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2006-08-31 10:31
鑒于希特勒可能首先擁有原子彈，我簽署了一封有西拉德起草給總統(tǒng)的信。要是我知道這種擔憂是沒有根據的，當初我同西拉德一樣，就不會插手去打開這只潘多拉盒子。因為我對各國政府的不信任，不僅限于對德國政府。很遺憾，我沒有參與反對對日本使用原子彈的警告。這一榮譽應當歸功于詹姆斯·弗朗克。要是他們聽了他的話，那就好了?！ 獝垡蛩固埂稅垡蛩固刮募怼?br> 大科學主要表現為投資強度大、多學科交叉、需要昂貴且復雜的實驗設備和研究目標宏大。根據大型實驗裝置和項目目標的特點，大科學研究可以分為兩類，第一類是需要巨額投資建設、運行和維護大型研究設施的“工程式”大科學研究，如國際空間站計劃、歐洲核研究中心的大型強子對撞機計劃，包括預研、建設、運行、維護等一系列研究活動；第二類是需要跨學科合作的大規(guī)模、大尺度的前沿性科學研究項目，通常圍繞一個總體研究目標由眾多科學家有組織有分工有協(xié)作相對分散開展研究，如人類基因圖譜研究、全球變化研究等。 大科學和小科學具有很大的區(qū)別。小科學時代的科研活動特點是：研究對象為自然界；使用的儀器是“單參數”儀器；科研的目的是增長人類知識；采用的方法多半是分析方法；思想方法是機械決定論；習慣于個人自由研究；動力來源于個人奮斗；選題根據個人興趣；經費為個人資助，等等。大科學時代的科研活動特點是：研究對象為自然、社會和人；使用的儀器是以“二次儀器”為中心的儀器系統(tǒng)；科研的目的包括人類知識的增長和這些知識的開發(fā)應用；采用的方法為系統(tǒng)方法；思想方法往往是統(tǒng)計決定論和系統(tǒng)決定論；喜歡協(xié)作研究；選題來自于社會特別是經濟部門的要求；經費為國家、企業(yè)等資助，等等。 德國未能之制造出原子彈大概有4個原因。第一個原因是缺乏有才干的物理學家，因為他們都被希特勒驅逐出境了。因為原子彈制造是個系統(tǒng)工程，僅僅依靠少數科學家是不行的。第二是納粹分子對軍事方面的科研組織得不好，同時納粹政府對科研工作的意義也缺乏了解。第三是實驗室缺乏進行這種復雜研究工作用的必要的設備。最后一個原因是，在德國從事原子能研究工作的德國科學家并不希望獲得成功。他們因此有的消極怠工，沒有采取任何積極的措施來克服各種障礙以加速制造原子彈的進程；有的干脆破壞原子彈的制造計劃。例如，石墨和重水是原子彈制造的兩種重要材料，而負責石墨加工的科學家埃爾溫·施密特是一個堅定的反納粹戰(zhàn)士，他用非常巧妙的辦法使使生產出來的石墨含有硫、二氧化硫和鈣等雜質，導致布雷格在使用含有雜質的石墨進行實驗時屢試屢??；負責重水生產的工廠遭到了英軍的轟炸。 蘇聯的原子彈研究起步很早，在30年代初期就建立了 3個核研究中心，但真正進入對原子彈的研制，則是在納粹德國之后。1938年，斯大林在得知德國研制原子彈的計劃后，立即決定集中力量研制原子彈，爭取4年的時間內制造出原子彈。蘇聯人的決心極大，態(tài)度也極為堅決，先是成立了“鈾研究委員會”，作為領導機構；后是將在大清洗中入獄的科學家放出來，全力進行研究工作。但由于當時蘇聯還沒有發(fā)現鈾礦，雖然列寧格勒的原子研究所已經論證出在快中子的持續(xù)鏈式反應中，只要幾公斤的鈾就可以實現核爆炸，而蘇聯人卻只能進行理論研究，連原子彈反應堆也未建造。后來，由于蘇德戰(zhàn)爭爆發(fā)，其原子彈的研究制造基本處于停滯狀態(tài)。1942年，蘇聯人得知了美國人原子彈的研制計劃，斯大林再次親自召開會議，決定全力以赴研制原子彈。1943年 9月，蘇聯第一個核爆炸裝置研制出來了，并完成了試爆前的各項準備工作。蘇聯“鈾原子研究委員會”決定 9月10日在一個荒無人煙的湖心島上，進行人類歷史上的第一次核爆炸試驗。 日本也認為要想成為一個世界強國，就應該在原子彈領域有所作為，特別是日本有核物理方面在世界上也頗有名氣的幾位專家，如東京理化所主任二階義男，大阪大學教授菊池正士和荒勝文策等人，尤其是荒勝文策教授，1934年曾進行過人工轟擊原子的實驗并獲得了成功。1940年，日本軍方得知蘇聯和美國等國正在進行威力巨大的原子彈的研制，立即引起密切注意，并決心著手進行研制。1941年 5月，日本陸軍航空兵科技所所長安田竹生將軍正式接到研制原子彈的命令。安田竹生遂命令二階義男主持代號為“二號研究”的項目，研究制造鈾彈的可行性。第二年，日本海軍部也對原子彈的研制發(fā)生了興趣，于 7月在東京召開了“核物理成就利用委員會”第一次會議，討論了原子能用于軍事的可能性和日本能否在戰(zhàn)爭中制造出原子彈。于是，海軍部將這一任務交給了京都大學的荒勝文策教授。這樣，日本就同時有兩個機構在進行原子彈的研制工作。日本研制原子彈最大的困難是沒有鈾原料，他們向德國求援得到的鈾礦也未能運回日本；在中國東北采到了貧鈾礦不具備提純的可能。再加上美軍的空襲炸毀了日本研究小組的大部設備，使得日本已無力制造原子彈。 1942年初，美國科學家雖然對原子彈的機制、應該努力的方向、甚至費用和時間都有了大致的構想，但核研究的龐大工程已經超過了科學研究機構的能力。當時美國經濟已經轉向戰(zhàn)爭，沒有一家工業(yè)公司能在短期內完成有關生產設施的建設。美國核研究的負責人之一布什認為，只有給軍隊以最高優(yōu)先權，才能在戰(zhàn)爭結束前生產出核原料來。1942年3月9日，他在給羅斯?？偨y(tǒng)的報告中，強調了原子彈的光明前景，提出把全部的研制和生產管理移交給軍隊。6月17日，布什給羅斯福準備了一份將核計劃全部交給軍隊領導執(zhí)行的詳細報告。羅斯福立即批復了布什的報告。在參謀長聯席會議主席馬歇爾的支持下，美國軍方同意按原Ｓ-１委員會（負責鈾研究的一個機構）的建議，開始建設４種分別采用不同方法的鈾同位素分離工廠和其他的研制、生產基地。 軍隊把整個計劃取名為“代用材料發(fā)展實驗室”，指派美國軍事工程部的馬歇爾上校負責全部行動。由于馬歇爾上校循規(guī)蹈矩，與科學顧問們又合不來，使研究計劃優(yōu)先權的升級和氣體分離工廠地址的選擇拖延了兩個月。9月，政府戰(zhàn)時辦公室和軍隊高層領導決定，領導修建美國國防部大樓——五角大樓的格羅夫斯上校接替馬歇爾上校。格羅夫斯在赴任之前，被提升為準將。 格羅夫斯在上任后不到48小時內就成功地把計劃的優(yōu)先權升為最高級，并選定田納西州的橡樹嶺作為鈾同位素分離工廠基地。因為馬歇爾上校的總辦公室最初將設在紐約城，他們決定把新管區(qū)的名稱命名為“曼哈頓”。于是，“曼哈頓工程區(qū)（或簡稱為曼工區(qū)）”就這樣誕生了。美國整個核研究計劃不久后取名為“曼哈頓計劃”。 曼哈頓計劃的最終目標是趕在戰(zhàn)爭以前造出原子彈。雖然在這個計劃以前，Ｓ-１執(zhí)行委員會就肯定了它的可行性，但要實現這一新的爆炸，還有大量的理論和工程技術問題需要解決。在勞倫斯、康普頓等人的推薦下，格羅夫斯邀請奧本海默負責這一工作。為了使原子彈研制計劃能夠順利完成，根據奧本海默的建議，軍事當局決定建立一個新的快中子反應和原子彈結構研究基地，這就是后來聞名于世的洛斯阿拉莫斯實驗室。奧本海默憑著他的才能與智慧，以及他對于原子彈的深刻洞察力，被任命為洛斯阿拉莫斯實驗室主任。正是由于這樣一個至關重要的任命，才使他在日后贏得了美國“原子彈之父”的稱號。 奧本海默開始時對困難估計不足，認為只要６名物理學家和100多名工程技術人員就足夠了。但實驗室到1945年時，發(fā)展到擁有2000多名文職研究人員和3000多名軍事人員，其中包括1000多名科學家。鑒于大多數科學家都反對實驗室的軍事化，格羅夫斯同意加州大學成為洛斯阿拉莫斯名義上的管理單位和合同保證單位，基地的軍隊負責實驗室建設、后勤供應和安全保障。 在“曼哈頓工程區(qū)”工作的15萬人當中，只有12個人知道全盤的計劃。其實，全體人員中很少有人知道他們是在從事制造原子彈的工作。例如，洛斯阿拉莫斯計算中心長時期內進行復雜的計算，但大部分工作人員不了解這些工作的實際意義。由于他們不知道工作目的，所以也就不可能使他們對工作發(fā)生真正的興趣。后來，一個年輕的理論物理學家費因曼，想方設法得到允許，向洛斯阿拉莫斯的工作人員說明了他們是在做什么樣的工作。此后，這里的工作達到了高潮，并且有許多工作人員自愿留下來加班加點。 經過全體人員的艱苦努力，原子彈的許多技術與工程問題得到解決。1945年7月15日凌晨5點30分，世界上第一顆原子彈試驗成功。8月6日和9日，美國分別在日本的廣島和長崎投下了原子彈。隨著蘇聯軍隊出兵我國東北，日本天皇于14日宣布無條件投降，第二次世界大戰(zhàn)結束了。 曼哈頓計劃不僅造出了原子彈，也留下了14億美元的財產，包括一個具有9000人的洛斯阿拉莫斯核武器實驗室；一個具有36000人、價值９億美元的橡樹嶺鈾材料生產工廠和附帶的一個實驗室；一個具有17000人、價值３億多美元的漢福特钚材料生產工廠，以及分布在伯克利和芝加哥等地的實驗室。 1946年7月，在原子彈研制成功一周年之際，美國參、眾兩院經過激烈的爭論，通過了一項由參議員麥克馬洪提出的議案。杜魯門于8月1日簽署命令，提案開始正式生效，這就是《1946年原子能法令》。它標志著美國戰(zhàn)時核計劃的結束和新的過渡時期的開始，也成為和平時斯整個美國原子能發(fā)展的指導綱領。 《1946年原子能法令》正式生效后，格羅夫斯領導的曼哈頓工程在國會和政府的同意下，繼續(xù)支撐著整個核計劃。當美國新的原子能委員會組成后，杜魯門決定在1946年的最后一天晚上12點，將原曼哈頓工程的全部財產和權力移交給原子能委員會，從而正式開始了一個新的過渡時期。 原子能委員會設有四個部：研究部，它控制一切與原子能有關的研究；生產部，它擁有并控制一切生產裂變材料和原子能的設施，組織核裂變材料的生產；工程部，它指導一切與原子能發(fā)展有關的計劃和工程；軍事應用部，它處理與軍備有關的原子能事項。 原子能委員會總部也從橡樹嶺遷到了華盛頓。 后來，美國政府決定建立國家實驗室，其中最著名的有芝加哥附近的阿貢國家實驗室和紐約長島的布魯克海文國家實驗室。這兩個實驗室為高能物理的發(fā)展做出了貢獻。特別是丁肇中教授，就是于1974年利用布魯克海文實驗室的加速器ＡＧＳ發(fā)現Ｊ粒子的，并因此獲得諾貝爾物理學獎。 西拉德與愛因斯坦： 1933年4月，希特勒政府通過了第一個反對猶太人的法律，大批非雅利安科學家被迫離開了崗位，100多位物理學家逃離德國。西拉德是其中之一，到了英國。正是在英國他覺得鏈式反應是可能的。1935年，他們研究了發(fā)現了放射性物質鈹的中子逸出產生γ射線的現象。1938年，西拉德到美國，知道了核裂變的發(fā)現。由于對美國不了解，他請求愛因斯坦幫忙。他們一起給羅斯?？偨y(tǒng)寫信請求研究經費以便研究裂變。1942年西拉德和費米在芝加哥大學取得了控制式鏈式反應器的進展。曼哈頓工程很快就開始了。西拉德成了抗議原子彈的主要力量。愛因斯坦沒有真正參加曼哈頓工程，但他是啟動曼哈頓工程的責任者之一和后來最強烈的抗議者之一。 西伯格：在曼哈頓工程中，西伯格(G.T.Seaberg,1912-)領導钚生產技術的小組研究。他被稱為钚之父。钚是在1941年2月23—24日在加州大學發(fā)現的，而可見量的钚是1942年8月20日芝加哥大學的冶金實驗室第一次被分離出來的。曼哈頓工程中第一顆原子彈就是以钚為動力的試驗彈，被投放到長崎的第三顆原子彈“胖子”也是一顆钚彈。1951年他和麥克米倫(E.M.McMillan,1907-1991)因發(fā)現并研究钚等超鈾元素而共獲諾貝爾化學獎。1961年，他被任命為美國原子能委員會主席。 費因曼：出生于紐約的費因曼是一個出色的物理學家和數學家，他有加速微積分的運算的天然才能。在24歲時參加曼哈頓工程，在他的指導老師貝特領導的小組工作，其任務是計算原子彈爆炸需要的裂變材料的數量。他的一個引人注目的才能是不用計算器就能快速解答方程式。他和貝特一起發(fā)現了解決一個三次方程的捷徑，大大加快了運算速度。有趣的是，因為費因曼獨特直覺才能，他還被美國航天航空局邀請參加1985年挑戰(zhàn)者號宇宙飛船失事的調查，得出了令航空航天局和世界都震驚的結論：一個O型橡膠圈的老化。 費米：費米1934年用中子轟擊原子核產生人工放射現象，開始中子物理學研究。被譽為“中子物理學之父”。由于他在中子轟擊方面尤其是用熱中于轟擊方面的成。。1938年榮獲諾貝爾物理學獎。1939年任教于美國哥倫比亞大學。1942年。根據他對中子引起鈾核裂變的研究。在芝加哥大學建成了世界首座自持續(xù)鏈式裂變反應堆。1944年入美國籍，并參與曼哈頓計劃研制原子彈。費米領導的小組負責進行鏈式反應試驗。費米小組于1942年12月 2日建成了世界上第一座鈾-石墨原子反應堆。這個反應堆高5.6米、長10米、寬9米，內可裝核反應材料52噸，這個裝置總重量達1400噸。在這個反應堆中進行了人類歷史上第一次人工控制的核反應，從實踐上證明了鏈式反應理論的正確性，為原子彈的制造奠定了堅實的基礎。 奧本海默：由于其出色的組織才能，奧本海默被稱為“原子彈之父”。在40歲以前，奧本海默盡管是一個著名的理論家，一個受人尊敬的教師，但沒有實現自己成為偉大的科學家的愿望，沒有登上物理學領域創(chuàng)造性工作的最高峰，而海森堡、狄拉克、費米、約里奧·居里等人在這個歲數已經實現了。是曼哈頓工程使奧本海默青云直上，他擔任了洛斯阿拉莫斯實驗室主任，成功地把眾多科學家包括那些著名科學家如諾貝爾已獲獎者或者未來獲獎者團結在制造原子彈這一核心人物的周圍。得也蕭何，失也蕭何，奧本海默把全部的聰明才智奉獻給了原子能，后來他也成為原子能情結的犧牲者。 1945年夏天，盡管美國領導人相信日本最終除了投降之外別無選擇，但他們對日本何時投降仍無法確定。盡管日本領導人也打算在1945年年底結束戰(zhàn)爭，但不幸的是，日本政府為了自己皇室的尊嚴，于7月28日東京廣播了日本不投降而繼續(xù)戰(zhàn)斗的決定。美國出于結束戰(zhàn)爭越快越好的政治考慮，還是在8月6日投下了第一顆原子彈。 一些處于曼哈頓工程中心的科學家，雖然感受到了科學研究的樂趣，但是當他們預感到原子能一旦釋放便會產生難于想象的破壞力，他們就開始擔憂，成為反對原子彈研究的先行者。很多參與研制的科學家反對原子彈的不道德使用，他們擔心戰(zhàn)爭結束后會引起軍備競賽。在使用原子彈以前，最大的威脅德國已經投降，而那時日本根本就沒有任何原子武器。因此可以認為投放原子彈是沒有必要的。無辜的生命的損失是巨大的，人們可以統(tǒng)計戰(zhàn)士和成年的損傷，而無法統(tǒng)計對兒童的損傷。1945年6月11日，芝加哥科學家在弗蘭克的主持下完成了著名的“弗蘭克報告”。該報告建議，不用原子彈轟炸日本，而把原子彈投擲到沙漠或者荒島上以作威力演示，并請聯合國代表參觀。但是政治家們每人愿意聽。愛因斯坦曾說：我一生一個大錯誤就是簽署了那封給羅斯?？偨y(tǒng)推薦制造原子彈的信。西拉德曾聯合冶金實驗室69名科學家給杜魯門總統(tǒng)寫信抗議使用原子彈，但杜魯門繼續(xù)支持。1962年，西拉德建立了一個委員會，宗旨在于呼吁控制軍備并影響外交政策。 并非所有的科學家都反對使用原子彈。在一份有康普頓、勞倫斯、奧本海默和費米署名、奧本海默執(zhí)筆的“建議立即使用原子彈”的報告，認為“沒有其他的技術展示能夠結束戰(zhàn)爭，沒有其他的替代方法能夠指導軍事應用”。許多科學家認為美國不是在攻擊日本，而是在自我防御，是日本先進攻了美國，例如珍珠港事件。但是科學家反對美國很快地投放第二顆原子彈，美國應該等待日本投降更長一點時間。 面對巨大的爆炸，曼哈頓工程負責人之一、被稱為“原子彈之父”的著名科學家奧本海默在核爆觀測站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個太陽，才能與其爭輝。我是死神，我是世界的毀滅者。” 爆炸時，費米撕了幾片碎紙拋在空中，在沒有聽到爆炸聲時就迫不及待地想要知道爆炸沖擊波的威力。爆炸結束，費米就坐上坦克去檢查損失情況，爆炸的威力超出了他原來的想象。費米本來是一個冷靜而有理智的人，這時也受到了很大的驚動，甚至無法自己開車回家。他對所有持反對意見的同事只能重復這樣的回答：“不要讓我跟你們一塊受良心的折磨吧。無論如何，這畢竟是物理學上的一個杰出成就。” 戰(zhàn)爭和曼哈頓工程結束后，奧本海默就感到了核武器發(fā)現的遺憾。而特勒開始積極倡議進行氫彈的研制。氫彈利用核聚變原理，其能量比核裂變更大。奧本海默后來投入了對原子能的國際控制和和平利用，反對美國率先制造氫彈。軍方和軍隊企業(yè)對于削減軍費的不滿，蘇聯原子彈試驗成功打破了美國的和壟斷地位，氫彈研究還是啟動了，這一切使奧本海默的努力化為泡影。1953年，奧本海默反而因為的一系列反對意見和行為被剝奪了安全特許權。 特勒闡述了自己對進行氫彈研究的立場。特勒認為，自己選擇科學家這個職業(yè)，是因為他熱愛科學，除了純科學之外他不會作其他任何工作。他自己也熱愛和平，不愛武器。但為了和平世界需要武器。因此他把自己獻身給了普通和平的事業(yè)。特勒的這番辯白也說明了他從事科學研究的基本出發(fā)點：對科學的興趣和為和平的良心驅使。對其他許多科學家而言，對科學的興趣可能是更重要的原因，因為如果他們不放棄這些工作，就會錯過解決有趣的問題的機會，對科學原始的沖動使得他們把后果拋到了一邊。這一點可以解釋下面的事實：一些參加過原子彈的科學家，因為原子彈爆炸受到良心的譴責后便公開反對進行氫彈的研究，可是當氫彈得到政府支持正式啟動后，他們又放棄了過去的想法，以極大的熱情投入了氫彈的研究。這些科學家包括貝特、烏拉姆、費米、馮·諾依曼、費因曼等，而漢斯·貝特是一個極端的例子。貝特曾拒絕特勒的勸說回到洛斯阿拉莫斯，曾在著名的《科學美國人》雜志上發(fā)表了從科學、政治和道義上反對制造氫彈的文章，甚至還同其他11位科學家簽名發(fā)出了譴責政府制造氫彈的決定的聲明，可最后貝特還是在研究氫彈的過程中起到了決定性作用。 冷戰(zhàn)時期美國和蘇聯兩個超級大國進行了更大的軍備競賽。美國可能從中得到了好處，因為它刺激了國民經濟的發(fā)展，很多的民用技術來自于軍事科學；但是蘇聯由于體制上的原因，軍事競賽的科技成果沒有轉化為經濟發(fā)展的動力，使國內經濟大喪元氣。 對于極端的悲觀主義者而言，核科學的發(fā)展和核科學家的曖昧態(tài)度令人擔憂。人類社會有太多的科學家，而很少有仁慈的上帝?？茖W家們抓住了原子的奧秘，卻忘記了布道——宣傳和科學的危害，因此，世界有了輝煌而失去理智，獲得了能量而失去了良心?？茖W家是核的巨人和道德倫理的矮子，他們對戰(zhàn)爭知道得比和平多，對殺戮知道得比生存多。 對于樂觀主義者而言，由于核武器具有威懾性又具有遏制性的雙重功能，對維護世界和平、制約世界大戰(zhàn)特別是核戰(zhàn)爭，起到了積極作用?？茖W家是和平力量最強大的組成部分。沒有了科學家，世界大戰(zhàn)可能更頻繁地發(fā)生。 只要科學存在一天，關于科學的倫理討論就會繼續(xù)，過去是原子科學，現在是基因克隆。無論如何，曼哈頓工程改變了人類和文明的歷史。它提醒科學家作為一個社會公民必須對自己的行為負責?？茖W家不僅需要思考他們能作些什么，也應該思考他們應該做些什么。 美國最先于1945年7月16日爆炸原子彈成功，隨后蘇聯于1949年8月29日、英國于1952年10月3日、法國于1960年2月13日、中國于1964年10月16日也相繼擁有了原子彈，核競賽的局面正是形成。1968年7月1日簽訂、1970年3月5日生效的《不擴散核武器條約》第9條規(guī)定，凡1967年1月1日前掌握核武器的國家為有核國家，允許保留核武器。美、蘇、英、法、中5國都符合上述條件，成為有核國家。 以美、蘇為首的兩大陣營冷戰(zhàn)的一個明顯特點，是以發(fā)展核武器、爭奪核優(yōu)勢為中心。一場驚心動魄、瘋狂持久的核軍備競賽，使世界核武庫達到超飽合狀態(tài)。據世界原子科學家通報，到1986年，美、俄、英、法等4國，耗資約8萬億美元，共制造了近7萬枚核彈頭，其中：美國2.3萬枚、前蘇聯約4.5萬枚、英國約300枚、法國300多枚，核彈頭威力達200億噸TNT當量，世界人均3噸，足以毀滅人類50次。同時，4國還相應地發(fā)展了數萬件導彈、飛機、潛艇等核彈頭運載工具，組建了三位一體、攻防兼?zhèn)涞暮俗鲬?zhàn)集團。到1996年9月10日聯合國通過《全國禁止核試驗條約》止，全世界共進行了2000多次核試驗。頻繁的核試驗。使核武器的性能不斷精良完備，也使地球生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。 目前，核武器的發(fā)展經歷了三代。第一代為原子彈，第二代為氫彈，第三代是以中子彈為代表的、效應可轉換的特種彈。三代核武器其綜合戰(zhàn)術技術性能一代比一代先進，既顯示了原子能科學技術水平的發(fā)展和提高，也滿足了核武器用于戰(zhàn)場的企圖和要求。美國在開發(fā)核武器方面，始終走在世界各國的前頭。目前，美國正在積極研究性能更先進的第四代核武器。 |
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