从爱因斯坦到原子弹

从他的理论贡献到他给罗斯福总统的有影响力的信,以下是爱因斯坦在原子弹发展中间接但起到关键作用的真实故事。

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在大众的想象中,阿尔伯特·爱因斯坦与原子弹有着密切的联系。1945 年该武器被用来对抗日本几个月后,《时代》杂志将他置于封面上,他身后出现了如雨后春笋般出现的爆炸,上面 印有E = mc² 。

在一位名叫惠特克·钱伯斯(Whittaker Chambers)的编辑审核的一篇报道中,该杂志生动地描绘了爱因斯坦的形象。它展现了一个内敛、近乎圣人般的年轻人物的性格,有着和善的棕色眼睛、见识了太多人的疲倦表情,以及让人想起北极光的蓬乱头发。

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阿尔伯特·爱因斯坦帮助制造了第一颗原子弹吗?

然而,阿尔伯特·爱因斯坦并没有直接参与原子弹的研制。他通过两个主要方式影响了原子弹的创造:首先,通过一封信推动了美国研制原子弹的研究,其次,通过他著名的方程E = mc²,该方程为原子弹的可能性提供了必要的理论基础。

同样, 《新闻周刊》也用他做了封面,标题是“这一切的始作俑者”。这是美国政府培育的一种观念。它发布了原子弹项目的官方历史,其中对爱因斯坦写给富兰克林·罗斯福总统的一封信给予了极大的重视,该信警告了原子链式反应的破坏性潜力。

所有这些都困扰着爱因斯坦。“如果我知道德国人不会成功制造原子弹,”他告诉《新闻周刊》,“我绝对不会动一根手指头。” 他正确地指出,他从未真正参与过原子弹项目。

他对日本一家出版物声称,“我参与原子弹的生产只包含一个行为:我签署了一封给罗斯福总统的信。” 公众形象和个人抗议都没有体现出爱因斯坦和原子弹的真实而复杂的故事。

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爱因斯坦与原子弹的真实故事

与普遍看法相反,爱因斯坦对炸弹背后的核粒子物理学知之甚少。另一方面,正如档案显示的那样,爱因斯坦不仅仅在给罗斯福的信上签名。他深入参与了该文件的撰写、修改以及决定如何将其提交给总统。

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利奥·西拉德:爱因斯坦历史性信件的催化剂

故事从利奥·西拉德开始,他是一位迷人但有点古怪的匈牙利物理学家,也是爱因斯坦的老朋友。20 世纪 20 年代居住在柏林时,他们合作开发了一种新型冰箱,并获得了专利,但未能成功推向市场。

西拉德逃离纳粹后,先去了英国,然后又去了纽约,在哥伦比亚大学研究制造核链式反应的方法,这是几年前他在伦敦等红绿灯时想到的想法。当西拉德听说利用铀发现裂变时,他意识到元素可能会被用来产生这种现象。

西拉德与他的朋友尤金·维格纳(另一位来自布达佩斯的难民物理学家)讨论了这种可能性,他们开始担心德国人可能会试图购买刚果(当时是比利时的殖民地)的铀供应。

但他们问自己,两名在美国的匈牙利难民如何才能找到警告比利时人的方法呢?然后西拉德回忆起爱因斯坦恰好是该国伊丽莎白女王的朋友。“我们知道爱因斯坦在长岛的某个地方,但我们不知道确切的位置,”西拉德回忆道。于是,他给爱因斯坦位于新泽西州普林斯顿的办公室打电话,被告知他正在租用摩尔博士在皮科尼克村的房子。1939 年 7 月 16 日星期日,他们在维格纳的带领下开始了任务(西拉德和爱因斯坦一样,并不开车)。但当他们到达时,却找不到房子,而且似乎没有人认识摩尔博士。

然后西拉德看到一个小男孩站在路边。“你知道爱因斯坦教授住在哪里吗?” 他问。和城里的大多数人一样,男孩也这么做了,他带他们来到老格罗夫路尽头附近的一座小屋,在那里他们发现爱因斯坦陷入了沉思。

坐在陈设稀疏的小屋门廊上的一张木桌旁,西拉德解释了核裂变释放的中子如何在石墨层状的铀中产生爆炸性链式反应:这些中子会分裂更多的原子核,等等。“我从来没想过这点!” 爱因斯坦插话道。他问了几个问题,很快就明白了其中的含义。爱因斯坦建议他们不要写信给比利时女王,而是应该联系他认识的一位比利时部长。

维格纳表现出了一些明智的举止,他建议三名难民在未咨询美国国务院的情况下不应就秘密安全问题向外国政府写信。他们认为,也许正确的渠道是爱因斯坦(爱因斯坦是其中唯一一位足够著名而值得关注的人)写给比利时大使的一封信,并附上一封致国务院的求职信。考虑到这一计划,爱因斯坦用德语口述了一份草案。维格纳翻译了它,交给他的秘书打字,然后发送给西拉德。

几天后,一位朋友安排西拉德与雷曼兄弟的经济学家、罗斯福总统的朋友亚历山大·萨克斯交谈。萨克斯表现出比三位理论物理学家更精明的态度,他坚持将这封信直接送到白宫,并提出亲自递交。

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起草爱因斯坦给罗斯福总统的信

这是西拉德第一次见到萨克斯,但他发现这个大胆的计划很有吸引力。“尝试这种方式不会有任何坏处,”他写信给爱因斯坦。爱因斯坦回信要求西拉德回到佩科尼克,以便他们修改这封信。那时维格纳已经前往加利福尼亚州访问。因此,西拉德招募了匈牙利难民中的另一位朋友爱德华·泰勒(Edward Teller)作为司机和科学助手,他们都是理论物理学家。

西拉德带来了两周前的初稿,但爱因斯坦意识到,他们现在正在计划写一封信,这封信比要求比利时部长小心刚果铀出口的信重要得多。这位世界上最著名的科学家即将告诉美国总统,他应该开始考虑一种具有几乎难以想象的影响力的武器。“爱因斯坦用德文口述了一封信,”西拉德回忆道,“泰勒把这封信记了下来,我用这份德文文本作为指导,准备了给总统的信的两份草稿。”

根据泰勒的笔记,爱因斯坦口授的草案不仅提出了刚果的铀问题,还解释了连锁反应的可能性,暗示可能会产生一种新型炸弹,并敦促总统与研究这一问题的物理学家建立正式联系话题。随后,西拉德准备并寄回了一封 45 行的信和一个 25 行的版本(均注明日期为 1939 年 8 月 2 日),“并让爱因斯坦选择他最喜欢的一封。” 爱因斯坦在这两封信上都潦草地签了名。

科学家们仍然必须找出谁能最好地将其交到罗斯福总统手中。爱因斯坦不确定萨克斯能否胜任这项工作。当西拉德将这封信的打印版本寄回给爱因斯坦时,他建议他们聘请查尔斯·林德伯格作为中间人,他 12 年前的单独跨大西洋飞行使他成为名人。所有三名犹太难民显然都不知道这位飞行员曾在德国度过一段时间,前一年被赫尔曼·戈林授予该国荣誉勋章,并且正在成为孤立主义者和罗斯福的对手。

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让查尔斯·林德伯格参与的尝试失败了

爱因斯坦几年前在纽约曾短暂见过林德伯格,因此他写了一份介绍信,并在将签名的信件退还给西拉德时将其包括在内。“我想请你帮我一个忙,接待我的朋友西拉德博士,并仔细考虑他会告诉你什么,”爱因斯坦写道。“对于一个科学之外的人来说,他将提出的问题可能看起来很奇妙。然而,你肯定会相信这里存在一种可能性,为了公众利益,必须非常仔细地关注这种可能性。”

林德伯格没有回复,所以西拉德在 9 月 13 日给他写了一封提醒信。两天后,他意识到当林德伯格发表全国广播讲话时,他和他的同事们是多么无知。这是孤立主义的号角。“这个国家的命运并不要求我们卷入欧洲战争,”林德伯格开始说道。交织在一起的是他对德国的同情,甚至还有一些关于犹太人对媒体所有权的反犹太主义暗示。“我们必须问谁拥有并影响报纸、新闻图片和广播电台,”林德伯格说。“如果我们的人民知道真相,我们的国家就不可能参战。”

西拉德在给爱因斯坦的下一封信中陈述了显而易见的事实。“林德伯格不是我们的人,”他写道。

物理学家的另一个希望是萨克斯,他收到了爱因斯坦签署的致罗斯福的正式信函。但萨克斯在近两个月的时间里都找不到机会交付它。

到那时,事态发展使这封重要的信变成了一封紧急的信。1939 年 8 月底,纳粹和苏联签署了震惊世界的战争同盟条约,并开始瓜分波兰。这促使英国和法国宣战。

西拉德九月下旬去见萨克斯,惊讶地发现他仍然未能安排与罗斯福的会面。“萨克斯很可能对我们毫无用处,”西拉德写信给爱因斯坦。“维格纳和我决定给他十天的宽限期。” 萨克斯勉强赶上了最后期限。10 月 11 日星期三下午,他被带进椭圆形办公室,手里拿着爱因斯坦的信、西拉德的备忘录以及他自己写的 800 字摘要。

总统愉快地向他打招呼:“亚历克斯,你在做什么?”

萨克斯担心,如果他只是把爱因斯坦的信和其他文件留给罗斯福,它们可能会被扫一眼,然后被推到一边。他认为,传达这些内容的唯一可靠方法就是大声朗读。站在总统办公桌前,他宣读了对爱因斯坦信件的总结和西拉德备忘录的部分内容。

“亚历克斯,你所追求的是确保纳粹不会炸毁我们,”总统说。

“正是如此,”萨克斯回答道。

“这需要采取行动,”罗斯福向他的助手宣称。

爱因斯坦的信对曼哈顿计划的影响

接下来的一周,爱因斯坦收到了总统一封礼貌而正式的感谢信。“我已经召集了一个委员会,”罗斯福写道,“彻底调查你关于铀元素的建议的可能性。” 尽管如此,这项工作的缓慢进度和微薄的资金促使西拉德和爱因斯坦写了第二封信,敦促总统考虑美国的工作是否进展得足够快。

尽管帮助刺激罗斯福采取行动,爱因斯坦从未直接参与炸弹项目。当时的联邦调查局局长 J·埃德加·胡佛 (J. Edgar Hoover) 给最初组织这些行动的谢尔曼·迈尔斯将军写了一封信,信中描述了爱因斯坦的和平主义活动,并暗示他构成了安全风险。最终,爱因斯坦在曼哈顿计划中只扮演了一个小角色。该项目的科学监督员之一万尼瓦尔·布什 (Vannevar Bush) 要求他帮助解决一个涉及分离具有共同化学特征的同位素的具体问题。爱因斯坦很高兴地答应了。凭借他在渗透和扩散方面的专业知识,他花了两天时间研究气体扩散过程,在该过程中,铀被转化为气体并被迫通过过滤器。

收到爱因斯坦报告的科学家们印象深刻,他们与布什进行了讨论。他们说,为了让爱因斯坦变得更有用,他应该获得更多关于同位素分离如何适应炸弹制造挑战的其他部分的信息。布什拒绝了。他知道爱因斯坦没有也无法获得必要的安全许可。布什写道:“我非常希望能够将整件事摆在他面前,让他完全放心,但考虑到华盛顿研究了他的整个历史的人们的态度,这是完全不可能的。”

因此,解释过炸弹制造项目必要性的科学家被认为风险太大,不能被告知。

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有关原子弹的常见问题

什么是原子弹?

原子弹通过核裂变过程发挥非凡的破坏力,该过程涉及分解钚或铀等重元素的核心。只需 11 至 33 磅的此类浓缩材料,就可以引发巨大的爆炸,其特点是巨大的火球、强大的冲击波和危险的放射性尘埃。

谁发明了原子弹?

原子弹是由曼哈顿计划下的一组科学家开发的,曼哈顿计划是二战期间的一项研发工作,生产出了第一批核武器。尽管许多科学家做出了贡献,但罗伯特·奥本海默因其担任曼哈顿计划的科学总监而经常被称为“原子弹之父”。

原子弹是什么时候投下的?

实际上投下了两颗原子弹。第一颗原子弹于 1945 年 8 月 6 日在日本广岛上空引爆,第二颗原子弹又于 1945 年 8 月 9 日在日本长崎上空引爆。

谁投下了原子弹?

这些原子弹是美国陆军航空队在两次不同的任务中投下的。小保罗·W·蒂贝茨上校驾驶的 B-29 轰炸机埃诺拉·盖伊号在广岛投下了原子弹,而查尔斯·斯威尼少校驾驶的博克斯卡则在长崎投下了原子弹。

有多少人死于原子弹?

据估计,原子弹导致广岛约 80,000 人立即死亡,长崎约 39,000 人立即死亡。随后数月乃至数年,又有数千人因受伤死亡和/或遭受放射病、烧伤和其他创伤的影响。

作者/Walter Isaacson

译者/Lancelot

原文/www.discovermagazine.com/the-sciences/chain-reaction-from-einstein-to-the-atomic-bomb返回搜狐,查看更多

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