中外科学家发明家丛书:奥本海默_2-第1部分
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1945年8月，随着两朵蘑菇云在日本本土上升起，有一个名字开始为人
们所熟悉。他就是朱利叶斯·罗伯特·奥本海默博士，美国加州大学的理论
物理学家，领导了洛斯阿拉莫斯的秘密实验室，研制成功世界上第一枚原子
弹。以后又担任了美国原子能委员会的总顾问委员会主席，拥有了任何科学
家从未有过的巨大权利。他被誉为美国“原子弹之父”。
一、早年的求学生涯
1904年4月22日，奥本海默出生在美国纽约。他的父母都是欧洲犹太
人的后裔。父亲朱利叶斯17岁由德国来到纽约。其父知识渊博，风度翩翩，
成为一位相当富裕的实业家；母亲爱拉·弗里德曼是一个颇有名望的画家。
正如奥本海默自己所描绘的那样，他的家庭生活方式是如此正派，以致他从
不沾染任何恶习。所以他长成了一个“乖得令人害怕的小男孩。”
当奥本海默5岁时，他回德国故乡作了一次旅行。他的祖父送给他一批
矿物标本。由此他产生了一种业余爱好——研究矿物学，他对矿物学的研究
持续了好几年。他经常花费许多时间来整理他收藏的标本并进行分类与抛
光。他在11岁时被选为纽约矿物学俱乐部的成员。一年之后在那里发表了他
的第一篇论文。
奥本海默自幼就聪明过人并且勤奋好学。他是中学里的高材生，求知欲
旺盛，他全神贯注地埋头于读书。他把课外时间都用在向希腊语教师学习荷
马（古希腊诗人）和柏拉图（哲学家）的原著。因此，当他11岁时，奥本海
默就曾和他的一位堂兄打赌：“问我任何问题，我都可以用希腊语回答！”
他的化学老师启发了他对自然科学的兴趣，奥本海默曾经用了整整一个暑假
的时间来帮助他的老师建立一个小型实验室。
但是奥本海默不喜欢运动。18岁时，父亲为他买了一艘28英尺长的单
桅帆船，却引起了他的兴趣，他用一种化合物的名字称它为 “特里梅恩”
（Trimethy）号。奥本海默总是和他的小弟弟弗兰克乘这艘船在海上航行，
锻炼成为一个很好的航海运动员。他爱好冒险，渴望以此来克眼自己内在的
某些弱点。
他在中学的最后一年中拼命学习，以10门课程全部“优秀”的成绩毕业。
1922年秋季，奥本海默进入哈佛大学学习。他学的是化学专业，这是他作过
各种可能的尝试之后作出的最后抉择。他曾经想过当建筑师、当古典文学家，
甚至当诗人和画家。但他最后还是决定献身科学并攻读化学专业。在大学期
间他专心学习，废寝忘食，每天早晨8点就比别人更早地进入实验室，只在
午餐时才稍微休息一下，啃一片“黑黄饼”——即涂上花生酱和巧克力的夹
心面包——他认为这是最富于营养的食物。据认识他的同学回忆，他在哈佛
的3年中，从来没有陪一位姑娘出去玩过。因此，他只花了3年时间就以最
优秀的成绩在化学系毕业。
在他即将结束大学课程时，他选修了著名实验物理学家珀西·希里奇曼
讲授的一门高等热力学。他深深地被这位教授所打动，这也使他第一次对物
理学发生兴趣。这门科学触动了他心灵深处的哲学家气质。他感到物理学不
像化学那样过份偏重于实用，而是偏重于基本理论。他曾说过：“这是一门
研究自然规律与秩序的学科，它探索物质和谐地存在与运动的根源。”因此
他决定申请到英国剑桥卡文迪许实验室继续从事物理学方面的研究生深造。
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1925年夏天，21岁的奥本海默进入当时国际上最著名的物理研究中心之
一——剑桥的卡文迪许实验室。由于他学的是化学专业，他深感缺乏物理学
与相应的数学基础，他必须加倍努力补习这些知识。紧张的学习和工作使他
患了“早发性痴呆症”，不得不到科西嘉岛度假疗养。当他一年后回到英国
时，已经从沮丧的心理恢复过来，他决定到德国哥廷根大学从事理论物理工
作。
当奥本海默还在剑桥时，他已经在量子力学方面做了一些工作。剑桥哲
学学会的学报发表了他的两篇及量子力学若干方面问题的论文，这使他大为
振奋，加强了自信心。奥本海默的名声先于他本人到达了哥廷根。因此当他
一到，就被当看是一位已有名望的学者，立即应邀参加每周举行的师生研究
讨论会。
1927年，奥本海默获得名誉博士学位，启程返美。他先是在哈佛当研究
员，后来又到加州工学院进行教学与研究工作。在这一段时间里他收到了不
少大学的聘书，其中他选中了一所美国西海岸的大学——加州大学伯克利分
校，职务是助理教授。这所学校对他具有特殊的吸引力，他认为：“那里还
是一张白纸。伯克利没有理论物理的基础，我可以从头开始干一番事业。”
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二、年轻的激进派教授
1929年秋季，奥本海默到达西海岸的伯克利担任教授。
开始讲课时，由于他对学生估计太高，学生们经常抱怨他讲课太快。两
三个月以后，他开始了解了他的听众，放慢了讲课进度，尽力把各种概念之
间的关系讲清楚。他很快就吸引了一批最优秀的学生，他们认为奥本海默是
前所未有的最能引人入胜的教员。
不久，另一位杰出的物理学家欧内斯特·劳伦斯来到伯克利。劳伦斯是
美国“回旋加速器”之父。30多岁就获得了诺贝尔奖。“回旋加速器”的工
作原理是：使荷电的原子核在磁场内不断地回旋并被加速，高速离子最后打
到一个原子靶上。这样的轰击所产生的原子核碎片，可以提供有关原子内部
结构的线索。作为理论物理学家的奥本海默与实验物理学家劳伦斯互相配
合，成为挚友，取得了许多极其重要的科学成就，并在10年之内使伯克利成
为国际闻名的物理学主要中心之一。
与劳伦斯相比较，奥本海默更擅长评论别人的成果，而不是自己发表独
创性的见解。他特别善于理解别人创造性思想的实质并加以发挥，所以他更
愿意当一名教师，而不是研究工作者。30年代，在他的指导下，大约有 12
名左右的学生获得了博士学位，继而成为当代最优秀的理论物理学家。伯克
利成为美国理论物理学的中心。尽管奥本海默本人也作出了一些优秀的研究
成果，但他从未能进入争取诺贝尔奖金的最高水平科学家的行列。许多诺贝
尔奖金获得者坦率地承认，奥本海默是当代最聪明的科学家之一，但他缺少
某种必要的气质。“他博学多才，但不求甚解。他不愿意集中精力去钻研一
个具体问题。他具有这样的才能，但却缺乏必要的耐心。”
也可能这一性格是使他涉足政治的原因之一。30年代，他留居德国的亲
属受到纳粹排犹太人的迫害；美国的经济大衰退对他的学生毕业后的就业产
生了严重的影响，对此他深感愤慨和不安。他说：“通过这些事件，我开始
懂得人们的生活是如何密切地受到政治与经济状况的影响。我开始感到有必
要进一步参加社会活动。”然后，正如他自己所说，当时他还没有“任何政
治信仰或政治经验足以引导自己从事这种活动。”他经人介绍参加了许多与
共产党有联系的组织。他还通过共产党的渠道向西班牙内战时各种救济团捐
款。尽管奥本海默从来没有成为一个共产党员，但他已被认为是一位“激进
派教授”。若干年后，有人故意无视这一事实，竟诬告他是“一个相当顽固
的共产党员，”向苏联递送情报，说他犯了“叛国罪”，使他长时期受到保
安审查。
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三、参与研制原子弹
1939年4月22日，法国科学家约里奥·居里在英国科学杂志《自然》
上发表一篇通讯，证实核裂变过程中除了产生巨大能量外，同时每次裂变平
均放出3～4个新的中子，这些中子内有一大部分可以使其余的原子核继续发
生裂变，从而产生更多的能量与更多的中子，这样就导致一种“链式反应。”
在比一秒钟短得多的瞬间，链式反应将产生极为巨大的能量——一次空前未
有的威力的大爆炸。这篇通讯暗示了制造原子武器的可能性。
这篇通讯引起了全世界所有物理中心的注意，也受到法西斯德国的重
视。德国迅速召开了高级秘密会议，决定征用全部的当时铀库存，加紧制造
原子武器。
这种情况引起一些富于远见的科学家的注意。西拉德与银行家萨克斯共
同起草了一封致美国总统罗斯福的信件，呼吁美国政府参加这场研制核武器
的竞赛。他们还争取了伟大的科学家爱因斯坦签名加以支持。罗斯福立即指
示进行这项工作。但由于过于保密，经费缺乏，所有研究项目都陷于停顿。
1941年9月，劳伦斯等科学家也向美国政府提出了研制原子弹的紧迫性
和现实性，并且强调，如果德国人首先制成原子弹，他们就可以“主宰全世
界”。罗斯福指示尽一切可能作出最大努力加快发展核武器。
劳伦斯立即着手将回旋加速器改装为分离铀—235——原子弹芯所需的
稀有同位素——的机器。他请奥本海默从理论上帮助他，以便分析与评价英
国的研究成果。这是奥本海默第一次参与核武器发展计划。此后的短短两三
个月内，他接连出席了一系列最高级会议，参加讨论与编制发展这种新式武
器的战略计划。劳伦斯坚持认为，这个项目太重要了，不能不征求像奥本海
默这样一个卓越的人的深思熟虑的意见。他让奥本海默参加了10月21日在
坎布里奇召开的委员会会议。
这次会议的总结报告成为以后研制原子弹的一份蓝图，其中明确地描述
了他们所设想的原子弹的机理。报告中引用了奥本海默的计算数据。
如前所述，中子与铀—235核产生裂变反应是引起链式爆炸反应的核心
过程，第一次裂变所产生的新中子越穿铀块，直到它们与另一个铀—235核
相撞而引另一次裂变，如此反复地进行下去。而铀是由许多相距很远的原子
核组成的，这些核由巨大的原子间的力联系着，因而，铀块尺寸必须足够大，
才能使中子有足够的机会击中另一个铀核而产生裂变，引起迅速的链式反
应。奥本海默计算，大约100公斤左右那样大的铀—235块，就足以引起爆
炸。这个质量称为“临界质量”。低于这一质量的铀块就没有足够的碰撞机
会来产生链式反应，因为大部分中子都泄露到铀块以外的空间去了。超过这
一质量的铀块将在一瞬间爆炸。100公斤铀—235，意味着原子弹爆炸的威力
可能相当于几千吨梯恩梯。这使科学家们第一次面对面地看到了他们准备制
造的新式炸弹的威力。
此后奥本海默继续进行计算工作并不断提出建议。1942年1月如他被聘
请参加研制原子弹计划，并被安排与布莱特共同负责研究原子弹的机理。5
月，布莱特因工作无力而辞职，奥本海默单独负责这项计划。
奥本海默清醒地认识到，有必要时原子弹内部机理的研究工作进行一次
彻底审查。他亲自挑选组织了一批理论物理学家研究和计算一些问题，几周
之内，这个小组不仅已研究和整理了已有的研究成果，而且弄清楚了最后制
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成原子弹之前还需要经过多少步骤。人们都将这些成绩归功于奥本海默的非
凡领导才能。特勒认为，“奥本海默作为全组的领导人，表现出一种精明能
干、稳重而又平易近人的气质。我不明白他是如何学会这种领导才能的。凡
是过去了解他的人都为他这种变化吃惊。只有一个政治家或行政官员才会具
备这种才能。”不仅如此，奥本海默所固有的那种天赋，即思想敏捷、能领
会别人思想而加以阐明并进行指导的能力，对他的工作同样是非常宝贵的。
研制原子弹是前所未有的事情，经常会有许多未知数提出。奥本海默的
沉着冷静很快遇到了挑战。特勒在研究裂变现象以外可能发现新情况的时
候，形成了“热核武器”的新概念。他计算了裂变弹（原子弹）能达到的温
度，认为裂变弹不但是以点燃氘 （重氢）的聚变，而且足以使氘和氨发生核
聚变。而地球的大层层内约有80％的氮气，因此，按照特勒的计算，由裂变
弹开始发生的热量足以将整个地球的大气层点燃，而且还有可能点燃整个海
洋！
奥本海默立即下令中止这种讨论。他指定专人校核特勒的计算结果并研
究其结论。他自己立即赶往密执安州会见正在度假的上司康普顿。康普顿听
到汇报后也大吃一惊。他们感到，“果真如此，的确是世界末日式的大灾难！
我们宁可受纳粹的奴役，也不能冒全人类毁灭的风险！”两人决定继续进行
计算，除非计算结果确实无误地表明原子弹不可能使大气层或海洋发生爆
炸，否则决不可以再继续研制这种炸弹。
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四、建立洛斯阿拉莫斯实验室
正当美国研制原子弹的工作进退维谷之际，1942年5月，德国已进行了
一次实验，制成了第四座原子反应堆，并证实了链式反�
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