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【名家说第42期】神秘的曼哈顿计划!

 清风明月诗 2017-05-24


大家好,这里是放眼宇宙世界、

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环球物理【名家说】!

前面我们已经分享核武器的诞生!,

今天我们将继续跟大家分享——原子能的利用

这一节我们介绍神秘的曼哈顿计划!

 


神秘的曼哈顿计划

来自环球物理

00:00 12:57



如果没有曼哈顿计划,人们记得格罗夫斯这个人唯一原因就是他监督建设了美国国防部的五角大楼,当然前提是有人好奇五角大楼的监工是谁。而美国军方选中格罗夫斯来领导曼哈顿计划,恰恰是看中了他会搞基建这一点。但是格罗夫斯很快证明他不光会搞基建,而且识人有术、眼光长远。


格罗夫斯在上任前只是一名上校,职务是美国陆军工程局副局长,相当于中国的工程兵副司令。为了日后便于管理那么多世界级的科学家,格罗夫斯要求将他的军衔提升为准将。军方也批准了。这样格罗夫斯准将就上任了。


虽然原子弹还没有计划出来,格罗夫斯知道无论是研究还是制造原子弹都不能缺少铀矿石。于是他就第一时间将放在纽约港的两千罐富铀矿石买下来了。大家可能很奇怪,纽约港怎么恰巧有这些宝贝呢?


原来,在德国占领比利时前夕,比利时商人森杰尔就把他在刚果的富铀矿石运到了美国,因为英国科学家们告诉他这些铀矿石最终会被用来制造消灭纳粹的武器。但是这批宝贝在仓库里一趟就是两年多,无人理会,现在它的买主终于来了。森杰尔很干脆,以400万美元的超低价把铀矿石卖给了格罗夫斯。


有了铀,也有了钱,接下来的关键是要找到人。在美国几乎全部获得过诺贝尔物理学奖和化学奖的科学家都已上阵了,只有爱因斯坦是例外,爱因斯坦当时在从事另一项军工研究—弹道轨迹的研究。大部分科学家的精力都用在了分离和制造可用于原子弹的核材料上。费米在此之前已经开始负责建造用于研究铀特性的反应堆,后来他和康普顿又接受了一项新的重要任务,制造核材料钚239。劳伦斯负责建立大型加速器分离铀235和铀238。是现在还缺一个研制原子弹本身的技术总负责人。


格罗夫斯选定了颇有争议的物理学家奥本海默。奥本海默当时非常年轻,而且没有获得过诺贝尔奖,但是在物理学界的名气却不小。他是一位公认的天才,精通八种语言,被认为是少有的在物理学各个领域都有非凡造诣的人。从技术水平来讲,奥本海默足以胜任这一职位。但是他之前并没有管理经验,更让一些人不放心的是,他有明显的共产主义倾向,他的诸多亲戚包括他的哥哥和前女友都是共产党员。曼哈顿计划当年在美国是超级机密,了解其全貌的人少之又少,因为美国当时非常害怕核计划泄漏出去,尤其害怕技术被苏联人掌握。即使在罗斯福的内阁,也只有陆军部长史汀森和罗斯福本人知道,连后来的副总统杜鲁门都所知甚少。如果将这样一个绝密而且事关今后国家安全的计划交给一个政治上可能靠不住的人,确实存在有很大的风险。另外,奥本海默我行我素,早年在剑桥大学读书时就爱闯祸。而且,联邦调查局一直在监视他。当时,陆军情报部门是反对将这项最保密也是最重要的任务交给奥本海默的,但是格罗夫斯还是力排众议,任命他为曼哈顿计划的副主任。


奥本海默建议,要想在德国人之前研制出原子弹,必须将所有科学家集中在一起工作,而不是像先前那样分别在各自的大学做研究。格罗夫斯采纳了他的建议,并且按照奥本海默的提议,将实验室建在了新墨西哥沙漠中一个偏远的小镇洛斯阿拉莫斯。这里就安全保密,又便于将来进行核试验。奥本海默之所以知道有这么一个大家都没听过的小镇,是因为他曾在那里养过病。从这件事上看,格罗夫斯对奥本海默可谓言听计从。


洛斯阿拉莫斯这个小镇一下子热闹起来了,世界上最优秀的科学家包括费米等陆续来到了这里。但是一支军队光有将没有兵是不行的,可这支部队招兵却很难,因为他们在招聘时不告诉人家做什么,而且要搬到沙漠中的不毛之地去。不过,奥本海默利用实验室里这些大牌科学家的名气,还是招到了近千名科学家和工程师,外加3000名工程兵,但是这些人依然不够用。格罗夫斯和奥本海默接下来得感谢希特勒,他不断地把欧洲富有正义感的科学家往外推,这些人辗转来美国后,不少人都加入了曼哈顿计划。

 

但是,美国军方和联邦调查局对奥本海默的监视和审查一直没有停止过。由于不被信任,奥本海默甚至接触不到一些机密文件。这让他非常痛苦,但是奥本海默选择了忍受,继续忘我地工作着。支持他的信念是,自己的工作将从希特勒武力下解救无数的生命。奥本海默本人是第二代犹太移民,出生在美国,但是他的很多亲属、朋友和过去的的同学依然在欧洲,受到希特勒和纳粹的迫害。虽然他不是共产党员,但是他有强烈的左派自由主义倾向。他反对法西斯主义,在资金上支持过西班牙共和国反对独裁者佛朗哥。他做这一切显然不是为了钱,因为他一辈子的工资还不如他们家一副藏画值钱。从后来他和他的助手爱德华泰勒在研制氢弹问题上的争论看,他也不是一个追名逐利的人。唯一支持他忘我工作的原因,就是要在纳粹德国之前研制出原子弹。


在奥本海默处境艰难的时候,格罗夫给予了充分的信任。格罗夫斯怀疑过其他的科学家,但是从为怀疑过奥本海默,而且他一直坚信只有奥本海默才能领导科学家们最终做出了原子弹。作为军方的工程人员,格罗夫斯深知武器的研制不比一般的科学研究,它不仅需要领导者有实际的设计能力和一般意义上广博的知识,而且需要对化学、金属学、武器和工程制造有全面的了解。这样的人除了奥本海默,很难找到,另外,在奥本海默身上具有一种其他科学家不具备的优点,就是超出凡人的雄心以及不达目的决不罢休的韧劲。



奥本海默的同事和下属对他的评价也非常高,他们都认为他是最好的实验室主任,了解实验室的每一项发明。他的同事,也是他在德国哥廷根大学的师兄弟、著名物理学家维斯科普夫曾经这样介绍奥本海默在洛斯阿拉莫斯的工作:“奥本海默亲自指导着理论到实验的各项工作,他能迅速把握各项关键所在,他不是在办公室发号施令,而是亲临现场做决策。他从实验室到会议室评估和决策每一个想法。有些时候他是方案的提出者,有些时候他不是,但他依然影响着这些方案。他几乎无处不在,让人感觉他在直接指导每一位下属的工作。他用自己的表率作用营造了实验室高昂的士气。”就这样,在格罗夫斯的支持和所有人的努力下,洛斯阿拉莫斯实验室的工作进展迅速。其间奥本海默也在不断调整原子弹的设计方案,直到1945年初才最终确定下来。

 

就在奥本海默等人夜以继日地研制原子弹时,为原子弹提炼核材料的工作也紧锣密鼓地进行着。经过对比各种方案和前期实验,曼哈顿计划最终确定了两条腿走路的方案。第一方案是用电磁离心分离机分离铀235和铀238,这项工作由劳伦斯等人负责,电磁分离的方法成本非常高,但是比较有把握,同事美国还尝试了另外两种分离铀235的方法。第二方案是用中子轰击铀238产生一种新的放射性元素钚239由费米等人负责,这种方法效率较高,但是需要建造大型的反应堆。我们今天建设一个加速器或者核反应堆需要很多年,而在当时根本没有建设这些工程的经验,却要在很短时间里完成,难度可想而知。格罗夫斯深知除非动员全美的力量,否则这项工程无法完成。他除了把很多大学和研究所圈进曼哈顿计划,还把很多大公司也拉了进来,它们包括著名的贝尔电话公司、标准石油公司和杜邦公司。

 

曼哈顿计划的耗费超出一般人的想象。格罗夫斯当年的工资是每月600多美元,但是他每天却要花掉上百万美元,这还不包括非经常性的巨额花销。为了建造大型的回旋加速器,需要一个巨大的磁场线圈。劳伦斯设计的这个线圈每个高达80米,要用到大量的铜。而当时美国已经几乎把所有的铜都用于军工了,再也无法提供这么大量的纯铜。劳伦斯想尽了办法也解决这个问题。最后他想出了一个疯狂的点子,采用比铜导电性能更好的纯银做线圈的导线。劳伦斯将这个疯狂的想法告诉格罗夫斯,后者马上安排他的助手尼古拉斯去和财政部商量。尼古拉斯找到财政部副部长贝尔,说明来意,却拒绝透漏用途,只是强调这是战争的需要。“要多少?”贝尔问,“6000吨。”尼古拉斯答道。我不知道当贝尔听到这个数字时是什么反应。他用略带不满口气讲“年轻人,你要知道国库是使用盎司来计算银子的”。尼古拉斯答道。我不知道当贝尔听到这个数字时是什么反应。他用略带不满的口气讲“年轻人,你要知道国库是使用盎司来计算银子的”。尼古拉斯保证战后这些白银会如数归还。当时美国国库一共只有47000吨纯银能动用,而曼哈顿计划最终用掉了14700吨白银。这些白银1970年才全部归还国库。

 

为了知己知彼,格罗夫斯也不在断了解德国人的进展。在二战后期,美国派出了一个代号为阿尔索斯的情报小组,追踪德国人的核计划和核基地。最后,同盟国的特工在德国的一个小镇海格尔洛赫找到了德国人的地下核试验室,结果令他们大失所望。原来,这不过是简陋的地下室,只有三间房,里面有个“很土”的反应堆。一共只有作为减速剂的半吨重水,和几十根绳子拴着的几百块小铀块。和美国浩大的曼哈顿工程比,这只能称的上是小孩搭的玩具。根据被俘德国科学家的介绍,他们的核计划还完全停留在探索阶段,而第一个目标只是利用核反应为能源日益短缺的德国提供能源,至于制造核武器,那还差得远呢?

 

今天就先跟大家分享到这里,明天我们继续为大家分享!

 

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