奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼在凯撒·威廉化学研究所里做实验。他们用中子轰击铀原子核,在产物中发现了钡——一个比铀轻得多的元素。
这个发现很快传遍了全世界物理学界。1939年1月,莉泽·迈特纳和奥托·弗里施在英国《自然》杂志上发表论文,从理论上解释了核裂变过程,并指出裂变过程中会释放巨大能量。
几乎在同一时间,一个念头闪过几个物理学家的脑海:如果裂变释放的中子能触发更多裂变——链式反应——那么就有可能制造出一种威力空前的炸弹。
1939年4月,陆军军械局(Heereswaffenamt)召集了一批德国核物理学家,在柏林开会。会议决定启动一个核能研究项目,代号"铀俱乐部"(Uranverein)。1939年9月1日——德国入侵波兰的同一天——铀俱乐部正式成立。
海森堡1901年出生,1925年提出量子力学矩阵形式,1927年提出不确定性原理,1932年诺贝尔物理学奖得主。三十一岁拿诺贝尔奖。他是那个时代最聪明的理论物理学家之一——如果不加"之一"的话,很多人也会同意。
德国拥有显著优势。核裂变是德国人发现的。海森堡是世界上最懂量子力学的人。德国的化学工业全球第一。德国还有威廉皇帝学会下属的各研究所——欧洲最密集的科研网络。
1933年《恢复职业公务员法》颁布后,德国百分之二十五的物理学家被驱逐——包括十一位过去或未来的诺贝尔奖得主。爱因斯坦、马克斯·玻恩、詹姆斯·弗兰克、莉泽·迈特纳、奥托·弗里施……这些名字大多去了英国和美国。
海森堡自己差点也被赶走。不是因为他有犹太血统——他是"雅利安人"——而是因为他研究的理论物理学被纳粹物理学家标记为"犹太物理学"。
这场运动叫"德意志物理学"(Deutsche Physik),由两位诺贝尔物理学奖得主领导:菲利普·莱纳德和约翰内斯·斯塔克。他们认为相对论和量子力学是"过度数学化、抽象化"的"犹太科学",主张回归严格的实验方法。斯塔克甚至在党卫军报纸中将海森堡称为"白色犹太人"。
海森堡的母亲在这件事上起了关键作用。她打电话给海因里希·希姆莱的母亲,请她帮忙。希姆莱随后对海森堡进行了全面审查。海森堡配合并通过了审查。希姆莱下令禁止进一步攻击海森堡,甚至承诺战后由党卫军资助海森堡领导一个物理研究所。
这场内斗消耗了德国物理学界大量的精力和信任。而与此同时,在大西洋对岸,那些被赶走的"犹太物理学家"正在一个叫普林斯顿的小镇上建起新的理论物理学中心。
"与英美联合的曼哈顿计划相比——后者至今是'大科学'的典范——德国铀俱乐部只是一个松散的、去中心化的研究者网络,各研究议程差异很大。美国方面是团队合作,而德国方面则是恶性竞争、个人对立,以及为争夺有限资源而争斗。"
德国核计划总投入约八百万帝国马克,折合约两百万美元。曼哈顿计划总投入约二十亿美元。
曼哈顿计划高峰期直接雇用约十三万人,总计约五十万人参与。铀俱乐部鼎盛时期约七十名科学家。
1942年6月4日,帝国军备与弹药部长阿尔伯特·施佩尔召集了一次会议。海森堡在会上做了汇报。施佩尔后来在回忆录中写道:
"原子弹项目在1942年秋被放弃。尽管科学上可行,但需要耗尽德国全部生产资源,而且最早也要到1947年才能造出原子弹。"
海森堡声称,他向希特勒的汇报非常随意,因为他"不想让元首如此感兴趣以至于立即下令投入大量资源制造原子弹"。
制造原子弹需要把铀-235(可裂变同位素)从铀-238(占天然铀的99.3%)中分离出来。浓缩铀。然后用一个中子减速剂——减慢中子速度,使裂变更容易发生——来维持链式反应。
为什么?因为物理学家瓦尔特·博特(Walther Bothe)计算了碳(石墨的主要成分)的中子吸收系数,结论是石墨会吸收太多中子,不适合做减速剂。他的计算值偏高——很可能因为他的石墨样品含有硼杂质。但这个误差让德国人放弃了石墨。
而重水只有一个来源:挪威韦莫克(Vemork)工厂,由诺斯克水力公司运营。这是当时世界上唯一的重水生产设施。
1942年10月,英国特种行动执行局(SOE)制定了代号为“菜鸟”(Operation Freshman)的突袭计划。两架滑翔机搭载突击队员从英国起飞,飞向挪威。结果两架滑翔机都在恶劣天气中坠毁。幸存者被盖世太保捕获,按照希特勒的突击队命令(对被俘突击队员就地处决)全部被杀。
1943年2月16日午夜,六名挪威突击队员在暴风雪中跳伞降落在哈当厄尔高原——代号"枪手行动"(Operation Gunnerside),也就是《战地五》的挪威关卡。
他们面临的路线有三条:第一条穿过雷区遍布的山脉;第二条是重兵把守的吊桥;第三条是峡谷底部——需要渡过半冻的河流,然后攀爬五百英尺(约一百五十米)高的悬崖。
1943年2月27日深夜,突击队员摸进了韦莫克工厂。小组指挥官约阿希姆·伦内贝格(Joachim Rønneberg)将炸药引信从设计的两分钟缩短到三十秒——他没有给自己留退路。他们在重水电解池旁放置了炸药。
爆炸声比预期小——重水电池吸收了部分冲击波——但任务确认成功。约五百公斤重水被毁,工厂停运数月。
爆破组滑雪两百多英里逃往瑞典。全员安全撤离,无一伤亡,无一被俘。
德国驻挪威部队司令尼古拉斯·冯·法尔肯霍斯特将军视察破坏现场后说了一句话:
1943年11月,一百四十架美国轰炸机轰炸了韦莫克。1944年2月,挪威抵抗组织又炸沉了运送剩余重水的渡轮。
1945年4月,美国"阿尔索斯任务"(Alsos Mission)——一支跟在前线部队后方搜捕德国核科学家的特别行动队——俘获了海森堡、哈恩、冯·魏茨泽克、格拉赫等十名德国核科学家。他们被关押在英国剑桥郡一座叫Farm Hall的乡间别墅里,代号"Epsilon"。
1945年8月6日晚上,Farm Hall的科学家们从BBC广播中听到了一个消息:美国在广岛投下了一颗原子弹。
海森堡的第一反应是不信。他认为是宣传骗局。因为他坚信临界质量太大,不可能制造出原子弹。
奥托·哈恩——核裂变的发现者——几乎崩溃。他说他"跪下来感谢上帝"他们没有制造出铀弹。其他科学家担心他会伤害自己,当晚一直看护着他。有一名实验物理学家被听到在哭泣——因为自己失败了。
"但告诉我,为什么你以前告诉我只需要五十公斤U-235就能做成事情,现在你却说需要两吨?"
"老实说我从未计算过,因为我从不相信能够获得纯U-235。我一直知道用U-235和快中子可以做到……用慢中子永远无法制造爆炸物。"
历史学家后来发现了一个关键事实:海森堡严重高估了铀-235的临界质量。他估计需要数吨浓缩铀。实际上只需约五十公斤。
高估的原因是,他没有考虑慢中子发射的"醉汉漫步"扩散轨迹。
但也有矛盾之处。1942年6月,海森堡在回答施佩尔关于炸弹核心大小的问题时,用双手比划了一个足球或菠萝大小的东西——这大致是正确的。1941年与玻尔在哥本哈根的会面中,海森堡也明确表示他花了两年时间专门研究这个问题,并"非常确信这是可以做到的"。
于是有两种解读:要么他真的犯了计算错误;要么他早就知道答案,但故意向纳粹官员夸大技术困难。
冯·魏茨泽克在Farm Hall里提出了一个被他们称为"Lesart"(版本)的说法:"我们没有做的原因是所有物理学家出于原则都不想做。"即他们故意拖延以阻止希特勒获得原子弹。
这个说法在战后传播了很多年。海森堡本人也长期暗示这一点。
但1992年Farm Hall录音解密后,历史学家马克·沃克(Mark Walker)的权威分析指出:德国科学家并未合谋阻止希特勒获取原子弹。失败源于计算错误、资源不足和体制低效。在录音中,海森堡自己承认:"我绝对相信我们有可能制造铀引擎,但我从未想过我们会制造炸弹。在我心底,我其实很高兴它是引擎而不是炸弹。"
这不是英雄式的抵抗。这是一个科学家在独裁政权下的自保和自我安慰。
杰里米·伯恩斯坦在《希特勒的铀俱乐部》一书中注释道:"他们意识到他们失败了,他们的国家也失败了。他们互相指责。他们指责希特勒。他们指责美国人。年轻的指责年老的。年老的互相指责。"
在海森堡于Farm Hall做困兽之辩的同时,另一个德国科学家正在美国接受审讯。
1912年3月23日出生在维尔西茨(今属波兰)的富裕贵族家庭。母亲在他路德宗坚信礼时送了他一架望远镜,激发了他对太空的终身痴迷。
他在柏林工业大学读本科,1934年在柏林大学获物理学博士学位。博士论文题为《关于燃烧测试》——标题故意起得平淡无奇,因为内容涉及军事机密。实际上是一份关于三百磅和六百磅推力火箭发动机的理论研究。
1932年,二十岁的冯·布劳恩与德国国防军签署了火箭武器研发合同。1936年,佩内明德陆军研究中心在波罗的海乌泽多姆岛开始建设。冯·布劳恩担任技术总监。
1937年11月12日,他申请加入纳粹党。党员编号5738692。
1940年,他加入了党卫军。党卫军编号185068。初始军衔少尉。1943年6月,由希姆莱亲自晋升为党卫军少校。
他在1947年对美国陆军的宣誓书中说:"1939年,我被正式要求加入国家社会主义党。那时我已经是佩内明德陆军火箭中心的技术总监。拒绝入党将意味着我必须放弃我毕生的工作。因此,我决定加入。"
1942年10月3日,A-4火箭在佩内明德首次成功发射——这是人类制造的第一个进入太空的物体。1944年6月20日,V-2火箭达到一百七十五公里高度,正式穿越卡门线进入太空。1944年9月起,V-2被用于攻击英国和比利时。
V-2是世界上第一种弹道导弹。全长十四米,重约十三吨,射程约三百二十公里,最高速度超过音速的五倍。因为速度太快,它落地之前完全听不到——你不知道它要来,直到它已经炸了。大约五千人死于V-2攻击。
超过六万名囚犯被奴役用于V-2火箭的生产。他们被关在米特尔鲍-多拉(Mittelbau-Dora)集中营,在诺德豪森附近的地下隧道里组装火箭。工作条件极其恶劣——冰冷潮湿的隧道、饥饿、疾病、殴打。党卫军最终安装了焚尸炉,后来尸体太多改为露天焚烧。
死亡人数统计:最初六个月超过六千人;1944年初至十一月九百九十五人;1944年底至1945年三月约五千人;最后的死亡行军超过三千人。累计死亡超过一万五千人。另一说法超过两万五千人。
建造V-2火箭死亡的人数,超过了被V-2作为武器杀死的人数。
书面证据如下:1943年8月25日,冯·布劳恩主持了一次员工会议,会议记录建议在地下使用集中营劳工生产导弹。1944年8月15日,冯·布劳恩在一份备忘录中描述了他前往布痕瓦尔德集中营挑选囚犯工人并安排他们转移到多拉的经历。
囚犯证词:法国抵抗运动战士盖伊·莫朗1995年作证称,在一次明显的破坏企图后,冯·布劳恩下令鞭打一名囚犯。另一名法国囚犯罗伯特·卡萨博内声称,冯·布劳恩站在一旁看着囚犯被链条悬挂在起重机上绞死。前布痕瓦尔德囚犯亚当·卡巴拉说:"以维尔纳·冯·布劳恩教授为首的德国科学家们每天都清楚一切……冯·布劳恩教授在频繁逗留多拉期间,从未有一次对这种残忍行为提出抗议。即使尸体的景象也没有触动他……冯·布劳恩教授从他们身边经过,近得几乎碰到尸体。"
冯·布劳恩后来声称他知道囚犯的待遇,但感到"无力改变局面"。他的团队成员辩称:"如果他那样做了,他当场就会被枪毙。"
冯·布劳恩召集了他的五百名核心人员,做出了一个决定:向美国人投降。他伪造了文件,将人员转移到米特尔维克周边地区,将V-2的蓝图藏在哈茨山脉戈斯拉尔附近一个废弃的铁矿中。
1945年5月2日,他的弟弟马格努斯·冯·布劳恩骑着自行车去找美国军队。马格努斯英语很差,他对一个美国第44步兵师的士兵喊道:
"我叫马格努斯·冯·布劳恩。我的哥哥发明了V-2。我们想投降。"
冯·布劳恩后来对媒体解释投降决定时说,这是"道德决定"——他希望将这种武器交给"受圣经引导的人民"。
这个说法从一个人在1944年8月还去布痕瓦尔德集中营挑选奴隶劳工的嘴里说出来,有一种令人反胃的讽刺。
美国陆军反情报部队在1945年5月15日前找回了十四吨V-2文件。最初项目代号为"阴天行动"(Operation Overcast),后改称"回形针行动"(Operation Paperclip)。
大约一百六十名德国科学家被带到美国。冯·布劳恩被安置在德克萨斯州布利斯堡。他和同事们不被允许在没有军事护送的情况下离开基地,他们半开玩笑地称自己为"PoPs"——"和平囚犯"(Prisoners of Peace)。
1950年,他转移到阿拉巴马州亨茨维尔的红石兵工厂。
1958年1月31日,冯·布劳恩团队设计的"木星-C"火箭将美国第一颗人造卫星"探险者1号"送入轨道。
1961年5月,肯尼迪总统宣布美国要在十年内将人类送上月球。
冯·布劳恩被任命为马歇尔航天中心主任,负责设计人类历史上最强大的运载火箭——土星五号(Saturn V)。
1969年7月20日,阿波罗11号着陆月球。尼尔·阿姆斯特朗迈出了"人类的一大步"。
送他上去的那枚火箭的核心设计者,是一个前纳粹党党员、前党卫军少校、一个在地下隧道里用奴隶劳工制造过导弹的人。
美国从未将冯·布劳恩列入1947年诺德豪森审判或任何其他战争罪审判。阿瑟·鲁道夫——V-2生产首席工程师——在1984年美国司法部调查后自愿放弃美国公民身份并移居德国。
1945年8月6日广岛原子弹爆炸那天晚上,海森堡和他的同事们在录音中说了很多话。有震惊、有自我安慰、有互相指责、有"我们故意不做"的辩解叙事。
"我必须承认,在我心底,我其实很高兴它是引擎而不是炸弹。"
意思是,他的核项目最终只造出了一个核反应堆——一个"引擎"——而没有造出炸弹。他对此感到"高兴"。
他不是因为道德原因没有造炸弹。他没有选择不造。他只是——失败了。他的计算错了,他的资源不够,他的重水被炸了,他的政府没有给他足够的支持。
因为这样他就可以对自己说:不是我做不了,是我不想做。
这就是"Lesart"——"版本"——的起源。一个让失败者能够活下去的故事。
与之对比的是,大西洋对岸,那些被纳粹赶走的"犹太物理学家"们,做出了完全不同的事情。
1939年7月,利奥·西拉德和尤金·维格纳——两个匈牙利流亡物理学家——开车去了纽约长岛,找到正在度假的爱因斯坦。他们向爱因斯坦解释了核裂变链式反应的可能性,以及德国可能正在研制原子弹的危险。
爱因斯坦用德语口述了第一稿。后来爱德华·特勒开车送西拉德再次去见爱因斯坦——特勒后来开玩笑说:"我以西拉德司机的身份进入了历史。"
1939年8月2日,爱因斯坦签署了那封著名的信——致罗斯福总统,警告德国可能正在研制核武器,建议美国政府加速核研究。
信递到罗斯福手里是10月11日。经济学家亚历山大·萨克斯没有直接朗读信件,而是口头总结了内容。罗斯福听完后叫来助手Edwin "Pa" Watson将军说:
爱因斯坦从未在曼哈顿计划中工作——他因和平主义信仰被拒绝安全许可。他后来后悔签了那封信:"如果我知道德国人不会成功研制原子弹,我不会为这枚炸弹做任何事。"
但签那封信的时候,他不知道德国人会不会成功。他只知道,是德国人先发现的核裂变,而德国人刚刚把他赶了出来。
沃伦·巴菲特2017年对哥伦比亚大学学生说:"如果你仔细想想,我们今天坐在这里,部分是因为两位犹太移民在1939年8月签署了也许是美国历史上最重要的一封信。"
1868年出生在布雷斯劳的犹太人家庭。因犹太身份无法在学术上晋升,1892年改信基督教。
1905年,他开始研究从大气氮气中合成氨。他与合作者将反应压力提升到一百五十到二百个大气压,温度控制在五百度,用锇作催化剂。1909年向BASF公司演示成功。BASF派卡尔·博施进行工业化。这就是"哈伯-博施法"——人类不再依赖天然硝石矿来生产肥料和炸药。
这项发明养活了地球上几十亿人。哈伯因此获得1918年诺贝尔化学奖。
但一战期间,哈伯转向了化学武器。他监督了氯气的部署,制定了毒气浓度与暴露时间的数学关系——"哈伯法则"。他为毒气战辩护说:"死亡就是死亡,无论以何种方式造成。"
他的妻子克拉拉·伊梅瓦尔也是化学家。她谴责哈伯的毒气研究"歪曲了科学",说科学的根本准则"本应该将我们的生活带往新的更好的境地"。
1911年至1933年,他担任威廉皇帝物理化学与电化学研究所首任所长。
1933年4月。纳粹上台。公务员法颁布。哈伯被要求解雇研究所中的犹太员工。
弗里茨·哈伯——一个改信基督教的犹太人,一个为德国打了一战化学武器战的人,一个1918年诺贝尔奖得主——被要求解雇他自己的犹太同事。
4月29日,他写了一封措辞非常个人化的解雇信给匈牙利犹太裔化学家拉迪斯劳斯·法尔卡斯。信中表达了被迫采取这一步骤的深切遗憾。
4月30日——写了解雇信的第二天——他见了威廉皇帝学会主席马克斯·普朗克,提交了辞去所长职务的辞呈。普朗克劝他留任。哈伯说,在新环境下他无法继续研究。
他离开了德国。先去剑桥大学待了一段时间,但英国科学家仍因他在一战中的工作对他怀有敌意。他收到了巴勒斯坦某研究所的邀请,因健康原因无法接受。
1934年1月29日,他在前往瑞士疗养的途中,因心力衰竭在巴塞尔的一家酒店去世。享年六十五岁。
他的儿子赫尔曼·哈伯二战期间移民美国。1946年自杀身亡。
哈伯离开研究所后,那里的科学家研发了齐克隆B(Zyklon B)氰化物制剂——最初用作杀虫剂。后来纳粹在集中营用它进行大规模屠杀。
1953年,在物理学家马克斯·冯·劳厄的倡议下,研究所被命名为"弗里茨·哈伯研究所"。命名声明说,这一命名"不应被理解为对哈伯作为科学家的简单褒扬,而是对一个在其时代中具有典范意义的生命的批判性审视"。
"我用日渐衰微的力量与四个敌人斗争:失眠、离婚妻子的经济索赔、对未来的信心缺乏,以及对自己所犯严重错误的认识。"
纳粹德国的高等教育政策和科研体系,最终产生了三个结果。
第一个结果:德国输掉了核武器竞赛。不是因为德国科学家不够聪明——海森堡、哈恩、冯·魏茨泽克都是顶尖人物。而是因为纳粹赶走了最能帮他们造原子弹的人,然后又没有给留下来的人足够的资源。
第二个结果:美国赢了。那些被纳粹赶走的犹太物理学家,帮美国率先造出了原子弹。爱因斯坦签了那封信。西拉德提出了链式反应。费米建了第一个核反应堆。贝特当了理论部主任。奥本海默——玻恩在哥廷根的学生——当了整个项目的科学 director。
1945年7月16日凌晨5点29分,三位一体试验(Trinity Test)在新墨西哥州阿拉莫戈多沙漠进行。爆炸当量约一万五千吨TNT——是奥本海默预测的五十倍。
奥本海默后来引用了《薄伽梵歌》中的一句话:"我现在成了死神,世界的毁灭者。"
奥本海默在哥廷根读的博士。他的导师是马克斯·玻恩——那个1933年被赶出哥廷根的犹太人。
第三个结果:冯·布劳恩被带到了美国。他设计的土星五号火箭把阿波罗11号送上了月球。
从佩内明德到阿拉莫戈多再到月球,这条线穿过了整个二十世纪。它的一端是地下隧道里饿死的奴隶劳工,另一端是月球上插着的星条旗。
当象牙塔的灯光熄灭的时候——当学术自由被意识形态取代,当学者被种族法令驱逐,当大学变成战争机器的附庸,当科学家用奴隶劳工来制造导弹——表面上看起来是学术的灾难,实际上是文明的灾难。
德国人先发现了核裂变。然后他们赶走了懂核裂变的人。
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