历史可以改写吗?重写的后果是什么?

诞生前夕的辩论

1939年春天,核物理学家们争先恐后地讨论原子弹的可能性。量子物理学的创始人尼尔斯·玻尔列举了15个理由来说明核裂变不可能有实用价值。当时他无法预见,美国人花了3年时间,20亿美元,才战胜了他提出的每一个不可能。将因发现核裂变而获得诺贝尔奖的奥托·哈恩在1939年春天与朋友的辩论中脱口而出:“这是违背天意的!”

二战前,科学经历了一个“理想时代”。卢瑟福所在的剑桥,尼尔斯·玻尔所在的哥本哈根,德国的哥廷根,都是物理学的三大中心。两者关系密切,有一种难以区分的师生关系。在这种氛围下,很多物理系学生也学习拉丁诗歌,一些富有想象力的想法随时会打破物理学严谨的基石。恩利克·费密在给学生讲课时说:“你可以按照我的方法得到结果,但请不要问我这种方法的依据。”

1933年,哥廷根陷入纳粹种族清洗的危机,玻尔向苦难的同僚伸出了橄榄枝。哥本哈根比以前更加热闹了。这一年,爱因斯坦把家从柏林搬到了美国普林斯顿。

到1939年春天,他们中的许多人,尤其是犹太人,来到了美国。费米再也不能保持他的罗马学校。他的妻子是犹太人。他们在1938和12出国,趁着诺贝尔奖,定居美国。战后很多人讨论为什么是美国而不是德国先造出原子弹,这肯定是一个至关重要的因素。

玻尔在1939年访美期间,揭示了原子弹的秘密。他不仅向新世界的观众介绍了哈恩的工作,还阐述了梅斯纳和弗里斯的解释。一位后来被称为“美国原子弹之父”的听众《奥本海默》后来回忆说:“我当时脑子里就有了原子弹的概念。”回家后,《奥本海默》计算了爆炸所需的临界质量。

另一位科学家利奥·齐拉特试图让美国政府关注这个问题。通过他过去在欧洲的关系,他了解到有迹象表明德国可能已经开始研究原子弹。西拉德找到了支持他的罗斯福总统的非正式顾问亚历山大·萨克斯。为了引起总统的注意,西拉德又找到爱因斯坦,爱因斯坦在给罗斯福的信上签了名。

6月1939 10 11日,萨克斯得到了向罗斯福呈送这封信的机会,但疲惫的总统没有理会。第二天,他们还有机会见面。萨克斯彻夜不眠,终于想出了一个令人信服的故事:在拿破仑时代,美国发明家富尔顿建议皇帝建造一支以蒸汽机为动力的舰队,这样他就可以在任何天气下登陆英国。拿破仑赶走了富尔顿,因为他从未听说过这样的舰队。如果当权者能够更多地了解科学,历史将会沿着一条完全不同的曲线发展。罗斯福被他说服了,美国原子弹计划开始启动。早期对这个项目充满热情的科学家大多来自欧洲。他们确信纳粹德国已经开始研制原子弹。

玻尔:原子弹的“双父”

2005年春天,北京某大学为纪念“世界物理年”上演的一场科学大戏惹恼了一位80岁的老先生。物理学历史学家和翻译家高格发表了两篇文章,指责中国版哥本哈根歪曲了玻尔的形象,显示了他对物理学史的无知。高格对玻尔有着特殊的感情。他认为玻尔对现代物理学的重要性不亚于爱因斯坦。遗憾的是,玻尔的名字不仅没有在中国流传开来,随着时间的推移,这个名字的光辉不仅被大众遗忘,也被很多物理学家遗忘。

如果一定要为原子弹找一个教父,玻尔无疑是最合适的人选。1913年,玻尔提出了著名的原子理论,他对原子结构模型的研究使他获得了1922年诺贝尔物理学奖。玻尔不仅从科学的角度为原子弹的诞生提供了最基本的理论,而且在精神上照顾着核物理的婴儿:在原子弹试验之前,玻尔就指出,如果原子能掌握在世界上爱好和平的人们手中,这种能量将保证世界的持久和平;如果被滥用,就会导致文明的毁灭。战后,他获得了第一个美国和平利用原子能奖。

波尔是犹太人后裔。丹麦被德国占领后,他被困在哥本哈根。玻尔的学生,德国原子能研究的核心人物海森堡,在1941年的秋天拜访了玻尔,他们谨慎地谈论了铀裂变和核武器等敏感问题。海森堡被公认为战后德国核研究的领导者。费米试图说服海森堡在1939年去美国,但海森堡拒绝了。

战后,海森堡和他的支持者辩护说,他在战争期间表面上与当局讲和,实际上却积极反抗,即无限期推迟德国的原子弹计划。但在高格看来,这种说法可以被上百个事实驳倒。“1941年,海森堡作为特使访问了所有被德国占领的国家。那时候他已经是凯撒威廉物理研究所的所长了。在这样的气候下,很难想象玻尔和他之间会有什么坦诚的对话。”作为玻尔全集的译者,高格认为,这次谈话加深了玻尔“德国对原子弹的研究已经开始”的印象。

1943年,玻尔终于跑了,知道研究所再也救不回来了。皇家空军把他放进炸弹箱,像贵重物品一样运到英国,然后他去了美国。此时,研制原子弹的曼哈顿计划已经启动一年多了,尽管罗斯福总统在1939和10中说:“此事应紧急处理。”但是真正的大额拨款决议直到1941 65438+2月6日才通过。

美国理论物理学家费曼此时也在曼哈顿计划区。他调侃道:“以前这里有很多大牌。玻尔来到洛斯阿拉莫斯后,都成了小人。”

但是玻尔并没有给美国原子弹计划带来任何新的动力。战后,惠勒回忆说:“玻尔来美国不是为了帮我们造原子弹,而是为了对使用原子弹的后果提出建议。”

催产素:政治

除了《奥本海默》,还有一个重要的人物在1939年聚精会神地听取了玻尔关于原子弹的演讲。他是恩里克·费米。

费米是个计算天才。1945年7月,第一颗原子弹试验的冲击波到达他的位置时,他把手中的纸一扔,通过纸被吹走的距离计算出原子弹的威力。结果与仪器测试结果非常接近。但他偶尔会失手。1939年他家搬到美国时,因为寒冷,费米夫人提议安装挡风玻璃。费米经过计算发现挡风玻璃对提高室内温度的作用几乎可以忽略不计,所以没有安装挡风玻璃。几个月后,窗户安装好了,因为费米发现他最后的计算把小数点移动了错误的位置。

费米反应堆

听完玻尔的讲座回家,费米向他的妻子解释了其中的意义:“需要一个中子来打碎一个铀原子,然后假设这个铀原子在裂变时会释放两个中子,这两个中子会撞击另外两个铀原子并使它们分裂,这两个分裂的原子会发射出四个中子。如果这样继续下去,我们一开始只需要几个人造中子轰击,但最终这个反应会自发地继续下去。”

但这仍然是一个理论。中子太轻,不会被周围的任何东西吸收。空气和水可以在它们撞击原子核之前轻易地捕获它们。同事和朋友都加入了进来,包括利奥·齐拉特,他建议用碳来减缓中子的运行速度。他们一起提出了一种设计,其中纯石墨(天然碳)和铀层层堆叠,高纯度石墨可以防止中子逃逸。1940年,美国军方给他们6000元买石墨,费米和安德森在实验室里堆石墨。

当石墨堆到天花板时,费米开始想把房间里的空气抽出来,因为空气中还有很多中子逸出,所以费米定制了一个巨大的锡罐。他的朋友赫伯特安德森更有想象力。他向一家橡胶公司订购了一个方形气球,所以他必须向橡胶公司解释方形气球也能飞。

1942年冬天,芝加哥大学的网球场上矗立着一个更大的气球反应堆。65438年2月2日,在费米的指挥下,吸收中子的镉棒被拔出,反应堆的辐射强度越来越高,按照人的意志释放出势能。

这个反应堆的首次成功运行极大地鼓舞了官员们的士气。至此,曼哈顿计划正式启动,莱斯利·格罗夫斯被任命为项目总监。他是一个喜欢冒险的人。当费米的实验没有成功时,格罗夫斯将建造反应堆的计划交给了杜邦公司。

在世界上第一颗原子弹的制造过程中,许多项目都是以这种非同寻常的方式进行的。

与德国的竞争

1942年秋天,格罗夫斯和《奥本海默》在火车上第一次相遇。这时,格罗夫斯已经被提升为准将,《奥本海默》被康普顿推荐成为美国历史上最大的实验室的主任。1945之后,一个叫“原子弹将军”,一个叫“原子弹之父”。在《奥本海默》的建议下,新墨西哥的洛斯阿拉莫斯成为了新实验室的所在地。

1943年,《奥本海默》40岁。虽然他很有名,但离玻尔或康普顿还很远,但《奥本海默》用他的文学修养和口才弥补了这一不足。曼哈顿计划罗志招募了当时美国最优秀的核物理学家之一,洛斯阿拉莫斯实验室的员工很快就超过了10000人。

与此同时在德国,原子弹计划因为希特勒的自信而胎死腹中。1942年6月,海森堡向德国供应部长报告,从理论上讲,从反应堆内部获取爆炸物质是完全可能的。但德国占领大半个欧洲后,希特勒认为他的闪电战可以征服世界,所以对所有6个月内不能出成果的研究都不感兴趣。

但美国人认为德国人已经开始了原子弹计划,这让美国觉得必须加快速度。曼哈顿计划迅速膨胀为一个投资20亿美元,员工超过654.38+0.5万人的人大项目。许多项目只是在理论上被证明可行时才仓促上马。格罗夫斯回忆说,当时他开玩笑说,他应该在国会山旁边买一栋房子,以防项目失败,这样他就可以准备好迎接国会的质询。

1944年8月,物理学家戈德史密斯和一个秘密小组来到巴黎,寻找德国研制原子弹的证据。到6月1944 11,他们找到的证据足以说明德国在原子能方面至少落后盟国两年,德国无法制造原子弹,甚至无法制造原子弹所需的原料。戈德史密斯告诉一名军官,由于德国没有原子弹,盟军终于可以停止生产原子弹了。军官的回答让他大吃一惊:“既然有这个东西,当然要用。”

1945年春天,曾经是美国原子弹计划支持者的西拉德再次拜访爱因斯坦,希望他签署一封新的信,这封信试图说服美国总统放弃使用原子弹。此前,1944年6月,玻尔曾会见罗斯福和丘吉尔,希望他们能与苏联就原子能问题进行谈判,达成世界和平的格局,丘吉尔因此怀疑玻尔是共产主义的同情者。

当这封信还躺在椭圆形办公室时,罗斯福意外去世,杜鲁门成为总统。他读过爱因斯坦签名的信吗?他的回忆录里根本没有体现。

反对使用原子弹的浪潮也席卷到洛斯阿拉莫斯,许多参与该项目的科学家开始发起讨论和签名,但项目总经理格罗夫斯将军在使用原子弹的问题上立场坚定:“我一直把建议使用原子弹视为我的职责。”

没有什么能阻止它。德国投降后,洛斯阿拉莫斯的工作节奏加快了。1945年春,马歇尔将军指示格罗夫斯确定原子弹的投放目标。目标不再是德国,而是日本。

惊天动地的诞生

1945年7月6日凌晨5点30分,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的沙漠地区爆炸成功。爆炸将方圆800米内的沙子烧成了绿色玻璃。无数作品用史诗般的语言记录了这一刻。

每个证人的心情都不一样。具有诗人气质的《奥本海默》突然想起一句印度古诗词:我是死神,世界的毁灭者。卡尔森·马克想起了几个月前的一个争论,就是原子弹会不会点燃大气层。现在看来那些火球会吞噬一切。费米根据他洒出的纸条估计爆炸的冲击力相当于2万吨TNT。以前没有科学家估计过它的威力。

起初,科学家们订购了一个大型钢罐,准备爆炸,以便回收大部分贵金属,防止炸药扩散造成污染。但是到了测试的时候,6到14英寸厚的坦克就被放弃了,因为即使核爆的威力低于某些人估计的250吨炸药的威力,对于钢制坦克来说也是无法承受的。试验爆炸后发现,爆炸中心的温度达到1亿华氏度,相当于太阳表面的1万倍。如果钢罐还在,就会瞬间汽化。

早在一年前,格罗夫斯和《奥本海默》就决定,要测试的第一颗原子弹应该是内爆原子弹(他们称之为“胖子”),以测试其复杂的内爆系统。内爆原子弹内部是两个半圆形球体。当球体在一起,两个半球的铀重叠,就达到了链式反应的临界质量。球体外面是高能炸药。引爆原子弹时,先引爆外面的炸药,然后炸药产生高温高压,刺激里面的球形钚。这种方法是因为原料不足而采用的,但后来成为一种广泛使用的方法:在试验氢弹时,先用炸药点燃一颗原子弹,再用原子弹点燃氢弹。

想出原子弹自我分裂方式的弗里斯计算出了这个临界点。这个过程不是由自动机械实现的,而是手工实现的。所以实验充满了危险,弗里斯差点死在洛斯阿拉莫斯。

爆炸的结果很快被送到了总统那里。在波茨坦会议上,丘吉尔意识到杜鲁门突然变得更加强硬,并以更加坚定的语气告诉俄罗斯人,有些要求是不可能的。他直到7月22日才知道答案,然后他和杜鲁门协商,决定告诉斯大林。

但斯大林的反应比较平淡,这让丘吉尔认为斯大林根本没听懂他们的谈话。然而,一位名叫斯米尔诺夫的俄国历史学家这样记下了当时的情况:“斯大林开会回来后,当着我的面把杜鲁门对他说的话告诉了莫洛托夫。莫洛托夫当即表示:他是在为自己提价。斯大林笑着说:让他扛吧,我们必须和库尔恰托夫谈加快工作的事。”

库尔恰托夫是苏联核计划的负责人。在间谍机构的帮助下,斯大林在7月20日或21得知了这个消息。回到莫斯科后,斯大林召开紧急核会议,许多科学家预言的核竞赛开始了。

结束一场战争,开始一场恐怖。

在1939年爱因斯坦签名给罗斯福的信中,有一个技术细节。专家估计原子弹太重,不能用飞机投下。但是到了1940,这个问题就解决了,因为波音B-29重型轰炸机诞生了。

B-29超级轰炸机是二战中最大、最成功的轰炸机。创下了轰炸机数量之最:载弹量9吨,航程6000公里,可在万米高空巡航,时速600公里。在B-29轰炸机出现之前,日美只能在横跨太平洋的海上进行消耗战。B-29出现后,战局大变,美国掌握了制空权。

1943年9月,B-29被选为原子弹母舰。此时,科学家还无法确定原子弹的形状,所以B-29弹舱装有可调节的H型桁架和原子弹装载释放系统。1944年2月28日,B-29在加州的穆洛克机场(后来的爱德华兹空军基地)进行了原子弹模拟投放试验。到8月份,46架B-29具备了投掷原子弹的能力。

与此同时,剧组的训练也在紧张进行。这个特别项目由保罗·提贝兹上校指挥,他有在欧洲和北非驾驶B-17的经验,并直接参与了B-29的试飞。

小男孩爆发。

一切准备就绪。1945年7月25日,杜鲁门做出了一个重要决定,如果日本拒绝接受《波茨坦公告》,将对日本使用原子弹。

美军最初的空投目标多达17个城市。格罗夫斯亲自负责选择投放目标,广岛最终被选为首选。广岛是一个重要的军事要塞,是当时日本除京都之外,没有受到美国攻击的最大城市。

8月5日早上1945,有迹象表明第二天会好。下午,在天宁岛,原子弹“小男孩”被液压梯吊起安装。这种炸弹的外壳由黑色钢板制成,重达4400公斤,就像“一个加长的鳍状垃圾桶”。“小男孩”配备了雷达、计时器和气压计,然后安装在轰炸机上,用链条固定。

6日零时,下达最后指令。

执行任务的“恩诺拉·盖伊”号共有20名船员,包括地勤人员。飞行员是蒂贝茨上校,轰炸机是费雷比少校,军械工程师是帕桑上校,电子技术官是杰普森上尉。巨大的轰炸机是银色的,机翼长43米,机身上的名字令人眼花缭乱——埃诺拉盖(Enolagay),以蒂贝茨上校的母亲命名。

蒂贝茨提醒船员使用护目镜。根据天气预报,广岛的黎明时分有风,阳光明媚。他们没有睡好,因为他们必须在凌晨2点45分离开。2点27分,发动机启动,飞机重6800公斤,有点超重,但成功通过了两英里跑道。在塞班岛,帕森斯和杰普森爬进机舱完成炸弹的组装。早上8点50分,他们在9500米的高空进入日本领空,这里离广岛很近。

广岛的居民看到了两架飞机,但他们并不在乎。有人像往常一样走在街上。广岛时间上午8点,计时器和气压计拉动扳机,原子弹爆炸。

起飞前,飞行员问一位科学家如何最快离开投放点,得到的答案是尽可能急转弯,沿切线飞离目标。所以当原子弹在广岛上空1000米处爆炸时,轰炸机已经飞到11英里外了,但它却像被高射炮打中了一样,摇摇晃晃,吱吱作响。

蒂贝茨回忆道,“广岛原子弹没有形成蘑菇云。它形成的东西,我们称之为弦。它冲上去,黑的,亮的,彩色的,里面是白光,灰色的,顶端像一棵折叠的圣诞树。”另一名飞行员将这一场景比作“一口烧着黑油的锅”。

爆炸后一片死寂。接下来,地狱般的场景十分可怕:温度高达2980℃,爆炸附近的受害者瞬间蒸发,昏迷中的幸存者像梦游者一样行走,被撕裂的皮肤像破布一样耷拉在肉上。在剧烈的爆炸中,木屋、公园和树木都在燃烧。河里漂浮着烧焦的尸体。一瞬间,广岛市不复存在。