震惊世界的日子-第23部分
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松稀：罄矗担骸罢馐且簧蟹⑸淖钅岩灾眯诺氖隆负蹙腿缤阌檬智菇拥湎蛞徽�15英寸大小的稿纸，而子弹竟然反弹回来，射中了你自己一样令人难以置信！” 即使有了这次伟大的发现，要理解原子结构的内在秘密还有一段很长的路要走。另一位重要的贡献者是聪明、直觉敏锐的丹麦物理学家玻尔（1885—1962）。他进入了量子研究的新领域，为量子物理学的发展奠定了基础。他观察到放射性物质来自原子核，而它们的化学特征取决于电子。1923年，他争论说电子以一种“固定的状态”存在——这种稳定的轨道使它们不至于以螺旋式转向比它们大的原子和或者旋转到其他地方。后来，他又发现原子一加热，吸收到更多的能量，在轨道运转的电子会间断地跃迁到新的固定状态。在原子核周围找到新的循环路线，离中心更远，冷却后会跳回原来位置。玻尔1922年获诺贝尔奖，比爱因斯坦晚1年。 1919年，卢瑟福成了报纸上的头条新闻。兴奋的记者称这个新西兰人已经“分裂了原子”。严格地讲，他所做的是以高速α粒子撞击氮原子，于是取出氢核，得到一个新原子——氧元素的同位素。这意味着一项新的提取新元素的技术的诞生，而不是简单地释放原子中的放射线或者测量放射性元素蜕变产生的物质。但是卢瑟福的一个很大不足是他拒绝承认原子核是可用能量的来源。大约20年之后，另一个新的不同的试验得出了世界核物理界闻名的“二元裂变”这一结论。该实验由德国人奥托·哈恩（1879—1968）和弗朗茨·施特劳斯曼（1902—1980）进行，并由他们的澳大利亚犹太人同事利茨·迈特纳（1878—1968）和奥托·弗里希（1904—1979）解释。 一战后，有了更多的试验和推断，包括欧文·薛定谔（1887—1961）在1926年提出的物质在原子能级像波一样运动的理论。次年，沃纳·海森伯（1901—1976）做出一个更让人吃惊的论断：要精确界定基元事件是有限制的。他主张微粒的准确位置和动量是不能同时做出详细说明的。这就把不确定性带入了原子的世界，也就是海森伯闻名至今的“测不准定理”。形状变得模糊。它的作用如同炸弹一样，摧毁了整座精心构造的后牛顿科学决定论的大厦。 在此十年间，实验者们如弗兰西斯·阿斯顿（1877—1945）使用大量摄谱仪研究放射性核素。C·威尔逊（1869—1959）和阿瑟·H·康普顿（1892—1962）成立研究所绘制放射物电离化的可见轨道。1931年，美国人欧内斯特·O·劳伦斯（1901—1958）设计发明了回旋加速器，用重达成千上万吨的磁铁加快微粒的运转速度。他们都赢得了诺贝尔奖。但直到1932年，人类在原子结构上的研究才有重大突破。卢瑟福的助手詹姆斯·查德威克把法国夫妻组弗雷德里克·约里奥（1900—1958）和巴黎玛丽·居里研究所的约里奥·居里的实验继续进行下去，并从卢瑟福1930年的实验中得到灵感，发现了继电子和质子之后的第三种微粒：中子。 中子不带电荷，但几乎同原子核中的质子有相同的重量。他比α粒子更容易穿透紧密结合的原子。与α粒子不同的是，中子不是排斥原子核中的带正电的质子，这对原子弹及后来的核能发展起到了关键的作用。 1年之后，即1933年，阿道夫·希特勒上台，成为德国总理。纳粹分子迅速以恢复专门的行政机构的法律名义采取反犹太人措施。这条禁令剥夺了“非亚利安人”在政府和国有科研单位中的职位，使一些很能干、有创造头脑的犹太科学家离开了德国。爱因斯坦在1896年放弃了德国国籍，立即被美国科研所聘请。他离开之后，匈牙利有名的数学家约翰·冯·诺依曼（1903—1957）和才华横溢的物理学家尤金·魏格纳（1902—1995）都前往美国。天才理论物理学家汉斯·贝特（1876—1946），另一位富有创造力的匈牙利人爱德华·泰勒（1908—2003）和奥托·弗里希（1904—1979）也加入了他们之列。利奥·西拉德（1898—1964）也是匈牙利人。他是一个精明有远见的理想主义者。受英国科幻小说家H·G·威尔斯作品的影响，他认为原子能是人类的救星。他乘火车逃往国外，到达伦敦，不久就提出了核反应堆的观点。他秘密地获得此项专利，他更多的是希望人们不要误用它，而不是为了他个人的利益。 此外，还有很多其他人对核力量的发现做出了杰出贡献，但以上提到的这些人是科学家移民中的核心人物，他们对美国原子弹的发展起到了不可替代的重要作用。他们中很出色的三人同盟是西拉德、泰勒和魏格纳，被称为“匈牙利的阴谋家”。但纳粹德国在1939年一举吞并奥地利，占领了捷克斯洛伐克的部分领土，剩下的部分出动军队征服。后来又对波兰实行闪电战，导致了新的世界大战的爆发。希特勒并没有废除1933年实行的反犹太人禁令；仍有大批能干的德国科学家希望或被迫为纳粹分子研制核计划——并不止海森伯一人。 在美国，不少科学家尤其是西拉德耐心地说服美国进行有重大军事意义的核研究。那时战争还只局限于欧洲。尽管美国同意了研究具有超能量的核武器可能会用于将来的军事战争，但并不急于研制。爱因斯坦被西拉德说服，他写了一封信，提出了研究计划，并由他的一个身为政治家的熟人呈交给美国总统富兰克林·罗斯福。 美国领导人同意需要采取行动，并成立了一个调查委员会。但是因为委员会主席具有官僚作风，办事缓慢、低效率，缺乏科学的敏锐性，计划被耽误了。科学家们只得到极少量的拨款。此计划在政府机构之间互相推来推去，毫无进展，渐渐使它的提倡者感到沮丧。 有几件事又加快了核研究的步伐。首先是德国1940年试图从挪威购买重水。挪威的NorskHydro公司拥有世界上惟一的大规模生产重水的设施。重水是普通水中的一个氧原子同重氢原子的化合物。重水和碳被很多物理学家看成是有望制造中子炸弹的工具。德国人已经在海森伯带领下进行了秘密的项目研究自然铀的爆炸潜力。挪威断然拒绝了他们的德国股东IGFarben提出的垄断他们所有重水供应的计划，此计划后又被法国提出。后来，德国占领了挪威，把该工厂据为己有，但只拥有了一段时间：此工厂于1943年早期被挪威的突击队偷袭炸毁。它又被德国重建好，后来在11月份又被英军飞机炸毁，而运往德国的最后一批重水也沉入海底，这使得德国人制造原子弹的梦想破灭。
原子弹的威力第38节 原子弹的威力（3）
在美国，科学家的精力越来越多地集中在艰难、复杂的提炼浓度不到1％的铀235的工作上。它远比普通、稳定的铀238要活跃。与此同时，在英国出现了“临界质量”的观点：铀235可以自动发生核反应。奥托佛里希果断地改变了炸弹中所需的铀的重量，从很多吨减至1到2吨。而物理学家鲁道夫·皮尔斯（1907—1995）绘制了一幅机械图，据说挤压分成两半的铀235就可立即产生连锁核反应。英国物理学家詹姆斯·查德威克悲哀地断定原子弹不仅是可能的——现在它成了必然的了。 英国1940年成立了自己的研究委员会，但人们仍然怀疑它的军事意义；美国成立了国防研究委员会，不过最初是不受重视的。但科学家们对新的裂变物质的探索仍在继续着。于是又发现了一个强大的同位素：铀239。它在元素周期表中位于第93位，还元素名为镎，符号为Np。化学家葛伦·西伯格（1912—）在实验室轰击了它，使之衰变，得到一种更致命的元素钚（Pu），排在元素周期表的第94位。与此同时，意大利物理学家恩里克·费米（1901—1954），诺贝尔奖的获得者，和他的犹太妻子一起移民到美国。费米在芝加哥一个废弃的法院里对交错“堆”成的高9米（30英尺）的铀和石墨进行了研究，证实了世界上首例典型的核反应堆的临界质量。此外，其他研究者也尝试了很多其他方法，从热扩散到离心分离机和电磁法，来提炼铀235。 对美英等国的核计划行动，苏联一直以来被蒙在鼓里，到1939年才开始进行核研究。但项目投入并不庞大——5年来只有20位科学家参与其中。1941年4月，日本也开始了自己的研究，但那时德国的研究正在走下坡路，部分原因是一些官僚作风的影响；日本的其他项目又间断地进行了几年。 但真正激起美国努力研制核武器决心的是日本1941年12月对珍珠港的偷袭事件。不仅太平洋舰队被摧毁，使美国卷入了对抗德、意、日法西斯的战争，而且美国政府也开始在军事监督下加速推行核计划，并拨款几百万美元作为支持。当时制造1颗原子弹的耗资预计在20亿美元。这在当时可是一笔巨大的金额，因此在几年间美国就建成了同它的汽车工业大致相等规模的基础设施。 当时盟军并没有对德国的核计划进行间谍刺探，也就没有可靠的数据表明纳粹德国在战争结束时计划进展到什么程度。这个奇怪的忽略像几十年后那些致命的核泄漏事件一样使盟国的猜测陡增。罗伯特·奥本海默是一位富裕、聪明、内向又自我怀疑的物理学家。他兴趣广泛，从T·S·艾略特的诗到印度的哲学都使他着迷。奥本海默成了一位科学的指挥者，顽固的职业军官雷斯里·格罗夫斯（1896—1970）抓住了该项目的要害，要求调查结果。 这两人成了著名的曼哈顿计划的推动力量。瘦弱的、烟瘾很大的奥本海默在科学上有很高的荣誉。他在战前对右翼政党漠不关心，但德国人对犹太人的迫害激起他的愤怒，他成了英明的行政官和群众的动员者。他和格罗夫斯确信建立一个中央实验室是成功的关键，但他们很小心地分步行动。他们把地址选在洛斯阿拉莫斯的荒漠上，位于圣塔菲外高2000米（7000英尺）的平顶山上的农场学校里。为物理研究组准备的简陋的临时住房很快在旧学校周围建了起来。战争结束时，洛斯·阿拉莫斯已经发展成了一个小乡镇，可容纳10，000人。在别处还有两座大型的生产设备，一个位于田纳西州的边远地区橡树山，另一个在汉福，有三“堆”钚，俯瞰着华盛顿州的哥伦比亚河。 使研究协调运行是一项无比艰巨、复杂的工程，需要同时做大量的工作，而核材料的产出率最初是很低的。安全总是首要的考虑因素。无线电技师在军队和科学家之间来回奔波，认为应该公开交流意见。他们用暗语进行工作上的交流，“金属管”即铀，“机械”即原子弹。最后，众多的引爆方法就减少到了两个：一个使用嵌入式手枪发射铀“子弹”，击中枪口里的铀—235，这种方法也叫“枪法”；另一个是用烈性炸药的外壳刺激铀里面比橘子小一些的球状钚，在中心产生巨大的内压，这种方法叫“内爆法”。于是就有了投落到广岛的“小男孩”和投到长崎的更为厉害的“胖子”的诞生。 这个计划的后果是在洛斯阿拉莫斯南320千米（200莫里）的阿拉莫戈多市贫瘠的沙漠爆炸区进行燃爆试验。为了做好各种准备，这次爆炸试验往后推迟了，在离基地10英里的冰点地面的一座钢塔上进行。摄像师在现场拍摄了烟火的图片，较为靠近的人都穿上了防护装备。爆炸产生的白色双重火光快得让人眼难以把它们分开。接下来的1/1000秒出现了一个大火球。场面既壮观美丽又叫人害怕。火球在升到云端并变成明亮的紫色之前直径膨胀到600米（100英里）。强烈的冲击波使地面像一块脏地毯一样摇晃、抖动。一位科学家把爆炸比作“打开一个炽热无比的火炉和太阳升起”。其他人在爆炸试验场附近进行打赌，埃斯德尔·I·拉比的预测最接近真实情况：它产生了18；600吨TNT当量的能量——也许实际的能量比这预计的还要多。更具诗人头脑的奥本海默用印度的经文来描绘它的巨大影响，引用的是《博伽梵歌》中的一句：“现在我成了死神，世界的毁灭者。”这个比喻并不夸张——事实确实如此。 1945年7月16日，在“三一”试验场的试验让周围沙漠地上的沙子变成了翡翠色的放射性玻璃。新总统哈里·S·杜鲁门是在罗斯福死后上任的。他上任之后，就和少数几个高层政治家反复争论到底要不要使用原子弹。格罗夫斯帮助列出了潜在目标的名单，除了美国已经摧毁的城市外共有17座城市。人们围绕太平洋血腥的战争对这个巨大的、威力空前的武器的道德性进行了激烈的辩论。最终决定产生以后，用这一新式武器轰炸日本的城市就指日可待了。 一方认为日本永远不会放下武器，因为他们的士兵已经在太平洋岛上对美军舰队的攻击中表现了这一点；另一方认为应该预先使日本知道美国有了致命的新武器，给他们一个投降的机会。被拦截的日本发给苏联的电报中提出了日本对苏联的和平议案。鉴于斯大林的军队已经占领了东欧的部分领土，杜鲁门的领导人正盯着仍被战火半掩盖的战后的未来，试图估计原子弹对这个完全崭新的世界政治格局产生的影响。一些人看到了一种新武器产生的可怕的必然后果；另一些人预测到向日本投原子弹有双重意义：尽快结束战争和警告苏联。 接着，盟军领导人签署了《波茨坦公告》，是对日本投降做出的不妥协的通告，但最后的问题是日本并不是拒绝投降，而是无条件地投降了。这个高傲的、忠于天皇的民族不仅被迫放弃他们在战争时期的宣传中变得很牢固的永不认输的传统武士道精神，而且似乎在盟国杜绝军国主义的要求中要放弃他们民族特征中最“神圣”的一面。这个借口直到今天还颇具争议，美国就以此为借口做出了决定。艾森豪威尔将军是惟一一个站在美国对立面的人。关于最终目标选定的技术性细节仍令人不寒而栗——正如艾森豪威尔所说，上帝也许不爱打赌，但美国的战争狂人不仅与上帝打赌，而且拿日本成千上万人的性命打赌。 美�
