洛斯阿拉莫斯的内爆式炸弹研究
美国普罗米修斯:奥本海默的胜利与悲剧洛斯阿拉莫斯的内爆式炸弹研究,始于罗伯特·瑟伯讲课时提出的一项简短设想,后来发展成由塞思·内德迈耶领导的实验工作,并最终成为围绕核武器应如何使用这一更大争论的一部分。这段历史将实验室在战时寻找可行炸弹设计的努力,与J.罗伯特·奥本海默战后试图以战场武器取代摧毁城市的战略联系起来——这种旨在克制的主张,也可能降低核战争的门槛。
从课堂上的一带而过到实验计划
在为新近集结的科学家开设的一系列每场一小时的讲座中,瑟伯解释了“枪式组装”的核心问题——如何使可裂变材料达到临界质量并引发链式反应。他介绍了枪式组装方案,即将一团铀射向另一团铀,但也勾勒了另一种可能性——将炸药围绕成环布置,或许能够把可裂变材料碎块向内挤压,直至形成一个球体。这项设想只是讲课中的补充说明,并非一套成熟的设计。
瑟伯向听众提出这一想法之前,它已有一段历史。1942年夏天,理查德·托尔曼曾向奥本海默提出内爆构想,托尔曼和瑟伯还为奥本海默共同撰写了一份相关备忘录。托尔曼后来又起草了两份备忘录。1943年3月,范内瓦·布什和詹姆斯·B·康南特敦促奥本海默调查内爆方案;据称奥本海默回答说,瑟伯已经在研究此事。托尔曼的提议当时还没有涉及通过压缩固体材料来提高其密度,但构想已足够完善,得以被写入瑟伯的讲义并引发进一步探究。
内德迈耶在请求奥本海默允许他探索这一设想后,接手了这项研究。随后,内德迈耶和一支小型团队在洛斯阿拉莫斯附近的一处峡谷中测试内爆炸药。现有资料记录了研究从理论设想迈向实验的过程,但没有描述试验结果,也不能据此认定早期设想本身已是一套完整的炸弹设计。
讲座的更广泛目的
瑟伯的讲座面向一群因知识分隔制度而了解有限的听众。许多科学家熟悉新物理学的理论可能性,却没有意识到基本问题已经有相当多内容得到阐述。仍待克服的障碍包括生产足量的铀-235或钚,以及设计出能够高效引爆的炸弹;即使物理原理已为人所知,工程和军械方面的问题依然十分棘手。
尽管如此,这些讲座仍让科学家们感到自己的工作能够为战争努力作出贡献。在两周时间里,瑟伯又讲了四场,激发了奥本海默所期待的创造性讨论。艾德·康登根据瑟伯的笔记打出一份二十四页的概要,后来以油印形式印成《洛斯阿拉莫斯入门讲义》,分发给新到的科学家。恩里科·费米听了其中几场讲座后对奥本海默说,实验室的人似乎都想造出一枚炸弹。他的惊讶凸显了两处的氛围差异——费米发现芝加哥的科学家情绪低落,而奥本海默团队在台地上的人则因德国人可能抢先造出炸弹而显得干劲十足。
从炸弹设计到战略之争
内爆研究后来的意义,部分涉及一个不同的问题——什么样的核武器适合军事政策,代价又是什么?1949年,奥本海默和总顾问委员会反对制造热核“超级炸弹”,理由是这种武器的爆炸当量可能达到1亿吨梯恩梯,远远超过任何正当军事目标所需的威力。广岛规模的炸弹爆炸当量为1.5万吨梯恩梯;委员会警告说,“超级炸弹”可能摧毁150至1,000平方英里甚至更大的区域,并可能成为种族灭绝武器。奥本海默不赞成推进这种武器,而主张加快生产可裂变材料,以制造较小型的战术原子武器;他认为,这类武器与西欧的常规部队结合使用时,是更有效也更经济的威慑手段。
1951年,奥本海默参与维斯塔计划时也秉持了同样的倾向。他认为,战术原子武器可以在军事行动中支援作战部队,而不是充当全面战争或恐怖手段。然而,这种区分也带有一项他未能充分面对的危险——战场上的使用可能引发越来越强大武器之间的交锋。因此,他在1946年曾警告原子武器本身就是全面战争的极致表现,而他后来对其战术作用的信心与这一警告形成了张力。
战术使用悬而未决的矛盾
奥本海默反对“超级炸弹”,根源在于大规模毁灭及其政治后果。他担心,即便这种灭绝性武器从未被使用,拥有它也会损害美国的安全和国际声誉。他还认为,现有原子弹储备足以用相当的力量回应苏联的“超级炸弹”,而较小型战场武器与常规防御则能提供更可信的威慑。
但是,以战场武器取代摧毁城市的武器,并未消除核战争的可能性。奥本海默的思路从把原子武器视为全面战争的工具,转向将战术武器描述为军事行动的辅助力量。因此,洛斯阿拉莫斯的研究史与战后的政策辩论交汇于一个始终存在的矛盾之中——寻找可行核武器的努力可能促成旨在限制灾难的战略,但这些战略也可能使人们更容易设想实际使用核武器。