科學(xué)外史（22）

最近影片《奧本海默》上映和傳記《奧本海默傳》（中信出版集團(tuán)）出版，讓有關(guān)原子彈的歷史又進(jìn)入了公眾視野。關(guān)于原子彈，通常人們注意的都是以美國曼哈頓工程為標(biāo)志的歷史線（蘇聯(lián)、英國的原子彈都和這條線有關(guān)），因?yàn)樗〉昧顺晒?，也確實(shí)影響了歷史。但還有另一條歷史線，卻很少有人注意，在宏觀尺度的第三帝國歷史敘述中也經(jīng)常被忽略——其實(shí)納粹德國和效忠第三帝國的物理學(xué)家，在通向原子彈的道路上曾經(jīng)只差一步之遙。

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)“臨界質(zhì)量”之謎

原子彈是一個可以用來考察科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的奇妙個案。如果說盧瑟福的原子模型理論是科學(xué)（1913），威爾斯小說《獲得解放的世界》中的放射性炸彈是幻想（1914），那么怎樣造出一顆可以用于實(shí)戰(zhàn)的原子彈就是技術(shù)——需要解決一系列的技術(shù)難題。這些難題中最致命的一個，就是所謂“臨界質(zhì)量”問題，即至少需要多少放射性原料鈾233（或鈾235、钚239）才能引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)形成爆炸。

在1940年之前，普遍的看法是需要幾千公斤量級，而鈾或钚不存在濃縮的天然形態(tài)，只能靠人工制備——這是一個緩慢的過程，在當(dāng)時(shí)制備幾千公斤濃縮鈾或钚是難以想象的。所以盧瑟福直到去世（1937）還認(rèn)為原子彈是“癡人說夢”，另一個對原子理論有重要貢獻(xiàn)的物理學(xué)家玻爾，直到1939年仍堅(jiān)信“核裂變炸彈是行不通的”。

在曼哈頓工程歷史線上，“臨界質(zhì)量”問題是由流亡到英國的奧地利物理學(xué)家弗里希和德國人派爾斯在1940年3月解決的，他們通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)：引發(fā)鈾裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的臨界值只要11磅左右。兩人立刻向英國高層匯報(bào)，因?yàn)樗麄儞?dān)心納粹德國的物理學(xué)家很快也會發(fā)現(xiàn)這個秘密。后來英國將這個秘密分享給了美國。

德國的原子彈之路其實(shí)比美國起步更早，1938年德國物理學(xué)家哈恩和斯特拉斯曼就完成了鈾核的裂變，并于1939年1月發(fā)表了報(bào)告這一實(shí)驗(yàn)的論文。1939年9月16日德國陸軍軍械局召開的會議被視為德國核武器研究（稱為“鈾項(xiàng)目”）啟動的標(biāo)志。

和后來美國曼哈頓工程的“原子彈之父”奧本海默相比，德國“鈾項(xiàng)目”的陣容要豪華得多，領(lǐng)銜的是物理學(xué)家沃爾納·海森堡，他是1932年諾貝爾物理學(xué)獎得主，在國際物理學(xué)界的地位和聲望都碾壓奧本海默。影片《奧本海默》中，曼哈頓工程軍方負(fù)責(zé)人格羅夫斯將軍揶揄奧本海默說：諾貝爾獎沒得到吧？實(shí)有所本——奧本海默至死沒得到諾貝爾獎。

雖然在追逐原子彈的競賽中，海森堡最終輸給了奧本海默，但從已發(fā)現(xiàn)的史料來看，弗里希和派爾斯所擔(dān)心的事情很可能真的發(fā)生了——海森堡和德國物理學(xué)家可能也解決了“臨界質(zhì)量”問題。一個重要證據(jù)是，在1942年春的一次德國高層會議中，空軍元帥米爾希問“能夠摧毀一座大城市的炸彈到底有多大”時(shí)，海森堡當(dāng)場用手勢比劃著說：“也就和菠蘿差不多！”這就是著名的“菠蘿比喻”，表明海森堡清楚地知道引發(fā)核爆炸并不需要幾千公斤的濃縮鈾或钚。

納粹德國核試驗(yàn)之謎

由于德國的核武器研究走在當(dāng)時(shí)的世界最前列，所以反而無法像1942年啟動的曼哈頓工程那樣力量集中，目標(biāo)明確。從1939年開始，納粹德國先后出現(xiàn)了三個秘密研究核武器的攤子，其中最大、最“正統(tǒng)”的就是海森堡領(lǐng)銜的那一攤，海森堡得到的資源最豐富。但他們的目標(biāo)似乎也不是高度集中在原子彈這一點(diǎn)，而是搖擺于原子彈、氫彈、戰(zhàn)術(shù)核武器之間。

由于曼哈頓工程的成功，現(xiàn)在人們往往認(rèn)為必須先搞原子彈再搞氫彈，現(xiàn)實(shí)中的情形也確實(shí)如此。但當(dāng)年走在最前面的人，沒有追趕對象，難免在岔路口猶豫不決。影片《奧本海默》中，后來美國的“氫彈之父”愛德華·泰勒，一直嚷嚷著要搞氫彈，被奧本海默斷然拒絕。奧本海默目標(biāo)極為明確——就是要趕在納粹德國之前造出原子彈。這在客觀上形成了某種“后發(fā)優(yōu)勢”。

納粹德國從1939年開始就幾乎和整個歐洲處在戰(zhàn)爭狀態(tài)中，后來更要面對蘇聯(lián)和美國兩強(qiáng)，可用資源難免緊缺，這必然對德國的核武器研究產(chǎn)生不利影響。到1942年，美國啟動了曼哈頓工程，希特勒卻下令“禁止進(jìn)行一切不能在戰(zhàn)爭期間為軍事提供服務(wù)的科學(xué)研究工作”，并特別指出不得批準(zhǔn)任何“不能保證6周內(nèi)投放前線”的新式武器設(shè)計(jì)方案，這說明他對海森堡領(lǐng)導(dǎo)的核武器研究已感失望。

在海森堡這一攤“失寵”之后，還有德國科學(xué)家?guī)鞝柼?middot;迪布納領(lǐng)導(dǎo)的核武器研究團(tuán)隊(duì)，依托帝國郵政部提供的少數(shù)資源，繼續(xù)在制造原子彈的道路上前行。令人驚奇的是，這個一直被邊緣化的研究攤子，居然在第三帝國覆亡的前夕，在被占領(lǐng)區(qū)和德國本土進(jìn)行了三次核爆炸試驗(yàn)。

其中最重要的一次核試驗(yàn)是1945年3月3日在德國本土圖林根地區(qū)進(jìn)行的。由于戰(zhàn)敗時(shí)德國方面大量銷毀檔案文件，關(guān)于德國核試驗(yàn)只留下了一些目擊者回憶之類的間接證據(jù)。從這些證據(jù)看，圖林根核試驗(yàn)的爆炸當(dāng)量相當(dāng)小，可能僅處在戰(zhàn)術(shù)核武器級別，但還是造成了相當(dāng)?shù)娜藛T傷亡。而在時(shí)間上，它比曼哈頓工程在美國新墨西哥州的試爆（1945年7月16日）早了4個月。

現(xiàn)存文件表明，德國人當(dāng)時(shí)還為核試驗(yàn)攝制了一部紀(jì)錄片，這部紀(jì)錄片后來被蘇聯(lián)紅軍繳獲，但成為機(jī)密材料，許多關(guān)注此事的西方學(xué)者多年來四處搜尋也終未一見。有趣的是，根據(jù)俄羅斯現(xiàn)存檔案記載，這部紀(jì)錄片曾于1949年7月11日向劉少奇率領(lǐng)的中國代表團(tuán)播放過，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)方面將紀(jì)錄片說成是蘇聯(lián)核試驗(yàn)的記錄，但事實(shí)上蘇聯(lián)要到同年8月29日才進(jìn)行首次核爆試驗(yàn)。

海森堡忠誠之謎

回顧納粹德國和美國的原子彈競賽，海森堡學(xué)術(shù)比奧本海默強(qiáng)，起步比奧本海默早，最后不僅輸給了美國，取得的成果甚至還不如迪布納的那一攤冷灶，這不能不使人懷疑海森堡對納粹德國的忠誠——海森堡是不能也？抑不為也？

1945年夏天，盟軍將海森堡等十名效忠納粹德國的物理學(xué)家在英國劍橋附近的“農(nóng)莊館”莊園軟禁了半年，并全程竊聽他們的一切談話。此時(shí)他們效忠的第三帝國已經(jīng)灰飛煙滅，他們之間不乏“痛定思痛”的反思和爭吵，有一天奧托·哈恩質(zhì)問海森堡：“為什么你總堅(jiān)持說只要擁有50公斤鈾235就能做成某些事情，而現(xiàn)在又說必須要有2000公斤才行？”海森堡在之后的幾天內(nèi)“計(jì)算”出了正確的“臨界質(zhì)量”值——但是根據(jù)多種歷史文獻(xiàn)，海森堡以前在多種場合使用過他的“菠蘿比喻”，表明他早就預(yù)估了正確的“臨界質(zhì)量”值，那么海森堡是在掩蓋什么嗎？

二戰(zhàn)之后，海森堡雖因領(lǐng)銜納粹德國核武器研究而遭非議，卻也沒有受到懲罰，仍能在榮譽(yù)中壽終正寢。也許正是因?yàn)樗罱K沒有為納粹德國造出原子彈（有不少人相信他是故意的），才使“自由世界”原諒了他。而要是他在納粹德國崩潰之前造出了原子彈并改變了歷史，那恐怕就是菲利普·迪克的科幻名著《高堡奇人》中的歷史，“自由世界”也將沒有資格原諒或不原諒他了。