Part 2

上帝掷骰子吗?:量子物理史话  作者:曹天元

1944年,盟军在诺曼底登陆,形成两面夹攻之势。到1945年4月,纳粹德国大势已去,欧洲战场战斗的结束已经近在眼前。摆在美国人面前的任务现在是尽可能地搜罗德国残存的科学家和设备仪器,不让他们落到别的国家手里(苏联不用说,法国也不行)。和苏联人比赛看谁先攻占柏林是无望的了,他们转向南方,并很快俘获了德国铀计划的科学家们,缴获了大部分资料和设备。不过那时候海森堡已经提前离开逃回厄菲尔德(Urfeld)的家中,这个地方当时还在德国人手里,但为了得到海森堡这个“一号目标”,盟军派出一支小分队,于5月3日,也就是希特勒夫妇自杀后的第四天,到海森堡家中抓住了他。这位科学家倒是表现得颇有风度,他礼貌地介绍自己的妻子和孩子们,并问那些美国大兵,他们觉得德国的风景如何。到了5月7日,德国便投降了。

10位德国最有名的科学家被秘密送往英国,关在剑桥附近的一幢称为“农园堂”(Farm Hall)的房子里。他们并不知道这房子里面装满了窃听器,他们在此的谈话全部被录了音并记录下来,我们在后面会谈到这些关键性的记录。8月6日晚上,广岛原子弹爆炸的消息传来,让每一个人都惊得目瞪口呆。关于当时的详细情景,我们也会在以后讲到。

战争结束后,这些科学家都被释放了。但现在不管是专家还是公众,都对德国为什么没能造出原子弹大感兴趣。以德国科学家那一贯的骄傲,承认自己技不如人是绝对无法接受的。还在监禁期间,广岛之后的第三天,海森堡等人便起草了一份备忘录,声称:1.原子裂变现象是德国人哈恩和斯特拉斯曼在1938年发现的。2.只有到战争爆发后,德国才成立了相关的研究小组。但是从当时的德国来看并无可能造出一颗原子弹,因为即使技术上存在着可能性,仍然有资源不足的问题,特别是需要更多的重水。

返回德国后,海森堡又起草了一份更详细的声明。大致是说,德国小组早就意识到铀235可以作为反应堆或者炸弹来使用,但是从天然铀中分离出稀少的同位素铀235却是一件极为困难的事情[铀有两种同位素:铀235和238。只有铀235是容易裂变的,但它在天然铀中只占1%不到。所以工程的关键是要把铀235分离出来以达到足够的浓度。]。

海森堡说,分离出足够的铀235需要大量的资源和人力物力,这项工作在战争期间是难以完成的。德国科学家也意识到了另一种可能的方法,那就是说,虽然铀238本身不能分裂,但它吸收中子后会衰变成另一种元素——钚。而这种元素和铀235一样,是可以形成链式反应的。不过无论如何,前提是要有一个核反应堆,制造核反应堆需要中子减速剂。一种很好的减速剂是重水,但对德国来说,唯一的重水来源是在挪威的一个工厂,这个工厂被盟军的特遣队多次破坏,不堪使用。

总而言之,海森堡的潜台词是,德国科学家和盟国科学家在理论和技术上的优势是相同的。但是因为德国缺乏相应的环境和资源,因此德国人放弃了这一计划。他声称一直到1942年以前,双方的进展还“基本相同”,只不过由于外部因素的影响,德国认为在战争期间没有条件(而不是没有理论能力)造出原子弹,因此转为反应堆能源的研究。

海森堡声称,德国的科学家一开始就意识到了原子弹所引发的道德问题,这样一种如此大杀伤力的武器使他们也意识到对人类所负有的责任。但是对国家(不是纳粹)的义务又使得他们不得不投入到工作中去。不过他们心怀矛盾,消极怠工,并有意无意地夸大了制造的难度,因此在1942年使得高层相信原子弹并没有实际意义。再加上外部环境的恶化使得实际制造成为不可能,这让德国科学家松了一口气,因为他们不必像悲剧中的安提戈涅,亲自来作出这个道德上两难的选择了。

这样一来,德国人的科学优势得以保持,同时又捍卫了一种道德地位。两全其美。

这种说法惹火了古兹密特。大家还记得古兹密特和乌仑贝克是电子自旋的发现者,但两人的性格却非常不同:乌仑贝克是最杰出的教师,而古兹密特则是天生的外交家和政治家。在战时,古兹密特在军方担任重要职务,是曼哈顿计划的一位主要领导人,本来也是海森堡的好朋友。他认为说德国人和盟国一样地清楚原子弹的技术原理和关键参数是胡说八道。1942年海森堡报告说难以短期制造出原子弹,那是因为德国人算错了参数,他们真的相信不可能造出它,而不是什么虚与委蛇,更没有什么消极。古兹密特地位特殊,手里掌握着许多资料,包括德国自己的秘密报告,他很快写出一本书叫做ALSOS,主要是介绍曼哈顿计划的过程,但同时也汇报德国方面的情况。海森堡怎肯苟同,两人在Nature杂志和报纸上公开辩论,断断续续地打了好多年笔仗,最后私下讲和,不了了之。

双方各有支持者。《纽约时报》的通讯记者Kaempffert为海森堡辩护,说了一句引起轩然大波的话:“说谎者得不了诺贝尔奖!”言下之意自然是说古兹密特说谎。这滋味对于后者肯定不好受,古兹密特作为电子自旋的发现者之一,以如此伟大发现而终究未获诺贝尔奖,很多人是鸣不平的[更何况,海森堡和古兹密特间的恩怨还不止这些。作为好朋友,海森堡在战时对古兹密特保护其父母的请求反应冷淡,动作迟缓,结果两位老人死在奥斯威辛的毒气室,这使古兹密特极为伤心和愤怒。]。ALSOS的出版人舒曼(Schuman)干脆写信给爱因斯坦,问“诺贝尔得奖者当真不说谎?”爱因斯坦只好回信说:“只能讲诺贝尔奖不是靠说谎得来的,但也不能排除有些幸运者可能会在压力下在特定的场合说谎。”

爱因斯坦大概想起了勒纳德和斯塔克,两位货真价实,童叟无欺的诺贝尔奖得主,为了狂热的纳粹信仰而疯狂攻击他和相对论(所谓“犹太物理学”),这情景犹然在眼前呢。

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