“沒有衛生間的高級公寓”

佐佐木力

一

一九三八年末，在柏林的一個化學研究所，化學家奧托·哈恩（Otto Hahn）和他的助手注意到了一個特殊的科學現象。他發現如果用中子去撞擊某種形態下的極重元素鈾，將會出現數個極輕元素，同時也釋放出新的中子。哈恩當時并不完全理解這種自然科學現象，他給居住在瑞典的原同事、女科學家莉澤·邁特納（Lise Meitner）寫了一封信，隨信附上了實驗報告，同時向她詢問這種現象的理論意義。邁特納和她的外甥一起，確認哈恩說的這種現象類似于生物的細胞分裂，甚至認為這種核分裂是人類歷史上具有劃時代意義的發現。

哈恩和邁特納對于核分裂現象的發現以及理論解釋傳到了丹麥的尼爾斯·玻爾那里。一九三九年初，玻爾旅行來到美國普林斯頓，于是當時住在那里的愛因斯坦也知道了這件事。在此期間，年輕有才華的美國物理學家羅伯特·奧本海默（Robert Oppenheimer）也開始關注這個特殊的物理學現象。

以上僅是對自然科學史上大大改變了歷史的原子核分裂發現的簡單記述。實際上，作為原子核分裂的理論前提，一九一三年玻爾提出了原子模型—以質子為核心的原子核的旋轉是電子的旋轉；此外，二十世紀二十年代中葉德國的沃納·海森堡（Werner Heisenberg）、瑞士聯邦理工大學教授奧地利人薛定諤（Edwin Schr.dinger），以及更為年輕的英國的狄拉克創建的量子力學嘗試通過力學來解釋細微的原子世界。量子力學提出了與牛頓在十七世紀提出的古典力學不同的自然法則，而且在一九三二年通過實驗證實了不僅存在設想中構成原子的質子和電子，而且還存在電性上呈中性的中子。一九三二年末，量子力學的主要創始人海森堡、薛定諤、狄拉克共同獲得了諾貝爾物理學獎。原子核分裂的發現及其理論解釋，是對這個微觀世界的科學歷史進行補充的一個重要的新發現。

核分裂被發現的一九三八至一九三九年間，世界政治史上也處于巨大的轉折期。在德國，一九三一年一月末，納粹希特勒掌握了政權，一九三九年九月一日進攻波蘭，第二次世界大戰爆發。愛因斯坦因害怕希特勒控制下的納粹德國會將核分裂用于制造炸彈，于是寫信給美國總統羅斯福，催促其確保鈾的安全以防止用于制作原子彈。而這發生于大戰爆發前夕的一九三九年八月上旬。

二

一九三九年，與核裂變的發現一道，人們知道了只要損失一點點質量就能產生巨大能量的事實。人們同時也意識到，若核分裂不受控制，只要中子連鎖性撞擊鈾235這一同位素，就會引發連鎖性裂變，因此有可能借此開發出一種比普通的化學性炸彈威力大得多的炸彈。而只要對核分裂稍加控制使其速度放慢，從而緩慢地釋放出能量，這時候就可能被利用來進行原子能發電。實際上，伴隨著這種核分裂將會產生一種對人體傷害非常大的放射線，但是當時新的戰爭迫在眉睫，人們對于這個后果的戒備心并不強烈。

“放射線”這個名稱是由研究放射性元素、出生在波蘭、活躍于法國的著名女科學家瑪麗·居里（Marie Curie）命名的。鐳，也是擁有這種物理學特性的物質之一。在居里于一八九八年發現并命名“放射線”之前，一八九五年秋天德國物理學家倫琴（Wilhelm Konrad R.ntgen）發現了一種光線狀自然現象，它雖然和光線相似，但可以穿透普通的較薄的物體，卻會被金屬等堅硬的物體遮斷。這種放射線，因其化學成分尚不明確，而代數中用X來表示未知數，所以給它取了個名字叫“X射線”（通俗的名稱也叫“倫琴射線”）。擁有釋放“放射線”能力的物質被稱為“放射性物質”（radioactive material）。其能力被稱為“放射性”（radioactivity）。置于放射線或者放射性物質的環境中被稱為“被輻射”。尤其是原子彈爆炸產生的“被射”被稱為“原子彈受害者”。

放射線由α射線、β射線、γ射線、中子線等組成，其中也包含了和光線相似的最原始的X射線，放射線對生命是有害的。今天，我們已經明確地知道α射線事實上是氦原子核，β射線是高速電子，γ射線是原子核釋放出來的光子=電磁波。X射線也是光子=電磁波，但因為它不是原子核釋放出來的，因此有別于γ射線。二者都具有極強的穿透性，只要不用厚厚的鉛或鐵對它進行遮斷，它的穿透就不會停止。中子線的穿透性更是強得多。

重金屬元素之一的鈾元素來自礦山開采，但能引起原子核裂變的是其中的鈾235，對人體有害。從礦山開采來的鈾，一般來說由兩種同位素—鈾238和鈾235組成，能參與核裂變的后者僅占整體的0.7%，即只有微量的存在，剩下的都是鈾238。因此，需要獲取鈾235含量多的，容易進行核分裂的濃縮鈾用于核分裂。但是，如果對鈾進行控制、燃燒，將會生成自然界中只有少量存在的钚。钚的同位素钚239有劇毒，人類只要微量接觸就能導致死亡。此外，核輻射減少到一半的期間被稱為“半衰期”，它的半衰期是兩萬四千年。“钚”這個名稱來源于“地獄之王”即冥王普魯托，是一種極其恐怖的元素。實際上，原子彈開發最初的犧牲者就是因為钚。

通過鈾235的核分裂，細微的物質損失換來的是巨大的能量。愛因斯坦在一九○五年將特殊相對論公式化的時候得出能量和物質相互轉換的公式是E = mc

（E表示能量、m表示質量、c表示光速），這個公式同樣適用于核分裂。這時的分裂片是放射性物質（例如碘131、銫137等），同時也釋放放射線。由此產生的物理性狀態極其不穩定，如果用文學的表達手段可以說是“處于極度的興奮狀態”。如前文所述的那樣，如果不控制核反應的話，產生的巨大能源就作為原子彈在瞬間爆炸，如果加以巧妙地控制，利用其進行原子能發電就成為可能。能夠獲得巨大的能量，對試圖利用這個核反應的人來說，出奇的劃算（benefit）。而另一方面，其產生的放射性物質或放射線將對人體帶來巨大的損害。如果帶來的只有好處那自然不成問題，但現代科技的普遍特征是給予巨大利益的同時，也會讓人類背負巨大的危險。這是一個很大的問題。

三

戰后的日本比世界上任何國家都認真地對待原子能，對其進行科學性考察，以及從醫學角度解釋其影響。作為成果之一的是一九七六年出版的武谷三男編著的《原子能發電》。武谷在戰前就與湯川秀樹和坂田昌一等人一起推進粒子物理學的研究，同時抵抗當時全體主義的日本政府，還因此在戰前兩度入獄。戰后他作為呼吁同中國保持友好關系的馬克思主義理論家被人們所熟知。他認為日本國民如果要反對原子彈爆炸，首先要“將戰爭中對中國和亞洲諸國采取的殘暴行為做一個清算”。很多人閱讀武谷編的書。我和晚年的武谷三男（一九一一至二○○○年）關系很親密，他曾經到訪過我在東京大學的研究室并發表過演講。

日本人對原子彈爆炸有抵觸感當然是因為經歷了廣島、長崎的原子彈爆炸事件。但是，全體國民的抵抗運動沒有獲得美國政府的認可。一般的市民開始抵抗運動始于一九五四年三月。美國在南太平洋的比基尼群島進行氫氣炸彈實驗的時候排放出了大量的放射性物質，導致一名日本漁民死亡。不僅是這位日本漁民，住在南太平洋島上的居民也開始大量死亡，因為殘存的放射能，導致許多年輕的女性流產或胎死腹中。為了抵抗美國政府的這種行為，東京的主婦階層開始了反對運動。

以日本的武谷三男為代表的科學家很多，他們不僅反對原子彈同時也否定原子能發電，并不一定都是因為被當作核電站附屬物的泄漏事故。放射性廢棄物在日本一般被稱為“死灰”（ashes of death）。重要的是，有效處理放射性廢棄物的技術目前完全沒有被研究出來。因此，前文所述《原子能發電》將原子能發電比作“沒有衛生間的高級公寓”。對于核輻射誘發癌癥的可能性，似乎人類接受一定量以下（稱為“閾值”）的輻射被認為是安全的，但是因為沒有科學根據，所以直截了當地說就是錯誤的。國際輻射防護委員會（ICRP）認為這種“線性無閾值”（LNT=Linear Non-Threshold）模型的想法（即使低輻射也被認為是危險的）是正確的，但是國際原子能機構（IAEA）的諸多國家則不承認這種觀點，認為只是一種“假說”。但是，這種反對論是錯誤的。低輻射所帶來的傷害，無法簡單地加以解釋，但已經被確認。作為原子能推動來說這是大家不愿意看到的，因此從政治的角度考慮，僅僅認為它是一種“假說”。

當然，自然界存在的輻射也會對人體造成不好的影響，而且X射線也不是安全的。從維持人體健康的有益角度進行評價，只是因為其在“容許”的范圍內，可以被接受而已。實際上，在X射線被發現的最初階段，在無防護措施下使用它的人們遭受了巨大的傷害，很多人甚至死亡。居里夫人就是由于多次進行放射性元素的相關實驗，而患白血病去世的。現代日本是全世界最頻繁使用X射線的國家，因此批判的聲音很強烈，有節制地在CT掃描等身體檢查中使用X射線的呼聲也越來越強烈。

核電站事故的發生有各種各樣的原因。原子能發電需要數量龐大的冷卻水，在福島核電站事故中，由于地震和海嘯的原因電源全部被切斷，冷卻失敗，于是爐心自身熔解了，覆蓋原子爐的爐罩被吹走。不用說，結果就導致了大量的放射線、放射性物質大范圍擴散。福島核電站事故被定到了最高的七級，同蘇聯切爾諾貝利核電站事故同級。

我出生于大地震震源的宮城縣的太平洋海域相反方向的山村加美町。那個地方于二○一四年成為放射性廢棄物最終處理場的有力候選地之一。也就是說，“死灰”有可能要被帶到擁有美麗自然森林的我的故鄉。當然，幾乎無一例外，加美町的全體居民都反對日本政府的這一計劃。

四

一九七九年三月十六日，一部名為《中國綜合癥》的電影開始上映。電影講述了這樣一個故事并向世人提出警告：美國的核電站發生爐心熔解的大事故，其底部蘊藏的放射性物質穿過了地球中心，甚至有可能到達地球另一端的中國。可能因為有著名的女演員參演，電影廣受好評。比起電影本身，“中國綜合癥”這個標題更為有名。“綜合癥”（syndrome）的意思是中國也卷入其中的“癥候群”。上映不久后的三月二十八日就發生了三里島核電站事故，使這部電影更加具有話題性。這是因為核電站事故從虛擬轉化成了現實。我當時正在附近的普林斯頓大學研究生院上學，當時美國東海岸的居民受到了很大的沖擊。

二十一世紀以來，中國迅速成為一個科技大國。作為中國科學院的一名成員，我覺得這是值得慶賀的事。但是，我對核電站的安全性、對放射性廢棄物的考慮是否足夠十分擔憂。英國很有影響力的周刊《經濟學人》在福島核電站事故一周年的時候發行了特刊《原子能能量—失敗的夢》（Nuclear Energy： The dream that failed），當說到繼切爾諾貝利和福島核泄漏事件之后最有可能發生核電站事故的國家時，提到了中國（二○一二年三月十日至十六日號，15頁）。這是在評價中國原子能技術現在的實力之高的基礎上做出的論斷。在中國發生核電站事故不是“杞人憂天”，“中國綜合癥”也許已經成為現實的危險。

有一個女研究生曾經來聽我有關科學哲學的講座，關于核輻射的科學特性，她是這么說的：“教授！我們對這些事是多么無知（ignorant）啊。”我覺得，在成為核能發電大國之前一定要讓除了從事核能開發的科學家、技術人員以外的普通人知道，放射性物質是多么強大的“死灰”，它對人體會造成多么壞的影響。在我工作的中國科學院雁棲湖校區張貼著這樣的告示牌—“低碳減排 綠色生活”（Low Emission Green Life）。“碳”指的是二氧化碳等碳化合物，中國政府為了減少其排放正在努力著。但是，我不能認可僅將“Low Emission”限定為“低碳減排”。以日本為代表的世界各國現在都以零放射線釋放作為第一目標。我希望中國能為了實現這個目標開始盡自己最大的努力。當然，首先最重要的先決條件是，必須掌握伴隨原子能科技而產生的放射能的科學性知識。切爾諾貝利核泄漏事件中排放出了相當于廣島原子彈爆炸數百倍的放射性物質。我們必須要從這次事件中吸取教訓。與此同時，二○一一年在脫原子力方向上邁出第一步的德國政府的環境政策比日本更加先進。德國政府致力于脫原子力研究的主要原因如下：第一，目前還找不到核廢棄物的安全的處理方法；第二，核能發電技術不容許細微差錯，是不可控制的；即使是低輻射水平，也可能通過細胞問題對人體產生不好的影響。德國在對戰爭的反省上，也走在日本前面。我作為科學史家、科學哲學家，以及一輩子的“中國的老朋友”，我衷心祈禱中國人不要成為核輻射的犧牲者。