【名家說第44期】原子能的利用——德國核計劃的夭折

清風(fēng)明月詩 2017-05-30

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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(dāng)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(chǎn)量幾乎抵得上世界其他國家的總和，而原油產(chǎn)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(dān)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(xué)家的幫助，包括很多從歐洲甚至德國來到美國的科學(xué)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(xué)家的迫害,大量優(yōu)秀科學(xué)家只得逃離德國甚至歐洲,導(dǎo)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(xué)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(xué)教授失去了他們的職務(wù)，而這些職務(wù)大多數(shù)卻落到了不學(xué)無術(shù)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(lǐng)荷蘭、法國和丹麥等國家后，這些國家還有相當(dāng)一部分優(yōu)秀的科學(xué)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(xué)家居里夫人的女婚和長女,他們獲得過1935年諾貝爾化學(xué)獎,并且兩次和諾貝爾物理學(xué)獎失之交臂(中子和正電子的發(fā)現(xiàn)),是當(dāng)時歐洲頂級的核物理專家,他們在法國參與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和核反應(yīng)條件的研究，成功利用鈾和重水實現(xiàn)可控核裂變的核反應(yīng)產(chǎn)生能量。愛因斯坦稱他為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的主導(dǎo)科學(xué)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(fù)雜的科學(xué)研究,不但需要有高質(zhì)量的科學(xué)家.而且需要有足夠數(shù)量的研究人員,德國雖然有一個很小的由頂尖科學(xué)家組成的核心群體，但是缺乏一個由足夠數(shù)量科學(xué)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(xué)。在德國,二戰(zhàn)前很多大學(xué)相比美國毫不遜色,在著名物理學(xué)家諾·索未菲領(lǐng)導(dǎo)下，慕尼黑大學(xué)是當(dāng)時出色的原子研究中心。1935年，索未菲準(zhǔn)備退休,他和其他學(xué)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(xué)里,納粹黨最熱衷于在青年學(xué)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(xué)生到戰(zhàn)場上扛槍打仗，后方的科學(xué)研究當(dāng)然也就開展不起來了。

到1945年,美國的曼哈頓計劃聚集了幾千名科學(xué)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(biāo)明確、集中管理甚至集中工作的核計劃,而是把任務(wù)分配給主管科學(xué)家,讓他們各自進行。這些科研小組之間的聯(lián)系也比較少。曼哈頓計劃劃的總負(fù)責(zé)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(xué)的愛好和投有基礎(chǔ)的政治狂熱而開展起來的。負(fù)責(zé)人舒曼除了物理學(xué)外，興趣全在“軍事音樂”上。另一位負(fù)責(zé)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,在1942年以后，就轉(zhuǎn)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(rèn)為,如果德國及早地由軍需部長斯皮爾領(lǐng)導(dǎo)核研究的話,進展不至于如此緩慢。

著名物理學(xué)家楊振寧教授就物理學(xué)家個人對核計劃的影響問題,曾經(jīng)說過這樣的話:“我覺得哈恩與海森堡都是大學(xué)者,可是他們的能力和興趣與解決設(shè)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(shè)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(xué)家的興趣和實際的原子彈研制結(jié)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(rèn)為勝利會馬上到來,于是將大部分生產(chǎn)和科研轉(zhuǎn)到直接為戰(zhàn)爭服務(wù)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(zhuǎn)戰(zhàn)局,但德國的工業(yè)卻再也負(fù)擔(dān)不起反應(yīng)堆的建造和原子彈的研制任務(wù)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(jié)束時，才在海德堡的醫(yī)學(xué)研究所開始運轉(zhuǎn)。由于試驗相當(dāng)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(jié)果(實際的數(shù)據(jù))大很多。這種失誤讓德國人誤以為原子武器不可實現(xiàn),轉(zhuǎn)而研究利用原子能提供能源。

這是一些歷史學(xué)家和大量劇作家最愛找的原因,認(rèn)為包括海森堡在內(nèi)的大量德國科學(xué)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(xué)家和劇作家產(chǎn)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(lǐng)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(xué)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(xué)家都認(rèn)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(zhǔn)超群的科學(xué)，并在暗中幫助盟國。BBC曾經(jīng)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(xué)家討論了核反應(yīng)堆,鈾裂變等等,還談到了戰(zhàn)爭時期個人為國家；履行的責(zé)任和義務(wù)等等。而事實上,根據(jù)兩位科學(xué)家后人公開的材料看,他們當(dāng)時可能除了學(xué)術(shù)，什么都沒談。因為他們的會面是在納粹的嚴(yán)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(xué)家還很自信地認(rèn)為,如果德國造不出原子弾.其他國家就更沒有希望。1943年12月16日,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(lǐng)先很多。”

當(dāng)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(xué)家們的反應(yīng)是扱為復(fù)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(fù)有責(zé)任,因為有了他最初的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，原子彈才有可能被制造出來。他還對邁特納說,當(dāng)他最初看出自己的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的全部潛在可能性時,他曾經(jīng)想要自殺。現(xiàn)在這些可能性都已成為事實,他感到自己應(yīng)該受到責(zé)備。對于許多戰(zhàn)時參與過核研究的德國科學(xué)家來說，在知道別人已經(jīng)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-1和V-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(rèn)為這是恥辱?！本褪窃谶@樣非常矛盾的心理狀態(tài)下,德國科學(xué)家們度過了他們的二戰(zhàn)時光。而同時期在美國的科學(xué)家,都一致認(rèn)為他們是在為終結(jié)希特勒這個獨裁者的崇高目標(biāo)而工作的，兩邊的士氣和積極性立見高下。