耿 志

一、美國成為世界物理學(xué)的中心

相比歐洲而言，在19世紀(jì)和20世紀(jì)之交，包括物理學(xué)在內(nèi)的美國自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展都較為滯后?！氨M管美國有自己首屈一指的常春藤聯(lián)盟校，但它的19世紀(jì)科學(xué)教育仍然承認(rèn)歐洲的最高權(quán)威地位”。*Gordon Fraser, The Quantum Exodus: Jewish Fugitives, the Atomic Bomb, and the Holocaust, New York: Oxford University Press Inc., 2012, p.28.1893年，美國物理學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論》(PhysicalReview)創(chuàng)刊，但直到40年之后才具備國際影響力。美國物理學(xué)會(huì)(American Physical Society)則成立于1899年。另外，“1914年Who’sWhoinScience一書列出的536位物理學(xué)家中，西歐各國共350多人，而美國只占131人，在數(shù)量上的差距是明顯的。質(zhì)量上的差距也較顯著，當(dāng)時(shí)美國只有A·A·邁克爾遜一人獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”*趙佳苓：《美國物理學(xué)界的自我改進(jìn)運(yùn)動(dòng)》，《自然辯證法通訊》1984年第4期，第29頁。阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜(Albert Abraham Michelson, 1852-1931)，波蘭裔美國猶太物理學(xué)家，芝加哥大學(xué)教授，1907年因“發(fā)明光學(xué)干涉儀并使用其進(jìn)行光譜學(xué)和基本度量學(xué)研究”獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，成為第一個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的美國人。。尤其受傳統(tǒng)實(shí)用主義的影響，美國物理學(xué)科偏重于實(shí)驗(yàn)物理學(xué)，“截至1910年，美國大學(xué)僅有一個(gè)數(shù)學(xué)物理學(xué)教授的職位，而同一時(shí)期西歐就有50多名數(shù)學(xué)物理教授，其中德國有16名。翻開物理學(xué)史，可以看到，除了世紀(jì)之交的吉布斯外，美國直到20年代前期，還沒有一位重要的理論物理學(xué)家”*趙佳苓：《美國物理學(xué)界的自我改進(jìn)運(yùn)動(dòng)》，第30頁。約西亞·威拉德·吉布斯(Josiah Willard Gibbs, 1839-1903)，耶魯大學(xué)教授，美國數(shù)學(xué)物理學(xué)家和物理化學(xué)家，奠定化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)。。

盡管20世紀(jì)20年代美國物理學(xué)在“自我改進(jìn)運(yùn)動(dòng)”(self-improvement movement)*1921年發(fā)端于加州理工學(xué)院，歷時(shí)十年，是美國物理學(xué)界引進(jìn)和學(xué)習(xí)歐洲先進(jìn)理論，提高本國的理論和研究水平的運(yùn)動(dòng)，為30年代美國物理學(xué)的繁榮奠定了基礎(chǔ)。的影響下取得了較快的發(fā)展，但這一時(shí)期美國高校物理學(xué)專業(yè)的教材大多來自歐洲，教學(xué)水平同歐洲相比還存在較大的差距，尤其缺乏像歐內(nèi)斯特·盧瑟福、尼爾斯·玻爾、馬克斯·博恩等這樣的學(xué)術(shù)巨星。為獲得國際頂尖的教育，在洛克菲勒基金會(huì)和卡內(nèi)基協(xié)會(huì)的贊助下，美國的物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生，特別是核物理領(lǐng)域，仍然需要前往歐洲，尤其是前往德國，進(jìn)行朝圣。僅在1926年至1929年間，就有32位美國年輕的物理學(xué)者曾在作為世界量子物理學(xué)中心的德國學(xué)習(xí)過。比如羅伯特·奧本海默(J. Robert Oppenheimer)于1925年從哈佛大學(xué)畢業(yè)后，先后在劍橋的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室和德國的哥廷根大學(xué)深造，1927年在哥廷根大學(xué)獲得博士學(xué)位后，則前往瑞士蘇黎世大學(xué)和荷蘭萊頓大學(xué)做進(jìn)一步研究，直至1929年回國。

20世紀(jì)30年代，美國的物理學(xué)發(fā)展開始呈現(xiàn)繁榮的景象。這不但是由于“自我改進(jìn)運(yùn)動(dòng)”帶來的積極影響，還由于越來越多在歐洲學(xué)有所成的年輕物理學(xué)家開始回國并脫穎而出，比如加州大學(xué)伯克利分校的歐內(nèi)斯特·勞倫斯(Ernest O. Lawrence)于1930年建造了世界上第一臺粒子回旋加速器；普林斯頓大學(xué)的羅伯特·范德格拉夫(Robert J. Van de Graaff)為給粒子加速器提供能量于1931年建成能產(chǎn)生2000萬伏高電壓的起電機(jī)。

此外，最重要的推動(dòng)力是大批的歐洲物理學(xué)家，主要是德國的猶太血統(tǒng)或配偶為非雅利安血統(tǒng)的物理學(xué)家，因政治迫害移民美國，從而極大地推動(dòng)了美國物理學(xué)的發(fā)展?！霸缭?933年以前，已經(jīng)出現(xiàn)一種數(shù)量相對較少、但質(zhì)量十分可觀的有猶太血統(tǒng)的德國物理學(xué)家向美國移民的趨勢”，“在所有那些逃離納粹德國的1400多名流亡科學(xué)家中，約100名物理學(xué)家在1933—1941年間在美國找到了避難所并獲得了新生……正是他們，為美國迅速成為世界科學(xué)中心提供了不可或缺的關(guān)鍵性的智力支持”。*李工真：《文化的流亡：納粹時(shí)代歐洲知識難民研究》，北京：人民出版社，2010年，第288、294頁。

劍橋大學(xué)的約翰·康韋爾(John Cornwell)指出：

1933年的上半年，德國物理學(xué)界失去了大約25%的人員，包括愛因斯坦(Albert Einstein)、弗蘭克(James Franck)、古斯塔夫·赫茲(Gustav Hertz)、薛定諤(Erwin Schr?dinger)、赫斯(Rudolf Hess)和德拜(Peter Debye)——全都是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。其他時(shí)期失去的諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)甙?，斯特?Otto Stern)、布洛赫(Felix Bloch)、博恩(Max Born)、維格納(Eugene Wigner)、博特(Walther Bothe)、加博爾(Dennis Gabor)、赫維西(George de Hevesy)和赫茨貝格(Gerhard Herzberg)，以及數(shù)學(xué)家里夏德·庫朗(Richard Courant)、赫爾曼·威爾(Hermann Weyl)和埃米·諾特(Emmy Noether)。失去的物理學(xué)家大多都是具有高原創(chuàng)性和獨(dú)到經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家，他們是無可替代的。幾乎一半的德國理論物理學(xué)家都離開了，其中一些是在量子力學(xué)和核物理領(lǐng)域的頂級專家。*John Cornwell, Hitler’s Scientists: science, war, and the devil’s pact, New York: Penguin Group, 2003, pp.139-140.

另外，在流亡美國的物理學(xué)家當(dāng)中，還有像恩里克·費(fèi)米、列奧·齊拉特這樣來自德國以外國家的著名學(xué)者，有一些則是到美國之后陸續(xù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。麥喬治·邦迪指出，“這樣高水平的人對美國科學(xué)來說是永久性的財(cái)富，許多人很快就覺得自己像到了家一樣，生活愉快，這也不是無足輕重的小事。”*麥喬治·邦迪：《美國核戰(zhàn)略》，褚廣友等譯，北京：世界知識出版社，1991年，第43頁。

因此，在20世紀(jì)30年代，世界物理學(xué)的中心便由歐洲轉(zhuǎn)移到了美國。法國物理學(xué)家保羅·郎之萬(Paul Langevin)曾就愛因斯坦移居美國半認(rèn)真地說過，“這是一個(gè)重要事件。其重要程度就如同把梵蒂岡從羅馬搬到新大陸去一樣。當(dāng)代物理學(xué)之父遷到了美國，現(xiàn)在美國就成了物理學(xué)的中心了。”*羅伯特·容克：《比一千個(gè)太陽還亮：原子科學(xué)家的故事》，鐘毅、何緯譯，北京：原子能出版社，1991年，第29頁。

二、難民物理學(xué)家對美國政府介入核研究的推動(dòng)

在1932年英國物理學(xué)家詹姆斯·查德威克(James Chadwick)發(fā)現(xiàn)中子之后，美國的物理學(xué)家也同歐洲物理學(xué)家一樣熱衷于用中子進(jìn)行人工放射性研究。其中差一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)裂變的是加州大學(xué)伯克利分校一名跟隨歐內(nèi)斯特·勞倫斯從事粒子回旋加速器研究的博士生菲利普·H·埃布爾森(Philip H. Abelson)。他后來回憶道：“那時(shí)，我正在找尋確定鈾的裂變。如果我快一點(diǎn)點(diǎn)，我可能就是裂變的發(fā)現(xiàn)者了，因?yàn)槲矣斜匾墓ぞ吆捅匾闹R。事實(shí)上，在一兩天之內(nèi)，我確認(rèn)了鈾裂變的一種產(chǎn)物，而在接下來的兩個(gè)月里，我確認(rèn)了大約十五種產(chǎn)物?！?Interview with Dr. Philip Hauge Abelson by Amy Crumpton at Washington, D.C, June 19, 2002. http://www.aip.org/history/ohilist/28104_1.html.

1939年1月16日，尼爾斯·玻爾和他的合作者比利時(shí)物理學(xué)家萊昂·羅森菲爾德(Lèon Rosenfeld)抵達(dá)紐約，參加1月26日在華盛頓召開的第五屆美國理論物理學(xué)年會(huì)，接著在普林斯頓大學(xué)從事幾個(gè)月的講學(xué)和研究。在此之前的1月3日，奧地利物理學(xué)家奧托·弗里施(Otto Frisch)將裂變的解釋告訴了玻爾。因此，玻爾和羅森菲爾德帶來了關(guān)于裂變的最新消息，引發(fā)了美國物理學(xué)界的震動(dòng)。在17日晚普林斯頓大學(xué)物理學(xué)學(xué)者們的一個(gè)俱樂部聚會(huì)上，羅森菲爾德不經(jīng)意透露了邁特納和弗里施關(guān)于裂變的解釋，“自然這引發(fā)了相當(dāng)?shù)霓Z動(dòng)，我想，甚至當(dāng)晚人們就給加利福尼亞和其他地方打長途電話。無論如何，在接下來的幾天之內(nèi)，所有具備示波器的美國實(shí)驗(yàn)室都正試著制造出裂變”。*Interview with Dr. Leon Rosenfeld by Thomas S. Kuhn and John Helibron at Carlsberg, July 22, 1963. http://www.aip.org/history/ohilist/4847_3.html. 弗里施在玻爾動(dòng)身前往美國之前告訴了他和他嬸嬸莉澤·邁特納(Lise Meitner)關(guān)于對德國化學(xué)家奧托·哈恩(Otto Hahn)所做實(shí)驗(yàn)的裂變解釋，玻爾向弗里施承諾，要等哈恩的文章發(fā)表以及弗里施的文章投送出去之后，再公布關(guān)于裂變之事，但是他在途中向羅森菲爾德談到了裂變之事，但未告訴羅森菲爾德他所做的承諾。抵達(dá)美國當(dāng)天，玻爾因有事留在紐約，羅森菲爾德先抵達(dá)普林斯頓大學(xué)，而羅森菲爾德以為弗里施的文章已經(jīng)投送出去了，所以公開了發(fā)現(xiàn)裂變之事。

在玻爾和羅森菲爾德之前兩周抵達(dá)美國的恩里克·費(fèi)米(Enrica Fermi)，因妻子是猶太人被迫移居美國，任教于哥倫比亞大學(xué)。在獲悉裂變的消息后，費(fèi)米與哥倫比亞大學(xué)的另一名物理學(xué)家約翰·鄧寧(John R. Dunning)為首的研究小組開始利用粒子回旋加速器深化有關(guān)鈾裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。而1938年1月從英國移居到美國的匈牙利猶太物理學(xué)家列奧·齊拉特(Leó Szilárd)*又譯為齊拉或西拉德，1898年出生在布加勒斯特。1922年在愛因斯坦、普朗克、勞厄等大師所在的柏林大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位，后在威廉皇帝化學(xué)研究所從事博士后研究，1924年在其導(dǎo)師勞厄的理論物理研究所擔(dān)任助手和無薪講師，與愛因斯坦成為同事和好友，兩人曾一起注冊了十七項(xiàng)技術(shù)專利。1933年3月底逃離德國，9月抵達(dá)英國，倡導(dǎo)建立學(xué)者救助委員會(huì)(Academic Assistance Council)，1936年該組織更名為“科學(xué)與學(xué)術(shù)保護(hù)協(xié)會(huì)”(the Society for the Protection of Science and Learning)。至二戰(zhàn)爆發(fā)，這一由盧瑟福任主席的組織安置了超過2600名難民學(xué)者。由于一直未取得理想且固定的職位，齊拉特于1938年1月移居美國， 1943年成為美國公民。戰(zhàn)后他轉(zhuǎn)向生物學(xué)研究，執(zhí)教于芝加哥大學(xué)，1964年5月去世。齊拉特被認(rèn)為是“不安分的”且最具獨(dú)特預(yù)見性的科學(xué)家，尤其是政治預(yù)見性，是他最早向英國和美國政府呼吁應(yīng)重視核能的潛在利用價(jià)值，尤其在美國政府決定研制原子彈方面發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用，被一些人譽(yù)為“原子彈之父”。，此時(shí)也正在哥倫比亞大學(xué)從事客座研究。當(dāng)他得知哈恩-施特拉斯曼的研究成果后，他表示，“我立刻明白了，這些略重于它們所對應(yīng)電荷的碎片一定會(huì)釋放出中子，如果在這一裂變過程中能夠釋放足夠的中子，那么維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自然應(yīng)當(dāng)是可能的。H·G·威爾斯預(yù)言的所有事情對我而言突然似乎都是真實(shí)的了?！?Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, New York: William Morrow and company, INC., 1970.p.53.赫伯特·威爾斯(Herbert G. Wells，1866-1946)是英國著名小說家、歷史學(xué)家、社會(huì)學(xué)家，他創(chuàng)作了多部科幻小說，其中1914年出版的《獲得自由的世界》(The World Set Free)，描寫了原子彈的問世和人類的核戰(zhàn)爭場面，原子彈(atomic bomb)這一說法即最早出自該書。盡管只是虛構(gòu)的科幻場景，但促發(fā)了匈牙利猶太物理學(xué)家列奧·齊拉特(Leó Szilárd)思考制造原子彈的現(xiàn)實(shí)可能性，使得齊拉特成為第一個(gè)為引起英美政府重視這種可能性而四處奔走的科學(xué)家。

事實(shí)上，盡管此時(shí)裂變已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)、維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可能的，但是無論從理論的角度還是從現(xiàn)實(shí)的角度說，前面還有許多難題需要克服，因?yàn)椤爱a(chǎn)生一種受控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與用它作為一種大規(guī)模動(dòng)力來源或一種爆炸物之間的技術(shù)距離，好比發(fā)現(xiàn)火與制造蒸汽機(jī)車之間的差距”。*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, Pennsylvania: Maple Press, 1945, p.37.齊拉特只是比其他人更敏銳地意識到了裂變所帶來的深遠(yuǎn)意義和令人憂慮的前景而已。

在1月25日給他的研究贊助者、紐約猶太銀行富商劉易斯·斯特勞斯(Lewis L. Strauss)的信中，齊拉特寫道：

首先，顯而易見的是，這種新型的反應(yīng)所釋放的能量一定比所有之前已知的要大得多得多，可能是兩億電子伏，而不是通常的三百萬至一千萬電子伏……這些可以導(dǎo)致產(chǎn)生大規(guī)模的能量和輻射，也可能會(huì)不幸地導(dǎo)致制造出原子彈。這一新發(fā)現(xiàn)復(fù)活了我在1934年和1935年但在過去的兩年里我差不多放棄了的對于這方面的所有希望和擔(dān)憂。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.62; Lewis L. Strauss, Men and Decisions, New York: Doubleday & Company, Inc., 1962, p.172.由于父母身患癌癥先后于1935年和1937年病逝，使得施特勞斯意識到美國醫(yī)院用于治療癌癥的放射性元素鐳的稀缺，當(dāng)時(shí)鐳的價(jià)格是1克5萬美元，于是他決定贊助這方面的研究工作。1937年底，齊拉特和另一名德國難民物理學(xué)家阿爾諾·布拉施(Arno Brasch)通過朋友介紹找到斯特勞斯，得到了他的贊助，研制浪涌發(fā)生器，用以研究高能狀態(tài)下的放射性元素。戰(zhàn)后，斯特勞斯是原子能委員會(huì)首批五名委員之一，1953年7月任該委員會(huì)主席。

二戰(zhàn)結(jié)束后，齊拉特曾開玩笑地說，他、費(fèi)米和其他物理學(xué)家應(yīng)當(dāng)為在20世紀(jì)30年代中期沒有開展鈾實(shí)驗(yàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，否則希特勒可能會(huì)制造出原子彈，從而征服世界。*William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, New York: Skyhorse Publishing, 2013,p.293.另外，齊拉特還頻繁與其他兩名移居美國的匈牙利物理學(xué)家愛德華·特勒(Edward Teller)和尤金·維格納(Eugene Wigner)聯(lián)系，向他們斷言能夠產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。*Interview with Dr. Eugene Wigner by Charles Weiner and Jagdish Mehra at Princeton University, November 30, 1966, http://www.aip.org/history/ohilist/4964.html. 維格納1930年10月從柏林前往普林斯頓大學(xué)謀求一個(gè)臨時(shí)的講席，1935年獲得終身職位，后在威斯康星大學(xué)工作兩年，1938年6月回到普林斯頓。特勒從哥廷根大學(xué)離開后首先前往哥本哈根大學(xué)，后輾轉(zhuǎn)倫敦大學(xué)學(xué)院，1935年落腳在美國喬治·華盛頓大學(xué)。

于是，他們共同向國際物理界的同行們呼吁對研究成果的發(fā)表實(shí)行自我審查制度，即在論文發(fā)表前對可能出現(xiàn)的軍事后果進(jìn)行仔細(xì)的評估，避免客觀上助推德國在核軍事領(lǐng)域的研發(fā)。

由于同費(fèi)米之間存在研究思路和性格上的差異，以及費(fèi)米此時(shí)認(rèn)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性最多百分之十，齊拉特從他的朋友、哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)教授本杰明·利博維茨(Benjamin Liebowitz)處借得2000美元用于自己開展探詢鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能性的研究。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.54-55. William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.333-334. 費(fèi)米工作勤奮嚴(yán)謹(jǐn)、有條不紊，但有些保守。齊拉特則一直被認(rèn)為是一個(gè)古怪的人，人們經(jīng)?？匆娝牡胤绞窃诠珗@的長凳上而不是實(shí)驗(yàn)室，他總是在冥想而很少受到現(xiàn)實(shí)規(guī)律的限制，是一個(gè)人們眼中的“異端分子”和“不切實(shí)際的空想家”。然而，兩人并未因隔閡而完全排斥研究合作。另外，由于劉易斯·施特勞斯此前在浪涌發(fā)生器方面的投資遭受損失，使他不敢對齊拉特的實(shí)驗(yàn)研究慷慨解囊，特別是齊拉特也一時(shí)提供不出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一定會(huì)取得成果的證據(jù)和保證，所以齊拉特轉(zhuǎn)而向利博維茨尋求贊助。3月3日，齊拉特與任教于紐約城市學(xué)院的沃爾特·津恩(Walter Zinn)在哥倫比亞大學(xué)的普平實(shí)驗(yàn)室(Pupin)驗(yàn)證了鈾裂變的過程能夠釋放出的次級中子數(shù)大約為2.3。他后來回憶道：“那天晚上，在我的腦海中已經(jīng)幾乎不懷疑，這個(gè)世界正走向悲劇。”*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.55.

于是，一方面齊拉特倡議建立“科學(xué)合作協(xié)會(huì)”(the Association for Scientific Collaboration)，以募集核研究所需資金及協(xié)調(diào)研究工作，另一方面他認(rèn)為應(yīng)當(dāng)盡快將相關(guān)情況告知美國政府，“他比當(dāng)時(shí)的任何其他人更確信，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對于一場即將到來的世界戰(zhàn)爭的輸贏是重要的”，“他一直要求同聯(lián)邦政府進(jìn)行接觸，以使政治領(lǐng)導(dǎo)人能充分了解到在發(fā)展核彈方面必須超過納粹的緊迫性”。*William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, p.339；斯坦利·布盧姆伯格和格溫·歐文斯：《美國氫彈之父特勒》，北京：原子能出版社，1991年，第90—91頁。

1939年3月16日，德國吞并了整個(gè)捷克斯洛伐克，歐洲鈾礦的主要產(chǎn)地約阿希姆斯塔爾落入希特勒之手。同一天，在齊拉特、維格納、費(fèi)米的要求下，哥倫比亞大學(xué)物理系主任、研究生院院長喬治·佩格拉姆(George B. Pegram)打電話給美國海軍作戰(zhàn)部長的技術(shù)助理斯坦?！ず旰＼娚賹?Stanford C. Hooper)，希望他能接見費(fèi)米，聽取相關(guān)情況介紹。另外，佩格拉姆讓費(fèi)米隨身攜帶他寫的一封介紹信，信中提到：

……哥倫比亞大學(xué)物理試驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，使化學(xué)元素鈾釋放出它巨大能量的條件是可能找到的，這意味著有可能利用鈾作為一種爆炸物，它每磅釋放出比以往所知的任何炸藥多100萬倍的能量。我個(gè)人的感覺是，可能性并不太大，但是我的同事們和我都認(rèn)為，僅僅這種可能性就不容忽視。因此我今天早上打了電話……主要是安排一條通道，使我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得以(如果情況必要的話)轉(zhuǎn)達(dá)給美國海軍的有關(guān)當(dāng)局。

恩里科·費(fèi)米教授——他與西拉德博士、津恩博士、安德森先生以及其他人一起，一直在我們的實(shí)驗(yàn)室里從事這一問題的研究工作——今天下午赴華盛頓，準(zhǔn)備今晚向華盛頓的哲學(xué)學(xué)會(huì)作講演，并且明天將留在華盛頓。他將打電話給您的辦公室；如果您希望見他，那么，他將樂于更為確切地告訴您有關(guān)這一問題的目前認(rèn)識狀況。*勞拉·費(fèi)米：《原子在我家中——我與恩里科·費(fèi)米的生活》，上海：上海人民出版社，2005年，第187—188頁。埃米利奧·塞格雷：《原子舞者：費(fèi)米傳》，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006年，第124頁。

第二天，費(fèi)米在海軍部向胡珀、一些海軍技術(shù)官員、陸軍軍械局官員以及海軍研究實(shí)驗(yàn)室(成立于1923年)的兩名文職科學(xué)家講述了一個(gè)小時(shí)的中子物理學(xué)和哥倫比亞研究小組的研究概況，但面對提問，過于謹(jǐn)慎的費(fèi)米“也疑心他自己的預(yù)言是否確實(shí)可行”。*勞拉·費(fèi)米：《原子在我家中——我與恩里科·費(fèi)米的生活》，第190頁。盡管海軍部出于禮貌而表示他們有興趣保持聯(lián)系，但“費(fèi)米嗅到了屈尊的味道而感到心灰意冷”。*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb,New York: Simon & Schuster, 1986, p.295.只有當(dāng)時(shí)在場的一位名叫羅斯·岡恩(Ross Gunn)的海軍研究實(shí)驗(yàn)室技術(shù)顧問，對費(fèi)米的講述產(chǎn)生了興趣。岡恩從事潛艇動(dòng)力方面的研究，在華盛頓第五屆理論物理學(xué)年會(huì)期間聆聽過費(fèi)米的發(fā)言，他正渴望找到一種不需要燃燒氧氣的能源。

6月1日，岡恩給海軍研究實(shí)驗(yàn)室的主管哈羅德·鮑恩(Harold G. Bowen)海軍少將寫了一份報(bào)告，指出了此項(xiàng)研究對于潛艇發(fā)展的重大軍事潛在價(jià)值。*Lewis L. Strauss, Men and Decisions, pp.436-437.三天后，在鮑恩的建議下，海軍工程局向卡內(nèi)基研究院(Carnegie Institution)撥款1500美元，對鈾作為一種動(dòng)力源進(jìn)行研究，盡管卡內(nèi)基研究院出于相關(guān)規(guī)定未接受這筆撥款，但同意開展相關(guān)研究工作。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, California: University of California Press, 1990, p.15.美國物理學(xué)家就核研發(fā)問題同政府部門的首次接觸事實(shí)上沒有取得任何結(jié)果。

然而，齊拉特仍然打算引起美國政府對研發(fā)原子彈問題的重視。特別是4月6日和19日法國的約里奧-居里答復(fù)稱，他不愿意接受科學(xué)成果發(fā)表的自我審查制度，使得齊拉特更意識到警告美國政府的緊迫性。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.74, 78-79.此外，齊拉特認(rèn)為，由于當(dāng)時(shí)在美國難以獲取足夠量的重水，卻每年生產(chǎn)數(shù)以百噸計(jì)的石墨，因此石墨是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)最適宜的減速劑。*Letters of Leo Szilard to E. Femi, July 3 and July 8, 1939, in Bush-Conant Files Relating to the Development of the Atomic Bomb, 1940-1945(以下為Bush-Conant Files), Records of Office of Scientific Research and Development, Record Group 227, National Archives Microfilm Publications, M1392, Washington D.C., 1990. Roll 13, Folder 217.他的這個(gè)判斷后來被費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，1942年12月2日費(fèi)米在芝加哥大學(xué)(哥倫比亞大學(xué)的研究小組后并入芝加哥大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì))成功研制了世界上第一個(gè)可控的自持性鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾—石墨反應(yīng)堆。美國物理學(xué)家漢斯·貝特后來評價(jià)道，“齊拉特以一種十分重要的方式對于也許是曼哈頓工程最重要的分項(xiàng)的及早成功做出了貢獻(xiàn)”。*William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb. p.396.

6月底在普林斯頓大學(xué)召開的美國物理學(xué)會(huì)年會(huì)上，齊拉特遇見了岡恩，并向他請求海軍對鈾—石墨項(xiàng)目研究的支持。7月10日，岡恩告訴齊拉特，盡管海軍研究實(shí)驗(yàn)室非常希望展開合作，但“由于有關(guān)政府服務(wù)合同方面的種種限制，達(dá)成任何一種確實(shí)對你有幫助的協(xié)議幾乎是不可能的”*From Ross Gunn to Leo Szilard, July 10, 1939, in George McJimsey, ed, Documentary History of the Franklin D. Roosevelt Presidency(以下為DHFDRP), Vol.43: The Atomic Bomb, Development and Diplomacy, LexisNexis, 2009, Document 1, p.1; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.90.。而且，此時(shí)海軍研究實(shí)驗(yàn)室感興趣的實(shí)際是潛艇的動(dòng)力源，并非原子彈的研發(fā)。在失望之余，齊拉特同尤金·維格納進(jìn)行了商談，他們討論的議題不自覺地轉(zhuǎn)到了防止德國人獲取比屬剛果的鈾礦石問題。他們決定通過齊拉特的師友愛因斯坦與比利時(shí)國王的母親伊麗莎白的個(gè)人關(guān)系(在移居美國之前，愛因斯坦曾在比利時(shí)短期居住)，來提醒比利時(shí)政府采取相關(guān)行動(dòng)。

7月12日*關(guān)于時(shí)間的另一種說法是7月16日，見Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.304.，齊拉特和維格納前往紐約長島(Long Island)，拜見了正在度假的愛因斯坦。令他們吃驚的是，當(dāng)提到裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)，愛因斯坦表示，“我根本沒思考過這個(gè)問題”。事實(shí)上，愛因斯坦已多年沒有關(guān)注原子物理研究領(lǐng)域的新進(jìn)展。但是，“憑著因他在德國的經(jīng)歷而變得敏銳的政治覺悟，他答應(yīng)將盡其所能提供幫助”?！盀榱嗽谶@一令人生畏的武器方面搶在納粹德國之前，他同意敲響關(guān)于原子彈的警鐘，即使它可能會(huì)被證明是錯(cuò)誤的”。愛因斯坦對給比利時(shí)國王母親寫信有些猶豫，最終決定給他相識的一位比利時(shí)政府內(nèi)閣大臣寫信，由比利時(shí)駐美國大使轉(zhuǎn)交。由于涉及到外交問題，維格納提出應(yīng)將此事告知美國國務(wù)院，如果通過國務(wù)院照會(huì)比利時(shí)政府，則更容易受到重視。最終，三人一致同意將遞送一份愛因斯坦信件的復(fù)本給國務(wù)院，如果國務(wù)院在兩周內(nèi)未表示反對，他們就將信件寄出。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.83; William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.360-361; Gordon Fraser, The Quantum Exodus: Jewish Fugitives, the Atomic Bomb, and the Holocaust,New York: Oxford University Press Inc., 2012, p.166.

然而，抵美不久的齊拉特并不熟悉應(yīng)如何恰當(dāng)?shù)嘏c美國政府打交道。鑒于施特勞斯是前總統(tǒng)赫伯特·胡佛(Herbert Hoover)的支持者，于是，他向一位他和施特勞斯的共同朋友，曾在柏林結(jié)識的奧地利裔難民經(jīng)濟(jì)學(xué)家、前德國國會(huì)議員古斯塔夫·施托爾珀(Gustav Stolper)請教。通過施托爾珀的推薦，齊拉特會(huì)見了雷曼公司(Lehman Corporation)的副總裁亞歷山大·薩克斯(Alexander Sachs)。薩克斯曾為富蘭克林·羅斯福1932年的競選演說撰寫過經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的文本，后在美國國家復(fù)興署工作了3年，1936年擔(dān)任雷曼的副總裁，對核物理有著相當(dāng)濃厚的興趣。薩克斯認(rèn)為，由于之前費(fèi)米同軍方的接觸毫無結(jié)果，因此“應(yīng)當(dāng)非常明確地努力將問題提交到總統(tǒng)面前，此事應(yīng)使用這樣的措辭，即確保這個(gè)國家的安全免遭可怕的打擊以及避免有關(guān)納粹科學(xué)家將核研究轉(zhuǎn)化成核武器的進(jìn)一步進(jìn)展的連續(xù)報(bào)告中所蘊(yùn)含的那種危險(xiǎn)”。薩克斯要求齊拉特起草一份致總統(tǒng)的信件，為增強(qiáng)羅斯福總統(tǒng)對此事的重視，信件最好能以愛因斯坦這樣世界知名的物理學(xué)家的名義，然后再由齊拉特同時(shí)提交一份關(guān)于核研究概況及其政治意義的備忘錄。*Conference with Dr. Leo Szilard, July 25, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 2, pp.2-4.于是，齊拉特決定不再將愛因斯坦的信件寄送給比利時(shí)政府官員以及同美國國務(wù)院聯(lián)系，而是通過薩克斯直接將問題提交到總統(tǒng)面前。

由于維格納去了加利福尼亞，7月30日齊拉特和特勒再次來到長島愛因斯坦的度假地。愛因斯坦口授了一份簡短的提綱，同意齊拉特隨后根據(jù)需要草擬長短兩個(gè)文本的信件。齊拉特?cái)M就信件后立即郵寄給了愛因斯坦，愛因斯坦則在兩封信件上都署上名，并決定將文本較長的那一封信件送呈羅斯?？偨y(tǒng)。

內(nèi)容如下：

先生：

近來費(fèi)米和齊拉特開展的一些工作，已書面告知了我，使我認(rèn)識到，鈾元素在不遠(yuǎn)的將來變成一種新的且重要的能量來源是可能的。看上去，所引起的形勢的某些方面需要政府予以警惕，如果必要，則應(yīng)采取快速行動(dòng)。因此，我認(rèn)為我有責(zé)任提請您注意以下事實(shí)和建議：

在過去的四個(gè)月中，法國約里奧的工作同美國費(fèi)米、齊拉特的工作一樣，都使這種情況成為可能，即在大塊的鈾中實(shí)現(xiàn)核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。通過這種方式，將產(chǎn)生巨大的動(dòng)力和大量類似鐳的新元素?，F(xiàn)在看上去幾乎可以肯定，這在不久的將來能夠得以實(shí)現(xiàn)。

這一新的現(xiàn)象也將用于制造炸彈，并可以想象，盡管還不太確定，威力極其強(qiáng)大的新型炸彈因而能夠制造出來。一枚這種類型的炸彈，用船運(yùn)載并在港口爆炸，極有可能毀掉整個(gè)港口及其周邊的一些區(qū)域。然而，這種炸彈很可能的結(jié)果會(huì)是過于笨重，無法使用飛機(jī)運(yùn)載。

美國只擁有數(shù)量不大的非常貧的鈾礦，在加拿大和前捷克斯洛伐克有著一些較好的鈾礦，而最重要的鈾礦資源在比屬剛果。

由于這種情況，您可能會(huì)認(rèn)為，政府同在美國從事鏈?zhǔn)椒磻?yīng)研究工作的物理學(xué)家們保持一些永久性接觸是可取的。實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)的一種可能的途徑是，您將這一任務(wù)交予某個(gè)您所信任且大致能夠以半官方身份開展工作的人。他的任務(wù)應(yīng)涵蓋以下幾點(diǎn)：

(a)同政府相關(guān)部門接洽，使他們了解進(jìn)一步的事態(tài)發(fā)展；為政府行動(dòng)提出建議，對于美國獲取鈾礦石的供應(yīng)問題予以特別的關(guān)注。

(b)通過聯(lián)系愿意為這項(xiàng)事業(yè)做出貢獻(xiàn)的個(gè)人私募基金，為目前正受到大學(xué)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)限制的實(shí)驗(yàn)工作提供資金，如果獲得這樣的資金，或者能與擁有所需設(shè)備的工業(yè)實(shí)驗(yàn)室的合作，那么將加快實(shí)驗(yàn)工作。

我獲悉，德國事實(shí)上已經(jīng)停止出售已接管的捷克斯洛伐克礦山的鈾礦石。德國采取如此早的行動(dòng)也許可以從以下因素得到解釋，德國外交部副外長的兒子馮·魏茨澤克(von Weizs?cker)是柏林威廉皇帝研究所的成員，目前那里正在重復(fù)進(jìn)行一些美國人關(guān)于鈾的工作。

謹(jǐn)致問候

阿爾伯特·愛因斯坦*From Albert Einstein to President, August 2, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 3, pp.5-6; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.94-96.

8月15日，齊拉特將愛因斯坦簽名的信件和自己起草的關(guān)于近五年來核研究概況的技術(shù)備忘錄一起交給了薩克斯。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.97-98; Memorandum of Leo Szilard, August 15, 1939, Bush-Conant Files, Roll 13, Folder 217.薩克斯在希望自己充當(dāng)信使的同時(shí)，還建議了其他三個(gè)人選：金融家伯納德·巴魯克(Bernard Baruch)、麻省理工學(xué)院校長卡爾·康普頓(Karl T. Compton)和著名飛行員、社會(huì)活動(dòng)家查爾斯·林德伯格(Charles Lindbergh)。最初，齊拉特打算請林德伯格，但強(qiáng)烈主張孤立主義的林德伯格批評羅斯福修改中立法的提議，使得齊拉特改變了想法。薩克斯對備忘錄的內(nèi)容提出了一些修改意見，25日齊拉特又將修改后的備忘錄交還給薩克斯。

如同弗里施-派爾斯備忘錄建議利用快中子一樣，在備忘錄中，齊拉特指出，盡管未得到大規(guī)模實(shí)驗(yàn)的證明，但慢中子產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)幾乎是可以肯定的，至于快中子是否能夠引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)目前并不確定，但如果在鈾-石墨系統(tǒng)中利用快中子引發(fā)了裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，那么理論上制造出原子彈是現(xiàn)實(shí)可行的。大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)還需要政府、企業(yè)和個(gè)人投入巨大的財(cái)力物力，雖然“如此大規(guī)模實(shí)驗(yàn)是成功還是失敗，在目前還難以在任何確切的程度上做出預(yù)測”，但是“大規(guī)模實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行，除非成功的可能性能夠被實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的有依據(jù)的保證所排除”。另外，除對鈾—石墨反應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)層面進(jìn)行簡要闡述外，齊拉特還提供了大概所需的經(jīng)費(fèi)數(shù)字和鈾礦石數(shù)量，并提請美國政府應(yīng)同美國、加拿大和比利時(shí)的生產(chǎn)鈾礦石的公司取得聯(lián)系，從而將鈾礦資源控制在自己手中。為掩人耳目，可以聲稱鈾礦石是為了醫(yī)學(xué)目的而提煉獲取鐳。齊拉特提到，“如果這些舉措涉及政府的財(cái)政義務(wù)，那么目前難以建議政府去建立鈾礦石儲(chǔ)備，但是，最好開始研究在以后如果需要的時(shí)候政府以何種方式建立這樣一種儲(chǔ)備的問題”。*From Leo Szilard to Alexander Sachs, August 25, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 5, pp.13-19.

戰(zhàn)爭的爆發(fā)使得薩克斯會(huì)見羅斯?？偨y(tǒng)之事直到10月11日才得以實(shí)現(xiàn)。考慮到羅斯福政務(wù)繁忙，薩克斯將愛因斯坦信件和齊拉特備忘錄的內(nèi)容加以綜合概述，撰寫了一份約800字的他自己的備忘錄，并向羅斯福當(dāng)面朗讀，同時(shí)將那兩份原始文件留給了總統(tǒng)。理查德·羅茲評價(jià)薩克斯的備忘錄道，“這就是呈獻(xiàn)給一國首腦的第一份關(guān)于利用核能制造一種戰(zhàn)爭武器的可能性的權(quán)威報(bào)告”*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.314.。

其內(nèi)容如下：

親愛的總統(tǒng)先生：

隨著您修訂《中立法》的計(jì)劃接近完成，我相信您現(xiàn)在能夠給我一個(gè)機(jī)會(huì)呈上一封阿爾伯特·愛因斯坦博士給您的信件，以及其他對于國防有著深遠(yuǎn)意義的與物理學(xué)家的實(shí)驗(yàn)工作相關(guān)的材料。

簡而言之，六年來一直進(jìn)行的有關(guān)原子裂變的實(shí)驗(yàn)在今年達(dá)到了頂峰。(a)列奧·齊拉特博士和費(fèi)米教授發(fā)現(xiàn)，元素鈾能夠通過中子裂變；(b)打開了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能性的大門，即在這種核反應(yīng)過程中，鈾本身可以釋放出中子。這一物理學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展展示出以下前景：

1.創(chuàng)造一種新能源，用于動(dòng)力生產(chǎn)。

2.從這樣的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中釋放出新的放射性元素，從而在醫(yī)療領(lǐng)域可以獲得成噸而不是以克計(jì)的鐳。

3.作為一種最終的可能性，制造出具有迄今難以想象的爆炸威力和波及范圍的炸彈。就如愛因斯坦博士，在一封我將留給您的信中所說的，“一枚這種類型的炸彈，用船運(yùn)載并在港口爆炸，極有可能毀掉整個(gè)港口及其周邊的一些區(qū)域！”

另外，由于這項(xiàng)工作——用于動(dòng)力、醫(yī)療和國防的目的——的現(xiàn)實(shí)重要性，有必要記住，相比比屬剛果豐富的優(yōu)良鈾資源和居其次的加拿大、前捷克斯洛伐克的鈾資源，我們鈾的供應(yīng)是有限且質(zhì)差的。愛因斯坦博士和關(guān)注這一問題的小組的其余人員注意到，德國事實(shí)上已經(jīng)停止出售其所占領(lǐng)的捷克斯洛伐克的鈾。該行動(dòng)一定與這一事實(shí)相關(guān)，即德國外交部副部長的兒子，卡爾·馮·魏茨澤克，是柏林威廉皇帝研究所一些目前居住在這個(gè)國家的大牌物理學(xué)家的助理，他們正致力于那些關(guān)于鈾的實(shí)驗(yàn)工作。

意識到了所有這一切在同利用自由人文精神創(chuàng)造力的極權(quán)主義的歷史性斗爭中對于民主和文明的意義，齊拉特博士，征詢了普林斯頓大學(xué)物理系主任E·P·維格納教授、喬治·華盛頓大學(xué)的E·特勒教授的意見，試圖通過建立科學(xué)合作協(xié)會(huì)，加強(qiáng)民主國家的物理學(xué)家之間的合作——例如巴黎的約里奧教授、牛津的林德曼教授和劍橋的狄拉克博士(Paul Dirac)——以及限制有關(guān)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)研究工作進(jìn)展的公開發(fā)表，來促進(jìn)美國的這項(xiàng)工作。隨著今年夏季國際危機(jī)的發(fā)展，這些難民學(xué)者和我們當(dāng)中同他們磋商過的其余人一致認(rèn)為，盡早將他們的工作告知您并贏得您的協(xié)作，是他們的責(zé)任，也是他們的愿望。

鑒于德國入侵比利時(shí)的危險(xiǎn)，與總部在布魯塞爾的上加丹加礦業(yè)聯(lián)盟做好準(zhǔn)備工作變得迫切起來——最好通過外交渠道——將可獲得的大量供應(yīng)的鈾運(yùn)往美國。除此之外，有必要擴(kuò)大和加速試驗(yàn)工作，在我們大學(xué)理論物理院系有限的經(jīng)費(fèi)下，這已不再能夠進(jìn)行下去。據(jù)信，我們主要化學(xué)和電力公司的熱心公益的管理人員能夠被勸說提供一定數(shù)量的鈾化合物和石墨，并承擔(dān)試驗(yàn)下一階段可觀的費(fèi)用。一個(gè)替代方案是，謀求能夠提供所需原料和資金的機(jī)構(gòu)之一的贊助。對于上述每一種方案和所有的目的而言，采納愛因斯坦博士的建議似乎是可取的，即您指派一名個(gè)人和一個(gè)委員會(huì)充當(dāng)科學(xué)家們和政府部門之間的聯(lián)絡(luò)人。

基于以上所述，我希望能夠代表這些難民學(xué)者親自轉(zhuǎn)達(dá)他們渴望為殷切接待他們的國家效力的想法，并呈上愛因斯坦博士的信件以及齊拉特博士同我討論后所起草的一份備忘錄、幾篇刊登在科學(xué)期刊上的文章的復(fù)印件。另外，我代表他們求見您，是為了闡明有關(guān)比利時(shí)資源的供應(yīng)、安排與政府和陸海軍部的長期聯(lián)絡(luò)以及解決眼下所需原料和資金問題的政策思路。

此致

敬禮

亞歷山大·薩克斯*From Alexander Sachs to President, October 11, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 6, pp.20-21; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.104-105.

羅斯福對薩克斯說，“亞歷克斯，你的目的是要看到納粹沒有將我們炸飛掉”。他當(dāng)即傳喚他的軍事助理兼負(fù)責(zé)安排接見事務(wù)的秘書(Appointments secretary，相當(dāng)于后來的白宮辦公廳主任)陸軍少將埃德溫·沃森(Edwin M. Watson)并吩咐道：“這需要行動(dòng)?！?Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.17; Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb. pp.313-315. 對于薩克斯會(huì)見羅斯福還存在不同的說法，見William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.376-377，以及羅伯特·容克：《比一千個(gè)太陽還亮：原子科學(xué)家的故事》，第73—74頁。10月12日，在羅斯福的授意下，成立了一個(gè)由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局局長萊曼·布里格斯(Lyman J. Briggs)*美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(the National Bureau of Standards)，1901年根據(jù)國會(huì)法案成立，隸屬商務(wù)部，前身為美國財(cái)政部標(biāo)準(zhǔn)度量衡局(the Office of Standard Weights and Measures of the Treasury Department)，其職責(zé)是監(jiān)管、維護(hù)和發(fā)展國家度量衡標(biāo)準(zhǔn)，并為符合這些標(biāo)準(zhǔn)的測量提供手段和方法。標(biāo)準(zhǔn)局下設(shè)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)際充當(dāng)美國國家物理實(shí)驗(yàn)室的角色。1988年更名為國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology)。萊曼·布里格斯，1896年入職美國農(nóng)業(yè)部物理實(shí)驗(yàn)室，1903年獲得約翰·霍普金斯大學(xué)生物土壤學(xué)方面的哲學(xué)博士學(xué)位，成為土壤物理學(xué)的奠基者。1920年正式調(diào)入國家標(biāo)準(zhǔn)局，1932年由胡佛總統(tǒng)提名、1933年由羅斯?？偨y(tǒng)正式任命為標(biāo)準(zhǔn)局局長。為主席、包括兩名軍方的軍火專家陸軍中?；肌啴?dāng)森(Keith F. Adamson)和海軍中校吉爾伯特·胡佛(Gilbert C. Hoover)的小型非正式委員會(huì)——鈾咨詢委員會(huì)(Advisory Committee on Uranium)，以充當(dāng)政府與從事核研究的科學(xué)家之間的聯(lián)絡(luò)機(jī)構(gòu)。

三、從鈾咨詢委員會(huì)到國防研究委員會(huì)

10月21日，布里格斯召開鈾咨詢委員會(huì)的首次會(huì)議。除了委員會(huì)的三名成員外，會(huì)議還包括了布里格斯的助手弗雷德·莫勒(Fred L. Mohler)、卡內(nèi)基研究院地磁部的理查德·羅伯茨(Richard B. Roberts，代表其上司默爾·圖夫[Merle A. Tuve])、薩克斯、齊拉特、維格納和特勒(同時(shí)代表費(fèi)米出席)。

齊拉特指出目前鈾—石墨反應(yīng)系統(tǒng)主要的不確定因素是缺乏石墨俘獲中子的數(shù)據(jù)，如果這個(gè)數(shù)據(jù)較大，就不會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；如果數(shù)據(jù)很小，則鏈?zhǔn)椒磻?yīng)非常有希望；如果數(shù)據(jù)是一個(gè)處于中間的值，就需要通過大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)去判定。然而，亞當(dāng)森、胡佛和羅伯茨質(zhì)疑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性。當(dāng)討論到政府經(jīng)費(fèi)的投入問題時(shí)，由于齊拉特私下認(rèn)為“我們總的意圖不是向政府要錢，只是要求政府的批準(zhǔn)”，*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.85所以他事先沒有準(zhǔn)備申請之事。特勒則接過話頭回答道：“這一研究的頭一年我們需要6000美元，主要用于購買石墨”。后來特勒被責(zé)怪當(dāng)時(shí)要的太少了，因?yàn)橹澳瑺枴D夫告訴他需要15000美元。*斯坦利·布盧姆伯格和格溫·歐文斯：《美國氫彈之父特勒》，第98—100頁。

齊拉特回憶道：

亞當(dāng)森認(rèn)為，相信我們可能通過創(chuàng)造一種新式武器來為國防做出重大貢獻(xiàn)可謂天真之極。他說，如果一種新式武器創(chuàng)造出來了，那么，要讓人們知道這種武器到底有沒有優(yōu)點(diǎn)，一般需要經(jīng)過兩次戰(zhàn)爭的檢驗(yàn)。然后，他相當(dāng)賣力地解釋說，最終贏得戰(zhàn)爭的因素不是武器，而是軍隊(duì)的士氣……維格納用他的尖嗓音說，對他來說，聽到這些真是非常有趣……如果這是對的，那么，也許人們應(yīng)該對軍隊(duì)的預(yù)算采取不同的看法，也許可以消減這種預(yù)算。

亞當(dāng)森覺察到維格納等人的不滿，于是同意特勒建議的撥款數(shù)字以結(jié)束爭論。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.85; William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.378-379.

這是美國政府為核研究撥付的第一筆費(fèi)用，而最終用于制造原子彈方面的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了美國政府的預(yù)期，“根據(jù)原子能委員會(huì)的資料，直到1945年底，曼哈頓計(jì)劃(國防研究委員會(huì)、科學(xué)研究與發(fā)展局和曼哈頓工程區(qū))的實(shí)際費(fèi)用為19億美元(以2014年美元購買力計(jì)算約為260億美元)?！?總裝備部科技信息研究中心編譯：《美國核武器計(jì)劃費(fèi)效分析1940—1998》，北京：國防科技大學(xué)出版社，2006年，第31頁。Consumer Price Index and Inflation Rates (Estimate), 1800-2014, Federal Reserve Bank of Minneapolis, retrieved 27 Feburary, 2014, https://www.minneapolisfed.org/community/teaching-aids/cpi-calculator-information.

隨后，齊拉特交給了布里格斯一份10頁的備忘錄，闡述了如何證明鈾能產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究思路。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.110-111.基于這份備忘錄，布里格斯撰寫了一份報(bào)告于11月1日提交給了羅斯?？偨y(tǒng)。該報(bào)告指出，鈾裂變及鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能夠釋放大量的能量，可以將其用于潛艇動(dòng)力及制造威力巨大的炸彈，雖然目前關(guān)于鈾的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)還未通過實(shí)驗(yàn)得到證明，但是，“我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)給予徹底調(diào)查這一問題足夠的支持”。為此，報(bào)告建議，政府應(yīng)提供相應(yīng)的財(cái)政支持，為眼下測定石墨吸收截面的實(shí)驗(yàn)所需提供4噸純石墨，如果初步的研究證明應(yīng)繼續(xù)研究下去，則提供50噸的氧化鈾；為獲得廣泛的合作和更大的支持，邀請麻省理工學(xué)院校長卡爾·康普頓(Karl T. Compton)、亞歷山大·薩克斯、愛因斯坦和佩格拉姆加入委員會(huì)。*From Lyman J. Briggs et al. to President, November 1, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 11, pp.27-28.

11月17日，埃德溫·沃森告知布里格斯，總統(tǒng)饒有興趣地讀了這份報(bào)告，并希望將它存檔備查。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.20.此后便沒了下文，直到1940年2月8日。

實(shí)際上，除了建議政府提供石墨和氧化鈾外，報(bào)告中其他的一些建議不是泛泛而談，就是從未付諸實(shí)施。齊拉特感慨鈾咨詢委員會(huì)首次會(huì)議后的幾個(gè)月是“我一生中最奇怪的時(shí)期”，“我從華盛頓方面根本什么也沒聽到……我曾設(shè)想，一旦我們論證了在鈾的裂變過程中會(huì)釋放出中子，那么要引起人們的興趣不會(huì)是難事，但是我錯(cuò)了……回想起來，這是令人難以置信的，從1939年6月到1940年春，美國竟然沒有一個(gè)進(jìn)行中的實(shí)驗(yàn)是沖著研究天然鈾鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性的”。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.115.

麥喬治·邦迪對此做出了下列解釋。他認(rèn)為，在薩克斯向羅斯福念他的備忘錄之前，大談了一段地緣政治以及美國發(fā)明家羅伯特·富爾頓(Robert Fulton)勸說拿破侖使用他所發(fā)明的汽船未果的故事，“薩克斯說起話來喋喋不休，甚至類似說教一般”，“他的一份備忘錄竟錯(cuò)誤地把裂變的發(fā)現(xiàn)歸功于費(fèi)米和齊拉特。羅斯?？梢阅托牡芈爠e人講話，但只是對那些很快就講到要旨的人?？磥碇辽倏赡苁?，總統(tǒng)根本就沒有真正聽明白薩克斯在講些什么”。此外，邦迪覺得，羅斯福選擇的鈾咨詢委員會(huì)主席——65歲的布里格斯，并不是一位精悍的實(shí)干家，“他對熱心的非專業(yè)人員和外國人懷有戒心，滿足于等待由聰慧而又謹(jǐn)慎的費(fèi)米設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)按部就班地取得進(jìn)展”，“但羅斯福幾乎肯定了解他所用的這個(gè)人……如果在1939年10月羅斯福想要在其后的幾個(gè)月里得到比布里格斯能提供的更多的成果，他本可以這樣說的，或轉(zhuǎn)而任用另外什么人”。而且邦迪指出，齊拉特“似乎沒弄明白問題的癥結(jié)所在：他指望政府在一個(gè)當(dāng)時(shí)習(xí)俗很不同的國家里在一個(gè)科學(xué)問題上起帶頭作用”。*麥喬治·邦迪：《美國核戰(zhàn)略》，第52—53頁。

美國物理學(xué)會(huì)會(huì)長、芝加哥大學(xué)教授阿瑟·康普頓(Arthur H. Compton，卡爾·康普頓的弟弟)提到，雖然一些美國本土的物理學(xué)家也意識到了“核武器計(jì)劃對于私人資源而言過于的龐大，但是，他們知道，在實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明國家的安全需要對核計(jì)劃大力支持之前，政府不會(huì)采取決定性的行動(dòng)。在私人的支持下，這種前期的工作會(huì)取得更快的進(jìn)展”，因此“政府鈾咨詢委員會(huì)的任命阻礙了而不是促進(jìn)了美國鈾研究的發(fā)展”。*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative, London: Oxford University Press, 1956, pp.29-30.當(dāng)時(shí)美國的科學(xué)研究大多是靠私人或企業(yè)基金的贊助，比如前面提到的洛克菲勒基金會(huì)和卡內(nèi)基協(xié)會(huì)，而往往不是尋求政府的支持。勞倫斯·巴達(dá)什指出，“政府支持研究的傳統(tǒng)是薄弱的。例如從1935—1939年這段時(shí)期，陸軍和海軍每年花在研究方面的支出都不會(huì)超過微薄的700萬美元。此外，也有可能是有意識地規(guī)避尋求政府的支持”。*Lawrence Badash, et al., “Nuclear Fission: Reaction to the Discovery in 1939,” Proceedingss of the American Philosophical Society, vol.130, No.2, June 1986, pp.224-225.

邦迪和康普頓的分析應(yīng)該說是合情合理的。當(dāng)時(shí)自持性的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)還未得到實(shí)驗(yàn)證明，只是理論上推測了其可能性，這在物理學(xué)家當(dāng)中都存有爭議，更別提制造原子彈。對于羅斯福等不具備物理學(xué)專業(yè)知識的官方人士來說，這些更是難以理解的。在羅斯?？偨y(tǒng)日常處理政務(wù)所做出的大大小小的決策當(dāng)中，成立鈾咨詢委員會(huì)實(shí)際并不是一個(gè)多么重大且緊急的決定。他也許只是認(rèn)為在愛因斯坦這樣的大科學(xué)家的呼吁下，政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)物理學(xué)家們?nèi)ミM(jìn)一步探尋鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和研發(fā)原子彈的可能性，并未真正理解愛因斯坦信件所傳達(dá)的重要含義。尤金·維格納曾說，“讓美國政府明白裂變的意義像是在糖漿里游泳。我們得知政府對異想天開的新項(xiàng)目并不感冒，而且沒有一位科學(xué)家能夠理直氣壯地說，原子彈一定能成功”。*Gordon Fraser, The Quantum Exodus: Jewish Fugitives, the Atomic Bomb, and the Holocaust, p.167.因此，政務(wù)繁忙的羅斯福并未對這個(gè)問題給予特別的重視。

另外，就如埃米利奧·塞格雷指出的，“在1939—1940年，改進(jìn)雷達(dá)成了美國主要科學(xué)家管理人員的頭等大事”。*埃米利奧·塞格雷：《原子舞者：費(fèi)米傳》，第123頁。在戰(zhàn)爭爆發(fā)的國際形勢下，相比雷達(dá)，當(dāng)時(shí)核研究的前景連海市蜃樓都談不上，政府有限的財(cái)政經(jīng)費(fèi)和科學(xué)資源自然不會(huì)投入到這個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)然，這也使得齊拉特、費(fèi)米等難民科學(xué)家有機(jī)會(huì)從事還未被美國政府列入機(jī)密并原則上禁止非本國科學(xué)家從事的核研究。

1940年2月8日，埃德溫·沃森打算讓總統(tǒng)再次注意鈾咨詢委員會(huì)的那份報(bào)告。他詢問布里格斯是否需要補(bǔ)充些什么，20日布里格斯答復(fù)，實(shí)驗(yàn)所需的6000美元經(jīng)費(fèi)已經(jīng)撥付，“這一實(shí)驗(yàn)將證明這項(xiàng)事業(yè)是否具有一種現(xiàn)實(shí)的實(shí)用性，希望幾周內(nèi)能夠提供一份關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的報(bào)告”。*From Lyman J. Briggs to Watson, February 20, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 15, p.37.薩克斯則認(rèn)為鈾咨詢委員會(huì)的報(bào)告“太過學(xué)術(shù)性了”。*From Alexander Sachs to Watson, February 15, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 14, p.36.

3月7日，薩克斯收到一封署名愛因斯坦實(shí)為齊拉特起草的信件。信中稱：最近他同齊拉特和維格納進(jìn)行了會(huì)談，得知德國政府已經(jīng)接管了威廉皇帝物理研究所，該所正同威廉皇帝化學(xué)研究所一同致力于關(guān)于鈾的秘密研究工作；另外，在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)問題上，齊拉特的研究思路比法國約里奧的研究思路更有希望。*From Albert Einstein to Sachs, March 7, DHFDRP, vol.43, Document 16, pp.36, 38-39; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.120-121.齊拉特再次鼓動(dòng)愛因斯坦寫信，是因?yàn)樗痪们奥犝f德國威廉皇帝物理研究所的所長、荷蘭籍的諾貝爾獎(jiǎng)得主彼得·德拜(Peter Debye)，由于拒絕加入德國國籍而被迫辭職，德拜在哥倫比亞大學(xué)訪問時(shí)將德國的研究狀況告訴了費(fèi)米。費(fèi)米認(rèn)為德國的科學(xué)家分散在全國各地，難以齊心協(xié)力，齊拉特卻警覺起來。另外，約里奧-居里又公開發(fā)表了一篇進(jìn)一步證明鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能性的文章，使得齊拉特感到非常不安。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.119.

3月15日，在齊拉特的催促下，薩克斯將愛因斯坦的這封信轉(zhuǎn)交給羅斯?？偨y(tǒng)，并詢問“是否及何時(shí)在您方便的時(shí)候就實(shí)驗(yàn)工作的真實(shí)進(jìn)展和明朗化的某些現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行商談”。*From Alexander Sachs to President, March 15, DHFDRP, vol.43, Document 17, p.40; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.121-122.4月5日，羅斯福答復(fù)薩克斯，他已指示沃森安排一次由薩克斯、愛因斯坦和鈾咨詢委員會(huì)成員參加的會(huì)議。*From President to Alexander Sachs, April 5, DHFDRP, vol.43, Document 18, p.41; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.122.但是，羅斯福“在1944年以前沒有再次就此事接見他”，而是認(rèn)為通過鈾咨詢委員會(huì)“是繼續(xù)這項(xiàng)研究最實(shí)際的方法”。*麥喬治·邦迪：《美國核戰(zhàn)略》，第52頁。

在一份給薩克斯的備忘錄中，齊拉特專門闡述了他的研究思路對于軍事利用核能的意義。備忘錄設(shè)想了鈾—石墨反應(yīng)系統(tǒng)在慢中子和快中子作用下的兩種不同情況。在前者中，1噸天然未濃縮的鈾可以釋放相當(dāng)于大約3000噸燃料油的能量，用于海軍艦只能夠減輕自身的負(fù)荷，從而提高航行速度和增加作戰(zhàn)半徑。用這種方式制造的炸彈，不是特別有威力的理想武器，但在1公里半徑內(nèi)對人會(huì)產(chǎn)生致命的輻射危害，“強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)的原因在于認(rèn)為，這種方式能夠被一些其他國家當(dāng)作武器在當(dāng)前的這場戰(zhàn)爭中使用，可能在不久的將來”。在后者中，齊拉特首先指出，“目前并不知道這種方式的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是否能夠成為現(xiàn)實(shí)”，但如果可行，1噸未濃縮的鈾可以釋放超過300,000噸燃料油的能量，從而使大型的海軍艦只無須使用燃料油，而且可以制造出威力不同凡響的炸彈，“基于這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)基礎(chǔ)上的一顆炸彈在靠近海岸的海上爆炸，其引發(fā)的滔天巨浪將造成沿海城市的毀滅”。*From Leo Szilard to Sachs, April 22, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 26, pp.66-69; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.123-125.

此時(shí)，費(fèi)米、圖夫和芝加哥大學(xué)的哈羅德·尤里等人也已發(fā)現(xiàn)，相比快中子，慢中子更容易引發(fā)鈾235裂變，但依靠慢中子裂變方式制造原子彈，在發(fā)生足夠的反應(yīng)之前，炸彈可能就會(huì)爆炸。使用快中子裂變的情況，則需要足夠量的純的或濃縮的鈾235進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在4月底華盛頓召開的美國物理學(xué)會(huì)的年會(huì)上，費(fèi)米等人認(rèn)為分離數(shù)公斤的鈾235是下一步的主要目標(biāo)，通過離心分離機(jī)是比較有希望的方法。

4月27日，鈾咨詢委員會(huì)召開了第二次會(huì)議。除委員會(huì)的三名成員外，海軍少將鮑恩、薩克斯、佩格拉姆、費(fèi)米、齊拉特和維格納參加了會(huì)議，愛因斯坦如上次會(huì)議那樣婉拒出席。薩克斯希望盡早開始大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，他對費(fèi)米的保守態(tài)度有些不耐煩，較為認(rèn)同齊拉特的觀點(diǎn)。他表示，如果政府不愿意負(fù)責(zé)，他贊成嘗試從私人渠道為實(shí)驗(yàn)提供資金；如果美國政府勇往直前，那么實(shí)驗(yàn)室里碰到的困難會(huì)趨于消失。然而，委員會(huì)最終還是打算視費(fèi)米、齊拉特等人的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果再做出是否開展大規(guī)模實(shí)驗(yàn)的決定。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.23.

5月14日，費(fèi)米和齊拉特的實(shí)驗(yàn)取得令人歡欣鼓舞的階段性成果，他們發(fā)現(xiàn)石墨的吸收截面為3×10-27平方厘米，只有原先預(yù)想上限的三分之一，而且如果使用更純的石墨還能使之更小，這至少證明慢中子情況下鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的現(xiàn)實(shí)可行性。盡管制造原子彈需要快中子引發(fā)的鈾235或钚239的裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但是，“實(shí)現(xiàn)慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)似乎是我們知識發(fā)展過程中一個(gè)必要的初始步驟，成了對這一問題感興趣的那些人的首要目標(biāo)。說服軍事當(dāng)局和更持懷疑態(tài)度的科學(xué)家信服整個(gè)想法并不是白日夢，這似乎也是重要的一步”*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, p.42.。

有鑒于此及比利時(shí)正遭受德國軍隊(duì)的入侵，薩克斯幾次寫信給埃德溫·沃森和羅斯福，希望再次面見總統(tǒng)，認(rèn)為關(guān)于核研究進(jìn)入了一個(gè)新階段，建議政府增加資金支持力度，警惕德國對美國從比屬剛果獲取鈾供應(yīng)的威脅，并提出建立一個(gè)新的組織框架，以指導(dǎo)政府部門以外的工作、確保科學(xué)家們在應(yīng)有的保密狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)研究以及充當(dāng)政府與各大學(xué)之間的聯(lián)系紐帶。*From George B. Pegram to Sachs, May 14, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 33, p.80; From Alexander Sachs to Watson, May 11/15/23, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 30, Document 34, Document 35, pp.75, 81, 82-83; From Alexander Sachs to President, May 11, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 31, pp.76-77.

此時(shí)，歐洲戰(zhàn)火擴(kuò)大，法國正處于敗亡的邊緣。為加強(qiáng)美國科技界與政府的聯(lián)系，動(dòng)員科學(xué)界為美國可能卷入的這場戰(zhàn)爭服務(wù)，卡內(nèi)基研究院院長、國家航空咨詢委員會(huì)(National Advisory Committee for Aeronautics)主席、前麻省理工學(xué)院副校長、電氣工程學(xué)家萬尼瓦爾·布什(Vannevar Bush)，通過羅斯?？偨y(tǒng)私人顧問哈里·霍普金斯(Harry L. Hopkins)的牽線就此諫言總統(tǒng)。*舍伍德：《羅斯福與霍普金斯：二次大戰(zhàn)時(shí)期白宮實(shí)錄》(上)，北京：商務(wù)印書館，1980年，第221—222頁。在布什的回憶錄中，他提到，由于希特勒在歐洲的挑戰(zhàn)，早在1937年他和一些志同道合的科學(xué)家就意識到應(yīng)動(dòng)員科學(xué)界為美國的國防服務(wù)；到1939—1940年的“虛假戰(zhàn)爭”時(shí)期，他們一致認(rèn)為美國遲早會(huì)卷入戰(zhàn)爭，且這場戰(zhàn)爭將是一場高科技領(lǐng)域的斗爭，而當(dāng)時(shí)的美國軍事體系并未為這樣的一場戰(zhàn)爭做好準(zhǔn)備。*Vannevar Bush, Pieces of the Action, New York: William Morrow & Company, INC., 1970, pp.32-33.

于是，在他的建議之下，羅斯?？偨y(tǒng)決定成立國防研究委員會(huì)(National Defense Research Committee)，名義上隸屬于1916年成立的國防委員會(huì)(Council of National Defense)*為整合各種資源服務(wù)于未來的戰(zhàn)爭，1916年8月24日威爾遜總統(tǒng)成立國防委員會(huì)，成員包括陸海軍部長、內(nèi)政部長、農(nóng)業(yè)部長、商業(yè)部長等。10月又在其下設(shè)立了一個(gè)咨詢委員會(huì)，最初成員為七名工業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)人士。1921年，國防委員會(huì)暫停活動(dòng)。但是，成立該委員會(huì)的法案并未失效，導(dǎo)致后來的幾屆政府部長淡忘了事實(shí)上還存在一個(gè)這樣的委員會(huì)。國家航空咨詢委員會(huì)則成立于1915年，是美國國家航空航天局的前身。1939年布什辭去麻省理工學(xué)院副校長職務(wù)前往華盛頓擔(dān)任卡內(nèi)基研究院院長，因主張為建立一支能夠匹敵德國的強(qiáng)大空軍而加強(qiáng)美國的航空技術(shù)研究，同年當(dāng)選為國家航空咨詢委員會(huì)主席。，由布什出任主席，實(shí)際直接對總統(tǒng)負(fù)責(zé)，經(jīng)費(fèi)最初由軍方提供，后逐漸由總統(tǒng)行政辦公室定期撥款。

6月15日，即巴黎被德軍占領(lǐng)的第二天，羅斯福在給布什的信中提到：“希望在推進(jìn)該委員會(huì)目標(biāo)方面，你會(huì)通過與教育界、科學(xué)研究院所和工業(yè)部門的研究實(shí)驗(yàn)室達(dá)成的協(xié)議，安排進(jìn)行類似能夠證明為了促進(jìn)戰(zhàn)爭手段的創(chuàng)新或改進(jìn)是可取的這樣的調(diào)查、實(shí)驗(yàn)研究和報(bào)告”；“你的委員會(huì)的工作并不是要取代陸海軍部門目前正在他們自己的實(shí)驗(yàn)室或與工業(yè)界訂立合同進(jìn)行的任何出色的工作，而是希望你對這種工作進(jìn)行增補(bǔ)”；美國國家科學(xué)院(National Academy of Science，成立于1863年3月)及其屬下的國家研究委員會(huì)(Nation Research Council，成立于1918年5月)能夠?yàn)閲姥芯课瘑T會(huì)提供咨詢和建議，國家標(biāo)準(zhǔn)局和其他政府實(shí)驗(yàn)室能夠?yàn)槲瘑T會(huì)承擔(dān)所需的研究任務(wù)。此外，羅斯福還特別指出，布里格斯的鈾咨詢委員會(huì)將成為國防研究委員會(huì)下屬的機(jī)構(gòu)之一。*From President to Vannevar Bush, June 15, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 41, pp.96-98. 這封信實(shí)為布什起草，借用羅斯福名義簽發(fā)的。

雖然國防研究委員會(huì)被要求協(xié)助軍方的研究，但實(shí)際上布什擁有做出獨(dú)立判斷和決定的權(quán)利。國防研究委員會(huì)秘書歐文·斯圖爾特(Irvin Stewart)提到，“有時(shí)委員會(huì)會(huì)拒絕承擔(dān)軍方要求的某項(xiàng)研究，因?yàn)樗J(rèn)為所需要的人力能夠更好地用在更重要的或那些更可能成功的項(xiàng)目上。反過來，有時(shí)國防研究委員會(huì)會(huì)不顧軍方的漠視、甚至反對，著手進(jìn)行和支持一些項(xiàng)目。委員會(huì)的一些項(xiàng)目是在沒有陸軍和海軍的支持下開始的，雖然軍方后來對這些項(xiàng)目的大部分給予了支持。然而，大多數(shù)情況下，國防研究委員會(huì)承擔(dān)的工作是應(yīng)陸軍、海軍或兩者的直接要求下進(jìn)行的”。*Irvin Stewart, Organizing Scientific Research for War: The Administrative History of the Office of Scientific Research and Development, Boston: Little, Brown and Company, 1948, p.18.萬尼瓦爾·布什則指出，國防研究委員會(huì)的成立使得鈾咨詢委員會(huì)，“無需通過時(shí)常是間接的軍方機(jī)構(gòu)渠道去獲取經(jīng)費(fèi)”。*Vannevar Bush, Pieces of the Action, p.58.理查德·休利特和小奧斯卡·安德森評價(jià)道，“對于鈾項(xiàng)目而言，它的創(chuàng)立是一件意義重大的事件。它使鈾研究在資金上擺脫了對軍方的單獨(dú)依賴，更重要的是，它從一個(gè)非正式的特設(shè)委員會(huì)手中挽救了這一研究新領(lǐng)域”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.25.

6月27日，國防研究委員會(huì)正式成立。除布什外，其他最初的委員會(huì)成員是：哈佛大學(xué)校長、化學(xué)家詹姆斯·柯南特(James B. Conant)，麻省理工學(xué)院校長、物理學(xué)家卡爾·康普頓，國家科學(xué)院主席、貝爾電話實(shí)驗(yàn)室主任和電氣工程學(xué)家弗蘭克·朱厄特(Frank B. Jewett)，標(biāo)準(zhǔn)局局長萊曼·布里格斯，商務(wù)部專利局局長、律師康韋·科(Conway P. Coe)，加州理工學(xué)院研究生院院長、物理化學(xué)和數(shù)學(xué)物理學(xué)教授理查德·托爾曼(Richard C. Tolman)，海軍研究實(shí)驗(yàn)室主管哈羅德·鮑恩少將和陸軍參謀部戰(zhàn)爭計(jì)劃司司長喬治·斯特朗準(zhǔn)將(George V. Strong)。國防研究委員會(huì)下轄5個(gè)部門(Division)，共34個(gè)小組(Section)，鈾咨詢委員會(huì)則由布什直接領(lǐng)導(dǎo)。這里應(yīng)該注意的是，國防研究委員會(huì)并非因單純?yōu)榱思訌?qiáng)核研究而設(shè)立，實(shí)際上核研發(fā)只是當(dāng)時(shí)該委員會(huì)負(fù)責(zé)的研究工作領(lǐng)域之一。

隨后，布什對鈾咨詢委員會(huì)成員進(jìn)行了調(diào)整。布里格斯仍為咨詢委員會(huì)主席，基思·亞當(dāng)森和吉爾伯特·胡佛被調(diào)整出去，增加了亞歷山大·薩克斯、默爾·圖夫、喬治·佩格拉姆、羅斯·岡恩、哈羅德·尤里、喬治·布賴特(Gregory Breit，威斯康星大學(xué)物理學(xué)教授)和杰西·比姆斯(Jesse W. Beams，弗吉尼亞大學(xué)物理學(xué)教授)。同英國的莫德委員會(huì)一樣，出于安全保密方面的考慮，最初國外出生的物理學(xué)家都被排除在委員會(huì)之外。也就是說，弗里施、派爾斯、齊拉特、費(fèi)米、維格納等在英美流亡的物理學(xué)家，一度不被允許知道或參與討論他們最先向各自所在國政府建議應(yīng)予以重視的秘密。馬丁·舍溫指出，“無論如何，公平地說，難民科學(xué)家沒有得到普遍的信任，至少許多聯(lián)邦官員明顯不愿意聽信他們的意見”。*Martin J. Sherwin, A World Destroyed: Hiroshima and Its Legacies, New York: Alfred A. Knopf, 1973, p.29.

四、科學(xué)研究與發(fā)展局及“曼哈頓工程”的建立

就在羅斯?？偨y(tǒng)致信布什的前兩天，鈾咨詢委員會(huì)召開了一次特別咨詢小組會(huì)議，參加會(huì)議的是布里格斯、尤里、圖夫、費(fèi)米、齊拉特、佩格拉姆、維格納和布賴特。會(huì)議建議委員會(huì)應(yīng)籌措資金支持按照以下兩條研究路線進(jìn)行鈾—石墨實(shí)驗(yàn)：

(1)進(jìn)一步測算建議類型的反應(yīng)中所涉及的核常數(shù)(nuclear constants)；

(2)使用被估算為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)維持下去所需最低數(shù)量的大約五分之一到四分之一的鈾和碳進(jìn)行中間實(shí)驗(yàn)。

為此，分別需要投入大約40,000美元和100,000美元。7月1日，布里格斯向布什匯報(bào)了上述建議。*Memorandum Report on Proposed Experiments with Uranium, 14 August, 1940, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.9月6日，布什答復(fù)布里格斯，國防研究委員會(huì)只能撥付40,000美元。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.26.

盡管這意味著只夠進(jìn)行核常數(shù)的測算，但哥倫比亞大學(xué)小組還是同國防研究委員會(huì)于11月8日簽訂了為期一年的合同，這也是國防研究委員會(huì)與美國高校、科研院所簽署的第一個(gè)合同。此后，直到1941年11月，國防研究委員會(huì)同普林斯頓大學(xué)、康奈爾大學(xué)、約翰·霍普金斯大學(xué)、弗吉尼亞大學(xué)、芝加哥大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)、愛荷華州立大學(xué)、卡內(nèi)基研究院、美孚石油發(fā)展公司和國家標(biāo)準(zhǔn)局簽署了總數(shù)為十六項(xiàng)的與鈾有關(guān)的科研合同，費(fèi)用總計(jì)為300,000美元。*Stephane Groueff, Manhattan Project: The Untold Story of the Making of the Atomic Bomb, Boston: Little, Brown and Company, 1967, p.10.然而，與同一時(shí)期國防研究委員會(huì)投入到其他軍事研究領(lǐng)域的費(fèi)用相比，這個(gè)數(shù)字顯得并不突出，例如為麻省理工學(xué)院放射實(shí)驗(yàn)室批準(zhǔn)的預(yù)算達(dá)幾百萬美元，國防研究委員會(huì)下屬的A部門的S組為較小的項(xiàng)目也花費(fèi)了136,000美元。*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, p.50.

之所以出現(xiàn)這種情況，原因如之前所提到的兩點(diǎn)：雷達(dá)是這一時(shí)期的研究重點(diǎn)；核研究的軍事利用前景不確定。在1941年7月16日布什提交給羅斯?？偨y(tǒng)的第一份年度工作報(bào)告中，他用了12頁的篇幅去談?wù)摾走_(dá)，而只用了2頁內(nèi)容去描述鈾問題。*From Vannevar Bush to President, July 16, 1941, DHFDRP, vol.43, Document 47, pp.112-174.在這一年左右的時(shí)間里，與核研究相關(guān)的工作進(jìn)展主要是以下幾個(gè)方面：

關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。費(fèi)米、齊拉特的實(shí)驗(yàn)不但證明了石墨是適合的減速劑，而且測得天然鈾在慢中子的轟擊下所釋放的中子數(shù)平均為1.73個(gè)。為增大這個(gè)中子系數(shù)，齊拉特提出使用塊狀鈾與石墨塊相隔擺放(即反應(yīng)堆的稱謂由來)，而不是將粉末狀鈾均勻地與石墨混合在一起，從而減少次級中子的非裂變吸收。但是，要確定能夠引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的反應(yīng)堆尺寸等數(shù)據(jù)，至少需要進(jìn)行中間實(shí)驗(yàn)，由于缺乏合適的材料，一度被擱置。同時(shí)，芝加哥大學(xué)的阿瑟·康普頓嘗試用鈹做減速劑，但最后因大量生產(chǎn)合乎要求的鈹存在很大困難而沒有得以應(yīng)用。另外，哥倫比亞大學(xué)的哈羅德·尤里嘗試用重水做減速劑，但美國重水稀少，他首先要做的是通過氫氣與水之間的催化反應(yīng)，對重水進(jìn)行濃縮生產(chǎn)。

關(guān)于鈾235的同位素分離。哈佛大學(xué)的喬治·基斯佳科夫斯基(George B. Kistiakowsky)和哥倫比亞大學(xué)的尤里、鄧寧等人嘗試氣體擴(kuò)散法*根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說和氣體擴(kuò)散定律，當(dāng)氣體混合物是在容器內(nèi)時(shí)，輕分子的運(yùn)動(dòng)速度快，撞擊器壁的機(jī)會(huì)多；重分子的運(yùn)動(dòng)速度慢，撞擊器壁的機(jī)會(huì)少。如果器壁具有無數(shù)微孔，每孔只容許分子單獨(dú)通過，則輕分子通過器壁的機(jī)會(huì)一定比重分子多。擴(kuò)散結(jié)果是器內(nèi)的輕分子相對地減少，富集于器外；器內(nèi)的重分子相對地增加，并富集于器內(nèi)。因此可以得到一定程度的分離。這種方法主要用于分離同位素。對分子量相差很小的混合氣體，如鈾235和鈾238的六氟化物，必須連續(xù)進(jìn)行多次，才能達(dá)到所需要的分離程度。從氣態(tài)的六氟化鈾分離鈾235，但在多孔過濾膜的材質(zhì)和制造方面一度遇到了阻力，而且整個(gè)過程達(dá)五千級，因此估計(jì)一個(gè)每天分離1公斤鈾235的工廠需要過濾膜的總面積達(dá)幾英畝，需要幾千萬美元。弗吉尼亞大學(xué)的杰西·比姆斯和哥倫比亞的卡爾·科恩(Karl Cohen)，嘗試使用氣體離心法*依靠離心力原理運(yùn)作，可以加速分子以上大小的物質(zhì)。當(dāng)圓筒狀物體開始旋轉(zhuǎn)，六氟化鈾氣體就逐一通過各筒，逐漸累積純化。氣體分離法是取代早期氣體擴(kuò)散法的核武技術(shù)。最大優(yōu)點(diǎn)是此法取得濃縮鈾235可以比擴(kuò)散法節(jié)省相當(dāng)多能量。分離鈾235，但是每天分離1公斤鈾也需要22000個(gè)離心機(jī)分別開動(dòng)，費(fèi)用跟前者差不多。至于熱擴(kuò)散法*在具有兩種溫度差別很大的區(qū)域(或設(shè)備)內(nèi)，含有不同分子量的氣體或液體混合物，由于熱對流的作用，不同分子量的分子有不同程度的擴(kuò)散效應(yīng)，因此，一類分子傾向于順著熱流動(dòng)方向聚集在較冷區(qū)域，另一類分子傾向于聚集在較熱區(qū)域。將富集的氣體取向，即達(dá)到部分分離的目的。，哥倫比亞大學(xué)和明尼蘇達(dá)大學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，要大規(guī)模進(jìn)行氣態(tài)的六氟化鈾分離是不現(xiàn)實(shí)的，于是，卡內(nèi)基研究院的菲利普·埃布爾森(Philip Abelson)和海軍研究實(shí)驗(yàn)室的岡恩決定嘗試液體熱擴(kuò)散法，在1942年獲得一個(gè)同離心法和擴(kuò)散法差不多的分離因素(衡量離心分離機(jī)性能的系數(shù))。

關(guān)于快中子誘發(fā)裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究，是最遭到忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)。卡內(nèi)基研究院研究了天然鈾的可能性，但是認(rèn)為，即使快中子裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可能的，所需的鈾也被認(rèn)為會(huì)超過30噸?？▋?nèi)基研究院地磁部的負(fù)責(zé)人默爾·圖夫?yàn)榇丝紤]退出鈾咨詢委員會(huì)，“我不相信它是可能的，我想做一些與這場戰(zhàn)爭相關(guān)的事情，而不是遙遠(yuǎn)未來之事。我不認(rèn)為德國人能夠在這種最多是僥幸的事情上花費(fèi)大量的精力和心血，也不相信他們會(huì)這樣去做。不管怎樣，我感興趣的是核能，而不是核炸藥”*Interview with Dr. Merle Tuve by Albert Christman at the Terrestrial Magnetism Laboratory of Washington, D.C., May 6, 1967, http://www.aip.org/history/ohilist/3894.html.。哈佛大學(xué)校長詹姆斯·柯南特在回憶錄中也提到，“在那時(shí)我還沒有意識到，超出一定大小的一塊鈾235在自發(fā)釋放的快中子的作用下本身能夠支持巨大能量的自持性的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。換句話說，超出臨界質(zhì)量的鈾235會(huì)成為一顆原子彈”。*James B. Conant, My Several Lives: Memoirs of A Social Inventor, New York: Harper & Row, Publishers, 1970, p.276.

較為重大的進(jìn)展是在粒子加速器的幫助下發(fā)現(xiàn)93號元素镎和94號元素钚。1940年4月，加州大學(xué)伯克利分校的埃德溫·麥克米倫(Edwin M. McMillan)和來訪的菲利普·埃布爾森證實(shí)了中子轟擊鈾所產(chǎn)生的一種半衰期大約2.3天的放射性物質(zhì)為93號元素镎。1941年2月，同是伯克利的格倫·西博格(Glenn T. Seaborg)與約瑟夫·肯尼迪(Joseph W. Kennedy)、阿瑟·沃爾(Arthur C. Wahl)證實(shí)了94號元素钚。相比镎，钚239像鈾235一樣容易被慢中子誘發(fā)裂變，這樣就可以將天然鈾238直接轉(zhuǎn)變成钚239，從而省去了分離鈾235的環(huán)節(jié)，為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供了一條新的途徑。

然而，這一時(shí)期，無論是關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究，還是關(guān)于同位素鈾235分離的研究，直接的目標(biāo)并非軍事上制造原子彈，而是作為核動(dòng)力的工業(yè)化研究，至多是將核動(dòng)力用于軍事潛艇上。休利特和安德森指出，“1940年夏天，美國科學(xué)家首先將鏈?zhǔn)椒磻?yīng)當(dāng)作一種動(dòng)力源看待，當(dāng)然，他們所有人都考慮了制造炸彈的可能性。一些科學(xué)家相信，在實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的過程中，他們可以獲得對如何利用它去制造一顆炸彈的理解。但是，美國的科學(xué)家沒有將他們的思考首先導(dǎo)向制造一種武器”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.27.阿瑟·康普頓也提到，“沒有一位布里格斯委員會(huì)成員真正相信，在這場正在進(jìn)行之中的戰(zhàn)爭期間，鈾裂變會(huì)變得極為重要……那些發(fā)起鈾計(jì)劃的人的關(guān)注中心不是國防，而是和平時(shí)期的一種能源”。*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative, pp.46-47.

當(dāng)然，這多少跟美國此時(shí)尚未卷入戰(zhàn)爭從而缺乏英國那種全力以赴贏得戰(zhàn)爭的緊迫狀態(tài)有關(guān)，“許多美國物理學(xué)家對美國會(huì)卷入戰(zhàn)爭表示懷疑，對他們而言，不存在考慮裂變炸藥的燃眉之急”。*Lawrence Badash et al., “Nuclear Fission: Reaction to the Discovery in 1939,” p.223.因此，為即將到來的戰(zhàn)爭服務(wù)的國防研究委員會(huì)自然也不會(huì)重視非軍事應(yīng)用的科學(xué)研究或無法在這場戰(zhàn)爭中得以及時(shí)應(yīng)用的軍事研究。

盡管如此，還是有一些物理學(xué)家希望加快核軍事研究的步伐。加州大學(xué)伯克利分校的歐內(nèi)斯特·勞倫斯、麻省理工學(xué)院校長卡爾·康普頓、芝加哥大學(xué)的哈羅德·尤里等向布什呼吁，并對布里格斯領(lǐng)導(dǎo)的鈾咨詢委員會(huì)行動(dòng)緩慢表達(dá)了不滿。*Letter from K. T. Compton to Bush, 17 March, 1940, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.此外，布什從一位曾列席過英國莫德委員會(huì)4月9日會(huì)議的哈佛大學(xué)物理學(xué)家肯尼思·班布里奇(Kenneth T. Bainbridge)口中得知了英國核研究的進(jìn)展?fàn)顩r。

于是，1941年4月18日，布什決定邀請國家科學(xué)院成立專家委員會(huì)對與鈾相關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行秘密評估，以判斷是否應(yīng)繼續(xù)投入更多的資金和設(shè)備，以及是否應(yīng)加快使鈾項(xiàng)目服務(wù)于國防。*Letter from Bush to Jewett, April 15, 1941, Bush-Conant Files, Roll 2, Folder 7.專家委員會(huì)主席為阿瑟·康普頓，副主席為通用電氣研究實(shí)驗(yàn)室前主任威廉·庫利奇(William D. Coolidge)，其他成員包括加州大學(xué)伯克利分校的歐內(nèi)斯特·勞倫斯、麻省理工學(xué)院的約翰·斯萊特(John C. Slater)、哈佛大學(xué)的約翰·范扶累克(John H. Van Vleck)和美國電話電報(bào)公司前首席工程師班克羅夫特·蓋拉爾迪(Bancroft Gherardi，因病未參與)。

5月17日，康普頓提交了第一份評估報(bào)告，建議在未來的半年里加大研究力度，不能在軍事利用核能上冒被敵人奪得先機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

報(bào)告認(rèn)為：核研究的軍事意義取決于使用例如重氫、鈹和碳作為減速劑的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。按照現(xiàn)實(shí)可行性排序，軍事應(yīng)用有三種方式：在敵方領(lǐng)土上投放放射性裂變制品，這在實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后還需至少一年時(shí)間，即不早于1943年；其次，以核反應(yīng)堆的形式為潛艇和其他艦只提供動(dòng)力，這在實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后還至少需三年時(shí)間；最后，制造爆炸力巨大的炸彈，這需要三至五年時(shí)間去分離足夠量的鈾235，钚239也可能作為一種替代品，制造钚239炸彈在實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后還需一年時(shí)間?？傮w上，制造一顆炸彈的時(shí)間不會(huì)早于1945年。報(bào)告看好天然鈾的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)前景，認(rèn)為在獲得全力支持的情況下一年半時(shí)間內(nèi)應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)。因此，建議全力支持鈾—石墨反應(yīng)堆的中間試驗(yàn)和建造重水的實(shí)驗(yàn)性工廠，并開展使用鈹作為減速劑的實(shí)驗(yàn)研究，為此未來半年的費(fèi)用預(yù)算大約350,000美元。對于同位素鈾235的分離研究，由于需要建造規(guī)模和花費(fèi)都很龐大的工廠，而且其設(shè)計(jì)方案目前還未確定，報(bào)告雖然贊成繼續(xù)下去，但不認(rèn)為是下一步的重點(diǎn)。*Report of National Academy of Sciences Committee on Atomic Fission by A. T. Compton to F. B. Jewett, May 17, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

就這份報(bào)告的內(nèi)容來看，它實(shí)際上同1940年4月22日齊拉特致薩克斯的備忘錄的觀點(diǎn)相類似。它沒有像英方的莫德報(bào)告那樣明確地指出未來研發(fā)的重點(diǎn)是軍事利用核能，即制造原子彈，將生產(chǎn)裂變材料鈾235的重要性置于天然鈾—重水鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的研究之上。

因此，布什認(rèn)為，康普頓的報(bào)告的重點(diǎn)在于核動(dòng)力研究，對于動(dòng)員科學(xué)為目前這場戰(zhàn)爭服務(wù)的國防研究委員會(huì)來說，這是次要的目的，而報(bào)告對制造原子彈的方式方法論述很不明確，沒有提到快中子裂變、臨界質(zhì)量和炸彈組合機(jī)制，并不能消除他對目前的戰(zhàn)爭中鈾能夠被制造成炸彈的擔(dān)憂。布什致信朱厄特稱，他想知道“將實(shí)驗(yàn)結(jié)果投入實(shí)際應(yīng)用到底還有多遠(yuǎn)和多久”*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.39.?？履咸匾脖硎?，他對康普頓報(bào)告的反應(yīng)是“幾乎完全否定的”，“自由世界的防務(wù)處于如此危險(xiǎn)的狀態(tài)，以至于只有在幾個(gè)月或者至多一兩年內(nèi)就可能產(chǎn)生結(jié)果的努力，才值得認(rèn)真考慮……勝利之后，才有足夠的時(shí)間去考慮與非軍事工業(yè)目標(biāo)相關(guān)的物理研究項(xiàng)目”。*James B. Conant, My Several Lives: Memoirs of A Social Inventor, pp.278-279.

于是，朱厄特為專家委員會(huì)增添了兩名一流的工程師，貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的奧利弗·巴克利(Oliver E. Buckley)和西屋公司(Westinghouse，又譯為威斯汀豪斯公司)的劉易斯·查布(Lewis W. Chubb)。

在專家委員會(huì)從工程學(xué)的角度進(jìn)行第二次評估的期間，在布什的推動(dòng)下，6月28日，羅斯福總統(tǒng)簽署行政命令，成立了科學(xué)研究與發(fā)展局(Office of Scientific Research and Development)，國防研究委員會(huì)隸屬其下并從一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)變?yōu)榱艘粋€(gè)咨詢建議機(jī)構(gòu)。布什擔(dān)任科學(xué)研究與發(fā)展局局長，哈佛大學(xué)校長詹姆斯·柯南特任國防研究委員會(huì)主席和布什的副手，鈾咨詢委員會(huì)改組為科學(xué)研究與發(fā)展局下的鈾小組(Section on Uranium，代號S-1)。國防與研究發(fā)展局的辦公地點(diǎn)位于總統(tǒng)行政辦公室所屬的應(yīng)急管理辦公室之內(nèi)，布什仍直接向羅斯?？偨y(tǒng)負(fù)責(zé)。

雖然機(jī)構(gòu)方面做出如此調(diào)整主要是為了整合醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)(the Committee on Medical Research)，但同時(shí)也彌補(bǔ)了國防研究委員會(huì)自身所存在的以下不足：

首先，作為一個(gè)研究組織，國防研究委員會(huì)在成立后的一年當(dāng)中，愈發(fā)顯現(xiàn)出難以解決研究與開發(fā)脫節(jié)的問題，而軍方在此方面也反應(yīng)遲緩，“越來越明顯的是，為了使國防研究委員會(huì)發(fā)起的研究變得最為有效，研究團(tuán)隊(duì)通過以工程開發(fā)為主的中間階段去完成他們的項(xiàng)目是必要的”。*Irvin Stewart, Organizing Scientific Research for War: The Administrative History of the Office of Scientific Research and Development, p.35.其次，國防研究委員會(huì)與軍方的實(shí)驗(yàn)室、國家航空咨詢委員會(huì)是同級別的，難以將這三方面機(jī)構(gòu)的研究工作整合起來。另外，從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，國防研究委員會(huì)要獲得一個(gè)穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)來源就不能一直掛靠在國防委員會(huì)之下，需要成為一個(gè)正式的獨(dú)立行政機(jī)構(gòu)直接從國會(huì)獲得撥款。科學(xué)研究與發(fā)展局的成立能夠消除這些缺陷，但同當(dāng)初國防研究委員會(huì)一樣它并不是僅僅著眼于核研究的發(fā)展。

由于阿瑟·康普頓前往南美進(jìn)行他的專業(yè)宇宙射線的研究，國家科學(xué)院專家委員會(huì)副主席威廉·庫利奇負(fù)責(zé)起草并于7月11日提交了第二份評估報(bào)告。

報(bào)告雖然支持繼續(xù)開展裂變研究，但是依然像第一份評估報(bào)告那樣將重點(diǎn)放在天然鈾的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)面，認(rèn)為“這種方式看上去現(xiàn)在提供了比前一份報(bào)告提交時(shí)更多的可能性”。關(guān)于軍事利用的前景，報(bào)告指出，“由于缺乏所需的重要數(shù)據(jù)，我們認(rèn)為此時(shí)從定量或工程的角度對這些應(yīng)用進(jìn)行評估是不切實(shí)際的”。雖然報(bào)告提到了钚239這一最新研究成果并附上了一份歐內(nèi)斯特·勞倫斯的關(guān)于钚239的備忘錄，但沒有重視備忘錄中關(guān)于钚239在適宜的條件下進(jìn)行快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能能夠制造出“超級炸彈”的觀點(diǎn)。*Report of National Academy of Sciences Committee on Atomic Fission, July 11, 1941 and Appendix: Memorandum Regarding Fission of Element 94 by Ernest O. Lawrence, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

第二份評估報(bào)告依然沒有就軍事利用原子能的前景做出確切的結(jié)論?？履咸刂赋?，“這些含糊卻又冠冕堂皇的句子無法使國防研究委員會(huì)任何一個(gè)成員感到滿意”。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1. 這份文件是柯南特在1943年春對原子彈工程研發(fā)的歷史做的階段性回顧和總結(jié)，具體時(shí)間不詳。因此，“政府負(fù)責(zé)任的代表們非常接近于將裂變研究從戰(zhàn)時(shí)的計(jì)劃中剔除出去”。*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative,London: Oxford University Press, 1956, p.49.

此時(shí)，加州大學(xué)伯克利分校的西博格和埃米利奧·塞格雷測算了快中子誘發(fā)钚239裂變的截面是天然鈾的3.4倍，使利用钚239制造原子彈成為一種可能。查爾斯·勞里森(Charles C. Lauritsen)，又一位列席英國莫德委員會(huì)會(huì)議(7月2日莫德委員會(huì)的最后一次會(huì)議)的國防研究委員會(huì)成員，7月10日向布什匯報(bào)了莫德報(bào)告草稿審議的概況，也報(bào)告了一些英國科學(xué)家認(rèn)為成功研制出原子彈的可能性超過了百分之九十，并強(qiáng)烈建議美國政府承擔(dān)這一項(xiàng)目。*Letter from C. C. Lauritsen to V. Bush, July 11, 1941, Bush-Conant Files, Roll 2, Folder 9.

實(shí)際上，7月7日布什已從倫敦辦事處收到了一份莫德報(bào)告草稿的副本，“這一報(bào)告給了布什和柯南特他們正在尋求的東西：一種前景，即在這場正在進(jìn)行的戰(zhàn)爭期間，存在有充分理由的軍事利用的可能性”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.43.在7月16日給總統(tǒng)的關(guān)于國防研究委員會(huì)一年來工作情況的報(bào)告中，布什提到，“一段時(shí)間以來，取得成功結(jié)果的可能性似乎是十分渺茫的……然而，最近出現(xiàn)的新知識使得制造一種超級炸彈可能不像之前看上去的那樣是一件遙不可及的事”。*From Vannevar Bush to President, July 16, 1941, DHFDRP, vol.43, Document 47, pp.146-147.另外，伯明翰大學(xué)的馬克·奧利芬特此時(shí)對美國進(jìn)行訪問，帶來了英國研究的最新消息。

以上這些，促使布什、柯南特和一些美國物理學(xué)家觀點(diǎn)最終發(fā)生轉(zhuǎn)變，相信制造原子彈是可能的。

理查德·羅茲指出，“奧利芬特說服了勞倫斯，勞倫斯說服了康普頓，基斯佳科夫斯基說服了柯南特”。*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.377.而柯南特指出，“阿瑟·康普頓和歐內(nèi)斯特·勞倫斯的觀點(diǎn)對布什有著重要的影響”。*James B. Conant, My Several Lives: Memoirs of A Social Inventor, p.280.麥喬治·邦迪也指出，“一向深懷疑慮的柯南特在獲悉(大概在9月)他的一位哈佛大學(xué)朋友與同事，物理化學(xué)家喬治·基斯塔科夫斯基已經(jīng)審查了這個(gè)問題，并完全接受了鈾235爆炸的可行性之后，他徹底改變了自己的觀點(diǎn)……到了夏末，布什被說服了。戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)一枚原子彈的可能性已經(jīng)增大到足以使人感到必須不惜一切努力盡快查明是否能制造”。*麥喬治·邦迪：《美國核戰(zhàn)略》，第64頁。

10月3日，布什得到了莫德報(bào)告的最終文本。于是，他要求康普頓領(lǐng)導(dǎo)的國家科學(xué)院專家委員會(huì)著手進(jìn)行第三次評估，并在柯南特的建議下提出將麻省理工學(xué)院化學(xué)工程師、國防研究委員會(huì)B部門的副主管沃倫·劉易斯(Warren K. Lewis)，哈佛大學(xué)化學(xué)家、國防研究委員會(huì)B部門成員喬治·基斯佳科夫斯基和芝加哥大學(xué)的物理化學(xué)家羅伯特·馬利肯(Robert S. Mulliken)納入到專家委員會(huì)之中。

另一方面，布什不打算將莫德報(bào)告的具體內(nèi)容透露給專家委員會(huì)成員，希望他們能夠獨(dú)立做出自己的判斷和結(jié)論。布什致信康普頓，建議專家委員會(huì)只需回答臨界質(zhì)量測算、同位素分離等技術(shù)方面的問題即可，無須關(guān)注政府政策層面的事情。*Letter from V. Bush to A. H. Compton, October 9, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.他在回憶錄中指出，“我對德國的科學(xué)懷有深深的敬意。如果制造一顆原子彈是可能的，如果證明它擁有巨大的威力，那么在希特勒手中的結(jié)果確實(shí)能夠使他奴役這個(gè)世界。如果美國全力以赴的努力能夠完成這個(gè)困難任務(wù)的話，首先制造出原子彈是十分重要的。”*Vannevar Bush, Pieces of the Action, p.59.

布什決定不等專家委員會(huì)的第三次評估結(jié)果出來，而是立刻去尋求總統(tǒng)的支持。10月9日，布什在白宮向總統(tǒng)羅斯福和副總統(tǒng)亨利·華萊士(Henry A. Wallace)述說了莫德報(bào)告的主要結(jié)論，建議擴(kuò)大研究以檢驗(yàn)這些結(jié)論，要求授予他更大的工作權(quán)威，在以前花掉數(shù)萬美元的基礎(chǔ)上再投入數(shù)百萬美元，召集最優(yōu)秀的物理學(xué)家，共同商定最后可能成功的研究方向。同時(shí)，布什也強(qiáng)調(diào)，他的發(fā)言主要基于“對一些實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)行初步計(jì)算的結(jié)果，不是被證實(shí)了的情況”，因此不能保證成功。一定程度上，這次會(huì)談還討論了鈾原料的來源、德國的核研究進(jìn)展和戰(zhàn)后的核控制問題。另外，布什提出一些必要的工程最好同加拿大共同研發(fā)，為此需要與英方進(jìn)行商談。羅斯福同意由布什起草一封信件然后以他的名義發(fā)給丘吉爾。布什還建議成立一個(gè)類似董事會(huì)的機(jī)構(gòu)，對政策層面的事務(wù)做出決定，以分擔(dān)他所肩負(fù)的責(zé)任。*Memorandum for Dr. Conant from V. Bush, October 9, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.

于是，羅斯福指定成立了最高政策小組(the Top Policy Group)，作為他的顧問機(jī)構(gòu)，成員包括副總統(tǒng)華萊士、科學(xué)與研究發(fā)展局局長布什、國防研究委員會(huì)主席柯南特、陸軍部長亨利·史汀生(Henry L. Stimson)和陸軍參謀長喬治·馬歇爾(George C. Marshall)。但是，五位成員從未一起開過會(huì)，布什基本上都是同委員會(huì)的成員單獨(dú)商談工作。羅斯福決定將核問題的最終決策權(quán)掌握在自己手中，“政策是總統(tǒng)的特權(quán)。布什剛一提出來，羅斯福就一把奪了過去”，最高政策小組“是一個(gè)其締造者從未讓它開會(huì)的委員會(huì)”。*麥喬治·邦迪：《美國核戰(zhàn)略》，第64—65頁。

如果將1941年9月3日丘吉爾與三軍參謀長的會(huì)議看作是英國政府決定實(shí)施核項(xiàng)目的開端，那么10月9日的白宮會(huì)議則具有同等重要的意義。休利特和安德森指出，“在終結(jié)于廣島和長崎的歷程當(dāng)中，此次白宮會(huì)議是一個(gè)有著頭等重要性的事件”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.46.而麥喬治·邦迪不但指出了會(huì)議的重要性，也精彩地分析了羅斯福做出這一決策的背后動(dòng)機(jī)。他認(rèn)為，羅斯福獨(dú)攬決策權(quán)的這一決定，“是一人獨(dú)斷的，但它肯定也是正確的”。羅斯福政治上的敏銳使他覺察到了采取行動(dòng)的緊迫性。行動(dòng)背后的動(dòng)機(jī)主要是，如果原子彈能夠研制出來，最先成功的不應(yīng)該是希特勒；其次是莫德報(bào)告起到了催化劑的影響。但是，它埋下了錯(cuò)誤的種子，并因羅斯福一直堅(jiān)持嚴(yán)格保密而加劇，造成了對原子彈以外的問題沒有盡早進(jìn)行有條不紊的及時(shí)考慮。*麥喬治·邦迪：《美國核戰(zhàn)略》，第65—72頁。理查德·羅茲則評價(jià)，“羅斯福對德國人的擔(dān)心，遠(yuǎn)不如對獲得如此具有決定意義的一種新的破壞手段的長期后果的擔(dān)心……羅斯福正在思考的已經(jīng)超越了為這場美國尚未卷入的戰(zhàn)爭研發(fā)原子彈，他在思考將會(huì)改變世界政治格局的軍事發(fā)展”。*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.379.

相比而言，邦迪的分析評價(jià)顯得更為客觀，羅茲的看法則有些夸大其詞，盡管此次白宮會(huì)議確實(shí)談到了戰(zhàn)后的控制問題。

11月6日，康普頓提交了第三份評估報(bào)告，主要內(nèi)容如下：

自我們前一份報(bào)告提交以來，在鈾同位素分離方面已取得如此大的進(jìn)展，以至于需要做出以下方面的考慮：

(1)嘗試研制一顆裂變炸彈成功的可能性；

(2)這樣一顆炸彈預(yù)計(jì)的破壞力；

(3)完成它的研發(fā)和正在進(jìn)行的生產(chǎn)所預(yù)期的時(shí)間；

(4)所涉支出的初步預(yù)算。

1．裂變炸彈的條件

一顆具有超級破壞力的裂變炸彈可以由足夠質(zhì)量的鈾235元素迅速組合在一起而產(chǎn)生。這一點(diǎn)看來與任何根據(jù)理論和實(shí)驗(yàn)得出的尚未嘗試過的預(yù)測一樣有把握……

2．裂變炸彈的破壞力

(a)炸彈的質(zhì)量。在合適的條件下，產(chǎn)生爆炸性裂變所需要的鈾235的質(zhì)量，不可能小于2公斤，也不會(huì)大于100公斤。這些上下限相差極大的數(shù)字主要反映了在實(shí)驗(yàn)中鈾235快中子俘獲截面的不確定性，在獲得大量分離的或濃縮的同位素之前，這些數(shù)據(jù)很難得到改進(jìn)。然而，由于更大的炸彈擁有更大的破壞力，上下限之間的數(shù)量大小問題不是一個(gè)非常重要的問題。

(b)爆炸性裂變釋放的能量。精確定位于最初瞬間的質(zhì)量計(jì)算表明，在一次裂變爆炸中，會(huì)釋放1%—5%之間的鈾的裂變能量。這意味著每公斤鈾將產(chǎn)生2×108—2×108千卡的熱量，每公斤鈾所能得到的爆炸能量因此相當(dāng)于大約300噸TNT炸藥的爆炸能量。

(c)裂變爆炸的破壞力。一顆炸彈所造成的破壞程度將取決于在遭毀壞地區(qū)外圍所產(chǎn)生的壓力波的大小。對于裂變反應(yīng)這樣持續(xù)時(shí)間如此短暫的爆炸而言，相當(dāng)大部分的能量將以熱的形式消散掉?？紤]到這種情況，我們粗略估計(jì)，在空氣中一次裂變爆炸如上述估計(jì)所釋放能量的破壞力應(yīng)該相當(dāng)于大約30噸TNT/每公斤鈾235。……爆炸產(chǎn)物的強(qiáng)烈輻射性對生命所造成的破壞性影響可能像爆炸本身的影響一樣重要。

3．研發(fā)和生產(chǎn)必要的鈾235所需的時(shí)間

(a)所需鈾的數(shù)量。由于目前炸彈的破壞力已是戰(zhàn)爭中的一個(gè)重要因素，所以顯而易見如果這種炸彈的破壞力增加了10,000倍，它們將具有決定性的重要意義，然而所需鈾的數(shù)量將是很大的。如果摧毀德國的軍事和工業(yè)目標(biāo)需要500,000噸TNT炸彈的估計(jì)是正確的話，那么完成同樣的任務(wù)則需要1—10噸鈾235。

(b)鈾235的分離。鈾同位素的分離可以按需要量來進(jìn)行。正在研發(fā)中的幾種方法，至少其中兩種看上去是肯定能夠滿足需要量的，并正接近實(shí)際測試的階段，它們是離心法和多孔膜擴(kuò)散法。其他的方法正處于考察之中或者需要研究以最終證明其更加優(yōu)越，但是目前都遠(yuǎn)達(dá)不到工程階段。

(c)生產(chǎn)裂變炸彈所需的時(shí)間。目前只能對裂變炸彈的研發(fā)、工程和生產(chǎn)所需的時(shí)間做十分粗略的估計(jì)，但是如果全力以赴于該計(jì)劃，可以期望在三四年內(nèi)獲得相當(dāng)數(shù)量的裂變炸彈。

4.費(fèi)用的大略估算

……應(yīng)預(yù)計(jì)建造同位素分離工廠的費(fèi)用在50,000,000—100,000,000美元，為維持其運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要大量的電力。其他與制造這種炸彈相關(guān)的費(fèi)用大概會(huì)小些，在30,000,000美元左右。因?yàn)槲传@得統(tǒng)計(jì)費(fèi)用所需的更精確的科學(xué)和工程數(shù)據(jù)，可以理解這些給出的數(shù)字只是最粗略的估算……

結(jié)論：必須認(rèn)真考慮這種可能性，即幾年內(nèi)如本報(bào)告所描述的炸彈的使用或者類似利用鈾裂變的東西可以決定軍事上的優(yōu)勢。充分關(guān)注于我們的國防看上去需要緊急發(fā)展這一項(xiàng)目。*Report of the President of the National Academy of Sciences by the Academy Committee on Uranium, November 6, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

盡管前兩份報(bào)告提到過鈾在當(dāng)前戰(zhàn)爭中可能具有的重要決定性，但這種可能只在第三份評估報(bào)告中得到明確的強(qiáng)調(diào)。第三份評估報(bào)告，沒有提到費(fèi)米的鈾—石墨反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)或者利用钚239的工作，但是這并不意味著康普頓沒有認(rèn)識到钚239的潛在價(jià)值。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.一方面是因?yàn)椴际仓粚免?35制造原子彈感興趣，這種方式似乎更為直接，成功的把握也更大；另一方面是因?yàn)楫?dāng)時(shí)對钚239的認(rèn)識還有限，甚至不知道钚239在裂變中能夠釋放出中子，也一時(shí)難以生產(chǎn)大量所需的钚239；另外，即使利用鈾235制造原子彈不成功，分離鈾235 的工作也可以自然地導(dǎo)向核能工業(yè)化利用和钚239的生產(chǎn)，從而制造钚炸彈。

與《莫德報(bào)告》一樣，這份報(bào)告論證了利用鈾235制造原子彈的現(xiàn)實(shí)可能性，并建議進(jìn)行相應(yīng)的工程開發(fā)，但是，相比較而言，“英方的報(bào)告比美方更加樂觀，他們報(bào)告中所提出的制造原子彈所需的工作量要比我們的少許多倍”*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative, p.59.?！妒访芩箞?bào)告》評價(jià)道，“科學(xué)院的那份報(bào)告比英國的報(bào)告更加保守，就如布什在1941年11月27日致羅斯?？偨y(tǒng)的信中所指出的那樣，但是，對于為擴(kuò)大工作的計(jì)劃而提供額外的支持來說，它是足夠樂觀的了”*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, p.54.?？履咸貏t指出，“這份報(bào)告不但流露出比前兩份報(bào)告更勇敢的精神，而且在原子彈問題上也更明確。就如我已經(jīng)提到的那樣，這反映了當(dāng)時(shí)美國已發(fā)生變化的充滿了戰(zhàn)爭味道的氛圍”。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

康普頓提交報(bào)告的當(dāng)天，布什就將相關(guān)情況告訴了陸軍部長史汀生，顯然他已有讓陸軍接手今后原子彈研發(fā)工程的想法。*The Henry L. Stimson Diaries, New Haven: Yale University Library, 1973, Reel 7, vol.36, p.5.11月27日，布什將第三份評估報(bào)告呈交羅斯福總統(tǒng)，并稱他正在組建一個(gè)工程團(tuán)隊(duì)，并準(zhǔn)備建造所需的工廠。*Letter from V. Bush to the President, November 27, 1941. Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.12月6日，柯南特代表布什宣布，“從即日起，所有的努力都是為了早日研制出原子彈，而不是生產(chǎn)動(dòng)力”。*James G. Hershberg, James B. Conant: Harvard to Hiroshima and the Making of the Nuclear Age, New York: Alfred A. Knopf, 1993, p.153.

于是，S-1小組被進(jìn)行了重組。*S-1小組的成員是：布里格斯(主席)、佩格拉姆(副主席)、勞倫斯(項(xiàng)目主管)、阿瑟·康普頓(項(xiàng)目主管)、尤里(項(xiàng)目主管)、伊格·默弗里(計(jì)劃委員會(huì)主席)、亨利·溫塞爾(Henry T. Wensel，技術(shù)助理)、比姆斯、布賴特、亨利·史密斯、塞繆爾·阿林森(Samuel K. Allison)和愛德華·康登(Edward U. Condon)。1942年5月23日，S-1改組為S-1執(zhí)行委員會(huì)，柯南特任執(zhí)行委員會(huì)主席，成員包括布里格斯、勞倫斯、阿瑟·康普頓、尤里和默弗里。原S-1小組的其他成員被任命為執(zhí)行委員會(huì)顧問小組成員。同時(shí)，布什又設(shè)立了一個(gè)科學(xué)與研究發(fā)展局下屬的計(jì)劃委員會(huì)(Planning Board)，任命美孚石油發(fā)展公司的副總裁、化學(xué)家伊格·默弗里(Eger V. Murphree)為負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)離心法生產(chǎn)鈾235和工程開發(fā)方面的事務(wù)。哈羅德·尤里負(fù)責(zé)利用氣體擴(kuò)散法生產(chǎn)鈾235，歐內(nèi)斯特·勞倫斯負(fù)責(zé)電磁分離法，阿瑟·康普頓則負(fù)責(zé)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的理論研究、原子彈的構(gòu)造設(shè)計(jì)以及通過石墨堆和重水堆生產(chǎn)钚，費(fèi)米和齊拉特的石墨反應(yīng)堆研究小組隸屬阿瑟·康普頓管轄的部門。電磁分離法、氣體擴(kuò)散法、離心法同位素生產(chǎn)鈾235和通過石墨堆、重水堆生產(chǎn)钚239的工作同時(shí)并進(jìn)，以避免一種方法失敗造成被動(dòng)不利的后果。

12月16日，此時(shí)美國已處于戰(zhàn)爭狀態(tài)，在副總統(tǒng)華萊士召集的一次最高政策小組的會(huì)議上(馬歇爾、柯南特及一些成員未出席)，布什表示，當(dāng)完整規(guī)模的生產(chǎn)裂變材料的工廠開始建造時(shí)，應(yīng)該由陸軍方面接管研發(fā)工程，建議派一名受過科技訓(xùn)練的陸軍軍官去熟悉關(guān)于鈾的整個(gè)問題。布什還提到，有關(guān)國際關(guān)系的事務(wù)由總統(tǒng)負(fù)責(zé)，他本人則負(fù)責(zé)有關(guān)技術(shù)問題的聯(lián)絡(luò)事務(wù)，但是關(guān)于在加拿大建立聯(lián)合工廠之事已進(jìn)行了一些討論。*Memorandum for Dr. Conant from V. Bush, December 16, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2; The Henry L. Stimson Diaries, Reel 7, vol.36, pp.111-112. 布什深知羅斯福對美國海軍在太平洋缺乏進(jìn)取心和冒險(xiǎn)精神以及海軍部長弗蘭克·諾克斯(Frank Knox)無法控制一些海軍官員的不妥協(xié)立場感到不滿，于是建議由陸軍部接管原子彈項(xiàng)目。

1942年1月2日，布什宣布S-1小組不再隸屬國防研究委員會(huì)，而直屬于科學(xué)研究與發(fā)展局；科學(xué)事務(wù)由國防研究委員會(huì)主席柯南特、S-1小組主席布里格斯和各項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)，工程事務(wù)由計(jì)劃委員會(huì)負(fù)責(zé)。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.1月19日，羅斯福將第三份評估報(bào)告退還給布什，并附上簡短的答復(fù)，“同意——已退回——我認(rèn)為你最好將這份報(bào)告保存在你自己的保險(xiǎn)柜里”。*Handwritten note from F. D. R. to V. Bush, January 19, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 4.

美國正式走上了原子彈的研發(fā)之路。

原子彈研制工作正式啟動(dòng)之后，布什、柯南特和美國科學(xué)家們信心滿滿地開始按擬訂的計(jì)劃展開研制原子彈的各項(xiàng)復(fù)雜但前景未定的工作。1942年1月24日，為集中研究力量，阿瑟·康普頓決定將哥倫比亞大學(xué)和普林斯頓大學(xué)的相關(guān)研究小組遷往芝加哥大學(xué)，組建一支統(tǒng)一的團(tuán)隊(duì)。1月14日，加州大學(xué)伯克利分校的勞倫斯利用37英寸回旋加速器，通過電磁分離法生產(chǎn)出18微克純度在25%的鈾235，為以后解決所需實(shí)驗(yàn)樣品帶來了希望。2月，勞倫斯基于37寸加速器制造出“卡留管”(Calutron)，提高了鈾235的濃度和產(chǎn)量，并且打算進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。

與此同時(shí)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)快中子反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的威斯康星大學(xué)物理學(xué)教授格雷戈里·布賴特和協(xié)助康普頓測算武器效力和測算快中子的加州大學(xué)伯克利分校教授羅伯特·奧本海默提出，原子彈的鈾235球體的臨界質(zhì)量在2.5—5公斤之間，相比國家科學(xué)院專家委員會(huì)第三份評估報(bào)告所預(yù)計(jì)的2—100公斤更加精確。此外，奧本海默的測算還表明，原子彈爆炸能量的理論值為6%，大于第三份評估報(bào)告的2%，也就是說，估計(jì)可以產(chǎn)生大約2000噸TNT的破壞力。不久，奧本海默在康普頓的指派下接替了因與費(fèi)米發(fā)生矛盾而提出辭職的布賴特。

3月9日，布什向羅斯福總統(tǒng)報(bào)告了最新取得的進(jìn)展。報(bào)告體現(xiàn)出普遍樂觀的情緒，“簡而言之，最近的發(fā)展表明，研制原子彈的問題比我上一次向您述說該問題時(shí)我認(rèn)為的還要重要。其材料明顯比我們那時(shí)想的威力更強(qiáng)大，所需的數(shù)量似乎更少，實(shí)際生產(chǎn)的可能性也似乎更確定”。另外，布什在報(bào)告中建議，陸軍應(yīng)在1942年夏季加入到原子彈研制項(xiàng)目之中，以建造完整規(guī)模的工廠。*Report to the President from V. Bush by Letter, March 9, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2, Folder 4.在布什看來，科學(xué)與研究發(fā)展局只需保留科研工作，沒必要自己去建立急需的龐大工程建設(shè)機(jī)構(gòu)，將工程交與軍方更有利于借陸軍部的渠道獲取原子彈研制所需的大量資金。*Vannevar Bush, Pieces of the Action, p.61.

羅斯福答復(fù)稱，“我認(rèn)為，不僅要在研發(fā)方面推進(jìn)整個(gè)事情，還要相應(yīng)考慮到時(shí)間問題。我不反對將未來的發(fā)展移交給陸軍部，只要你自己確定陸軍部為保證絕對機(jī)密采取了所有足夠的措施”。*From President to Vannevar Bush, March 11, 1942, DHFDRP, vol.43, Document 50, p.180; Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.

在取得總統(tǒng)的同意后，布什與陸軍方面進(jìn)行了接觸。陸軍參謀長喬治·馬歇爾任命了陸軍后勤部隊(duì)司令布里恩·薩默維爾中將(Brehon B. Somervell)的參謀長威廉·斯泰爾準(zhǔn)將(Wilhelm D. Styer)負(fù)責(zé)陸軍同S-1部門的聯(lián)絡(luò)事務(wù)。*Letter from Harvey H. Bundy to Bush, March 14, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.陸軍要求布什編制四種生產(chǎn)裂變原料工廠所需的詳細(xì)材料清單，陸軍則將四個(gè)實(shí)驗(yàn)工廠的建造工作發(fā)包出去，在對其他戰(zhàn)時(shí)工作造成最小影響的情況下，賦予S-1項(xiàng)目最高的優(yōu)先權(quán)。6月10日，斯泰爾將一些未來工作的粗略的想法告訴布什。*Memorandum from Conant to Bush, May 14 & 25, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.

隨后，布什和柯南特則依據(jù)斯泰爾的想法以及柯南特堅(jiān)持四種同位素分離法同時(shí)進(jìn)行的觀點(diǎn)，給副總統(tǒng)華萊士、陸軍部長史汀生和參謀長馬歇爾寫了一份報(bào)告，提出了研發(fā)原子彈的進(jìn)一步詳細(xì)計(jì)劃。*Memorandum from Bush and Conant to H. Wallace, H. Stimson and G. Marshall, June 13, 1942, Harrison-Bundy Files Relating to the Development of the Atomic Bomb, 1942-1946(以下為Harrison-Bundy Files), Record Group 77, National Archives Microfilm Publications, M1108, Washington D. C., 1980, Roll 1, File 6.經(jīng)上述三人同意后，6月17日布什將這份報(bào)告送交總統(tǒng)，得到羅斯福的批準(zhǔn)。

這份報(bào)告主要指出：

負(fù)責(zé)這一研發(fā)任務(wù)各階段的科學(xué)家們目前一致認(rèn)為，通過釋放原子能，制造出爆炸威力巨大的炸彈是可能的。特別是在參與的資深科學(xué)家和工程技術(shù)人員看來：一塊大約5—10公斤的鈾235或94號元素能夠產(chǎn)生爆炸，其所釋放的能量相當(dāng)于幾千噸TNT所釋放的能量，爆炸能夠被控制在所希望的瞬間發(fā)生。有四種方法可生產(chǎn)原料，而所有這些方法看起來都切實(shí)可行，但是目前還不能明確說其中哪一種方法優(yōu)于其他方法。相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)工廠可以設(shè)計(jì)并建造出。根據(jù)時(shí)間安排來看，在制訂有力的計(jì)劃和賦予足夠優(yōu)先權(quán)的情況下，到1944年1月一座工廠能夠開始生產(chǎn)，到1944年7月1日能夠生產(chǎn)出少量的炸彈，但這幾個(gè)月的每一方面都具有不確定性。

……勞倫斯、尤里、康普頓和默弗里提出過一些建議，這些建議得到了科學(xué)研究與發(fā)展局局長布什、國防研究委員會(huì)主席柯南特和斯泰爾準(zhǔn)將的審查，斯泰爾受馬歇爾將軍之命關(guān)注項(xiàng)目進(jìn)展。他們的審查意見如下：

(1)如果一個(gè)高水平的科學(xué)小組認(rèn)為四種分離同位素的方法都能夠成功應(yīng)用，那么似乎可以肯定，只要有充分的時(shí)間和足夠積極的努力，任何能干的敵人也能獲得最終的結(jié)果。

(2)從科學(xué)工作人員和重要物資需求的角度看，快速實(shí)施所計(jì)劃的項(xiàng)目顯然要影響到其他重要事項(xiàng)。因此，在看上去能夠達(dá)到的軍事成果與妨礙其他事項(xiàng)之間必須做出選擇。

(3)考慮到全部努力的開拓性質(zhì)，只集中于一種實(shí)現(xiàn)結(jié)果的手段此時(shí)是不保險(xiǎn)的。

(4)因此，看上去最好的辦法是立即著手進(jìn)行項(xiàng)目中對其他重要事項(xiàng)妨礙最小的方面，項(xiàng)目其他方面的工作可以在對可能導(dǎo)致的妨礙做更深入的研究之后確定可以去做再開始進(jìn)行……*Report to the President from Bush by Letter, From Bush and Conant to H. Wallace, H. Stimson and G. Marshall, June 13, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 4.

同一天，陸軍工程兵團(tuán)的詹姆斯·馬歇爾上校(James C. Marshall)被斯泰爾推薦負(fù)責(zé)S-1項(xiàng)目的建造工作。6月19日，在布什轉(zhuǎn)達(dá)總統(tǒng)的批準(zhǔn)意見后，詹姆斯·馬歇爾立即上任開展他的工作，代號暫時(shí)為“DSM工程”(Development of Substitute Materials Project)。詹姆斯·馬歇爾選擇了波士頓的斯通—韋伯斯特工程公司(Stone & Webster Engineering Corporation)承擔(dān)工廠、實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目設(shè)施的建造工作。

然而，科學(xué)研究與發(fā)展局同陸軍方面在“DSM工程”方面的分歧和矛盾很快就顯現(xiàn)出來。其中，有兩個(gè)問題最為突出。

一是關(guān)于氣體擴(kuò)散法和離心法分離同位素工廠的選址。由于需要充足且可靠的水源和電力供應(yīng)，根據(jù)“戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)委員會(huì)”(War Production Board)*成立于1942年1月16日，取代了原有的“優(yōu)先供應(yīng)與分配委員會(huì)”和“生產(chǎn)管理局”，旨在使和平時(shí)期的工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)，確定原料和服務(wù)分配的優(yōu)先權(quán)，禁止不必要的生產(chǎn)。1945年8月日本戰(zhàn)敗后該委員會(huì)解散，同年底被“民用生產(chǎn)管理局”取代。的建議，S-1執(zhí)行委員會(huì)的專門小組考察并看中了田納西州克林奇河流域(Clinch River)諾克斯維爾(Knoxville)以西的埃爾薩地區(qū)(Elza)，同時(shí)阿瑟·康普頓認(rèn)為密執(zhí)安湖以南的沙丘地區(qū)也是理想的選擇。最終，布什和柯南特贊成選擇諾克斯維爾的埃爾薩地區(qū)，并出于時(shí)間上的考慮要求陸軍方面立即著手工程開發(fā)建設(shè)，但7月初詹姆斯·馬歇爾提出一整套工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，要求S-1執(zhí)行委員會(huì)做出進(jìn)一步的評估，并要求等待康普頓小組的實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆取得結(jié)果再做下一步的決定，致使工廠選址問題遭遇耽擱。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, pp.76-78. 二戰(zhàn)期間，在美國、加拿大和英國共有30多個(gè)基地，多數(shù)在美國，承擔(dān)“曼哈頓工程”的研究和生產(chǎn)任務(wù)，其中比較著名的是位田納西州克林頓鎮(zhèn)以南8英里的橡樹嶺負(fù)責(zé)生產(chǎn)鈾235，華盛頓州里奇蘭的漢福德負(fù)責(zé)生產(chǎn)钚239，新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯從事原子彈的設(shè)計(jì)和組裝。

另一個(gè)是有關(guān)核項(xiàng)目在戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)中的優(yōu)先權(quán)問題。當(dāng)核項(xiàng)目進(jìn)入工程開發(fā)階段，對于人、財(cái)、物的需求大幅增長，此時(shí)美國的戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)不但要滿足自身的需求，而且還要滿足援助盟國的需要，核項(xiàng)目自然同其他戰(zhàn)時(shí)工作存在競爭關(guān)系。布什和柯南特很快發(fā)現(xiàn)，符合工程開發(fā)資質(zhì)的公司不但數(shù)量少，而且大部分正承擔(dān)其他的戰(zhàn)時(shí)工作，而薩默維爾的副參謀長盧修斯·克萊準(zhǔn)將(Lucius D. Clay)只同意，在對主要物資供應(yīng)影響最小的情況下給予核項(xiàng)目最高優(yōu)先權(quán)，實(shí)際給予核項(xiàng)目AA-3級別的優(yōu)先權(quán)，必要時(shí)可適用AAA級。這種附加前提條件的做法使得布什和柯南特感到要贏得時(shí)間研制出原子彈就必須爭取至少AA-1或甚至是AAA優(yōu)先權(quán)級別。布什8月29日就此寫信給史汀生的特別助理哈維·邦迪(Harvey H. Bundy，負(fù)責(zé)與科學(xué)研究與發(fā)展局的聯(lián)絡(luò))，要他向史汀生和馬歇爾陳述相關(guān)情況。*Memorandum for Mr. Bundy from Bush, August 29, 1942, Bush-Conant Files, Roll 2, Folder 9; Memorandum for Mr. Bundy from Bush, August 29, 1942, Harrison-Bundy Files, Roll 4, File 58; The Henry L. Stimson Diaries, Reel 7, vol.40, p.42.

在此期間，詹姆斯·馬歇爾將“DSM工程”總部設(shè)在了紐約百老匯的270大廈，這里毗鄰斯通-韋伯斯特在曼哈頓的辦事處和哥倫比亞大學(xué)。出于安保需要，在陸軍工程兵團(tuán)建筑部副部長萊斯利·格羅夫斯上校的建議下，8月13日“DSM工程”正式改名為“曼哈頓工程區(qū)”(Manhattan Engineer District，一般稱為曼哈頓工程)。

9月17日，陸軍后勤部隊(duì)司令薩默維爾命令格羅夫斯接替詹姆斯·馬歇爾負(fù)責(zé)“曼哈頓工程區(qū)”，格羅夫斯則將工程總部從紐約遷至華盛頓的陸軍部大樓*后遷往田納西州克林頓鎮(zhèn)以南的橡樹嶺。。六天后，格羅夫斯的任命被正式公布，其本人被提升為陸軍準(zhǔn)將。格羅夫斯很快意識到，要完成他的新使命，目前的優(yōu)先權(quán)是不夠的。在他威脅要面呈總統(tǒng)的情況下，“戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)委員會(huì)”主席納爾遜(Donald M. Nelson)同意給予“曼哈頓工程區(qū)”的一些項(xiàng)目“以AAA級，或足夠用的較低級的優(yōu)先權(quán)”。*萊斯利·格羅夫斯：《現(xiàn)在可以說了：美國制造首批原子彈的故事》，第17頁。Stephane Groueff, Manhattan Project: The Untold Story of the Making of the Atomic Bomb, p.14. 優(yōu)先權(quán)級別是從AA-4到AA-1，AAA級適用于緊急情況。后來，格羅夫斯發(fā)現(xiàn)，對于“曼哈頓工程區(qū)”的一些項(xiàng)目，AAA級別有些過高，1944年7月1日最終接受了AA-1級。

與此同時(shí)，鑒于發(fā)生在詹姆斯·馬歇爾身上的教訓(xùn)以及出于對核項(xiàng)目可能被整個(gè)陸軍戰(zhàn)時(shí)項(xiàng)目湮沒的擔(dān)心，在布什的建議下，9月23日成立了一個(gè)監(jiān)管“曼哈頓工程”的高級委員會(huì)——“軍事政策委員會(huì)”(Military Policy Committee)，對最高政策小組負(fù)責(zé)，這樣一定程度上仍能使核項(xiàng)目處于非軍方的控制之下，但又直接委托強(qiáng)有力的軍方去完成研發(fā)原子彈的任務(wù)。*Record of Meeting Held September 23, 1942 in Office of Secretary of War, Harrison-Bundy Files, Roll 1, File 1.由于格羅夫斯堅(jiān)持認(rèn)為“一個(gè)三人委員會(huì)是理想的，委員再多就會(huì)有弊而無利”，*萊斯利·格羅夫斯：《現(xiàn)在可以說了：美國制造首批原子彈的故事》，第18頁。最終委員會(huì)由布什擔(dān)任主席(柯南特為候補(bǔ)主席)，其他兩名成員分別是斯泰爾和海軍少將威廉·珀內(nèi)爾(William R. Purnell)，格羅夫斯則作為執(zhí)行主管向“軍事政策委員會(huì)”負(fù)責(zé)。*從史汀生日記看，最初的三位成員是布什、柯南特和格羅夫斯，當(dāng)天會(huì)議后人事安排發(fā)生了變動(dòng)，見The Henry L. Stimson Diaries, Reel 7, vol.40, p.93.另一方面，S-1執(zhí)行委員會(huì)逐漸成為一個(gè)咨詢機(jī)構(gòu)和科學(xué)家、軍方及工業(yè)部門之間的一個(gè)溝通機(jī)構(gòu)，盡管戰(zhàn)時(shí)一直未被取消，但是到1943年5、6月間基本不大發(fā)揮作用了。伊格·默弗里負(fù)責(zé)的計(jì)劃委員會(huì)的工程采購和設(shè)計(jì)職能也逐漸被“曼哈頓工程區(qū)”所取代。

到1943年5月1日，“曼哈頓工程區(qū)”完全從科學(xué)研究與發(fā)展局手中將核項(xiàng)目研究和發(fā)展方面的合同轉(zhuǎn)接過來，從此核項(xiàng)目不再屬于科學(xué)研究與發(fā)展局的職責(zé)范圍。

五、結(jié)論

第二次世界大戰(zhàn)期間美國和英國聯(lián)合開展的“曼哈頓工程”，成功研制出了人類歷史上第一顆原子彈，從而使人類文明進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。核時(shí)代的到來，不但對世界軍事科技，而且對國家軍事戰(zhàn)略、外交戰(zhàn)略、能源戰(zhàn)略，以及國際關(guān)系格局，甚至是人類的未來，都產(chǎn)生了劃時(shí)代的深遠(yuǎn)影響。

作為為贏得戰(zhàn)爭而實(shí)施的“曼哈頓工程”，實(shí)際上是在未有絕對成功把握的前提下不得不著手開展的，一定程度上屬于“摸著石頭過河”，但這并不意味著美國缺乏相應(yīng)的知識基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)條件。相反，自20世紀(jì)20年代以來美國的物理學(xué)，特別是核物理學(xué)，開始迅速向前發(fā)展，30年代歐洲難民物理學(xué)家的到來，則更進(jìn)一步推動(dòng)了這種發(fā)展趨勢，使得美國成為了世界物理學(xué)的中心。另外，美國強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和工業(yè)技術(shù)能力成為了成功研制原子彈的重要保障。直到1945年年底，曼哈頓工程的實(shí)際費(fèi)用為19億美元(以2014年美元計(jì)算約為260億美元)*總裝備部科技信息研究中心編譯：《美國核武器計(jì)劃費(fèi)效分析1940—1998》，北京：國防科技大學(xué)出版社，2006年，第31頁。Consumer Price Index and Inflation Rates (Estimate), 1800-2014. Federal Reserve Bank of Minneapolis, retrieved 27 Feburary, 2014, https://www.minneapolisfed.org/community/teaching-aids/cpi-calculator-information.。而美國自19世紀(jì)末以后是世界第一大工業(yè)國，具備研制原子彈所需的工程開發(fā)技術(shù)?？梢哉f，當(dāng)時(shí)世界上除美國之外沒有任何其他國家能夠在戰(zhàn)爭期間完成這樣的巨大工程?！奥D工程”的成功很大程度上預(yù)示了美國將在戰(zhàn)后成為一個(gè)超級大國。

當(dāng)然，“曼哈頓工程”的成功離不開歐洲難民物理學(xué)家的推動(dòng)，正是像齊拉特這樣的難民物理學(xué)家出于對納粹德國首先研制出原子彈的恐懼和擔(dān)憂，積極奔走游說，加上來自英國的相關(guān)技術(shù)情報(bào)，最終使美國政府認(rèn)識到了制造原子彈的重要性和現(xiàn)實(shí)可行性，做出了開展“曼哈頓工程”的重要決定，而來自英國、法國和加拿大的科學(xué)家對“曼哈頓工程”也做出了一定的貢獻(xiàn)。