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原子的四分五裂 科学和原子弹（第2页）

其实，当战前还在意大利时，费米就在用中子“炮弹”探测原子结构的实践方面遥遥领先。当查德威克宣布他的发现时，费米马上就认识到了中子对他的工作的优越性。α粒子和质子带的是正电荷，会被原子核的正电荷排斥。但是中子不带电荷——所以，它们不需加速，很容易被核吸收。

费米还发现慢中子更有效，特别是被石蜡减速的情况下。当它们到达对象时，因为运动得如此之慢，很容易就被原子核吃掉。

现在，在芝加哥，他的目标是装配一组试验反应，这个反应要能以缓慢的速率进行，以便物理学家能够监控它，并且避免爆炸。他应用自然存在的铀矿，其中大部分是稳定的铀—238。他建造了铀层和石墨层相问的结构：铀是为了促成反应，石墨则是为了减慢中子运动速度。他用了6吨铀、50吨氧化铀和400吨石墨块。镉棒阻隔反应发生，直到一切都准备就绪。

1942年12月2日，费米把控制棒从反应堆中抽出，链式反应立即开始。不稳定的铀—235核被中子击破，击破的原子嬗变又产生更多中子流，这些中子再从铀块发射到石墨中，在石墨中减速，然后进入下一块，击破更多的铀—235核。随着反应的不断进行，温度不断增加。尽管这只是一次试验，并没有指望它产生动力，但“芝加哥一号”堆仍然是世界上第一台核反应堆。原子时代开始了。还有，通向曼哈顿计划的道路也畅通了。

曼哈顿计划

正当第二次世界大战在持续摧毁无数人的生命时，美国政府秘密集结了国内顶尖科学家——其实许多是世界上顶尖的科学家——来到名为洛斯阿拉莫斯的沙漠之地。洛斯阿拉莫斯位于新墨西哥州中北部边远地区，是一块荒凉的平顶高地，其附近唯一的设施就是一所私立男子学校。这块高地处于落基山脉最西端，崎岖的基督圣血山（Sao）以西30英里。

胖子：在洛斯阿拉莫斯研制的内爆型原子

弹来到洛斯阿拉莫斯的人都要宣誓遵守严格的安全限制。美国大学的精英都集中到了这里：大批数学家、科学家、工程师和化学家，他们的任务就是决定，为了制成这一世界上从未见过的最致命的武器，需要多少材料，怎样组织最有效。他们的任务还有设计和试验器件，把材料结合在一起，构成爆炸单元。他们要计算出需要多少矿产和原料，怎样以最佳的方式进行组合，以便得到最有效的链式反应，以及设计爆炸装置系统，以便引爆。

这一计划的领导人是奥本海默（RobertOppenheimer，1904—1967），一位瘦高个的年轻人，以其才智和感召力著称。在洛斯阿拉莫斯，他建立了一个团队，其能力、强度和专注程度无与伦比。任务是绝密和极端重要的。但是对于那些人来说，建造原子弹也是一项巨大的挑战，它将考验他们的智力、推理和逻辑能力。

该团队用了4年时间在洛斯阿拉莫斯设计和建造了两种类型的原子弹。一个叫做“小男孩”，是一颗铀弹，用U-235“子弹”触发，而这颗“子弹”是靠爆炸推进到U-235球中。另一个叫做“胖子”，是钚内爆型炸弹。它由钚作为核心，周围环绕由钋和铍组成的导管以及一圈爆炸引子。

一次原子弹试验后与众不同的放射性粒子蘑菇云。

至1945年7月，四颗炸弹已经完成：一颗钚装置，放在塔上准备试验之用；另外两颗，每种类型各一颗，为了可能的应用，还有一颗钚弹，备用。

具有讽刺意味的是，就在1945年5月，德国已经向盟军投降。对于许多科学家来说，由于跟德国和意大利的战争已经结束，起初为了阻止德国的军事力量和赶在德国之前制造原子弹的这场竞赛，突然失去了目标。

在整个这段时期，玻尔都在力争对这一计划作一项国际声明，至少他要让俄罗斯知道。他相信，争取国际控制是操纵这一强大炸弹唯一的安全措施。但是他的建议遭到美国总统罗斯福和英国首相丘吉尔的极大怀疑而被弃之不理。

然而，第二次世界大战仍然没有结束。1945年7月，太平洋战场酣战未休。日本军队继续对包括美国和英国在内的盟军进行着血战。日本有一句古老的谚语，这是一位长期驻日的美国记者报道的：“我们将战斗到吃石头!”美国人开始相信，几乎没有什么办法能使日本投降。

在洛斯阿拉莫斯的科学家中，有些人的亲戚正在太平洋作战。他们希望战争越快结束越好。他们中的许多也坚定地相信，应该发出一个警告，以便在投下炸弹之前给日本人以投降的机会。

曼哈顿工程及其后果是科学家面临伦理问题最生动的例证之一——在此期间，玻尔和爱因斯坦的行动，例证了科学家针对这一挑战所作的努力。

广岛和长崎

1945年7月16日，由于恶劣的天气和危险的风向而延迟几小时之后，第一颗“胖子”在新墨西哥州中南部阿拉莫戈多（Alamogordo）的特林尼特试验场进行试验。情况和计划相符，第一颗原子弹在沙漠中爆炸成功。科学家们欣喜若狂。正如一位科学家所说，这一成功代表了他们生命中最好的年代，这是一段高强度、富有成果、工作极其专注的时期。

然而，下一步发生的事却使他们充满恐惧。尽管，正如爱因斯坦曾经说过的那样，这是无法抗拒的必然结果。1945年7月26日下午7点，美国总统杜鲁门（HarryS．Truman，1884—1972）发布文告，后来叫做《波茨坦宣言》，由杜鲁门、蒋介石和丘吉尔签署，7月27日东京时间早上7点向日本广播。声明下达最后通牒，要求日本无条件投降，并附带条款，结论是：“若非投降，日本即将迅速完全毁灭。”

如果日本决定继续战争，宣言宣称：“吾等之军力，加以吾人之坚决意志为后盾，若予以全部实施，必将使日本军队完全毁灭，无可逃避，而日本之本土亦必终归全部残毁。”

次日，日本首相铃木贯太郎举行记者招待会回应波茨坦宣言，他声言：“……没有别的出路，只有不予理会并且战斗到底，以求成功结束战争。”

有关这一交锋的细节，争论持续了几十年，但美国已经发出了警告，而日本表示要战斗到底。就在这时，两颗原子弹，一颗代号为“胖子”，一颗代号为“小男孩”，已经离开新墨西哥州，在太平洋上辗转飞行。

1945年8月6日，一架名为EnolaGay的美国飞机把原子弹投到日本广岛。机组人员回头看这座城市时，它被烟火巨浪吞没，似乎完全消失了一般。一位机组成员后来说：“我相信任何人都难以想象这一瞥之下所见的情景，两分钟前还清清楚楚的城市再也看不到了。”机尾枪手罗伯特·卡龙在飞机返程时，看得最清楚：

“蘑菇云本身就是……一团紫灰色烟云，看得到中心是红色的核，每件东西都在其中燃烧。当我们远离时，可以看到蘑菇云的底部，下面是几百英尺厚的碎片和烟雾……四平方英里的城市完全被夷为平地，90％的城市建筑物被相当于12500磅的TNT炸药毁掉。在一英里的爆炸中心范围内，温度升高到1000°F，留下的是烧焦的人肉和熔融的金属。”

日本政府没有表示投降。8月9日另一颗原子弹落在日本南部城市长崎，杀死了40000人，伤者更多，城市被摧毁。最后在1945年8月14日，日本天皇裕仁不顾军方反对，宣布日本投降。9月2日，第二次世界大战以签署投降条款而正式结束，签署事宜是在美国军舰密苏里号上完成的。

至1945年年底，广岛的死亡人数达到145000，更多的人严重受伤。以后的5年里又有数万人死于辐射，这是摧毁性炸弹史无前例的一个效应。

后果

当原子弹成功爆炸的新闻第一次到达洛斯阿拉莫斯时，在经过4年紧张的挑战性工作后，大多数科学家最初的感觉是大功告成后的喜悦。他们设计和试验的许多复杂器件完成了任务。漫长而损失惨重的战争由于他们的努力现在终于结束了。但是不安也笼罩于洛斯阿拉莫斯简陋的木屋里，而当更多的详细报告来到时，沮丧开始蔓延。对于大多数在1945年8月曾经感到兴高采烈的科学家来说，当得知由于自己的工作带来死亡和破坏时，他们无法驱赶这一后果而导致的阴影，他们的余生始终在自责。奥本海默就是其中的一例，他的余生因此而备受折磨。他在洛斯阿拉莫斯最后一次公开演讲中警告说：

“如果原子弹被增加到正在交战双方的武器库里，或者增加到正在备战的国家的武器库里，人类诅咒洛斯阿拉莫斯和广岛的名字的时刻即将到来。”

“世界人民必须团结起来，不然就会毁灭。这场严重毁坏地球的战争，已经写下了这些话。原子弹已经让所有人都清楚地懂得了这些话。在其他时间、其他战争中，或者用到其他武器时已有别人说过这些话。但他们并没有占上风。有这样一批人，他们被人类历史上错误的意识所引导，认为前述之言今天也不会占上风。我们不必相信这一点。当面临这一共同的危险之际，我们愿意投身于这一工作，投身于一个团结的世界，以法律和人类的名义。”

这是热情洋溢和富有成果地寻求和平利用原子能的开始。有一群物理学家，在玻尔的带领下，建立了名为“原子能为和平服务”的团体，他们相信原子能决不应该再运用于战争之中。他们热忱地建议，人类应该从1945年8月的事件中吸取重要教训。在为避免核毁灭而制订的详尽周密计划之核心里，世界上许多最杰出的科学家们，正在不断促使自己的发现和发明用于人道的、负责任的目的之中。