1945年8月6日傍晚,英國劍橋郊外一座叫做"農(nóng)場館"的別墅,晚餐前。
管家走進來,把一條BBC廣播消息告訴了坐在桌邊的十個德國人:美國人剛剛在日本廣島投下了一枚原子彈。
房間里沉默了很久。
其中一個人站起來,說:"我不相信。"
這個人,叫維爾納·海森堡。他是量子力學的主要奠基人,二十四歲創(chuàng)立矩陣力學,三十一歲拿到諾貝爾獎。在整個第二次世界大戰(zhàn)期間,他是納粹德國核武器研究計劃的首席科學家。
如果有哪個人有資格判斷美國人有沒有造出原子彈,就是他。
而他說:"不相信。"
這個不相信,是這篇文章最值得搞清楚的東西。
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【一】 世界上最有資格造出原子彈的那群人
1938年12月,柏林,威廉皇帝化學研究所的實驗室里。
奧托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼做了一個實驗,用中子轟擊鈾原子,然后發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的東西:產(chǎn)物里出現(xiàn)了鋇。這不對——鈾原子核那么大,怎么會裂成鋇這么小的東西?
哈恩把實驗結(jié)果寫信告訴了他的合作者,流亡在外的莉澤·邁特納。邁特納和她的侄子弗里施反復算了一遍,算出來了一個讓他們自己都后背發(fā)涼的結(jié)論:鈾核確實裂開了,裂開的同時,釋放出了巨大的能量。
核裂變,就是在柏林發(fā)現(xiàn)的。
這一年,希特勒已經(jīng)執(zhí)政六年,德國的軍隊剛剛開進維也納和布拉格。世界大戰(zhàn)還有九個月就要開始。
核裂變這個發(fā)現(xiàn),從理論層面為原子彈開了一扇門。而這扇門,是德國人自己打開的,在自己的實驗室里,用自己的雙手。
一年后,1939年9月,二戰(zhàn)爆發(fā)。德國陸軍武器局當月就召集了一批頂尖物理學家,啟動了一個秘密項目,代號"鈾俱樂部"。牽頭的,是海森堡。
這支隊伍有多強?這樣說:當時全世界最好的物理學家,大約一半都在德國的土地上待過。發(fā)現(xiàn)X射線的倫琴是德國人,提出量子力學矩陣算法的海森堡是德國人,做了中子散射實驗的哈恩是德國人,α射線散射實驗的蓋革是德國人。核裂變本身,就是在柏林發(fā)現(xiàn)的。
更要命的是,德國還有原料。
造原子彈需要鈾。當時歐洲最大的鈾礦,在捷克斯洛伐克。1939年3月,德國進占捷克斯洛伐克全境,順手把那座礦山一起收了。德國人后來接管的比利時礦業(yè)公司,手里還有一千兩百噸鈾礦石囤在倉庫里,全部落入德軍之手。
然后是重水。
要啟動鈾的鏈式反應,需要一種叫做"慢化劑"的東西來減緩中子的速度,讓核裂變可以持續(xù)進行。德國的技術(shù)路線,選的是重水。而當時全世界唯一能夠工業(yè)化生產(chǎn)重水的工廠,在挪威,一個叫做維莫克的地方,每年產(chǎn)量十二噸。
1940年4月9日,德軍入侵挪威。六十天之內(nèi),挪威全境淪陷。維莫克重水工廠,歸了德國。
鈾礦、重水、最頂尖的物理學家、一個舉國體制的國家——從紙面上看,納粹德國集齊了所有造出原子彈需要的條件,而且比美國提前了整整兩年多開始研究。
1939年秋天,"鈾俱樂部"啟動的時候,美國還什么都沒有。
那后來,到底是哪里出了問題?
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【二】 一份報告,35萬馬克,和一扇關(guān)上的門
1942年6月,柏林。
這一年,東線戰(zhàn)場打得正酣,德軍深入蘇聯(lián)腹地,攻勢還沒有崩塌的跡象。希特勒的頭號軍備部長阿爾伯特·斯佩爾,在他的辦公室里接見了海森堡。
海森堡帶來了一份鈾計劃的進展匯報。
斯佩爾是個務(wù)實的人。他問了海森堡一個最核心的問題:原子彈,什么時候能造出來?
海森堡的回答,斯佩爾后來在回憶錄里寫過——大意是:短期內(nèi)無法實現(xiàn),至少需要好幾年,戰(zhàn)爭期間造出來的可能性很低。
這一句話,徹底改變了德國原子彈計劃的命運。
斯佩爾把這個判斷報告給了希特勒。希特勒本來就對那些理論物理學家看不太順眼,既然自己人都說造不出來,那就沒必要投大錢了。德國原子彈計劃的預算,從那以后就定格在了三十五萬帝國馬克上。
三十五萬馬克。
美國曼哈頓計劃的總耗資,是二十二億美元。
兩者之間的差距,大約是兩萬倍。
這不是有沒有錢的問題,這是根本沒想造和全力去造的區(qū)別。有三十五萬馬克,你只能做實驗室規(guī)模的研究;有二十二億美元,你可以在田納西州建一座專門為這個計劃存在的城市,里面住七萬五千個人,全職生產(chǎn)濃縮鈾。
斯佩爾那次會議,是德國原子彈計劃實際上的死亡時刻。此后它雖然名義上還在運轉(zhuǎn),但已經(jīng)從"戰(zhàn)略級項目"降級成了"技術(shù)儲備研究",沒有人認真去推了。
更諷刺的是,就在海森堡向斯佩爾匯報的那個月——1942年6月,大洋彼岸的芝加哥,意大利物理學家恩里科·費米剛剛完成了人類歷史上第一次可控鏈式核反應實驗。鏈式反應是成立的,理論基礎(chǔ)徹底坐實,原子彈從理論上的可能變成了工程上的問題。
德國不知道這件事。
海森堡不知道,斯佩爾不知道,希特勒不知道。領(lǐng)跑者在最關(guān)鍵的彎道上睡著了,而他們以為對手還沒有出發(fā)。
但在那次匯報之前,發(fā)生了另一件更早的事。那件事,可能才是真正把德國核計劃帶進了死胡同的起點。那件事,發(fā)生在一個湖底。
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【三】 沉進湖底的六個月產(chǎn)量
1943年2月17日凌晨,挪威,特萊馬克山區(qū)。
九個人,背著炸藥,沿著峭壁向維莫克重水工廠爬去。氣溫零下十幾度,他們在雪地里走了好幾個小時。
這是盟軍代號"槍手"的破壞行動。
這些人是挪威流亡抵抗組織的成員,受英國特種作戰(zhàn)局委托,目標是炸毀維莫克工廠里的高濃縮電解槽——也就是生產(chǎn)重水的核心設(shè)備。他們繞開了所有崗哨,從一個幾乎不可能的角度爬進了工廠,炸毀了十八個電解槽,把當時儲存的一點五噸重水放進了下水道。
然后消失在了夜色里。
這次破壞之后,工廠重建花了六個星期,產(chǎn)量反而有所上升。德國人重新開始生產(chǎn)。行動看起來沒有成功。
但這件事對德國核計劃產(chǎn)生的實際影響,遠比當時看起來的要深。法本化學公司是維莫克工廠的股東之一,襲擊發(fā)生后,他們對這條供應線的前景感到非常不安——這是個生意,他們怕繼續(xù)投入會血本無歸。德國軍方也意識到,設(shè)在占領(lǐng)區(qū)的工廠,根本無法得到可靠的保護。
更關(guān)鍵的是,德國的整個技術(shù)路線,從一開始就押在重水上。這是一個選擇的問題,也是一個命運的問題。
造原子彈需要慢化劑,德國選的是重水,美國選的是石墨。
石墨作為慢化劑,理論上也是可行的,實際上效果很好——費米在芝加哥就是用的石墨。但德國科學家早期做過實驗,結(jié)果顯示石墨會強烈吸收中子,不適合用來做慢化劑。他們排除了這條路,把所有賭注押在了重水上。
問題是,他們的實驗結(jié)論是錯的。
那批測試用的石墨含有雜質(zhì),雜質(zhì)里的硼才是吸收中子的罪魁禍首,跟石墨本身無關(guān)。德國人從一開始就用了含雜質(zhì)的石墨,得到了錯誤的實驗數(shù)據(jù),然后基于錯誤的數(shù)據(jù)做了一個錯誤的戰(zhàn)略選擇,然后把所有雞蛋放進了一個籃子——而那個籃子,懸掛在挪威的峭壁上,一直暴露在盟軍特工的眼皮底下。
即便如此,德國人還是在想方設(shè)法守住這條線。
到了1944年2月,維莫克工廠積存了相當于六個月產(chǎn)量的重水,德國決定把這批重水和部分設(shè)備轉(zhuǎn)運回國內(nèi)。運輸路線需要經(jīng)過一個湖——廷斯賈克湖。貨物要先裝船,渡湖之后再換鐵路。
輪船名叫"海多羅"號,是一艘老式的渡湖輪渡。
2月19日,盟軍的挪威特工阿爾內(nèi)·克納爾斯魯?shù)潞鸵幻椋绯晒S工人,趁押運的德國士兵還沒有到達,偷偷溜上船,在船底安裝了定時炸彈。
2月20日上午,"海多羅"號駛?cè)胪⑺官Z克湖,四十五分鐘之后,船到達最深處,炸彈引爆。五分鐘之內(nèi),輪船連同船上的全部重水一起沉入湖底。
那批重水,就那樣永遠留在了挪威的一個湖底。
德國人從此再也沒有建立起足夠的重水儲備來啟動他們設(shè)想中的反應堆。他們唯一的技術(shù)路線,就這樣在一個湖底徹底斷了。
但重水是一個問題,技術(shù)路線是另一個問題,這兩件事加在一起,已經(jīng)足夠把德國核計劃推進一條看不到出口的胡同。
然而,最重要的那件事,還沒有發(fā)生。
那件事發(fā)生在1945年8月6日,那棟叫農(nóng)場館的別墅里,那個傍晚。
當那個晚上的對話結(jié)束,海森堡回到自己的房間,拿出紙和筆,開始重新計算。
他在算一個他其實從來沒有認真算過的問題——用快中子引發(fā)鏈式反應,需要多少鈾-235?
幾天之后,他走進起居室,把那張紙放在桌上。
那張紙上的數(shù)字,是十五公斤。
而他戰(zhàn)爭期間腦子里的數(shù)字,是幾噸。