看懂《奧本海默》前，你需要了解的傳奇故事_風聞

原創：中科院物理所

1943年7月，在密歇根州的一個度假別墅中，美國科學家阿瑟·康普頓（Arthur Compton）正與妻兒在湖邊共享天倫之樂。突然，他接到了他的同僚打來的電話，希望能和康普頓當面商議一件十萬火急的事情。電話的那頭是一位中年男子，他正準備千里迢迢從新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯一路坐火車趕赴密歇根州。這個男人，就是曼哈頓計劃的領導者，尤利烏斯·羅伯特·奧本海默（Julius Robert Oppenheimer）。

奧本海默的同僚，康普頓是著名的物理學家。康普頓因對光和物質相互作用的研究而獲得諾貝爾物理學獎。同時，康普頓也是美國曼哈頓計劃的核心科學家之一。曼哈頓計劃是第二次世界大戰期間美國在洛斯·阿拉莫斯進行的秘密行動，旨在領先於納粹製造出原子彈。曼哈頓計劃由奧本海默領導進行。羅伯特·奧本海默是一位神秘莫測、煙不離手的美國理論物理學家，在量子力學、核物理和分子物理、天文學和廣義相對論等領域均做出了重要貢獻。

核能的出現使電力變得更為易得。圖片來源自網絡

一場登上熒幕的豪賭當奧本海默到達密歇根州的度假別墅時，康普頓開車把他送到湖邊，在那裏他們可以進行一番秘密交流。在康普頓後來的敍述中，奧本海默和他説，洛斯·阿拉莫斯的科學家們發現，除了通過核裂變釋放原子能外，像氫這樣非常輕的原子還可以通過聚合形成更重的原子核來釋放能量。這個過程只有在極高的温度下才會啓動——但這種條件正是核裂變所能提供的。如果曼哈頓計劃成功，核彈是否會引發海水中的氫或大氣中的氮原子發生無法控制的連鎖聚變反應？如果這樣，那麼核彈會把地球本身變成一個不斷膨脹的火球嗎？

康普頓後來告訴作家、諾貝爾文學獎獲得者賽珍珠（Pearl Buck），面對奧本海默描述的“終極災難”的可能性，“與其冒着對人類造成毀滅性災難的危險，不如接受戰爭的失敗。”

由於擔心為希特勒工作的德國科學家們會優先研製出核彈，康普頓和奧本海默決定着手開展第一顆原子彈的研製工作。同時，他們還要評估原子彈引發環境中的輕原子核發生不可控核聚變反應的可能性。

**為時已晚：**1965年，奧本海默被問及美國是否應該與蘇聯展開阻止核武器的擴散條約的談判。在電影《奧本海默》所根據的原著《美國普羅米修斯》中，作家凱·伯德和馬丁·J·舍温記錄到這樣的場景：“奧本海默用力地吸着煙斗説，‘已經晚了二十年……應該在新墨西哥州三一核試驗（Trinity）後的第二天就應該完成的。’”。來源：HauptmannSchlaf/維基共享

根據賽珍珠在1959年發表在《美國週刊》上的文章**《核彈——世界末日？》的敍述：當時康普頓決定，只有在計算出原子彈毀滅世界的可能性不足百萬分之三的情況下，該項目才應該繼續進行。據稱，科學家們的理論計算滿足了這一閾值，但直到1945年7月，第一枚核彈在新墨西哥沙漠的三一核試驗場引爆時，這些討論才塵埃落定。這場生死攸關的豪賭最終被搬上了大熒幕**。

現實沒有影視劇中的那麼多戲劇性。奧本海默似乎很快就擺脱了對世界末日的恐懼。最終，奧本海默的擔憂並不是他在洛斯阿拉莫斯的團隊開發的核彈會意外引發核聚變——也就是三年後被首次於廣島和長崎實戰的核彈——點燃的擔憂，而是對核聚變過程也會被用來製造更可怕的破壞力武器的擔憂。

作家賽珍珠於1959年刊登在《美國週刊》上的文章《核彈——世界末日？》。圖片來源網絡

實際上，第二次世界大戰只是加速了核彈的出現。自19世紀末，人們就知道某些重元素，尤其是鈾，會裂變並釋放能量。赫伯特·喬治·威爾斯（Herbert George Wells）在他1914年出版的《獲得自由的世界》（The World Set Free）一書中推測，原子核藴含的巨大能量正被用來製造一種他稱之為的“原子彈”的超級炸彈，這是一種能夠毀滅城市的武器。但直到第二次世界大戰爆發前不久，科學家們才搞清實現原子彈的原理。1938年，在柏林工作的德國科學家奧托·哈恩（Otto Hahn）和弗裏茨·斯特拉斯曼（Fritz Strassmann）發現，鈾原子核可以發生裂變，分裂成兩個輕的原子核，釋放出巨大的能量。哈恩和斯特拉斯曼最初對他們的發現感到困惑，而他們的前同事莉澤·邁特納（Lise Meitner），由納粹德國流亡瑞典的猶太人，將這個過程解釋為一個裂變過程。

研究原子核物理的科學家們立刻就意識到，如果這一過程在足夠大（“臨界”）質量的裂變同位素鈾-235中展開，它可能會引發一種失控的持續連鎖反應，並在瞬間釋放出所有能量。在瞭解到這一點後，當時的美國總統富蘭克林·D·羅斯福被説服在洛斯·阿拉莫斯開展曼哈頓計劃。這一項目由奧本海默主持。

核彈爆炸的藝術渲染圖。圖片來源網絡

康普頓講述與奧本海默在湖邊會面的故事實際上有一些奇怪。因為，康普頓最初認為他們的討論是出於對洛斯阿拉莫斯團隊發現的核聚變過程的擔憂。他的意思似乎是輕原子核聚變可以用於實現核彈，因為科學界數十年前就研究發現輕原子核可以聚變釋放能量。

“我一開始並不相信”在20世紀20年代，英國天體物理學家亞瑟·埃丁頓（Arthur Eddington）曾提出氫核聚變可能是太陽等恆星的能量來源的研究觀點。1932年，在英國劍橋工作的歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）組內的研究人員馬克·奧列芬特（Mark Oliphant）在粒子加速器中演示了核聚變過程。1939年，諾貝爾獎獲得者、洛斯阿拉莫斯理論小組組長、物理學家漢斯·貝特（Hans Bethe）闡明瞭太陽內發生的主要聚變反應的機理，並且俄裔美國物理學家喬治·加莫與匈牙利移民愛德華·特勒完善了這一觀點，並在加莫1940年出版的**《太陽的誕生與死亡》**一書中對這一觀點進行了推廣。

洛斯阿拉莫斯團隊的另一名成員愛德華·泰勒（Edward Teller）首次提出了由氫核的熱核聚變（更具體地説，是重氫同位素氘）實現“超級核彈”的可能性。引發氫的核聚變過程需要巨量的熱量，這些能量可由核裂變反應提供——這讓人擔憂核彈是否會點燃大氣。泰勒提出，同位素氮-14（氮是空氣的主要成分）的兩個原子核在巨大的能量下有可能會發生核聚變，並形成各種其他元素，釋放大量的熱量。

輕原子核能夠通過核聚變釋放能量。圖片來源網絡

但是發生這個過程的可能性到底有多大？“我從一開始就不相信。”物理學家漢斯·貝特在1982年的一次採訪中説到。他承認，如果是由他而非奧本海默作為項目主管，他就不會去密歇根州與康普頓討論此事。貝特説，他在泰勒的計算中發現了一些不合理的假設，這些假設才導致了錯誤的結論。

泰勒與物理學家埃米爾·科諾賓斯基（Emil Konopinski）、馬爾文（Cloyd Marvin）一起進一步計算了核裂變點燃大氣的可能性。他們得出的結論是，即使對原子彈產生的最高温度進行了非常充分的估計，也不存在點燃大氣的危險。他們在洛斯阿拉莫斯發表了他們的報告，代號“LA-602”，直到1973年這份報告才被解密。

在塞珍珠1959年的文章發表之前，公眾對科學家們關於核彈點燃地球的討論一無所知。貝特覺得，沒有科學背景的塞珍珠女士完全誤解了康普頓的話。1975年，輻射物理學家達德利（H. C. Dudley）在《原子科學家公報》上發表了一篇危言聳聽的文章，重新講述了這個故事。貝特隨後發表了另一篇文章駁斥道：“這種説法純屬無稽之談。”。坦白講，你不得不懷疑賽珍珠的採訪有多少真實性，因為文章中的許多內容基本上逐字逐句地重複了康普頓在1956年的自傳**《原子探索****》**中關於曼哈頓計劃所寫的內容。

貝特説，儘管賽珍珠女士的文章中聲稱康普頓點燃大氣的危險閾值為百萬分之三，但事實並非如此。“核裂變點燃地球不是一個概率問題；它根本不可能。”正如科學哲學家和曼哈頓計劃的官方歷史學家大衞·霍金斯（David Hawkins）在1947年的一部技術史所記錄的那樣，計算表明，“無論温度有多高，在合理推算下，核聚變的能量損失都會超過聚變產生的能量。”，這個過程很快就會失去動力，因此，“科學和常識保證了核彈點燃大氣層是不可能的。”貝特補充道，這不僅對空氣來説是如此，對海洋中的氫核來説更是這樣。

末日武器成為那個男人的夢魘科學家對核彈點燃大氣的關注——儘管再次發現這根本不可能——實際上是在關注另一件事，即泰勒提出的更具威力的核彈。泰勒大力推動氫彈的概念，儘管對貝特來説這似乎是**“一件可怕的事情”。然而，由於貝特認為德國科學家會得出同樣的結論，他決定在研發原子彈的同時研發氫彈。直到戰爭結束，冷戰開始後，這個項目還在繼續。1952年，第一顆代號為“邁克”**的氫彈炸燬了太平洋埃內韋塔克環礁的埃魯格拉布島，形成了一個直徑三英里的蘑菇雲。

代號為“邁克”的氫彈爆炸時產生的蘑菇雲。圖片來源：維基百科

1942年，以沃納·卡爾·海森堡(Werner Karl Heisenberg）為首的德國物理學家向德國最高司令部提出了製造鈾彈的可能性後，德國軍備和戰爭生產部長阿爾伯特·斯佩爾（Albert Speer）和阿道夫·希特勒（Adolf Hitler）在討論中也提出了對原子彈點燃地球的擔憂，但是他們對科學問題幾乎一無所知。斯佩爾曾問海森堡，他是否確信裂變鏈式反應不會無限期地繼續下去，但沒有得到明確的答案。斯佩爾在1970年出版的《第三帝國內部》一書中寫道：“希特勒顯然對他統治下的地球可能變成一顆發光的恆星的可能性感到不安。”。然而，德國未集中資源研發原子彈並非出於這個原因，而是出於德國科學家對是否能夠按時研發出影響世界大戰進程的核彈的不確定性。因此，德國將大量能源和資金轉而投入到V-2火箭的研發過程中。

V-2導彈的結構原理圖。圖片來源：維基百科

對於任何讀過庫爾特·馮內古特（Kurt Vonnegut）在1963年出版的小説《貓的搖籃》的人來説，物理學家無意中摧毀世界的故事情節都有一種熟悉的感覺。小説的主人公根據“美國人在廣島投下第一顆原子彈的那一天美國人所做的重要事情”的第一手資料正在編寫一本名為《世界末日》的書。“他去見了曼哈頓計劃的一位科學家，虛構的費利克斯·霍爾尼克（Felix Hoenikker），他現在正在研究如何製造一種在室温下保持凍結的新型冰，稱為冰-9。這本書的結尾是一塊冰-9落入大海，引發了海洋的凍結。世界不是在火中結束的，而是在冰中結束的。

馮內古特筆下的霍爾尼克是以美國化學家、諾貝爾獎獲得者歐文·朗繆爾（Irving Langmuir）為原型，朗繆爾在20世紀30年代對訪問通用電氣研究公司朗繆爾實驗室的威爾斯提出了一種在室温下穩定的冰的想法。馮內古特説，朗繆爾“對誰會以何目的應用他所發現的科學規律漠不關心。儘管他所發現的科學規律在正確的用途中大放異彩，但他根本不在乎誰又會拿這些東西幹什麼。”

《貓的搖籃》中所描述的世界末日與其説是由人內心的不道德因素導致的，不如説是由純粹的疏忽引發的。至少，曼哈頓計劃的科學家們似乎更為謹慎地計算了發生危險的可能性。如果他們的核彈最終摧毀了我們所有人，那不是因為他們錯誤地引燃了大氣層，而是因為我們人類故意把世界的毀滅帶給我們自己。

這才是奧本海默真正的恐懼。雖然起初他支持氫彈項目（代號“Super”），但到1949年，他已經開始反對項目的推進。他認為，如果美國繼續推進該項目，只會引發與蘇聯的軍備競賽。在1954年的美國原子能委員會的聽證會上，聽證會委員列舉了奧本海默的消極態度作為對奧本海默的不利證據，這次聽證會出於奧本海默同情左翼運動的嫌疑，撤銷了奧本海默的安全特許權。當奧本海默被問及他何時出於道德信念開始抵制氫彈研發計劃時，他回答説：“當我清楚地知道我們會使用我們擁有的任何武器時。”

作者：Philip Ball

翻譯：*0

審校：深淺

原文鏈接：The Day Oppenheimer Feared He Might Blow Up the World