戰(zhàn)爭中走出的科學(xué)

Ｄａｙｍｏｏｎ

戰(zhàn)爭與科學(xué)

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(duì)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(jī)械，以及大面積反射陽光引發(fā)火災(zāi)的凹面鏡等。如果這一切屬實(shí)，那么大概可以算是科學(xué)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(xué)森的評價(jià)，他一定也會表示贊同：“阿基米德值五個(gè)艦隊(duì)!”

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(xué)記錄的第一次災(zāi)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(xué)物理實(shí)驗(yàn)室就有數(shù)千名學(xué)生被迫加入軍隊(duì)，甚至和自己的同學(xué)校友拔槍相向。亨利·莫斯里就是這些名字中的一個(gè)，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(dāng)時(shí)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(xué)三大發(fā)現(xiàn)，但他早早倒在了一戰(zhàn)的戰(zhàn)場上，未能領(lǐng)到該屬于他的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

戰(zhàn)爭是政治的延續(xù)，科學(xué)則是戰(zhàn)爭的前提，任何科學(xué)方面的進(jìn)展突破往往最先想到被用于戰(zhàn)爭領(lǐng)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(bào)，從雷達(dá)到導(dǎo)彈，莫不如此?？茖W(xué)的研究成果被用作殺人的利器，是科學(xué)家最大的悲哀之一，諾貝爾正因?yàn)閼阎绱死⒕味O(shè)立了諾貝爾獎(jiǎng)。然而，戰(zhàn)爭這個(gè)人類歷史永遠(yuǎn)無法回避的話題對于任何領(lǐng)域都是雙刃劍，科學(xué)促進(jìn)了戰(zhàn)爭，戰(zhàn)爭也間接推動(dòng)了科學(xué)，每一場戰(zhàn)爭過后，也必然促進(jìn)科學(xué)在某個(gè)方向作出突破。16世紀(jì)因?yàn)閷鹋诼潼c(diǎn)的精確計(jì)算促進(jìn)了微積分發(fā)展，20世紀(jì)的二次世界大戰(zhàn)帶動(dòng)了之后幾十年的航天技術(shù)。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(dāng)時(shí)美國的科學(xué)家周圍流傳著這樣一個(gè)笑話：無論是同步加速器還是大型計(jì)算機(jī)或者隨便別的什么實(shí)驗(yàn)，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(xué)技術(shù)的潤滑劑。

科學(xué)天才集結(jié)號

如果說人類的戰(zhàn)爭史，其實(shí)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(xué)天才們齊聚一堂，為了一個(gè)目標(biāo)而努力，也從來沒有一種武器具備如此強(qiáng)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(jìn)程。

原子彈的原理是那個(gè)霍金在《時(shí)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(dāng)時(shí)而言，這個(gè)公式不過是一個(gè)數(shù)學(xué)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(shí)是公元1905年，此時(shí)的愛因斯坦也還不知道，頭頂上的太陽已經(jīng)因?yàn)檫@個(gè)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(xué)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(fèi)米，右有“教皇”玻爾，身后不遠(yuǎn)處的工廠里，三名諾貝爾獎(jiǎng)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(jiǎng)的獲得者，惟一的例外大概是數(shù)學(xué)家的代表馮·諾依曼，惟一參與過20世紀(jì)兩大發(fā)明——計(jì)算機(jī)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(xué)獎(jiǎng)的費(fèi)曼當(dāng)時(shí)也只不過是個(gè)打雜的研究生而已。武俠小說里面經(jīng)?？梢娺@樣的橋段：某某山莊里面隨便出來一個(gè)掃地的放到江湖上也是一流好手，在當(dāng)時(shí)的阿拉莫斯研究所，大概就隱約有著這個(gè)意思。

可怕的是，在大洋對面，即使按照希特勒的標(biāo)準(zhǔn)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?！凹t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(dāng)年的計(jì)數(shù)天才蓋革也回到了這里，而他們身后還有“量子學(xué)之父”普朗克。

兩邊單比陣容不分上下，但當(dāng)時(shí)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(xué)家們從開始就遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。不須顧慮戰(zhàn)線和財(cái)政危機(jī)的“曼哈頓工程”很快擴(kuò)大規(guī)模，而奧本海默自己也沒估計(jì)到需要這么多人才，認(rèn)為只要6名物理學(xué)家和100多名工程技術(shù)人員就足夠了。但最后到1945年時(shí)，他發(fā)現(xiàn)麾下竟然有了1000多名科學(xué)家。

你應(yīng)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(jì)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(lǐng)悟到計(jì)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(gè)結(jié)論確實(shí)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(shí)，負(fù)責(zé)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(jī)器了，而當(dāng)軍方尼科爾斯中校告訴勞倫斯這件事之后，他當(dāng)機(jī)立斷：“用銀代替，銀的導(dǎo)電性能更好。”他居然說服了軍方，實(shí)際上美國當(dāng)時(shí)的銀儲備總計(jì)只有47000噸，而最后科學(xué)家們一共借走了14000噸，價(jià)值30億美元。

1942年11月，人類第一個(gè)原子反應(yīng)堆成功運(yùn)轉(zhuǎn)。看著整個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)程在控制下運(yùn)轉(zhuǎn)，費(fèi)米特意打開了一瓶香檳慶祝。反應(yīng)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(yīng)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(dá)到臨界質(zhì)量后爆炸。當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)室里，出現(xiàn)了一個(gè)最為賭命的實(shí)驗(yàn)。原子彈的臨界質(zhì)量實(shí)驗(yàn)，在當(dāng)時(shí)的條件下，是由年輕物理學(xué)家斯洛廷負(fù)責(zé)用螺絲刀把兩個(gè)鈾半球沿著導(dǎo)向軸相對靠近，分開，觀測不同距離下的反應(yīng)速度，稍有差錯(cuò)就會不可收拾。然而在一天，當(dāng)兩個(gè)半圓球已經(jīng)相當(dāng)接近，質(zhì)量已達(dá)到臨界值時(shí)，他的螺絲刀不幸突然從手中掉了下來，而此時(shí)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(gè)同事說：“你應(yīng)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(jìn)入到后期，一切已經(jīng)就緒只等最后的結(jié)果，但這時(shí)盟軍已經(jīng)在諾曼底登陸，而“曼哈頓工程”管理當(dāng)局沒有將這一消息告知物理學(xué)家們。在一個(gè)偶然的場合，英國物理學(xué)家羅特布拉特得知了這個(gè)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(dāng)他從“曼哈頓工程”的負(fù)責(zé)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(shí)候。羅特布拉特當(dāng)即提出了辭職，在無數(shù)人的掩護(hù)甚至以生命擔(dān)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(yīng)該被允許的

最終。時(shí)間走到了公元1945年7月16日下午5點(diǎn)鐘左右，在新墨西哥州那個(gè)荒僻的沙漠里，一千人都在微風(fēng)中望著遠(yuǎn)處尖塔頂端那個(gè)名叫“胖子”的東西。

即使之前做了幾百次的實(shí)驗(yàn)，獲得了無數(shù)精準(zhǔn)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(rèn)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(fèi)米則和人打了另一個(gè)賭，理論部的貝特估算此次的爆炸當(dāng)量大約兩萬噸TNT，很多人根本不信會那么大，費(fèi)米通過自己的計(jì)算支持貝特的結(jié)果，并保證他會比儀器還快在第一時(shí)間讓他們得知爆炸的當(dāng)量。只有在吉普車?yán)锏哪贻p人費(fèi)曼紋絲不動(dòng)，但他的臉上沒有帶著別人那副墨鏡，他堅(jiān)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(shí)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(dòng)。第一顆原子彈試爆成功，人類走入了核時(shí)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(fù)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(gè)太陽，才能與其爭輝。我是死神，我是世界的毀滅者?！辟M(fèi)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(fēng)刮得四面散開的紙屑落地以后，費(fèi)米迅速估計(jì)了一下落地距離，之后他冷靜地報(bào)出一串?dāng)?shù)字，是這次爆炸的當(dāng)量大小，這個(gè)結(jié)果和現(xiàn)場儀器給出的答案只差到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

20天后，廣島投下了第二顆原子彈，而此時(shí)，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(yīng)該被允許的”。

他也許惋惜過自己的那個(gè)推論公式，無論如何，愛因斯坦之后一直致力于呼吁關(guān)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(tuán)結(jié)幾個(gè)著名的科學(xué)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(jiān)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(diǎn)10分，愛因斯坦在醫(yī)院去世。

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

(薛成儒摘自《全球通》)