震惊世界的日子-第25节
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酵断拢ê笤诶氲孛�1千米处产生了12500吨TNT炸药所能产生的威力。这次爆炸像一把巨锤把整个城市夷为平地，只剩下少量鬼魅似的混凝土建筑的残壳矗立在那里，爆炸也产生了巨大的焰火团。幸存的目击者在人类灾难史上记录了这一恐惧和可悲的事情。1945年年底，死亡人数已达140；000，由于辐射的长期影响死亡人数5年后增加到200；000。 从束缚中被释放出来的原子能已被证明具有无法想像的杀伤力，令全人类战栗的潘多拉魔盒从此打开了。 所有的一切都源自人类最基本和明确的动机：好奇心。先驱者们的研究方式也是西方科学的发展模式——把东西组合起来，再把它们分开；分析现象，找出最初的物体是怎样构成的。当然过程是非常艰难的，因为原子太小了。 最初的“原子轰击”最终导致可控制的裂变，这也成了设计原子弹的基本原理。但在爆炸发生之前，还需要一种特殊的熔解，这不是靠原子本身，也不是它的亚原子微粒，而是一组才华横溢的物理学家们的共同努力研究完成的。他们分散在英国、德国、法国、丹麦、意大利、美国和日本。美国计划中的几个关键性人物是匈牙利或德国犹太人。他们在20世纪30年代中期从纳粹分子的迫害中逃脱。他们在研究中使用了不同的但互为补充的方法。在核秘密还未解开之前，这些方法只能综合起来。 对原子的最初理解要追溯到古希腊。公元前5世纪的留基波和德谟克里特，及公元4世纪的伊壁鸠鲁认为世界由小到不可分割的微粒构成。这是哲学上的论断而不是科学上的，主张原子存在即是合理的。这个观点遭到亚里士多德（384—322BC）和后世的基督教会的反对，但文艺复兴时期还有很多人倾向于古希腊的原子说。多明我会的修士布鲁诺（1548—1600）就是一个支持者。他在1586年宣称：“对自然界物质的分割是有限的，不可分割的事物是存在的。分割自然界物质最后可得到最小的用仪器可看到的微粒。”不幸的布鲁诺因拥护尼古拉·哥白尼（1473—1543）的理论被当做异教徒活活烧死。但在下一个世纪，皮埃尔·伽桑狄（1592—1655）的运气就要好些。他更广泛地散布了原子论，抹去了它在无神论上的污点。17世纪相关的理论家罗伯特·波义耳（1627—1691）得到发展。波义耳出生在爱尔兰，是一个有钱的炼丹家和自然物理学家。波义耳定律即以他的名字命名，该定律认为气体的体积同它的压强成反比。波义耳还提出了“微粒哲学”说。尽管波义耳的“微粒”说同古希腊的原子说并无大的区别，但波义耳坚持认为他并没有受到希腊原子论的影响。他的理论通过微粒的位置和运动来解释自然界的现象；该理论影响了英国哲学家约翰·洛克（1632—1704）和大名鼎鼎的物理学家艾萨克·牛顿。1660年波义耳协助成立了皇家学会。
原子弹的威力第37节 原子弹的威力（2）
然而，直到19世纪早期才出现接近现代理论的原子论，约翰·道尔顿（1776—1844）首先做出了贡献。他是一个气象学家和色盲现象的发现者。1803年，道尔顿观察到氧气和碳会形成两种化合物，其中一种化合物（二氧化碳）中的氧与碳的重量比正好是另一种（一氧化碳）化合物中该比例的两倍。由于不同元素可以以一个固定的重量比组合，道尔顿推断出所有既定元素的原子一定是相同的，因为它们有相同的质量，而微粒的质量不同，元素也就不同。化合物是由不同元素以固定比例组成的原子构成的，而在这个有序的重组过程中会发生化学反应。 19世纪末，德国的威廉·伦琴（1845—1923）从试验中发现了一种新的奇怪的带负电荷的放射物。它被命名为X射线。X射线的发现使伦琴获得1901年的诺贝尔奖。1年之后，即1896年，法国科学家亨利·贝克勒尔（1852—1908）发现了放射性物质。他观察到铀能够使一张封在黑色纸中的底片变黑，但刚开始，他还认为是由太阳光线的刺激造成的。第二年，J·J·汤普森（1856—1940）在剑桥的卡文迪许实验室取得重大的研究突破。它在用负极电流做的实验中发现了电子，并用波义耳创造的词“负的粒子”称呼它。两年后，欧内斯特·卢瑟福（1871—1937），一个后来成了英国“核物理实验之父”的直率、友好的新西兰人证实了铀中含有两种不同的发射物。一种由正的带电粒子组成，他称之为α粒子；第二种穿透力更强也较易解释，即β射线。 在世纪之交，英国的弗里德里克·索迪（1877—1965）观察到了放射性物质自发分裂成不同形态的物质的过程。他将之命名为“同位素”。来年，即1902年，他和卢瑟福共同发表了放射性元素蜕变理论。1903年和1904年，诺贝尔奖项中第一个物理奖共同颁发给了发现放射现象的贝克勒尔、皮埃尔·居里（1859—1906）和玛丽·居里（1867—1934）。后来诺贝尔化学奖颁给了α射线的发现者卢瑟福。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦发表了他独特的相对论。这个新的方程式使物理学的理论发生革命性变革，并最终改变了人类对自然界的思考方式。 但两年后，卢瑟福在曼彻斯特又做了一个新实验，直接研究物质的内核。他与盖格尔计数器的发明者汉斯·盖格尔（1882—1945）和一个18岁的大学生欧内斯特·马斯顿（1888—1970）一起合作，用α粒子轰击一片极薄的金箔。从微粒少量合成物中推断出“原子最伟大部分”一定集中在一个微小的原子核上。后来，他说：“这是一生中发生过的最难以置信的事……几乎就如同你用手枪将子弹射向一张15英寸大小的稿纸，而子弹竟然反弹回来，射中了你自己一样令人难以置信！” 即使有了这次伟大的发现，要理解原子结构的内在秘密还有一段很长的路要走。另一位重要的贡献者是聪明、直觉敏锐的丹麦物理学家玻尔（1885—1962）。他进入了量子研究的新领域，为量子物理学的发展奠定了基础。他观察到放射性物质来自原子核，而它们的化学特征取决于电子。1923年，他争论说电子以一种“固定的状态”存在——这种稳定的轨道使它们不至于以螺旋式转向比它们大的原子和或者旋转到其他地方。后来，他又发现原子一加热，吸收到更多的能量，在轨道运转的电子会间断地跃迁到新的固定状态。在原子核周围找到新的循环路线，离中心更远，冷却后会跳回原来位置。玻尔1922年获诺贝尔奖，比爱因斯坦晚1年。 1919年，卢瑟福成了报纸上的头条新闻。兴奋的记者称这个新西兰人已经“分裂了原子”。严格地讲，他所做的是以高速α粒子撞击氮原子，于是取出氢核，得到一个新原子——氧元素的同位素。这意味着一项新的提取新元素的技术的诞生，而不是简单地释放原子中的放射线或者测量放射性元素蜕变产生的物质。但是卢瑟福的一个很大不足是他拒绝承认原子核是可用能量的来源。大约20年之后，另一个新的不同的试验得出了世界核物理界闻名的“二元裂变”这一结论。该实验由德国人奥托·哈恩（1879—1968）和弗朗茨·施特劳斯曼（1902—1980）进行，并由他们的澳大利亚犹太人同事利茨·迈特纳（1878—1968）和奥托·弗里希（1904—1979）解释。 一战后，有了更多的试验和推断，包括欧文·薛定谔（1887—1961）在1926年提出的物质在原子能级像波一样运动的理论。次年，沃纳·海森伯（1901—1976）做出一个更让人吃惊的论断：要精确界定基元事件是有限制的。他主张微粒的准确位置和动量是不能同时做出详细说明的。这就把不确定性带入了原子的世界，也就是海森伯闻名至今的“测不准定理”。形状变得模糊。它的作用如同炸弹一样，摧毁了整座精心构造的后牛顿科学决定论的大厦。 在此十年间，实验者们如弗兰西斯·阿斯顿（1877—1945）使用大量摄谱仪研究放射性核素。C·威尔逊（1869—1959）和阿瑟·H·康普顿（1892—1962）成立研究所绘制放射物电离化的可见轨道。1931年，美国人欧内斯特·O·劳伦斯（1901—1958）设计发明了回旋加速器，用重达成千上万吨的磁铁加快微粒的运转速度。他们都赢得了诺贝尔奖。但直到1932年，人类在原子结构上的研究才有重大突破。卢瑟福的助手詹姆斯·查德威克把法国夫妻组弗雷德里克·约里奥（1900—1958）和巴黎玛丽·居里研究所的约里奥·居里的实验继续进行下去，并从卢瑟福1930年的实验中得到灵感，发现了继电子和质子之后的第三种微粒：中子。 中子不带电荷，但几乎同原子核中的质子有相同的重量。他比α粒子更容易穿透紧密结合的原子。与α粒子不同的是，中子不是排斥原子核中的带正电的质子，这对原子弹及后来的核能发展起到了关键的作用。 1年之后，即1933年，阿道夫·希特勒上台，成为德国总理。纳粹分子迅速以恢复专门的行政机构的法律名义采取反犹太人措施。这条禁令剥夺了“非亚利安人”在政府和国有科研单位中的职位，使一些很能干、有创造头脑的犹太科学家离开了德国。爱因斯坦在1896年放弃了德国国籍，立即被美国科研所聘请。他离开之后，匈牙利有名的数学家约翰·冯·诺依曼（1903—1957）和才华横溢的物理学家尤金·魏格纳（1902—1995）都前往美国。天才理论物理学家汉斯·贝特（1876—1946），另一位富有创造力的匈牙利人爱德华·泰勒（1908—2003）和奥托·弗里希（1904—1979）也加入了他们之列。利奥·西拉德（1898—1964）也是匈牙利人。他是一个精明有远见的理想主义者。受英国科幻小说家H·G·威尔斯作品的影响，他认为原子能是人类的救星。他乘火车逃往国外，到达伦敦，不久就提出了核反应堆的观点。他秘密地获得此项专利，他更多的是希望人们不要误用它，而不是为了他个人的利益。 此外，还有很多其他人对核力量的发现做出了杰出贡献，但以上提到的这些人是科学家移民中的核心人物，他们对美国原子弹的发展起到了不可替代的重要作用。他们中很出色的三人同盟是西拉德、泰勒和魏格纳，被称为“匈牙利的阴谋家”。但纳粹德国在1939年一举吞并奥地利，占领了捷克斯洛伐克的部分领土，剩下的部分出动军队征服。后来又对波兰实行闪电战，导致了新的世界大战的爆发。希特勒并没有废除1933年实行的反犹太人禁令；仍有大批能干的德国科学家希望或被迫为纳粹分子研制核计划——并不止海森伯一人。 在美国，不少科学家尤其是西拉德耐心地说服美国进行有重大军事意义的核研究。那时战争还只局限于欧洲。尽管美国同意了研究具有超能量的核武器可能会用于将来的军事战争，但并不急于研制。爱因斯坦被西拉德说服，他写了一封信，提出了研究计划，并由他的一个身为政治家的熟人呈交给美国总统富兰克林·罗斯福。 美国领导人同意需要采取行动，并成立了一个调查委员会。但是因为委员会主席具有官僚作风，办事缓慢、低效率，缺乏科学的敏锐性，计划被耽误了。科学家们只得到极少量的拨款。此计划在政府机构之间互相推来推去，毫无进展，渐渐使它的提倡者感到沮丧。 有几件事又加快了核研究的步伐。首先是德国1940年试图从挪威购买重水。挪威的NorskHydro公司拥有世界上惟一的大规模生产重水的设施。重水是普通水中的一个氧原子同重氢原子的化合物。重水和碳被很多物理学家看成是有望制造中子炸弹的工具。德国人已经在海森伯带领下进行了秘密的项目研究自然铀的爆炸潜力。挪威断然拒绝了他们的德国股东IGFarben提出的垄断他们所有重水供应的计划，此计划后又被法国提出。后来，德国占领了挪威，把该工厂据为己有，但只拥有了一段时间：此工厂于1943年早期被挪威的突击队偷袭炸毁。它又被德国重建好，后来在11月份又被英军飞机炸毁，而运往德国的最后一批重水也沉入海底，这使得德国人制造原子弹的梦想破灭。
原子弹的威力第38节 原子弹的威力（3）
在美国，科学家的精力越来越多地集中在艰难、复杂的提炼浓度不到1％的铀235的工作上。它远比普通、稳定的铀238要活跃。与此同时，在英国出现了“临界质量”的观点：铀235可以自动发生核反应。奥托佛里希果断地改变了炸弹中所需的铀的重量，从很多吨减至1到2吨。而物理学家鲁道夫·皮尔斯（1907—1995）绘制了一幅机械图，据说挤压分成两半的
