德國(guó)為什么沒有造出第一顆原子彈？原因在海森堡

湖南科學(xué)技術(shù)出版社《維爾納?海森伯傳》

在20世紀(jì)物理學(xué)的殿堂中，維爾納·海森堡的名字熠熠生輝。他被譽(yù)為理論物理學(xué)中最有天賦的人之一。然而，比起海森堡在物理學(xué)上的成就，人們更關(guān)心的是他在納粹統(tǒng)治下的所作所為。海森堡是核裂變理論研究的先驅(qū)，曾作為納粹鈾俱樂部的首席科學(xué)家為德國(guó)的核計(jì)劃效力。為什么他要幫助納粹？為什么他沒有成功造出第一顆原子彈？

1901年12月，海森堡誕生于德國(guó)維爾茨堡，也正是這個(gè)月，他的父親被聘為維爾茨堡大學(xué)的教授。因此海森堡從小就沐浴在家庭的學(xué)術(shù)氛圍中，并被父親灌輸了獲得學(xué)術(shù)承認(rèn)和成功的強(qiáng)烈欲望。求學(xué)期間。海森堡的課業(yè)成績(jī)非常出色，數(shù)學(xué)和物理幾乎都是滿分，他的老師對(duì)他的聰明才智贊不絕口：“他像鬧著玩似的取得了優(yōu)秀的成績(jī)，根本沒有費(fèi)勁之處?！?/p>

1920年，海森堡進(jìn)入著名的慕尼黑麥克西米學(xué)校讀書，在索末菲、維森等人的指導(dǎo)下攻讀物理學(xué)。1925年，海森堡取得了量子力學(xué)的關(guān)鍵突破，并和波恩、約爾丹等人一起創(chuàng)立了量子力學(xué)中的一種形式體系——矩陣力學(xué)。這一重大突破使人們能夠找到原子微觀結(jié)構(gòu)的自然規(guī)律。

1927年，26歲的海森堡被任命為萊比錫大學(xué)的理論物理學(xué)教授，成為德國(guó)最年輕的正教授。1933年，海森堡因其在量子力學(xué)領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在海森堡科學(xué)事業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，德國(guó)的政治局勢(shì)卻日益動(dòng)蕩。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，恐懼與仇恨籠罩德國(guó)，群眾不再信任政府。希特勒憑借非凡的演講口才和民族主義的理想，籠絡(luò)了大批人心，納粹黨的勢(shì)力逐漸壯大。

1933年，希特勒當(dāng)選德國(guó)總理，由此，他對(duì)這個(gè)國(guó)家的鉗制更加緊迫。議會(huì)被解散，憲法被暫停，數(shù)以千計(jì)猶太人失去工作。許多人看清了形勢(shì)，在公務(wù)員法一生效就離開了德國(guó)。比如諾貝爾獎(jiǎng)得主弗里茨·哈堡和詹姆斯·弗蘭克主動(dòng)辭職，愛因斯坦在希特勒上臺(tái)時(shí)公開聲明不再返回德國(guó)，德國(guó)一下子失去了許多世界級(jí)的科學(xué)領(lǐng)袖。而海森堡決定留在德國(guó)，和普朗克、勞厄等人共同捍衛(wèi)和保護(hù)他們的科學(xué)事業(yè)，抵制獨(dú)裁政權(quán)的政策侵害。他們一邊勸告被免職的物理學(xué)家留在德國(guó)，一邊努力爭(zhēng)取撤銷他們的免職決定。當(dāng)這個(gè)方法行不通時(shí)，他們又積極尋找適合的繼任人填補(bǔ)離職科學(xué)家的空缺。他們認(rèn)為自己肩負(fù)著保衛(wèi)他們專業(yè)和文化的責(zé)任。但他們忽視了，在納粹政權(quán)下保存“正宗的科學(xué)”，可能會(huì)支持一種論點(diǎn)，即德國(guó)科學(xué)不是離開猶太教授就不行。此外，他們從未考慮直接、公開的大范圍反政權(quán)活動(dòng)，也沒有主動(dòng)辭職表示抗議。

為什么海森堡沒有因?yàn)閰拹盒抡?quán)而辭職或移民呢？對(duì)于我們這些事后諸葛亮來(lái)說(shuō)，海森堡許多反應(yīng)可能顯得軟弱、遲鈍，甚至令人厭惡。但對(duì)于那些第一次遭遇這一政權(quán)的人來(lái)說(shuō)，他們可能沒有想到納粹黨會(huì)做出修建死亡集中營(yíng)那樣邪惡的事。和大多數(shù)人一樣，納粹政權(quán)的許多舉措海森堡都不支持。但他又是一位愛國(guó)者，他的生活和事業(yè)都與德國(guó)的文化、人民和土地連結(jié)在一起，他深深熱愛他的祖國(guó)。因此，很長(zhǎng)時(shí)間海森堡都很困惑，不知如何將先進(jìn)的德國(guó)科學(xué)與惡劣的政權(quán)統(tǒng)治相分離，也不知如何將高尚的動(dòng)機(jī)與灰色的現(xiàn)實(shí)相分離，海森堡只能將他的視野退縮到他的工作和生活圈。他在給母親的信中寫道：“領(lǐng)域外的世界確實(shí)丑陋，但工作是美好的?！?/p>

1938年，德國(guó)化學(xué)家哈恩和施特拉斯曼發(fā)現(xiàn)了核裂變。重核原子在裂變過程中會(huì)釋放出巨大的能量，利用這種能量可以制造出威力巨大的武器。德國(guó)科學(xué)家?guī)缀趿⒓撮_始了核武器的研究工作，隨后組建了“鈾俱樂部”，其中海森堡是主要負(fù)責(zé)人之一。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時(shí)，德國(guó)是當(dāng)時(shí)唯一開展核裂變研究，并計(jì)劃將其應(yīng)用于軍事的國(guó)家，德國(guó)不僅擁有豐富的鈾礦，核裂變相關(guān)的基礎(chǔ)研究也十分扎實(shí)。此外，德國(guó)還有哈恩、施特拉斯曼、波特、勞厄、蓋革、海森堡等世界上頂尖的科學(xué)家。德國(guó)擁有這么強(qiáng)大的配置，為什么卻沒能造出第一顆原子彈？原因在于海森堡。

1942年6月，海森堡向軍備部長(zhǎng)斯佩爾報(bào)告稱，鈾計(jì)劃因?yàn)榧夹g(shù)原因，在短時(shí)間內(nèi)難以產(chǎn)出，在戰(zhàn)爭(zhēng)期間造出原子彈是不大可能的。斯佩爾將這一情況報(bào)告希特勒后，希特勒決定不再花大力氣研究原子彈。海森堡為什么要這樣說(shuō)？他真的是這樣認(rèn)為的嗎？還是因?yàn)樗幌霝榧{粹制造如此具有毀滅性的武器而選擇故意夸大困難？

有些人認(rèn)為海森堡的陳述是基本事實(shí)。制造原子彈需要大量的資源，包括重水和濃縮鈾235等。一方面，德國(guó)唯一的重水工廠已經(jīng)被盟軍破壞；另一方面，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平下，從天然鈾分離鈾235是十分困難的。也有人認(rèn)為這可能與海森堡個(gè)人的失誤有關(guān)。海森堡計(jì)算出制造原子彈至少需要幾噸濃縮鈾。但實(shí)際上，美國(guó)爆炸的那顆原子彈只需要幾十公斤鈾。此外，海森堡也曾聲明，他相信在制成第一顆原子彈之前，戰(zhàn)爭(zhēng)早就結(jié)束了。這似乎表明海森堡或多或少地高估了制造原子彈的難度，因此放棄了這一嘗試，轉(zhuǎn)而去研究核反應(yīng)堆，試圖研發(fā)出一種鈾機(jī)器推動(dòng)德國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

但海森堡曾稱，德國(guó)的科學(xué)家一開始就意識(shí)到了原子彈所引發(fā)的道德問題。這樣一種如此大殺傷力的武器使他們意識(shí)到了對(duì)人類所負(fù)有的責(zé)任，但是對(duì)國(guó)家的義務(wù)又使得他們不得不投入到工作中去。所以他們心懷矛盾，消極怠工，并有意無(wú)意地夸大了制造的難度。

對(duì)此，曼哈頓計(jì)劃的重要領(lǐng)導(dǎo)人古德施密特公開表示了反對(duì)。他認(rèn)為，各種各樣的因素造成科學(xué)在納粹德國(guó)已經(jīng)死亡，德國(guó)之所以沒有造出原子彈，是因?yàn)榈聡?guó)人算錯(cuò)了參數(shù)，而不是海森堡所謂的消極怠工。面對(duì)古德施密特的指責(zé)，海森堡強(qiáng)烈維護(hù)德國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)研究的先進(jìn)狀態(tài)，他主張德國(guó)沒制造原子彈是因?yàn)樗麄儾辉敢庀Ｌ乩沾蜈A戰(zhàn)爭(zhēng)，并試圖向古德施密特解釋德國(guó)人在戰(zhàn)爭(zhēng)期間不得不面對(duì)的那種心理狀態(tài)。一方面，德國(guó)科學(xué)家很清楚德國(guó)的勝利將給歐洲帶來(lái)的“可怕后果”；另一方面，他們也不愿意看到德國(guó)被打敗。就算失敗，他們也不愿意德國(guó)一敗涂地。這就是他們?cè)趹?zhàn)敗前后建造核反應(yīng)堆支持德國(guó)經(jīng)濟(jì)的理由。

真相究竟是什么？我們不得而知。這也太戲劇了，圍繞時(shí)間、圍繞科學(xué)、圍繞道德的如此多的不確定性，所有這些都來(lái)自不確定性原理的創(chuàng)造者。但也正是這種神秘和不確定性，喚起了我們對(duì)于人類命運(yùn)、科學(xué)探索和道德選擇的深思。

本文為科普中國(guó)·創(chuàng)作培育計(jì)劃扶持作品

作者：湖南科學(xué)技術(shù)出版社

審核：周曉亮 北京交通大學(xué)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室 高級(jí)工程師

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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