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Prose版 - 科学人文-从争议科学家海森堡聊起(5)
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S*V
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上文书咱们说到爱因斯坦签署了由西拉德起草的送交罗斯福总统的信件,成为美国-英
国-加拿大联合开发核技术以及后来正式的曼哈顿工程的铺垫。而在德国方面,同样以
开发核科学为主题的“铀俱乐部”也开始了它的运转。包括当时德国顶尖理论物理学者
的海森堡在内的众多科学家都参与其中。
对于他们参与这一项目的目的,历史上众说纷纭,我也很清楚我这篇文章里面的一些观
点可能会引起不小的争议。因此我在开博之时就以说明,我写这些东西的目的只在于抛
砖引玉,把问题提出来,引起众家看官的注意,有兴趣的人自然会深入挖掘内中更深层
次的内容。既然铀俱乐部是军方资助的项目,而且又是在战争打响之后组成的,那么这
个项目自然是要为军事目的服务的——这个道理我想参与项目的科学家们心里也明镜儿
一般。但是,为军事目的服务的并不直接意味着是武器的研究。作为60年之后的我们当
然清楚原子弹的威力,但在1939年,核裂变刚刚被发现,链式反应仅仅是纸面上的理论
可能,没有人知道需要多少时间、人力、物力才能够设计制造出以链式核裂变反应为机
理的新型武器。因此,当时的“铀俱乐部”的主旨也主要在于研究核裂变产生能量的开
发和利用。然而,从另外一个角度,他们的心里也一定很清楚,原子弹可能会是这个工
程最后的成果之一。另一方面,由于德国在这之前的几年一直处于备战状态,真正用于
基础科学研究的十分有限,因此既然由军方出面资助,科学工作者们也是没有理由拒绝
送上门的科研机会的;而且他们也希望借此机会发挥自己对的执着,在科学的道路上做
进一步探索。
参与铀俱乐部的人员有很多,这里我只讲海森堡和与他关系较为紧密的两个人:一位是
实验物理学家罗伯特·多贝尔,一位是我们前面书就提到的冯·魏茨泽克,也就是爱因
斯坦心里担心的那位。多贝尔比海森堡年长6岁,早期曾和恶人斯塔克一起做过有关阳
极射线的研究。魏茨泽克比较年轻,当时只有27岁,属于德国新生代科学新星。魏茨泽
克出身贵族,祖父曾是符腾堡王国首相(我们熟知的爱因斯坦就出生于当时符腾堡王国
的乌尔姆市)。魏茨泽克在还是个中学生时就认识了海森堡,并受其影响进入了物理学
的殿堂。除了海森堡,魏茨泽克在学习过程中还受到过波尔的指导。铀俱乐部启动时多贝
尔已经是莱比锡大学的教授,而魏茨泽克则在柏林的威廉皇家学会从事科研工作。
可能并不是所有人都清楚,1945年美军在广岛和长崎的两颗原子弹的裂变元素和引爆方
式都不一样:投在广岛的“小男孩”是以铀235为裂变元素的枪式原子弹,而投在长崎
的“胖子”是以钚239为主要裂变元素的内爆式原子弹。
在德国的铀俱乐部,莱比锡的海森堡、多贝尔和柏林的魏茨泽克也分别在这两个方向做
着初始的探索。1939年12月,莱比锡的海森堡的发布了第一篇内部的项目报告,确认了
核能、尤其是基于核能的炸弹的必要条件就是铀235的提炼和浓缩。而且,为保证铀235
的链式反应的进行,还需要需要其他物质将裂变产生的次生中子的速度减慢。在柏林,
魏茨泽克的研究方向是铀的另一个同位素铀238,并在1940年2月发布了他的第一篇报告
,而铀238反应的一个产物就是钚239。
海森堡在他的报告中指出,石墨和重水都可以用作中子减速剂。根据海森堡后来的计算
,相比重水,使用石墨做中子减速剂将需要更大质量的铀才能达成链式反应。因此在这
之后的研究中,海森堡无一例外的选择了使用重水。而对海森堡的两大质疑就此登场。
首先,为什么海森堡所计算得出铀235的临界质量大的惊人,第二,为什么海森堡选择
了产能十分有限的重水。要知道,“小男孩”携带的是重量仅仅64公斤(但平均纯度达
到80%)的浓缩铀,而海森堡计算的结果远远超过这一结果。是他故意为之好让军方知难
而退么?或者他在计算犯了某些致命错误(例如错误的假设)才导致了这个结果呢?如果
答案是前者,那么这自然将会把海森堡推向道德的制高点;而如果答案是后者,那么海
森堡将会在道德和科学两个领域遭受重创。还是我之前说过的,我不敢妄加猜测,就留
给读者自己思考吧。至于重水,这事也是蹊跷。在大洋彼岸的美国,费米和西拉德选择
的都是用石墨作为中子减速剂。海森堡又是特立独行,而且选择的如此难以得到的重水
!不过,用重水做核反应试验并非海森堡一家的结论,当时在法国的约里奥-局里(上文
书的西拉德-爱因斯坦信中曾经提到过,居里夫人的女婿,也是早期投入核裂变研究的
科学家)考虑到石墨的纯度不够,也倾向使用重水做中子减速剂。在当时的欧洲,重水
的重要生产地在挪威。虽然开战时挪威仍为中立国,但为了防止德国得到重水进行核试
验,盟军还是策划行动转移所有已经生产出来的重水库存。几名法国特工秘密潜入挪威
,在德国情报部门的严密监视下,费尽周折终于将185公斤的重水运到法国。
1940年4月,德军开始北上的计划,目的在于打开北海的出海口、控制瑞典的铁矿资源
、占据优势战略地位。于是在4月9日清晨几个小时之内,德军故技重施,陆海空三路闪
电般直捣哥本哈根,迅速迫使丹麦王室和政府投降。不过军事投降归军事投降,德军仍
然让其保持国内政治独立,这也是波尔等犹太科学家得以暂时留在丹麦的原因。 同日
,德军也开始了对挪威的进犯,在盟军的协助下挪威王室和政府退到北极圈以北350公
里的特罗姆瑟。就在盟军牢牢控制着挪威北部的时候,后院起火了。德军与5月10日向
西线发起进攻,14日荷军投降,女王和政府流亡英国。同时大批德军进入比利时境内
作战,并跨过马奇诺防线侵入法国境内。盟军被打了个措手不及,又被几面包抄形势危
急。5月20日,这批盟军退到法国与比利时交界附近的敦刻尔克。之后发生的便是我们
耳熟能详的敦刻尔克大撤退。西线的溃败使得北线的支撑也失去了意义,6月7日已无退
路的挪威国王携政府成船离开故土流亡到英国,挪威正式陷落。作为占领挪威的一个副
产品——重水厂也落到了德国手中。一个星期后,巴黎陷落。说到这,各位看客是不是
已经忘了还有185公斤的重水成品在法国?德国人可没忘。就在德法开战之际,居里夫
人的驸马约里奥-居里接受了这批重水,一方面他把自己的研究成果、报告该整理的整
理,该销毁的销毁,另一方面把重水藏起来,并最终成功将其通过英国商船转移到英国
。然而驸马爷本人没有离开巴黎,他要坚守在自己的实验室确保设备和仪器不让纳粹运
回德国,也不被德国人用于与战争有关的研究工作。约里奥-居里当时在核物理领域也
是专家,当时也在核裂变的研究上有所建树。这吸引了不少铀俱乐部里面德国科学家的
注意。上面我们多次提到的小冯·魏茨泽克也在德国占领后来到过巴黎拜访约里奥-居
里。在约里奥-居里看来,魏茨泽克本人和其他几个德国科学家都是反纳粹而且值得信
任的。另一位铀俱乐部成员,沃夫冈·詹特纳还曾是居里实验室的博士后。詹特纳被派
到巴黎的主要任务就是完成架设约里奥-居里的回旋加速器,但重游故地的他第一件事
就是设法把约里奥-居里和当时已经被囚禁的郎之万(本系列第2篇里那张索尔维会议照
片里有他,曾和寡居的居里夫人有个绯闻,最后在孙子辈又和居里家成了亲家,这是后
话)保护起来。不过这有友好的也就有不友好的,当时铀俱乐部的负责人科特·狄布纳
就是一个。天不怕地不怕,就怕流氓有文化。狄布纳是个物理造诣了得的人,他对约里
奥-居里实验室里面的物理工作一目了然,而且几次颇具敌意的讯问他核研究的成果、
实验室铀和重水的精确存量等。其中还曾经带有威逼性质的告诉约里奥,德国截获了一
批法国情报并起获了很多他参与重水转移等行动的情报。他的目的很明确,希望驸马爷
乖乖就范,和他们一同为党国开发核技术。只不过约里奥从来没有低头,后来还秘密参
加了各种抵抗运动直到战争结束……
没法得到约里奥的合作,德国人又会在铀俱乐部的工作中有怎样的进展呢?盟军方面又
会有怎样的动作对抗呢?战争的走势又会对这一系列问题造成什么样的影响呢?
欲知后事,请继续关注本博,敬请期待本系列的下一篇。
w******r
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2
很精彩,期待下篇

【在 S*V 的大作中提到】
: 上文书咱们说到爱因斯坦签署了由西拉德起草的送交罗斯福总统的信件,成为美国-英
: 国-加拿大联合开发核技术以及后来正式的曼哈顿工程的铺垫。而在德国方面,同样以
: 开发核科学为主题的“铀俱乐部”也开始了它的运转。包括当时德国顶尖理论物理学者
: 的海森堡在内的众多科学家都参与其中。
: 对于他们参与这一项目的目的,历史上众说纷纭,我也很清楚我这篇文章里面的一些观
: 点可能会引起不小的争议。因此我在开博之时就以说明,我写这些东西的目的只在于抛
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: 个项目自然是要为军事目的服务的——这个道理我想参与项目的科学家们心里也明镜儿
: 一般。但是,为军事目的服务的并不直接意味着是武器的研究。作为60年之后的我们当

S*V
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3
刚刚更新到第六篇了

【在 w******r 的大作中提到】
: 很精彩,期待下篇
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