知欲驱使下，弗廖罗夫渴望了解他那些西方同行对这个现象的发现做何反应，于是便将铀的自发裂变发现问题写成论文，在《物理观察》（Physical Review）上发表了。但是，让他感到惊讶的是，任何反应迹象都没有出现。凭着一种非凡的判断力，对于这个如同在薄雾中时隐时现的不祥之兆的幻影，格奥尔基•弗廖罗夫意识到，他的那些专业同行的沉默，恰恰意味着铀研究被宣告与军事秘密有关。
在莫斯科，通过一个关于“铀”研究事务任命出台的形式，披露了官方对上述问题有所关注的反应，然而在1940年11月却遇到了一些挫折和倒退。在一次重要的科学讨论会上，库尔恰托夫呈上一份工作计划，他认为“在可以预见的未来建造一座重水反应堆”是具有可能性的。但是，苏维埃物理学界的“祭司”们对该计划的具体内容却采取了什么都不想知道的态度。鉴于欧洲战火已燃，如果将资源投放到这样一个表述暧昧、目标含糊的方案中，那将是一个错误。他们认为，对于核技术的掌握，是下个世纪才应该考虑的问题。
正文 一、“一条直接获取炸弹之途”（1）
:2010-6-26 8:29:02 本章字数:1351
