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2013年6月25日 星期二

原子彈的誕生

奧本海默據聞是特斯拉的秘傳弟子,事實上是不是就不得而知了!
原子核裂變發現時,正值第二次世界大戰爆發的前夕,歐洲許多科學家受到法西斯的迫害逃亡國外,他們聽到風傳德國正加速研究鏈式反應,感到了萬分焦慮。

核子連鎖反應的發現叫很多人寢食難安。首先發現核分裂的是德國科學家,如果納粹利用核分裂製成原子彈,其摧毀的力量遠遠勝過當時的一切武器,那大戰還有什麼好打?

當時流亡美國的匈牙利物理學家西拉德、維格納、特勒一起找到愛因斯坦,因為愛因斯坦被世人認為是世界上最偉大的科學家,沒有人可以忽視他的意見,他們希望借助他的名望給美國總統羅斯福寫信,以敦促美國趕在納粹德國之前造出原子彈。1939年8月2日愛因斯坦促請美國總統羅斯福進行原子彈的研究,並警告德國可能展開原子彈的工作了。

1939年9月,第二次世界大戰在歐洲爆發了。一開始,美國並未參戰,對原子彈的研究並不是非常積極。1941年12月,日本偷襲珍珠港後,美國宣布參戰, 1942年夏,德軍幾乎攻佔了整個歐洲,日本也拿下了東南亞,而情報也顯示,德國已經在海森堡的主持進行原子彈的研究,在這緊張的一刻,美國開始了人類使上最緊張的努力。羅斯福總統終於下達總動員令,以製造原子彈為目標,成立了最高機密的曼哈頓計畫。

負責這個計畫的是加州柏克萊大學猶太裔物理學家歐本海默(J.Robert Oppenheimer),是康普頓(1941年諾貝爾物理獎得主)引介他參與的。歐本海默因此被人稱為“美國原子彈之父”。

才華洋溢的歐本海默告訴康普頓和軍方,如要製成原子彈,就必須集中一批一流科學家和最好的設備於一個社區內,並由一個指揮部統籌指揮。發展原子彈的代號是「曼哈頓計劃」,主持人是雷斯理‧格勞維斯少將(後升中將,Leslie R. Groves)。格勞維斯極為欣賞歐本海默,他不顧陸軍情報單位的反對,選定歐本海默為發展原子彈計劃主任,情報當局認為歐本海默的安全(思想)有問題,與共黨、左翼人士太接近,「忠誠度」可能欠缺(其前妻與弟弟據稱是美國共產黨,一堆好友也是美共),但格勞維斯將軍加以力保。他們兩人選定新墨西哥州沙漠地區洛斯阿拉摩斯(Los Alamos)為「科學城」,專事發展原子彈。整個計劃的經費是二十億美元,總工作人數15萬。

由於歐本海默聲望太高、太具吸引力,科學家競相要到洛斯阿拉摩斯去。到了1945年,即有四千名一流科學家集中在新墨西哥沙漠上,全神貫注地研發原子彈,舉世聞名的費米、波耳、費曼等大師級物理學家皆在其內。歐本海默的學生、身材嬌小的中國物理學家吳健雄,雖未親自到洛斯阿拉摩斯去,但她對鈾原子核分裂後產生的氙氣(Xenon)對中子吸收橫截面的研究,對「曼哈頓計劃」的順利進行,具相當大的貢獻。其時吳健雄已在紐約哥倫比亞大學出任資深科學家,並獲特殊保密許可,以一個外國人身分參加最機密的「曼哈頓計劃」(參看江才健著:《吳健雄──物理科學的第一夫人》第七章)。

1945年春,美軍進佔德國西部,發現納粹的核研究只限於實驗室階段而沒有武器製造計劃。愛因斯坦得知後,馬上向白宮提出不必要再使用核武器。美國7名著名科學家也起草了請願書,認為使用核彈會帶來嚴重的道德問題,在世界上也將開創毀滅性攻擊的先例並引發核競賽。何況日本敗降在即,已用不著原子彈。然而,核彈一旦製造出來,就不由科學家而是由政治家說了算了。7月,原子彈試爆成功。8月上旬,廣島、長崎落下兩枚原子彈,瞬間奪去10萬人的生命。

 核轟炸的消息傳來,杜魯門和許多官員興高采烈,大多數參加“曼哈頓計劃”的科學家們卻心情沉重。愛因斯坦便痛心地說,當初致信羅斯福提議研製核武器,是我一生中最大的錯誤和遺憾。他甚至懊悔當初從事的科研,“早知如此,我寧可當個修錶匠。”

為什麼叫『曼哈頓計畫』?
美國的核研究基地設在新墨西哥州一片沙漠環繞的大山之中的洛斯阿拉莫斯。而在高樓林立的紐約市中心曼哈頓成立了一個名為“工程管理區”的機構作為統一指揮部,核彈研製工作的代號就稱“曼哈頓工程”。

 愛因斯坦自認為犯下一生最大的錯誤 
 1939年8月2日,流亡美國的德國物理學家愛因斯坦向羅斯福總統建議,應搶在納粹之前研製出原子彈。

 在人類的戰爭舞臺上,古代一直用冷兵器拼搏,近現代又以熱兵器較量。然而繼體能、熱能之後,1945年美國對日本投下的原子彈又使核能這種幽靈鑽出魔盒,進行戰爭有了第三種巨大能量,其威力之可怕後來發展到簡直足以毀滅人類自身的地步。最先揭示出核能量公式的,就是人稱20世紀最大的科學天才愛因斯坦。他向美國總統羅斯福建議建制原子彈一事,對人類帶來的是福是禍,多少年來也成為爭論不休的話題。


擔心納粹研製核彈,促使愛因斯坦建議美國搶先 

 19世紀末,德國科學家最先揭開了核學科的神秘面紗。X射線的發現使威廉·倫琴成為第一個諾貝爾獎金獲得者,更使人類揭開了走向核時代的序幕。法國的居裏夫婦又使人們對核裂變現象有了認識,看到其巨大的爆炸力可做出驚人的工作。不過居裏也最早預言,在那些發動戰爭的罪犯手裏,這也是一種令人恐懼的摧毀力量。 

 進入20世紀後,德國猶太科學家愛因斯坦提出了物質能量公式,揭示出人類可以將物質的部分質量直接轉換為巨大的能量、並能被人類直接利用的能量。接著,丹麥的波爾、意大利的費米和德國的哈恩等人又進一步論證出核能可以釋放出的驚人力量。不過,直至20世紀30年代末,核科學研究仍只限於極少數科學家在實驗室裏的工作,外界並不大關注。

 最早注意到核裂變軍事價值的是德國科學家,他們在核裂變研究中也處於世界領先地位。後來,率先研製出原子彈的卻不是納粹德國,主要原因在於法西斯的殘暴把大批科學家推給了美國。1933年希特勒上臺後,瘋狂迫害猶太人,訪問愛因斯坦的書也被稱為“猶太人邪說”而遭禁,他因此定居美國。費米、波爾、格拉德等科學家也逃出納粹魔爪,到達了大西洋彼岸。居禮夫婦的女婿約裏奧(後為法國科學院院長、法共黨員,也是錢三強的導師)則在德軍佔領挪威前夕,把製造核彈必須的200升重水運到美國,而此時全世界其他試驗室中的重水加在一起不過幾升。就此,美國製造原子彈具備了最優越的人力物力資源。

 1939年夏,鑒於歐洲戰爭爆發在即,匈牙利科學家格拉德擔心德國造出核武器,便向美國政府提出應搶先研製,幾乎沒有這類知識的官員卻將此建議視為天方夜譚。沮喪的格拉德只好找到愛因斯坦,說服他直接致信總統羅斯福,說明核裂變可製造出威力巨大的新型炸彈。一向敬重愛因斯坦的羅斯福接信後,在10月接見了這位偉大的科學家。愛因斯坦如同教師輔導小學生那樣講解核裂變原理,使過去對此一竅不通的總統了解到製造原子彈的可行性。通過這次有歷史意義的交談,羅斯福作出了一個重大的決策:要趕在德國人之前造出原子彈。

 “曼哈頓計劃”實現後,多數科學家又感震驚痛心 
 戰時研製原子彈是一項絕密項目,羅斯福決定不能讓敵對的德國、日本乃至暫時的盟友蘇聯知道。政府內只有總統、陸軍部長等幾人了解此事,副總統杜魯門都蒙在鼓裏。

 為了不引人注目,美國總統秘密委託一位銜級不高的工程兵團建築部副主任格羅夫上校(隨後晉陞為准將)負責試驗區建設。不久,加州伯克利大學的教授奧本海默被選定為科研組織者,後來,他就被人稱為“美國原子彈之父”。

 美國的核研究基地設在新墨西哥州一片沙漠環繞的大山之中的洛斯阿拉莫斯。而在高樓林立的紐約市中心曼哈頓成立了一個名為“工程管理區”的機構作為統一指揮部,核彈研製工作的代號就稱“曼哈頓工程”。事後證實,德國因一直不知道美國已進行核武器研製,自己也忽視了此項研究。日本對降臨到頭上的原子彈感到完全意外,蘇聯卻對此事瞭如指掌。後來美方偵知,在被嚴密監控的1000餘名核研究人員中,竟有英國科學家福克斯等幾十名共產主義的同情者和信仰者。他們不為金錢報酬,只是感到不能讓美國獨享這種可怕武器,便冒著危險向“格別烏”和紅軍情報總局駐美機構提供了大量極詳細的情報。1945年7月,美國試爆原子彈成功兩天后,剛接任總統的杜魯門便在波茨坦會議上向史達林吹噓自己有巨大威力的炸彈,對方卻全無反應,英國首相丘吉爾認為他根本聽不懂。其實,史達林比杜魯門更早知道“曼哈頓計劃”,蘇聯的同類研究也在1943年展開,核競賽早已秘密開始。

 1945年春,美軍進佔德國西部,發現納粹的核研究只限於實驗室階段而沒有武器製造計劃。愛因斯坦得知後,馬上向白宮提出不必要再使用核武器。美國7名著名科學家也起草了請願書,認為使用核彈會帶來嚴重的道德問題,在世界上也將開創毀滅性攻擊的先例並引發核競賽。何況日本敗降在即,已用不著原子彈。然而,核彈一旦製造出來,就不由科學家而是由政治家說了算了。8月上旬,廣島、長崎落下兩枚原子彈,瞬間奪去10萬人的生命。

 核轟炸的消息傳來,杜魯門和許多官員興高采烈,大多數參加“曼哈頓計劃”的科學家們卻心情沉重。愛因斯坦便痛心地說,當初致信羅斯福提議研製核武器,是我一生中最大的錯誤和遺憾。他甚至懊悔當初從事的科研,“早知如此,我寧可當個修錶匠。”

 人類下一次戰爭若使用核武器,再下一次戰爭就只能使用木棒了 
 核武器這一魔鬼從潘多拉盒子中跳出之後,給人類生存都帶來了巨大威脅。美國製成原子彈後僅四年,蘇聯也進行了核子試驗。又過了三四年,兩國都製成威力更大千百倍的氫彈。到60年代中期,核國家發展到五個,核彈總存量達7萬枚(98%為美蘇兩國所有)。美蘇都可將對手毀滅十幾次,附帶的核污染會波及整個北半球。更可怕的是,核爆炸的煙雲會長時間阻隔陽光,氣溫驟降會形成全球的“核冬天”,世界上所有農田將顆粒無收,掩蔽所中鑽出來的人不喪命於原子病也會餓死。

 核武器使戰爭手段發展到極致,也導致爆發世界性核大戰不會有贏家。即使有少量倖存者,人類幾千年創造的物質精神文明成果也將毀滅殆盡,還要回到石器時代再進化一遍。看到這一危險性,愛因斯坦在晚年始終持反核立場。客觀地講,愛因斯坦不必過於自責,歷史偶然性都寓於必然性之中。當初他若不寫那封建議信,後來科學的發展也會使別人提出類似建議,核武器問世只不過會晚些年罷了。

 核能的發現雖然帶來毀滅性手段,但這一科研成果也給人類帶來真正取之不竭的新能源。按原子彈的核裂變原理建起的核電站,已繼煤炭、石油之後為工業帶來新的動力。將來若把氫彈的核聚變方式應用於民用,全世界的能源問題就能從根本上得到解決。

 諾貝爾曾有一句名言——“人類從新發現中得到的好處總要比壞處多。” 全世界人民如果能以持久的努力禁止使用和最終銷毀核武器,核能對人類就不會產生毀滅作用而只會造福,愛因斯坦等科學家在核研究領域的貢獻就將永遠作為功績寫入史冊。

參考資料
郭奕玲、沈慧君著:物理通史,p344~350,凡異出版社,ISBN 957-694-157-3。
郭奕玲、沈慧君編:電磁場理論的奠基人-麥克斯韋,凡異出版社,ISBN 957-694-344-2。
張光熙、宋加麗著:科學的故事,好讀出版社,ISBN 957-455-100-8。
馬文蔚等編:物理發展史上的里程碑,凡異出版社,ISBN 957-694-185-7。
http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/CGUWeb/SciKnow/PhyStory/Atomicbomb.htm

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