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数理化通俗演义: 第六十六回苦干三年 两颗炸弹制成功，悔恨万分 一纸建议致惨祸——原子弹的爆炸
上回说到费米领导的原子反应堆顺利实现了链式反应，在场的格罗夫斯将军立即要科学家们投入下一个计划。——这下一个计划就是制造原子弹。 各位读者，容我们在这里先将原子弹原理与结构简单交待几笔。 其实，就原理来说它和反应堆没有多少区别，只不过反应的速度不同。那反应堆专门有镉棒吸收中子，唯恐这个不听话的中子乱冲乱撞，使铀燃料骤燃爆炸，这叫可控链式反应；而原子弹正相反，唯恐铀燃料裂变太慢，不能爆炸，所以并不要镉棒之类的东西来吸收中子，让它去冲，去撞，越快越好，这叫不控制的链式反应。 为了实现快速裂变，原子弹里只能用铀－235同位素，它很容易捕获中子。同时，炸药外面又有一道中子反射层，裂变生成的自由中子无法逃出去，就一个变三，三个变九，成倍增长。每一个核裂变所需的时间还不到一亿分之一秒，整个原子弹的爆炸也就只有几百万分之一秒。就在这瞬间，原子弹放出极强的光辐射、冲击波、中子流和γ射线辐射及放射性污染碎片。这些东西都可以杀人或摧毁建筑物。那平时被禁锢在原子核里的能量突然间被释放出来，如黄河决堤，如兽笼大开，不可抗拒的灾难便突然而至。 这些洪水猛兽在它未被放出来以前是怎样压缩在一个小天地里的呢？原子弹的结构说来也简单。它里面装着两块铀－235或钚－239原子炸药，另外还有一些普通炸药作为引爆之用。外面裹了一层中子反射屏，再裹一层弹壳，这就是一颗足以毁灭一个中等城市的原子弹了。 我们回头再说那位格罗夫斯将军，此人本是美军工程兵负责人，身材魁梧，办事干练。他被授权组织曼哈顿工程，试制原子武器。那天反应堆试验一成功，他就立即将康普顿教授请去说：“教授先生，您知道国家现在最需要的是什么？是打赢这场战争。所以现在要立即让那个反应堆变成一个原子弹；时间，最多三年。” “将军，您不是开玩笑吧。虽然对原子弹的构造、原理我们都有把握，可是原料奇缺，铀和钚到哪里去找？就算找到一点铀，其中铀－238和铀－235的比例是140：1，而铀－238是不能生成链式反应的。只说将铀－238提纯出来就要多大的工程啊。” 格罗夫斯神秘地一笑说：“工程的事，我这个工程兵头子自会考虑，现在要和您商量的是人，要挑选一批科学家把他们送到那里去。” 康普顿当然知道这个“那里”的含意。便再不说什么了。 难怪格罗夫斯胸有成竹，原来他早做了工程上的准备，在远离大城市的地方买了三块人迹罕至的土地，转眼之间就建起三座城市。不过这城市在美国地图上却找不见，它的居民对外只有一个邮政代号。第一座城市在橡树岭，它是专门分离铀－235的。根据铀－235和铀－238之间这么微小的一点重量差，科学家想了两个办法，一是将金属铀气化，它们扩散时轻的快重的慢，自然就会分开；二是让气化的金属铀通过强磁场，它们会出现不同的偏转，也可分开。但是只前一种办法他们就建造了几千英里长的管道，所耗的电相当于一座纽约市的用电；而后一种办法所用的电磁铁就有一个中等舰船那样大。磁铁外面要绕线圈，战争期间铜太缺了，导线就用银子做，竟用了15,000吨白银，只此一般就知美国政府为了这颗原子弹花了多少血本。 第二个秘密城市是专门用来生产钚的。铀－238虽不能裂变，但是它吸收一个中子后就变成铀－239，铀－239是放射性的，它很快放出一个负电荷的β粒子，本身就多了一个正电荷，于是原子序数由92变成了93。各位读者，前面我们说费米他们认为自己曾发现了93号元素，原来正是这个道理。因为在铀裂变过程中是会有少量93号元素出现的，现在我们叫它为“镎”。镎衰变得很快，变成94号元素钚，钚像铀－235一样可以裂变，是制原子弹的好材料。这第二个城市就是专来实现这个转变的。它在华盛顿州的西部，沿哥伦比亚河畔竟占地1000平方英里，有专用铁路350英里，有人口6万。但是这样一座城市悄悄的就像不存在一样。保密成了这里居民的一个共同的性格。食堂里挂着“先想好了再开口”、“勿谈工作”等标语，所以几千人的食堂除了嚼食物的声音，竟没有人说一句话。 这第三座秘密城市就是格罗夫斯说的“那里”。它是原子弹的组装和实验地点。 1942年11月，在新墨西哥州西北部一座荒凉的沙丘上站着两个人，一个高大魁梧的将军和一个文静的书生。他们极目察看着这一带的地形，山丘顶是一个平台，台地的西边伸来一条绿色曲线，那是吉美兹山脉，而东边突然降落，接着就是一片浩瀚无垠的沙漠。附近只有稀稀疏疏的几个居民点，台地上有几间破旧的石头房子。他们目光对视一下向石房子走去。房子前面有十几个孩子正在踢球，原来这是一所乡村学校。校长出来迎接他们，那位将军说：“对不起，校长先生，您恐怕要搬个地方，这座学校军队买下了！”这位将军就是格罗夫斯，而那位书生便是物理学家奥本海默，原子弹研制的负责人，现在的头衔是研究室主任。不久以费米为首的那一批科学家便在芝加哥失踪了。 1944年夏季的一天，费米的夫人突然接到一个电话，告诉她将有人送去三张火车票，她带上孩子到指定的站下车，有人会把她们接到一个叫Y基地的地方。 费米夫人到达的当天就领到一块白徽牌，就是说现在她也成了保密对象，她发现自己的丈夫身上佩着蓝牌，意味着绝密。当天晚上，他们举行了一个小小的家宴，费米领来的客人使她大吃一惊。有丹麦物理学家玻尔，有意大利物理学家、费米的老朋友安格雷，有迈特纳的外甥、奥地利物理学家费里施，有英国物理学家、中子的发现者查德威克。这么多不同国家的物理学家在这个神秘的地方相聚，大家都有一种说不出的心情，又喜，又悲，又急，又忧。喜的是阔别多年后老友相见，悲的是战乱躲起，他们背井离乡客居此地；急的是听说希特勒也在搞原子弹，在这场看不见对手的竞赛中不知他们能否领先；忧的是这件历史上从未有过的杀人武器制出来后不知会有什么后果。 作为主人，费米夫人向大家一一敬酒。由于灯火管制，窗帘遮得很严，大家小声谈话。赛格雷淡淡一笑说：“我现在为美国政府制造武器，可是从法律上说我是敌人，美、意两国正在交战，我是敌侨。” 贺米夫人问：“您为什么不加入美国国籍呢？” “您还不知道，我倒想申请，可是负责审批国籍的法官说美国根本就找不见我们这个地方。”大家都哈哈大笑了。 费里施说：“战争已打了五年，我看快结束了，到时我们各人都可以回到自己的祖国，更用不着申请外国国籍了。” 费米说：“我们的原子弹马上就要成功了，希望它能加速这个胜利的到来。” 玻尔半天没有说话，他低头沉思着，已经秃顶的大脑袋在灯下特别醒目。他是在德国人占领哥本哈根后，由游击队救出，用渔船送到瑞典，转道英国，又乘飞机来到美国的。在这群科学家中他是最受尊敬的一个。这时他抬起头说了一句考虑很久的话：“要是战争结束了，德国人并没造成原子弹，那我们大家将是干了一件什么样的蠢事啊”。 到底德国方面是否在造原子弹，这确实是个谜。格罗夫斯一方面在国内组织原子弹实验，另一方面加紧对德国的情报工作。1943年秋美国特别成立了一个以帕什上校为首的侦察小分队，代号“阿尔索斯”。这个小分队不同于一般战场上的侦察连、排，它除了有军人外还有一些老练的情报人员和科技人员，任务则是每天翻阅德国的报纸和物理杂志，分析、捕追德国的原子能研究动向。 1945年春天，侦察工作终于有了眉目。这天帕什上校出现在格罗夫斯的办公室里。他在桌上摊开一张大军用地图和一个卷宗，正详细报告他们的分析结果： “将军，您看，这里是德国南部的黑森林地区。这里有一个僻静的村庄叫黑兴根，村子附近有一个大啤酒厂，它的锅炉已经改装成铀锅炉，这便是德国人的原子能试验基地。实验总负责人是威廉物理研究所所长海森堡，参加工作的科学家有哈恩、劳埃。” “不得了，好强大的阵容。”格罗夫斯一听到这几个名字就不由得站了起来。他知道这些人论能力并不亚于他手中掌握的费米、奥本海默。他想了一会又说：“说下去，还有什么关于试验本身的情报没有？” “还有，德国人在挪威境内建了一个重水工厂，工厂修在一千英尺高的悬崖峭壁之上。这个厂已被英国人和挪威抵抗力量于1942年12月施行了一次成功的破坏。1944年2月，这个厂修复后将生产的重水装上“海特洛”号轮船运往德国，途中又被抵抗力量将船炸沉。德国人这样重视重水生产说明他们确实在搞裂变实验，我们推想除挪威之外，他们一定在别处也还有原料基地，将材料运到黑兴根实验、组装，就和我们的曼哈顿工程一样。” 格罗夫斯在地上来回踱着步子，有时停在墙上的大地图前沉思片刻。一会儿突然转过身，抬手示意帕什走近些，指着桌上的地图说：“帕什上校，您来完成这件惊人的壮举。我将向最高当局要求，派一个加强集团军。您看，从这里斜插过法军阵地，当然这要请他们配合。您带领您的‘阿尔索斯’部队在他们的掩护下突然袭入黑兴根地区，将海森堡这几个人迅速抓获，立即转移到英国。” “为几个人动用一个集团军，当局肯干吗？” “我想会干的，对我们来说得到海森堡比俘获十个军师都有价值。” 这个计划很快得到批准。美军一个伞兵师、两个装甲师再加上一个整集团车开始向德国境内闪电般地袭去。1945年4月22日，帕什上校的小分队出现在黑兴根基地。他们顺利地俘获了哈恩、劳埃，但是海森堡却不知去向。 这时海森堡正骑着自行车慢悠悠地向家里走着，他是凌晨三点离开基地的，连日来的疲劳使他想脱离实验现场，换个环境，让自己轻松一下。在路上他又遇到一个小麻烦，一个党卫军横着枪问他为什么一人半夜出行，一定要逮捕他。他不怕，希特勒也不敢把他怎么样，他们现在还用得着他。但为了不打扰自己的休息，海森堡掏出德军元帅刚送他的一句好烟，这个党卫军才放他上路。他就这样不慌不忙地回到家里，煮了一杯咖啡，点燃一支烟，背靠在藤椅里，舒舒服服地长吐一口气，看看窗外天边的星星。突然背后一只手抢顶住了他的肩膀。他一回头看见一个美军上校，皆带一个徽章，上面一道红色闪电穿过一个白色的“a”字母。他立即明白了这是怎么一回事。 此人正是帕什上校。他说：“海森堡先生，对不起，您被捕了。” 海森堡仍然安详地吸了一口烟，甚至微笑地示意帕什坐下，他说：“上校，我想你们这样兴师动众，并不是为了我，而是为原子武器吧。我可以明确地告诉您，这实在是一场虚惊。1942年初之前，德国方面曾有过这样的打算，可是到了夏天，最高当局就已放弃了这个尝试。因为我们的工业负荷太重，你们的空袭太多，还有抵抗力量的破坏。元首亲自签署命令，只许进行那些半年之内就能见实效的研究。这样倒好，我们这些物理学家在道德上获得了解脱，将来不应让人指为杀人犯的。” “先生，我现在还不能相信您的话，况且我的任务只是请您跟我们到英国去。” “是的，我可以跟你们走一遭。但是我要告诉您，美国政府大可不必那样害怕，不必花那么多钱，集中那么多科学家。1941年秋天，我在哥本哈根见到我的老师玻尔先生时就曾暗示过这个意思，可惜他未能理解，听说他现在也在帮你们工作。” 面对这样一个伟大而又安祥的科学家，帕什上校不好意思总用枪口对着他。他将枪插入枪套中，海森堡站起来，帕什甚至还上去扶了他一把。当他跟看海森堡出门时，心里在说：看来我们真的是虚惊一场。德国人确实还没有进入原子弹的试制阶段。 但是，美国人的原子弹已经是箭在弦上，不得不发了。 1945年7月16日晚上，就是抓获海森堡后将近三个月，费米和他的伙伴们葡匐在新墨西哥州的大沙漠里。轰然一声巨响，费米突然跃起向空中撒了一把碎纸片。随着巨响是一阵气浪，将纸片急速地卷走。费米紧追纸片跑了几步，然后大声喊着：“成功了！它的爆炸威力相当于二万吨梯恩梯炸药。”原来他是根据冲击波吹走纸片的距离来测算炸弹的威力。过了一阵他们驱车来到爆炸现场，只见一个直径半英里的大坑，坑内表面上的沙子早已熔化后又凝固成一层玻璃。 现在德国人已经溃败、日本人也已经到了溃败的边缘，而新墨西哥州基地里却有两颗装好的原子弹还没有使用，科学家们感到自己的任务已经完成，战争的胜利就在眼前，这两颗原子弹已无使用的必要。玻尔为此曾专门见了一次罗斯福总统，爱因斯坦也向总统再次拟好一信，但是罗斯福很快病逝。新上台的是杜鲁门。这些努力都太晚了，老虎一经养大便再难限制它的野性。杜鲁门签署了投放原子弹的命令。 1945年8月6日清晨7时，一架美国飞机出现在日本广岛上空，警报响了，但是居民们已经司空见惯，并不去躲避，况且这是一架普通气象观察机。8点15分，空中突然出现两架飞机俯冲而下，其中一架投下一个降落伞吊着的爆炸记录仪，另一架投下一个原子弹。顿时，这座有24.5万人口的城市使消失在一道紫光之中。一团炽热的火球越胀越大，随即刮起一阵疾风，时速达500英里。一会儿，一股蘑菇状烟云伸向五万英尺高空，接着烟云凝成乌黑滑腻的大雨点，从天而降。就在这片刻之间，广岛地面上的一切建筑物都被夷为平地，约有八万人被夺去了生命。 这天上午，爱因斯坦正在纽约州北部的萨朗那克湖上，一人乘着自己设计的帆艇滑行。水上运动是他的特殊爱好，虽然年纪大了，兴趣仍未稍减。中午，当他回到岸边时，一位《纽约时报》的青年记者正在那里等着他。 “爱因斯坦先生，您还不知道吧，今晨8时15分，一架水上飞机在广岛投下了那个炸弹。” 爱因斯坦瞪大了眼睛，有几秒钟不说话。他那团乱发被湖上的风吹得更乱，根根银丝都像是受了惊似的横竖乱伸。只听见他左腕上的手表在嘀咯地响着。半天他才说一句：“这是不能允许的！” “爱因斯坦先生，人们都说您是原子弹之父，或者原子弹的祖父。现在原子弹诞生了，您有什么感想？” “年轻人，你们这些掌握舆论的人要明白，战争我们是打赢了，但和平却失去了。我现在最大的感想就是后悔，后悔当初不该给罗斯福总统写那封信。我从来不承认我是什么原子弹的‘父亲’、‘祖父’之类的玩笑。我参与这件事的唯一工作就是签署了那封信。我当时是想把原子弹这一罪恶的杀人武器从疯子希特勒手中抢过来。想不到现在又将他送到另一个疯子手中。战争胜利已成定局。我们为什么要将八万无辜的男女老幼，作为这个新炸弹的活靶子来打呢？” “先生，您的和平主义思想是尽人皆知的。现在，您认为应该怎么办呢？” “禁止使用核武器。首先是科学家，无论那一国的，都团结起来抵制对原子武器的研制，而且要迫使政府通过一项对使用核武装的禁令。假如我们这些制造了这个爆炸的科学家都不能获得对它的禁令，我们就是给自己，也是给科学家定了死罪！” 爱因斯坦的想法到底实现了没有？且听下回分解。 |
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