戰(zhàn)爭中走出的科學

Ｄａｙｍｏｏｎ

戰(zhàn)爭與科學

在古希臘的歷史傳說里，阿基米德曾經(jīng)為了抵抗羅馬軍隊的入侵制作出了各種武器，包括利用杠桿原理掀翻戰(zhàn)船的守城機械，以及大面積反射陽光引發(fā)火災的凹面鏡等。如果這一切屬實，那么大概可以算是科學力量在戰(zhàn)爭中第一次展現(xiàn)出的威力。如果羅馬執(zhí)政官能知道后來美國人對錢學森的評價，他一定也會表示贊同：“阿基米德值五個艦隊!”

敘拉古的城墻阻止不了羅馬人的步伐，阿基米德最終倒在了無知羅馬士兵的劍下，那是戰(zhàn)爭為科學記錄的第一次災難，卻絕對不是最后一次。古往今來，未來的青年才俊埋骨他鄉(xiāng)，僅僅在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)之間，歐洲各大學物理實驗室就有數(shù)千名學生被迫加入軍隊，甚至和自己的同學校友拔槍相向。亨利·莫斯里就是這些名字中的一個，他根據(jù)電子的發(fā)現(xiàn)成功地解釋了門捷列夫發(fā)現(xiàn)的周期律。這是當時與盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核、玻爾解釋氫原子光譜并稱的物理學三大發(fā)現(xiàn)，但他早早倒在了一戰(zhàn)的戰(zhàn)場上，未能領到該屬于他的諾貝爾物理學獎。

戰(zhàn)爭是政治的延續(xù)，科學則是戰(zhàn)爭的前提，任何科學方面的進展突破往往最先想到被用于戰(zhàn)爭領域。每一場戰(zhàn)爭中都必然涌現(xiàn)出最新科技下誕生的武器，從炸藥到無線電報，從雷達到導彈，莫不如此。科學的研究成果被用作殺人的利器，是科學家最大的悲哀之一，諾貝爾正因為懷著如此愧疚而設立了諾貝爾獎。然而，戰(zhàn)爭這個人類歷史永遠無法回避的話題對于任何領域都是雙刃劍，科學促進了戰(zhàn)爭，戰(zhàn)爭也間接推動了科學，每一場戰(zhàn)爭過后，也必然促進科學在某個方向作出突破。16世紀因為對火炮落點的精確計算促進了微積分發(fā)展，20世紀的二次世界大戰(zhàn)帶動了之后幾十年的航天技術。即使在美蘇對抗的冷戰(zhàn)陰暗年代，雙方的科技力量反而以驚人速度的發(fā)展起來。在當時美國的科學家周圍流傳著這樣一個笑話：無論是同步加速器還是大型計算機或者隨便別的什么實驗，只要說一聲“蘇聯(lián)人可能搶在我們前面”，軍方就會全力撥款支持你。無論是否它的本意，戰(zhàn)爭已經(jīng)成為了科學技術的潤滑劑。

科學天才集結(jié)號

如果說人類的戰(zhàn)爭史，其實就是一部科技史，那么這段歷史最絢麗的片段則是制造原子彈的“曼哈頓工程”。在人類歷史上從來沒有過如此多的科學天才們齊聚一堂，為了一個目標而努力，也從來沒有一種武器具備如此強大的力量，影響了一場戰(zhàn)爭，甚至改變了人類歷史可能的進程。

原子彈的原理是那個霍金在《時間簡史》中惟一用到的公式：E=Mc²。根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論得出的附加結(jié)論，質(zhì)量可以完全轉(zhuǎn)換成能量，而且數(shù)值是如此巨大。只是就當時而言，這個公式不過是一個數(shù)學游戲。記者們曾半開玩笑地追問愛因斯坦這些能量要如何獲得，愛因斯坦也表示目前它只具備理論上的意義。這時是公元1905年，此時的愛因斯坦也還不知道，頭頂上的太陽已經(jīng)因為這個公式燃燒了50億年，并且再過40年，地球上也會有一顆“太陽”來震撼世界。

1942年夏季，在美國新墨西哥州的沙漠里，阿拉莫斯研究所和一座座工廠拔地而起，年輕的理論物理學家奧本海默被任命為研究所的所長，他之后被稱為“原子彈之父”。在他身邊，左有量子工程師費米，右有“教皇”玻爾，身后不遠處的工廠里，三名諾貝爾獎獲得者康普頓、勞倫斯、尤里早就開始了鈾235提純的工作，而在第一線工作的西伯格、貝特等人，無一不是諾貝爾獎的獲得者，惟一的例外大概是數(shù)學家的代表馮·諾依曼，惟一參與過20世紀兩大發(fā)明——計算機和原子彈的人。相較于這些如雷貫耳的名字，后來在1965年拿下諾貝爾物理學獎的費曼當時也只不過是個打雜的研究生而已。武俠小說里面經(jīng)常可見這樣的橋段：某某山莊里面隨便出來一個掃地的放到江湖上也是一流好手，在當時的阿拉莫斯研究所，大概就隱約有著這個意思。

可怕的是，在大洋對面，即使按照希特勒的標準去掉了全部猶太人，剩下純血統(tǒng)日耳曼人，德國組成的陣容依然可以抗衡全世界。“紅衣主教”海森堡為首，率先發(fā)現(xiàn)裂變的哈恩居副，博克、勞厄在旁輔助，當年的計數(shù)天才蓋革也回到了這里，而他們身后還有“量子學之父”普朗克。

兩邊單比陣容不分上下，但當時的美國國力和形勢畢竟大大好于德國，海森堡為首的德國科學家們從開始就遠遠落后。不須顧慮戰(zhàn)線和財政危機的“曼哈頓工程”很快擴大規(guī)模，而奧本海默自己也沒估計到需要這么多人才，認為只要6名物理學家和100多名工程技術人員就足夠了。但最后到1945年時，他發(fā)現(xiàn)麾下竟然有了1000多名科學家。

你應該沒事，但我要死了

制造原子彈的過程也有著太多的傳奇和坎坷。計算出需要鈾的臨界質(zhì)量數(shù)目的是奧本海默，也是他被稱為“原子彈之父”的原因所在。傳說中他是在夢里突然領悟到計算方法的——這多少有些夸張，但無論如何，最后的結(jié)果證明這個結(jié)論確實正確。需要的鈾235不算多，大概也就幾十公斤——但是比起鈾235的含量來說也夠麻煩，大型工廠立刻開始了徹夜加工，幾公里長的車間里工人要騎著自行車來回檢查。與此同時，負責電磁部分的勞倫斯宣稱需要世界上最大的磁鐵——每塊有250英尺高，這需要上千英里長的銅線來作這些巨型磁鐵的線圈。但是，戰(zhàn)爭工業(yè)幾乎用盡了美國的銅儲備，本國已沒有足夠的銅去完成勞倫斯的巨型機器了，而當軍方尼科爾斯中校告訴勞倫斯這件事之后，他當機立斷：“用銀代替，銀的導電性能更好。”他居然說服了軍方，實際上美國當時的銀儲備總計只有47000噸，而最后科學家們一共借走了14000噸，價值30億美元。

1942年11月，人類第一個原子反應堆成功運轉(zhuǎn)。看著整個鏈式反應進程在控制下運轉(zhuǎn)，費米特意打開了一瓶香檳慶祝。反應堆是通過控制鈾棒的濃度和中子釋放數(shù)目來保持裂變反應穩(wěn)定，但原子彈剛好相反，它需要控制兩塊鈾235瞬間靠近，達到臨界質(zhì)量后爆炸。當時在實驗室里，出現(xiàn)了一個最為賭命的實驗。原子彈的臨界質(zhì)量實驗，在當時的條件下，是由年輕物理學家斯洛廷負責用螺絲刀把兩個鈾半球沿著導向軸相對靠近，分開，觀測不同距離下的反應速度，稍有差錯就會不可收拾。然而在一天，當兩個半圓球已經(jīng)相當接近，質(zhì)量已達到臨界值時，他的螺絲刀不幸突然從手中掉了下來，而此時距離近的兩塊鈾已經(jīng)泛起了自光。在全場的驚呼聲中，他冷靜地上前用雙手分開了鈾半球，之后對著最近的一個同事說：“你應該沒事，但我要死了。”9天之后，他因受過量輻射在醫(yī)院去世。

原子彈的工作進入到后期，一切已經(jīng)就緒只等最后的結(jié)果，但這時盟軍已經(jīng)在諾曼底登陸，而“曼哈頓工程”管理當局沒有將這一消息告知物理學家們。在一個偶然的場合，英國物理學家羅特布拉特得知了這個消息，他立刻意識到繼續(xù)做下去將違背自己的初衷。尤其是當他從“曼哈頓工程”的負責人格羅斯將軍口中親耳聽

到，現(xiàn)在研制的原子武器可吸在戰(zhàn)后用來對付蘇聯(lián)人的時候。羅特布拉特當即提出了辭職，在無數(shù)人的掩護甚至以生命擔保下，他僥幸平安回到英國，從而成為惟一中途退出“曼哈頓工程”的叛逆者。

這是不應該被允許的

最終。時間走到了公元1945年7月16日下午5點鐘左右，在新墨西哥州那個荒僻的沙漠里，一千人都在微風中望著遠處尖塔頂端那個名叫“胖子”的東西。

即使之前做了幾百次的實驗，獲得了無數(shù)精準的數(shù)據(jù)，事到如今他們心里面也依然忐忑不安。奧本海默突然悲觀起來，認為不一定成功，他因此和身邊的軍方代表、總統(tǒng)特別顧問基斯塔科夫斯基打了10美元舶賭。費米則和人打了另一個賭，理論部的貝特估算此次的爆炸當量大約兩萬噸TNT，很多人根本不信會那么大，費米通過自己的計算支持貝特的結(jié)果，并保證他會比儀器還快在第一時間讓他們得知爆炸的當量。只有在吉普車里的年輕人費曼紋絲不動，但他的臉上沒有帶著別人那副墨鏡，他堅持要親眼目擊原子彈爆炸的一瞬間，而事后他也在自己的自傳里如實描述了全部經(jīng)過。

如同太陽一般的光輝閃過，黑煙升起，空中傳來轟鳴聲，大地震動。第一顆原子彈試爆成功，人類走入了核時代。

之后，基斯塔科夫斯基顧不上震波，一下子從兩米高的觀測臺上跳下來，向奧本海默討要10美元。而奧本海默則用梵語反復念著；《羅摩衍那》中的一段：“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。”費米則從壕溝中一躍而起，跑前兩步，把早就握在手中的一把碎紙片向空中撒去。望著被風刮得四面散開的紙屑落地以后，費米迅速估計了一下落地距離，之后他冷靜地報出一串數(shù)字，是這次爆炸的當量大小，這個結(jié)果和現(xiàn)場儀器給出的答案只差到小數(shù)點后兩位。

20天后，廣島投下了第二顆原子彈，而此時，愛因斯坦才知道原子彈已經(jīng)研制成功的消息。面對采訪他的記者，愛因斯坦沉默了很久，才慢慢地說了一句“這是不應該被允許的”。

他也許惋惜過自己的那個推論公式，無論如何，愛因斯坦之后一直致力于呼吁關于和平利用核武器的問題。1955年2月，他收到了羅素的信，希望以愛因斯坦為首團結(jié)幾個著名的科學家發(fā)表宣言避免毀滅人類的戰(zhàn)爭發(fā)生；4月份，已經(jīng)病重的愛因斯坦堅持簽署了由羅索起草的《羅素一愛因斯坦宣肓》，呼吁各國政府尋求和平辦法解決一切爭端，避免核戰(zhàn)爭毀滅世界。那是他一生最后一次公開發(fā)表盲論。幾天后的4月18日凌晨1點10分，愛因斯坦在醫(yī)院去世。

而那份簽名的末尾一個名字，正是當年離開的羅特布拉特，他始終堅持為和平利用核武而努力，從而在1995年成為諾貝爾和平獎的獲得者。最終在2005年去世，終年97歲。此時，距離愛因斯坦那個公式的發(fā)表恰好是一百年的時間。科學無國界，科學家卻有著自己的國家。科學也許永遠無法回避成為戰(zhàn)爭的工具，科學家卻始終有權(quán)利選擇自己的決定。

(薛成儒摘自《全球通》)