核裂变

美国普罗米修斯:奥本海默的胜利与悲剧

核裂变是重原子核分裂成两个或更多部分的过程。当物理学家认识到这一过程能够释放额外中子,并有可能维持后续裂变时,它便产生了重大影响。对J.罗伯特·奥本海默而言,这项发现几乎立即从一项尚有争议的实验结果转变为一种现实可能——一种能源、一条通往原子弹的道路,以及一个无法仅限于物理学范畴内解决的战略与道德问题。

发现与迅速重新评估

1939年1月29日,路易斯·阿尔瓦雷斯在《旧金山纪事报》上读到,奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼通过用中子轰击铀,分裂了铀原子核。他匆忙赶到加州大学辐射实验室,传播这一消息。阿尔瓦雷斯告诉奥本海默时,奥本海默起初认为这份报道不可能属实,还走到黑板前,试图用数学论证裂变为何不可能发生。

第二天,阿尔瓦雷斯在自己的实验室里重复了这项实验。他给奥本海默看了示波器记录,上面的裂变脉冲比天然α粒子脉冲大二十五倍。不到十五分钟,奥本海默便接受了反应确实发生这一事实,并开始思考其后果。他提出,裂变或许会释放额外的中子,进而分裂更多铀原子,从而产生能量或制造炸弹。从证明某事不可能,到推想其实际用途,这种迅速转变体现了他在实验依据发生变化时修正判断的能力。

几天后,奥本海默在写给威利·福勒的信中说,这项发现以一种鲜明的实用意义令人振奋,与早先发现正电子和介子的情形不同。他当时也已在思考一连串裂变可能释放的毁灭性能量——他提出,一个十厘米见方的氘化铀立方体或许会发生爆炸。因此,他早期的反应既包含科学上的兴奋,也包含对危险的认识;当时这两者尚未发展成武器计划。

从实验室设想到政府紧迫行动

到1939年2月,奥本海默和其他物理学家已明白,原子弹确实有可能制造出来,但要把这一科学认识转化为政府行动,还需要时间。利奥·西拉德说服阿尔伯特·爱因斯坦在一封致富兰克林·D.罗斯福的信上签名,警告说可能造出威力极大的炸弹,一枚炸弹若在港口爆炸,便可能摧毁港口及周边地区。信中还提到德国可能正在研制这种武器。

罗斯福随即设立了一个临时铀委员会,但近两年间几乎没有进展。奥托·弗里施和鲁道夫·佩尔斯两位在英国避难的德国物理学家说服英国政府考虑启动原子弹计划后,这一前景才变得更为紧迫。1941年,MAUD委员会得出结论——铀弹或钚弹可能小到能够由现有飞机运载,也或许能在两年内造出。范内瓦·布什起初认为原子弹极不可能实现;读过MAUD报告后,他警告罗斯福,这种爆炸的威力将是现有炸药的数千倍,并可能决定战争的结局。由此,裂变不再只是一种实验室现象,而成了关乎军事时机、工业能力和国家政策的问题。

裂变武器与核危险的规模

后来围绕氢弹的争论,凸显了裂变武器与热核武器所设想的巨大威力之间的区别。1949年,奥本海默和总顾问委员会反对赶工研制“超级炸弹”。广岛原子弹的威力相当于1.5万吨梯恩梯;他们担心,一枚可行的热核炸弹威力可能达到1亿吨,摧毁150至1000平方英里甚至更大的区域。委员会警告,这种武器可能成为种族灭绝的工具;即使从未使用,其存在也可能损害美国的安全与国际地位。

委员会认为,拒绝研制超级炸弹,并不意味着美国将失去威慑力量。报告推断,如果苏联研制出这种武器,现有原子弹储备就足以实施同样有效的报复。报告还提议,扩大可裂变材料的生产,用于威力较小的战术原子武器,而不是追求破坏力大得多的热核装置。这是核充分论的一项早期主张——武器力量应当针对特定军事目的设计,而非不设上限地扩大军火库。1949年11月9日,美国原子能委员会委员以三票对两票赞同委员会的建议,但政策争论并未就此结束。

战术用途与升级风险

奥本海默后来支持在军事规划中赋予战术原子武器更大的作用。在机密的Project Vista报告及巴黎简报报告中,他主张此类武器可以协助作战部队开展军事行动,其主要性质并非全面毁灭或恐怖武器。这一偏好反映了他反对大规模摧毁城市的计划。1951年,在看到一份主张彻底摧毁苏联城市的空军作战计划后,他谴责其规模堪称犯罪性的种族灭绝。

然而,将核武器从城市转移到战场,也自有其危险。奥本海默主张让战斗重新回到战场,使实际使用核武器变得更容易设想。战术武器还可能充当导火索,引发一轮逐步升级为更大当量武器的交锋;记述指出,他没有充分考虑这种可能性。因此,他的战略立场揭示了核计划中的一个核心矛盾——限制预期毁灭的规模,可能会让武器显得更容易使用;而一旦使用,就可能引发更大规模的灾难。

保密、政策与持续存在的问题

奥本海默也质疑围绕核政策实行的保密制度。他指出,公民与盟友缺乏有关正在制造多少武器及其可能用途的基本信息,而官员甚至可以公开质疑依据机密证据得出的结论。他将美国的计划描述为一次大规模、先发制人且持续不断的战略打击,并警告说,数量优势并不能提供根本性的战略解决办法——规模大得多的武器储备不一定能抵消苏联规模较小的储备。

裂变的发现开启了一条道路——从中子实验通向足以重塑军事政策的武器。奥本海默的参与并未止于认清这条道路——他帮助领导了将美国带入核时代的工作,后来又试图通过国际管控以及反对无限制扩充核武库的主张来遏制危险。裂变的发现始终是科学可能性与政治后果之间的关键转折点,而防止核战争的问题,比为解决这一问题而制定的政策延续得更久。

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