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第二章 核反应堆试验

作者:德-赖纳·卡尔施/海科·彼德曼 当前章节:15444 字 更新时间:2026-6-7 08:45

一、“一条直接获取炸弹之途”

1“捷径”:从增殖反应堆到钚炸弹

1940年,美国和德国科学家都在搜寻第93号元素的踪迹。为将这个意图变成现实,美国物理学家埃德温•麦克米伦(Edwin McMillan)和菲利普•埃布尔森(Philip Abelson)使用安置在加利福尼亚大学伯克利分校(California University,Berkeley)校园内的小型回旋加速器,进行了中子轰击微小铀粒子的实验。他们在这年春天的实验研究测试中确定,铀核在裂变过程中产生了第93号元素(镎)。麦克米伦甚至怀疑还有一种更新的元素存在。然而对于这个假设中的第94号元素(也就是后来为人们所知的钚元素),他却没有能够发现更多的证据,可是实验研究的结果却是爆炸性的。

当美国人对外界公布他们的发现物时,可把英伦三岛上的人们吓出了一身冷汗。但是,伦敦方面从华盛顿得到的回应却是,铀研究在军事领域应用的可能性微乎其微,可以说几乎是不存在的,人们没有必要为此项发现而担惊受怕。实际上,英国人对于铀的信息了解还要多一些。一段时间以来,关于德国人搞了个所谓“铀俱乐部”之事,他们也听到零星的小道传闻,并对此抱有非同一般的关切。只是到了1940年6月15日之后,美国方面才决定,以后不再公布涉及铀研究的进一步实质资料了。1 但是已经太迟了,这个引人入胜的消息首先被卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克“偶然地”获悉。不管怎么说,这则科学发现的信息已经被扩散出来了。1940年5月,威廉皇帝化学研究所的库尔特•斯塔克公布了他的系列实验结果,向世人展示了第93号元素(镎)的存在。一个月之后,奥地利物理学家约瑟夫•申特尔迈斯特(Josef Schintlmeister)和弗里德里希•赫尼格(Friedrich Hernegger)也“意外地”与这个元素“巧遇”,可是他们并没有大肆张扬,所以实验结论未引起太多注意。

冯•魏茨泽克的随后所为,可与谨言慎行的奥地利同行大不一样,1940年7月17日,他起草了一份题目为《从铀-238获取能量的可能性》的报告,写了满满5页纸。恩里科•费米、伊蕾娜•约里奥-居里(Irene Joliot-Curie)和让•弗里德里克•约里奥-居里、奥托•哈恩及其他人已经确定,这个半衰期仅为23分钟的元素产生于天然铀被中子轰击的过程中。冯•魏茨泽克认为,这个铀的同位素还将有更进一步的蜕变,从美国人的研究成果推论,他考虑到这个新的元素应该(在元素周期表中)有个位置,于是将其称为“准铼”(Eka Re),意味着这个元素在元素周期表中的位置在铼(rhenium,第75号元素,符号 Re)之上。冯•魏茨泽克现在所思考的问题是,“准铼-239”(即镎)或许将能够产生像铀-235一样的裂变?与从技术上角度看极端奢侈昂贵的纯铀-235的提取过程相比较,这个新元素也肯定可以在一个反应堆内部被生产出来。

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然而,冯•魏茨泽克在关于镎的获得和蜕变过程走向终点的假定上出了问题。实际上,伴随着其他中子被俘获之后,镎蜕变为另外一种与原子序数为94的钚元素一致的产物。麦克米伦和埃布尔森在6月间出版发行的《物理观察》上撰写了第二篇论文对此进行了解释,这种元素是镎的代替物,是一种较容易裂变的物质。随后在1941年2月,已经接手麦克米伦实验方案的格伦•西博格(Glenn Seaborg)取得了成功,他使用伯克利的回旋加速器进行实验研究时,在所得到发现物中有明显的钚元素。

至于冯•魏茨泽克是否获悉了上述实验的某些相关情况呢?我们无从知晓。不管怎样,其间他同样得出正确的理论结论,阐述了他的想法。自此以后,他也注意到了作为核物理学领域的一种重要新元素——第94号元素。

冯•魏茨泽克将经过修订的报告副本分别送给维尔纳•海森伯格、卡尔•维尔茨和库尔特•迪布纳。关于第94号元素的三个潜在应用问题被提出来讨论。冯•魏茨泽克认为,在可以预见的未来,核动力驱动火箭基本上是存在可能性的,“根据当前的实验情形,一座热力反应堆和一种爆炸物同样可被视为另两条紧迫的应用发展途径”。关于“热力反应堆”,正如他所解释的那样,某种额外的和化学离析的高效物质将会被从中提取出来。因而,他的兴趣视点投向了陆军军械局:“最适合的高效物质可被应用于诸如爆炸物方面,其所释放出的能量值,具有超过当前现有的爆炸物大约10万次的能量释放威力。这种爆炸物的生产,要依赖于建造热力反应堆或是有效的同位素分离装置。” 2

对于冯•魏茨泽克这份内容多少带有既耸人听闻又哗众取宠意味的报告,迪布纳的反馈是将它给“压下了”,没有再被传阅。作为负有军事责任的个人,他现在理应竭尽全力,争取所有可以争取到的可能“捷径”,朝着获得一件核子武器的目标疾步行进,上面所言即是这样一条由“增殖反应堆通向到钚炸弹”的途径。但是,为什么直到此时仍未对他的上级指出来呢?只是因为柏林、海德堡和莱比锡的那些小规模档次的测试计划,依然没有显示出能够俘获更多中子的结果。在那个时刻,对于那些著名大学者们的研究实验工作,迪布纳依然抱以一种诚惶诚恐的态度而远远地注视着。毕竟,把握研究工作进程节奏的人,是他们,而不是他。

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以德国人的视角观察,当冯•魏茨泽克刻不容缓地写下他那份具有里程碑意义的文献时,战争进程的天平在向德国人倾斜,映入世人眼帘的前线战事,是一幅国防军高歌猛进、捷报频传的辉煌画卷。到1940年夏季,在欧洲与德国顽固对峙的只剩下了已被逐出大陆的英国人。从陆军军械局的观点看,当1939年德国与苏联签订《互不侵犯条约》3 之后,对“铀项目”研究工作的促进已无必要继续被列为当务之急的事务了。此外,这里也掺杂了某些个人好恶倾向,埃里希•舒曼关注和支持新式武器的研发,可同时他对“原子物理学”研究部的认可,几乎不多于对一个“舞会上浓妆艳抹但却无人邀请的女人”,舒曼一直将迪布纳的研究称作一种“原子骗术”。

2重水,还是石墨?

冯•魏茨泽克和赫克的职责,是为“病毒室”试验性反应堆测试进行理论准备工作,实际的操作由维尔茨负责执行。1940年12月,柏林实验堆模型-Ⅰ的测试开始,代号为B-Ⅰ4。尽管这次没有测量到中子增殖现象,但科学家们依然保持了乐观态度,他们确定,通过铀和重水的分层交替式布局,试验总会在某一天获得成功的。下一步需要澄清的问题是,所必需的重水和铀的数量应该是多少?冯•魏茨泽克得出了两种物质各需要5吨的结论,可是,鉴于客观存在的两方面因素,他的这个估计显得有些离谱了。

严重的缺陷存在于重水生产方面。1941年,诺什克水电公司的重水成品量还不到1吨。由于产量仍维持在原有的水平,所以“铀俱乐部”要想获得足够数量的可用重水,就不得不再等上若干年。

一种可以替代重水的选择是石墨。在海德堡,博特和延森正在对这种可能性进行调查研究。在最初几次测量过程中,博特依然没有能获得高纯度的原材料,他曾假设,如果使用较优质的原材料便能够得到较好的结果。在这一点上,海森伯格同博特的思考角度有所不同,当海森伯格希望在启动大规模测试之前就得到一种终极理论明确之时,博特对于将要展开的试验已经有了足够的理论根据。他建议立即建造一座“‘制备物-38’和碳的反应堆”,也就是“铀和石墨反应堆”。博特指出了一个正确方向,进一步的铀和石墨测试已经显示了这个方法是有可能取得成功的,但是海森伯格拒绝采纳博特的建议。

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瓦尔特•博特,德国实验物理学家群体的翘楚之一,而维尔纳•海森伯格,则位居德国理论物理学界“首席宝座”,在俯视同僚的同时并流露出某些一览众山小的“学界王者之风”。这两位德意志伟大的物理学家,均为柏林威廉皇帝物理研究所所长职位当之无愧的人选,但是,海森伯格可不想放弃既有的控制权,他所希望掌握的,是亲自决定在什么时候或以何种形式开始铀反应堆的建造工作。

博特设法避免了随后几次险些要发生的公开对立。在1940年6月和1941年1月,博特使用从西门子公司获得的一批新石墨原料继续他的测量工作。让他感到失望的是,所得到的标准值依然达不到他想要的数值,为此他得出了“即使高度纯化的石墨也不适合作为一种中子减速剂”的结论。但是博特却无论如何也没有想到,他所使用的原料并不是真正的纯化材料。

格奥尔格•约斯和威廉•汉勒于1940年春天所得到的结果,与瓦尔特•博特测量模型结论形成鲜明对照,约斯通过对食糖和马铃薯粉的实验室加热试验步骤,已经获得了纯度极高的碳,他指出,由于其他种类的碳被镉(cadmium,第48号元素,符号 Cd)和硼的污染过于严重,纯碳的基本性质可以发挥一种减速剂的相应功能。从马铃薯粉或食糖中提取纯碳这个想法——想必是已经为物理学家们所摒弃的想法——被忽视了。

时间过去一年之后,约斯接到陆军军械局通知,他得到了一个汇报他的想法的机会。1941年3月,约斯获邀出席威廉皇帝物理研究所讨论会,并且被告知要向与会者就他与博特的不同实验结果作介绍性发言。5在长达两天的会议期间,约斯得到的发言时间仅几分钟;而另一方面,博特则有45分钟的时间进行系统陈述。自始至终,讨论会也没得出什么确定的结论,但可以肯定的是,博特的意见比他的哥廷根同行所持的异议更具影响力。石墨法没有进行更深入讨论便被放弃了。历史学家后来声称,德国人之所以不得不放弃石墨反应堆的建造,原因在于德国的工业技术水平还不具备将石墨高度纯化的条件。除此之外,这种材料更需要储存起来用于制造火箭。双方的论点——质量和数量的论据——都缺少足够的依据,世界上最主要的石墨生产厂家之一、西门子公司普拉尼亚工厂(Plania Plant)前厂长埃里希•赫内(Erich Hoehne)战后写道:“毫无异议,我们在任何时间都具备生产和交付比所要求技术标准更严格的、适用于科学研究层面的纯度极高的电解石墨的能力。” 6海森伯格在答复赫内时,对政府官员的知识狭隘和消息闭塞大加指摘。因此,关于在1940年未能解决一座石墨反应堆的建造问题上,产业界并没有受到责备,在讨论这个问题时,西门子公司甚至连个邀请函都没收到。

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导致重水反应堆计划成为唯一的不容变更的选择,并非是技术方面的抑制,更准确而言,是主要决策者的技术评估以及成本最小化策略的谋求。现在,反应堆建造所依赖的,是已呈供应极端短缺状态的重水。尽管是在这种情况下,海森伯格也并未推动德国重水制造厂的计划或建设,他在系统程序方面投下赌注:对于将一座铀反应堆从设计变为现实,那将是一个遥远的日期。

除了柏林小组之外,海森伯格还掌握着为他马首是瞻的莱比锡研究所,那是他的私人领地。在莱比锡,他在试验方面最重要的依靠者是德佩尔夫妇。1940年6月,球形分层试的莱比锡实验堆模型-Ⅰ(L-Ⅰ)测试进入预备阶段,但试验结果也没有任何中子增殖的迹象发生。在莱比锡实验堆模型-Ⅱ(L-Ⅱ)测试中,首次使用了最小量的重水,依然没有显示中子被有规律俘获的现象。然而,当德佩尔在重复他的计算过程中,也考虑到这些“丢失”的中子应该是被铝制容器装置所吞咽,为此他提出了一个肯定的中子增进系数。德佩尔的计算结论意味着,测试装置已经产生的中子要多于镭-铍(beryllium,第4号元素,符号 Be)中子源所释放出来的中子。海森伯格和德佩尔现在明白了,他们已经找到了一条正确的途径。

3豪特曼斯:1941年8月的报告

1940年夏天,有幸走出苏联秘密警察和德国盖世太保监狱的弗里德里希•豪特曼斯正受雇于冯•阿登私人研究所,并受委托参与两项重要工作:质谱仪制造的理论准备和链式反应的理论研究。这两个难题都被豪特曼斯给漂亮地解决了。他将自己的想法撰写成题为《关于触发核链式反应的问题》的报告,在长达39页的篇幅中,他认识到“快中子”对于一个“不可控链式反应”的重要意义,向人们展示了一条通向钚元素生产的途径。豪特曼斯并且还证实,在必要的政治环境和科学议程前提条件下,他的方法将导致一座反应堆的建造,以及伴随其后的用于武器级钚的生产。与冯•魏茨泽克的报告对比而言,豪特曼斯在报告中就一颗钚炸弹的可能性问题进行了反复谈论。

在1941年春季的某个时段,豪特曼斯曾几度同海森伯格和冯•魏茨泽克谈及他正在从事的工作,他说他能够感到来自冯•阿登的压力,他不能拒绝关于研究合同方面的合作,在他撰写的公开出版物中所涉及的也仅限于“铀俱乐部”已经了解的内容。7 1941年3月,豪特曼斯通过他朋友、后来移居美国的犹太物理学家弗里茨•莱歇(Fritz Reiche)给美国同行捎去了一则口信,他指示莱歇告诫美国物理学家,他们必须要在原子项目方面抓紧实施,因为同样的工作在德国已经进入程序:“在政府当局的压力下,现在已经决定开始这种炸弹的制造,海森伯格所能够坚持的时间也是有限的。” 8可是,豪特曼斯提供的这些可供“曼哈顿计划”依赖的情报并没有被传递到位。

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罗伯特•容克认为这是真实可信的,当时豪特曼斯、海森伯格和冯•魏茨泽克已经形成共识,他们要对陆军军械局保守第94号元素重要性的秘密。据推测,豪特曼斯甚至怀有一种希望,就是将他关于钚元素提取的开创性工作分类为“绝密”,锁在保险柜里让任何人都接触不到。然而,这个“被动反抗”的故事却由于冯•阿登的“放水”而情节尽失,1941年8月,冯•阿登将他合作者的研究报告副本交给了全德国的40位主要物理学家。9

从卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克1940年7月的报告、弗里德里希•豪特曼斯1941年8月的报告,以及维克托•戈德施密特(Victor Goldschmidt)1942年1月发表于挪威的一篇论文中,尚且看不出有官方介入的迹象。科学新闻记者托马斯•鲍尔斯试图通过陆军军械局“被这个想法搞得目瞪口呆的事实”来解释这个问题。10尽管迪布纳和波泽已经获悉有这样一条“捷径”的存在,并且希望开展这项工作,但他们缺乏必要的支持,因为他们尚未落实他们自己的反应堆试验,目前所能依靠的仍然是“病毒室”、莱比锡和海德堡的在建反应堆。

试验工作的价值评估权,掌握在维尔纳•海森伯格和瓦尔特•博特及其同事们的手中,他们是研发测试步骤和走向的定调者,这里根本就没有他库尔特•迪布纳什么事,甚至关于“捷径”的认识,对于“铀俱乐部”所面临难题的改变也是微不足道的。

4冯•魏茨泽克:未曾披露的反应堆和炸弹专利

1940年早期,海森伯格已要求冯•魏茨泽克、赫克和米勒进行反应堆能量产生的计算工作,此外米勒还写了一份题目为《作为爆炸物的铀的适应条件》的研究报告,其中他勾勒出了一个“不稳定”反应堆的轮廓,稍后,它则被指明即“反应堆炸弹”。这个设计显示出,直到那个时候在海森伯格、维尔茨和冯•魏茨泽克等人的势力影响和控制下,他们对于原子弹的制造问题还没有足够的理解。

甚至在战争开始之前的1939年7月14日,维也纳物理学家格奥尔格•施泰特已经向帝国专利局(Reich Patent Office)递交了《借助核反应进行工业能的生产》的专利注册申请文件。战争开始后,这项注册被宣布为“帝国机密事务”,稍后便突然间爆发了一场超越“发明者”范畴的激烈争论。专利局争辩说,施泰特那个所谓提请注册想法的基本要点,已经被西格弗里德•弗吕格、同样也被法国科学家开发出来了,帝国专利局是在没有经过慎重考虑的情况下受理并确认施泰特专利申请的,威廉皇帝物理研究所理应从专业角度提供专家意见。

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有关这桩“公案”的详细材料,包含在威廉皇帝物理研究所与帝国专利局之间的往来信件中。卡尔•维尔茨为他的维也纳同事辩护:“一块使用铀-235制成的薄板,上下两面均以厚的石蜡涂层或水覆盖(类似于被加热的锅炉),便组成了一个非常好的热量储存体。或许,这个装置在其实际应用过程中存在着非理想性的成分,但根据今天对核物理学的理解,同样的事物是完全可以被确信的。举例而言,在1立方米范围区域,一块被石蜡和水所环绕、厚度仅几个毫米的以铀-235为原材料制成的薄板,由于其厚度和伴随的中子发射,将或产生一种用之不竭的巨大热力输出,或释放出一种至今为止为人们所知爆炸物累计百万次爆炸数量级总和的爆发性能量。” 11

这项带有辩护性答复中的个别要点值得注意。首先,柏林威廉皇帝研究所和维也纳的科学家仍然假设,建造一座热力反应堆是由于迫切需要获取稀缺珍贵的铀-235;其次,维尔茨所言及的这项发明在转化为应用时存在两种可能性,即热力反应堆和反应堆炸弹。关于这个问题维尔茨写道:“这二者应该深藏于专利申请的背后。” 12

现在,由于受到格奥尔格•施泰特设计构思讨论的鼓动,物理研究所也递交了一份专利文件。在这方面,卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克处于领先地位,保罗•米勒的“反应堆炸弹设计”是个愚蠢的主意。冯•魏茨泽克清楚地认识到了这一点,仅几个月之前,在通往炸弹的路线图上,他已经标出了钚元素这条“狭窄的捷径”,从反应堆核心提取钚元素并用它来制造一颗炸弹,总要比导致一个反应堆“爆炸”的结局要好得多。说到底,米勒的想法至多也就是个“插曲”而已,然而在战争结束以后,这个“插曲”却成为某些文学作品用以渲染“铀俱乐部”是如何无能的素材。

通过一个偶然的机会,我们在保存于莫斯科的威廉皇帝物理研究所档案文献中,查阅到了由冯•魏茨泽克所撰写的4页报告,根据推测,其成文时间应该是在1941年的春季。报告的原件存于威廉皇帝物理研究所,陆军军械局保留两份副本。报告上留下了卡尔•维尔茨“呈送办公厅,1941年6月6日”的个人笔迹,这意味着他们对一个稍后推出并且经过大量修改的版本进行了反复考虑。13

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冯•魏茨泽克在报告中附有6项专利要求,其中涉及从钚元素中获取能量可能性问题就占了5项。撰写者似乎对小型反应堆的建造抱有非同一般的兴趣,他当然知道,钚元素是这餐“炸弹宴席的主菜”:“基于被释放能量的单位载荷数量值,这个爆炸物所释放的能量值将大约是其他任何现有爆炸物进行百万次爆炸所释放能量值的总和,并且只有通过使用纯铀-235才可达到与之相比拟的效果。”接着他阐述了对这项专利的要求:“对于源自第94号元素裂变的能量爆炸性产生和中子增殖的过程,事实上表现为……第94号元素提供了一个特定领域,例如关于一颗炸弹。至于中子数量,大量的、从裂变过程中产生的中子,将在新的一轮裂变中被耗尽,并且不会出现逃逸的现象。” 14

冯•魏茨泽克希望就关于一颗钚炸弹的专利提出申请吗?在战后被拘于英国期间,维尔茨声称:“记得威廉皇帝物理研究所持有一项制造这种炸弹的专利权,获得时间是1941年。” 15

无可否认的是,在冯•魏茨泽克所提交的文件中,几乎是以毫不掩饰的方式表述了这种炸弹将有可能被制造的概念,尽管当时并不具备制造钚炸弹的科学和物资先决条件。冯•魏茨泽克是否仅仅关心钚炸弹在遥远未来的可能性和希望维护他个人的开发权呢?我们不得而知。值得注意的是,他已将这一点以任务形式在撰写的文件中全盘托出了。卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克为原子弹制造描述了一条技术上的简易途径。

在起草专利申请报告的那一刻,冯•魏茨泽克还抱有一种通过成功的科学研究工作赢得政治影响力的期盼。如果他能在原子弹制造方面取得成功,那么甚至会享有得到希特勒亲自接见的殊荣,他认为这将对他产生一种非同一般的积极正面作用,他那位时任第三帝国外交部(Reich Foreigh Ministry)国务秘书的父亲也抱有同样想法。但是,这项使希特勒留下印象进而又能领受元首影响的新发明设想,却不能使他的朋友们说“是”。

冯•魏茨泽克的设计草案并没有能够维持多久,因为另一个相类似的专利注册登记已经形成了文件。此外,威廉皇帝物理研究所作为专利申请推荐者身份出现。1941年6月初,鉴于当时为陆军军械局提供咨询工作(相当于陆军军械局科学顾问)的埃里希•哈班(Erich Habann)教授的建议,负责执行柏林反应堆试验工作的卡尔•维尔茨再次明确表达了对专利权的申请要求。维尔茨的申请文件于1941年8月28日递交,其中包括有15项的专利获得的要求,文件名称是《通过铀核裂变或重元素转化的工业能生产、中子发生和新元素提取》。16 稍后不久,这份标题冗长的文件就在官方通信函件中被以“铀机器”的术语给取而代之了,整个工艺方法流程被作为“秘密紧急问题”处置。在1941年6月经维尔茨修正的文件草稿中,没有再度出现更多关于炸弹的线索提示。此举意味着,从那时起被列为讨论话题的,唯有以能量生产为目的的“铀机器”。

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帝国专利局同样拒绝了经过部分修订的物理研究所的专利申请要求,因此卡尔•维尔茨与陆军军械局联名起草了一封信函,对专利局的异议予以反驳。专利局方面则认为军械局的出面完全不合时宜,这种“第三者插足”的行为把整个事情给搅黄了。反应堆专利注册问题依然悬而未决,被挂了起来,伴随而来的是柏林方面与维也纳大学第二物理研究所之间无休止的激烈争吵和同仁反目,这种乱象一直持续到1943年5月底。后来帝国专利局保密处为这些反应堆专利申请文件建档立案,干脆来了个归档了事。

当“捷径”发现的重要后果在少数人范围内被议论之时,也正值希特勒的权力达到登峰造极之际。德国常规军事力量适时地帮了海森伯格及其同事们的忙。至今为止,他们并不期盼一种所谓的“神奇武器”的出现,尽管如此,他们还是有一种徘徊于十字路口的感觉。围绕反应堆专利问题的讨论,暴露了整个“铀项目”发展的危险趋向,因为莱比锡试验性反应堆的中子增殖迹象有所显示,同样,它也展示出一条通往可控链式反应的实现路径。“铀俱乐部”的无害化基础研究原则已经退居幕后。

建造较大型反应堆是合乎逻辑的和不可避免的途径,通过具有一定规模的反应堆,可裂变物质是可以被生产出来并被用于制造炸弹的。就理论而言,原子武器似乎是可行的,即使其所承担的代价还未能被注意到。回顾往事,维尔纳•海森伯格写道:“1941年9月起,一条引领我们通往原子弹的通途已经展现在面前。” 17但他同时也表达了内心的担忧:“我们全都有一种不祥之感,我们现在是进行一种涉足高危领域的冒险。” 18

现在拿美国和英国的情形与德国做一下比较。美国和英国主要物理学家对于钚元素发现这个事实表现出了迥然不同的反应,他们尽其所能地对权力层提出关于“德国炸弹”的预警,并且努力寻求官方机构对他们研究工作的支持。那个时刻,在关于铀研究的问题上,英国人的动作要比美国人迅速,他们走在了前面,英国科学家已经得出了“原子弹可以被造出来”的结论。此项研究工作之所以在英国取得决定性的进展,那还是因为得到了温斯顿•丘吉尔(Winston Churchill)首相的支持。1941年9月3日,英国战时内阁(British War Cabinet)讨论决定,铀的研究计划应当立即启动,不得有丝毫的延宕。

1941年夏天,当了解到了英国人研究状况的时候,美国人也开始原地加速、奋起直追。是年11月初,也就是在美国卷入战争的前夕,罗斯福总统组建了一个由政府官员和议会政客为核心的小组,专门处理有关美国原子计划问题。可以看出,在英国和美国,铀研究问题已经成为涉及到首相和总统的事务,而此时的德国,围绕着“铀项目”忙前跑后的,却依然是少数几位科学家。

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当韦恩赫尔•冯•布劳恩、瓦尔特•多恩贝格尔及其麾下的火箭工程师,不失时机地向军械局强调他们的研究对于战争是如何重要时,“铀俱乐部”的科学家们却并未采取类似的举动,这能够说是一种意味着反对制造炸弹的共谋吗?对于如此这般的解释,甚至是冯•魏茨泽克,在事过半个世纪之后也不表认同。海森伯格公开宣告,他仅仅是参加了这个问题的讨论而已,并没有表示过赞成。在写于1947年底一篇未发表文稿的原始文本中,海森伯格将自己的举动描述为等同于“积极主动反抗”的表现。对于位居威廉皇帝物理研究所领导者职位的海森伯格而言,从他将自己视为一个扮演着“积极反对派”角色的那一刻起,他是有这样的机会的,他也拥有控制这种倾向的能力。19这是一个姗姗来迟的事后神话吗?

在回顾这个过程时,那些主要科学家也同样指出,他们实际上已将研究工作进程速度放缓了。通过查阅他们撰写的相关出版物,这个事实可以得到确证。自从送走1941年的夏季之后,在“铀项目”研究工作方面,海森伯格和冯•魏茨泽克再也未做出什么实质性贡献。

5哥本哈根神秘会晤

自1941年始,维尔纳•海森伯格就如同是一名国家社会主义德国“亲善大使”,在欧洲大陆东奔西走、穿梭往还,他访问综合大学、参观德意志文化研究所(纳粹德国宣传部在西欧被占领国设立的文化机构)和举行学术演讲会。20海森伯格被描绘成一个“虔诚的德国人”。无论走到那里,对于那些处于困境中的外国同僚,他总是能够不计个人的风险,提供力所能及的声援帮助。

1941年3月,冯•魏茨泽克在哥本哈根(Copenhagen)举行了一次引起外界极大注意的演讲。利用这个场合,他也与尼尔斯•玻尔会了面,然而在言谈中并未涉及反应堆和炸弹的话题。1941年9月,冯•魏茨泽克与海森伯格再度踏上前往哥本哈根的旅途。

这次旅行,以及随后在海森伯格与玻尔之间发生的讨论,属于20世纪科学史学界议论最多的一个事件。21托马斯•鲍尔斯向海森伯格所表现的姿态表示了敬意,这是因为,他不仅冒着巨大风险将德国“铀项目”的实际存在告知了玻尔,甚至还尝试赢得玻尔的认同,携手一致为阻止未来原子武器的发展做些具体工作;保罗•罗斯(Paul Rose)则认为,海森伯格的旅行就像是一个“德意志文化帝国主义”的符号。22

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玻尔与海森伯格之间的交谈没有留下记录。因为这个关系,大多数从事科学史研究的学者,穷尽其日后所掌握资料的发掘,确切而言,就是维尔纳•海森伯格和尼尔斯•玻尔家族成员所提供的含糊不清的陈述以及同僚友人的回忆,尽管这些人都未参与他们之间的讨论。至于玻尔本人,除了被保存下来的战后时期11封致海森伯格的信函以外,关于海森伯格到访之事却什么都没有说过。只是到了 2002年,玻尔的这些信函才被公开发表。

让我们回过头来对这个事件重新推想:海森伯格到哥本哈根旅行,恰逢希特勒军队在所有战线狂飙漫卷的时刻。依照海森伯格的信念,德国陷入了两场不同的战争:一场是与日薄西山的西方民主主义的战斗;另一场是与他希望亲眼目睹其崩溃垮塌的布尔什维克秩序的拼杀。海森伯格对于德国即将与美国发生的博弈中获胜的预期超过了打败苏联吗?就他而言,这才是关注焦点所在,因为海森伯格非常了解美国的工业和科技潜力。

同样,海森伯格也为某些具体问题所困扰,他和他的支持者应该要做些什么呢?带有戏剧性的一幕发生了:海森伯格迫不及待地就冯•魏茨泽克钚炸弹专利问题,尝试着向玻尔表达他的观点,但是,他所端出来的却还是一个尚未被推上前台的事务。从1941年夏的一份瑞典报纸上海森伯格获悉,铀炸弹的研发工作在美国已经起步,美国人取得了多大程度的进展呢?他们是否会在将来某一天拿这种武器对付德国呢?由于疑虑难释,置身于哥本哈根的海森伯格心烦意乱、忐忑不安。在这种情绪的驱使下,海森伯格眼前所呈现的,是那将要付出沉重代价的原子弹制造业似乎正在闪烁着希望之光。多年后,海森伯格在谈及他早先的想法时概括道:“在(1941年的)夏天,‘耶稣十二门徒’依然能够通过一个预防原子弹制造的联合协议。” 23按照他的思考,他希望同玻尔谈的,是关于在世界顶级物理学家之间达成一项防止原子武器竞赛的不公开协议。战后海森伯格也承认,他当时的这个想法不乏天真和不切实际。尼尔斯•玻尔屏气息声地坐在哥本哈根的“围城”中,在一个被德国军队所占领的国度里过着谨小慎微的半隐居生活,同盟国阵营的科学进展信息,无法穿透厚厚的“城墙”递送到他的耳朵里,既然是如此一种境遇,那玻尔又能做些什么呢?

正文 一、“一条直接获取炸弹之途”(12)

:2010-6-26 8:29:19 本章字数:1209

1941年9月18~24日,海森伯格和冯•魏茨泽克到访设立在哥本哈根的德国科学学会并在那里发表演讲。虽然这次活动遭到了大多数丹麦科学家的联合抵制,但玻尔研究所(即哥本哈根大学理论物理研究所)还是邀请冯•魏茨泽克将他的演讲又作了一遍。 海森伯格也出席了,在玻尔研究所逗留了几个小时,还共进了午餐。在席间交谈中,显然不够老练的海森伯格用“生物学的必要性”来描述正在欧洲进行的这场战争,又不顾场合地发表了对德国迅速取胜坚信不疑的言论。这一系列口无遮拦的话语表述所带来的后果,就是玻尔的同事们难以宽恕他。

对于海森伯格的举止言行,玻尔感到很是不安,尽管如此,他还是三次邀请海森伯格到家中做客。被广泛传说的他们之间所讨论的热门话题,大概就发生在第二次来访的时候。下面是二人之间稍后的谈话,但不排除有后人加工演绎的痕迹:交谈伊始便触及了战事。海森伯格为德国进攻波兰辩护,并且认为苏联很快就会被击败。玻尔则表示不能同意,他对纳粹统治终结的强烈期盼超过了任何事情,对此海森伯格是很理解的。希特勒的战争给玻尔带来的是巨大失望,这场讨论终遭彻底失败也正缘于此。

于是,海森伯格将谈话主题引向其他方面,他建议玻尔向德国占领当局示出最起码的某些合作姿态。这时候,尼尔斯•玻尔自己也搞不清楚他这位同僚的真实动机所在了,要他扮演一个公开支持德国人的角色吗?或者让他成为占领者实现意图的工具吗?终于,维尔纳•海森伯格亮出了谈话的底牌,他对玻尔讲了要害问题。海森伯格问玻尔,他是否可以接受科学家在战争期间参与铀研究这种事情?直到那时,玻尔还认为制造原子弹的可能性并不存在,他以一种怀疑口吻反问:“铀核裂变可以被用于制造武器吗?”海森伯格的回答肯定使他感到了震惊:“我所能确信的是,这在理论上是具备了可能性的,但是要付出一个巨大的技术代价,任何一方都抱有一种希望,就是在不太久的将来,这种武器可以被用于这场战争。” 24对于海森伯格这句话的后半部分,玻尔显然是完全没有给予更多的注意。

战后,尼尔斯•玻尔在写给海森伯格但未发出的信函中曾几度表示,海森伯格的话使他相信,德国的“铀项目”已经取得了相当进展:“从你那些含糊暧昧的词语表达中,使我不得不留下一种绝对深刻的印象,那就是在你的领导之下,德国正在准备展开对原子武器的有条不紊开发的全面工作。你说谈论细节是没有必要的,因为在最近的两三年里,你已或多或少地被委以全权,专门从事此项工作的前期准备。”在另一封起草的信函里,玻尔又往前跨了一步。他确信,自己的回忆是符合实际的,海森伯格曾将有关原子弹研发的信息以一种“相当突然地”方式告诉他,“但愿战争持续的时间足够长,战争将取决于原子武器,在这一点上,我没有感到你和你的朋友们的努力会将其引往其他发展走向的丝毫迹象”。25

正文 一、“一条直接获取炸弹之途”(13)

:2010-6-26 8:29:20 本章字数:672

在结束讨论时,海森伯格试探着向玻尔询问,是否能够就阻止发展原子弹的问题与所有相关物理学家另行沟通,玻尔却认为关于这个话题的谈论现在应该适可而止了,他的反应是愤怒和激动的。根据维尔纳•海森伯格所言:“或许他(玻尔)认为,如果世界上所有的物理学家都坦言:我们没有在造原子弹!那才是我想要听到的话。但是在同一时刻,他感觉到那是一种十分不切实际的想法。在我的角色定位方面,几乎被认为是赞成希特勒的规划或愿望的……那么,许多优秀物理学家都已经去了美国,如此众多的科学界精英云集在那片土地上,其中所意味的是什么,美国人当然是能够理解到的。因而可以说,美国人如果不利用这个自我创造的优势来超越希特勒,那才真是不切实际的。我相信我已经就这个问题对玻尔提供了如此意义的反馈,同时我还有一个反应,那就是玻尔是正确的,联合世界范围内物理学家集体抵制原子武器的研发,实际上是脱离现实的。希特勒已经将这些杰出人才都驱赶到美国去了,所以,如果他们投身于原子弹的制造,那么他也是不会感到惊讶的。但同时我还产生了另一种感觉……如果我们造出了原子弹,我们将给世界带来一个非常之糟糕的改变……对所有同样可能发生的事情,我心存恐惧。”26

两人间的交谈戛然而止,但是,海森伯格的哥本哈根之旅却并未就此而画上句号。玻尔仍然第三次邀请了他。在玻尔的寓所里,海森伯格一如既往地在高谈阔论,还即兴演奏了钢琴,但是他们都在回避提及早先谈论过的那个话题,一次内容事关重大的对话从此走入历史,两位伟大学者之间的友谊也遭到了难以弥补的伤害。

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