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世界上第一颗的诞生
上世纪40年代初,美国秘密进行了世界上第一颗的研制.1945年7月16日,一朵高达4万英尺的蘑菇云腾空而起,这可谓二战史上最具历史意义的时刻之一.然而在短短的几年里第一颗究竟是如何研制成功的,这背后的故事一直是个未解之谜……
主持人/黄梦怡、杨思琪
1939年,物理学领域里的原子分裂实验在德国取得了成功.二战前夕,为逃避德国法西斯迫害而移居美国的一些科学家,担心德国抢先造出,推举世界著名的物理学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福,建议加强利用核裂变过程来制造超级炸弹.罗斯福总统采纳了爱因斯坦等科学家的建议,下令成立研究原子武器的委员会.1941年12月珍珠港事件发生后,美国加速了研制的进程.1942年开始实施以“曼哈顿工程”命名的庞大计划,由美国陆军工兵部队全面负责研制.该计划投资25亿美元,动用10多万科技人员和工人,在绝对保密的情况下加紧研制.1945年7月16日凌晨,第一颗在美国新墨西哥州阿拉默多尔空军基地的沙漠地区爆炸成功.1945年8月6日和9日,美国向日本的广岛和长崎各投下一颗,迫使日本政府投降,标志着当今世界正式进入时代.
二战期间,世界上首枚成功试爆,犹如打开“潘多拉的”.美国向日本投下两颗,结束了战争.这种足以毁灭地球的武器是怎样产生的？围绕它,各国之间又展开了怎样的明争暗斗？
“只有一千个太阳,才能与其争辉”
1945年7月初,在美国新墨西哥州南部阿拉莫戈多沙漠里,一座高达30米的钢塔拔地而起,供第一次核试验使用的“大男孩”,绰号“小玩意”,将在这座钢塔上爆炸.这次试验的代号为“复活日”.
当试验在阿拉莫戈多沙漠准备就绪的时候,新任美国总统杜鲁门正准备去德国参加波茨坦会议.德国投降后,为了协调处理德国战败后的相关问题以及对日作战等有关事宜,同盟国决定于7月17日至8月2日在德国的波茨坦举行首脑会议,这次会议的代号为“终点”,表示这将是二战期间最后一次盟国首脑会议.这次会议原定于7月1日召开,为了借助抬高美国的地位,杜鲁门特别建议将会议推迟了两个星期.
7月15日,杜鲁门到达波茨坦,在万里之外的阿拉莫戈多沙漠,核试验人员把核裂变物质放入了“大男孩”的肚子里.试验人员在14公里以外设置了观察所,里面隐蔽着425名科学家和军事专家,他们怀着紧张的心情,等待着惊心动魄的最后一刻.
“大男孩”是一枚技术比较复杂的内爆型裂变,里面安上了钚239,外面是常规烈性.钚芯只有6.1公斤重,形状如同一只橘子.按照程序,一旦引爆,常规先爆炸,然后产生超音速的冲击波,使钚239核燃料达到并超过临界质量,产生连锁反应,在极短的时间内释放能量.这种能量的释放是十分巨大的,几乎可以摧毁周围一切.从理论上来说,科学家们都清楚的深刻含义,但谁也没真正见过它的威力.大家急切盼望看到自己努力的成果,也担心一旦常规烈性爆炸威力不够,就无法起爆.
按照计划,爆炸时间定在7月16日凌晨4时.然而,这时偏偏下起雨来,天空还打起了闪电.美军担心在这样恶劣天气里试爆会出现意外,含有辐射的核尘埃很可能因风向变化而落入周围的居民区.根据天气预报,未来两小时里天气将转多云.于是,基地决定将试爆时间改为5时30分.
7月16日5时29分,人类进入原子时代前的45秒,一位来自加利福尼亚大学的物理学家拨动了主导传送器的开关.
5时30分,黎明的天空顿时亮堂无比.闪光刚过,巨雷在空中炸响.一个火球猛然从塔顶蹿向空中.大地顿时浓烟滚滚,热浪汹涌.空中的火球越蹿越高,直冲云霄.放眼望去,一根巨大的火柱头顶烟云往上猛蹿,高度超过一万米.不一会儿,空中形成了一朵硕大的蘑菇云.二战期间,世界上首枚成功试爆！
当时正在现场报道的记者劳伦斯这样描述：“一道仿佛是从地球深处出现的光亮,人世间从没有这样的光亮,好像是一千个太阳聚集的光亮！……爆心的铁塔瞬间被高温蒸发！半径700米范围内,沙地被强大的冲击波冲压成晶莹坚硬的盘子,所有的沙子都被瞬间的高温高压熔成玻璃状物质！半径1600米范围内,所有的生物,都荡然无存！连160千米之外都可以听到爆炸的巨响；200千米之遥的城镇也有玻璃窗被震碎！整个美国西南部都感到了爆炸的震撼！美国编织了阿拉莫戈多基地库爆炸的谎言来掩盖这次巨大的爆炸.”
爆炸发生前,有名妇女开车前往新墨西哥州,她突然看到远处的天空,发生了极为不寻常的变化,大惊失色的她随即停下车,跑到附近村庄的一户人家敲门,把这户居民叫醒.她慌慌张张地说：“我要告诉你们,我刚才见到了奇怪的事情,我看到了太阳升起来了,随后又很快落了下去,这真是不可思议,太不可思议了……”
这户居民开始有点不相信她的话,这名妇女又重复描述刚才看到的一切,不大一会附近的居民都跑出来了,有的说刚才感觉到窗子外面确实像太阳一样在发亮,并有轰轰隆隆的震动之声.一传十,十传百,整个新墨西哥州的城镇居民发生了骚动.
为了保住这次爆炸的机密,核试验之前由阿拉莫果尔多基地司令部草拟了一份公报,这份公报公布该基地发生了一次军火仓库大爆炸.爆炸后,由美联社向外界公开发表出去.
这枚爆炸威力相当于2万吨TNT,爆炸中心温度是太阳表面温度的1万倍,超过了科学家们的预期.塔的钢材完全被气化掉了.离开450多米远的地方,原有一根直径10厘米、高4.8米的铁管埋在混凝土内,并用支索固定住,但是它失踪了.
在离核爆心约十公里的地下指挥所里,后来被称为“美国之父”的奥本海默,望着滚动的火球,不由联想起印度圣诗《勃哈加瓦基达》中的几句：
漫天奇光异彩,
有如圣灵显威；
只有一千个太阳,
才能与其争辉.
望着巨大的不断升腾的蘑菇云,他又想到了这首诗的另一句：
我是死神,是世界的毁灭者.
这个时候,除了美国的极少数人,世界上没人知道美国制造出了.
试验成功的信息传到波茨坦,杜鲁门感到胆壮气粗,他对斯大林暗示,美国现在已经拥有一种威力无比的炸弹.斯大林假装耳背,没有听见.杜鲁门又重复了一遍,斯大林非常镇定地说,那好,用它来对付日本人吧.
德国人的“神秘武器”可夷平纽约
“原子”本是希腊文名词,在希腊文里,意为“不可分割”.直到1897年,人类即将迈进20世纪门槛的时候,英国物理学家汤姆逊从阴极射线的研究中证实了电子的存在,并进一步证明它是一切化学元素原子的组成部分.它是人类发现的第一个基本粒子,这就说明原子是有内部结构的,从而推翻了“原子不可分”的理论.
时光进入20世纪,天才的物理学家们加快了对原子世界的认识——
1902年,法国科学家居里夫妇发现了自然界放射现象并指出了放射能的强度；
1905年,美籍德裔科学家爱因斯坦提出了“狭义相对论”,以及质量和能量的关系方程式：E等于MC2；
1913年,丹麦理论物理学家玻尔提出原子结构的量子化轨道理论,超越了在牛顿之后维持了两个世纪之久的物理学法则,在小小原子的内部,建立起了一个世界；
1919年,英国科学家卢瑟福在实验室首次实现了人工核反应,用a粒子轰击氮核,成功地把氮变成了氧和氢——把一种物质变成另一种物质——并将这些反弹回来的粒子（氢核）命名为“质子”；
1929年,英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿成功制造世界上第一台“静电加速器”；
1931年,美国物理学家劳伦斯设计制造出世界上第一台“回旋加速器”；
1932年,英国物理学家查德威克从а粒子轰击铍核的实验中发现了“中子”.人们对于原子核的内部结构是不清楚的,发现中子之后,人们才知道,原子核是由质子和中子组成的.人们一般认为,人类进入核时代的大门,是由发现中子打开的；
1938年,德国物理学家哈恩和施特拉普斯曼在研究中子与铀核的作用新形成的各种放射性元素中,发现了铀的裂变现象；
1939年,居里夫人的女儿、法国物理学家约里奥·居里提出铀核裂变链式反应的可能性；
1939年,丹麦理论物理学家玻尔和他的合作者惠勒从理论上阐述了原子核裂变反应过程,并指出引起这一反应最适宜的核素就是铀-235.这就找到了人类打开奥秘的“金钥匙”；
从此,人类正式进入了核时代.
1938年年底,德国科学家奥托·汉因和弗里茨·施特拉斯曼发现核裂变.随后,汉堡大学教授保尔·哈代克向德国最高统帅部进言,要求发展.1939年9月26日,德国军备规划局制订了“U计划”（铀规划）,开始秘密研制.
1940年12月,德国建成了它的第一个研究性原子反应堆,并掌握了金属铀的提炼技术.为了阻止德国研制,1943年2月26日,英国实施了代号“炮手”的破坏行动,炸毁其重水浓缩车间.从1944年起,纳粹党卫军也介入了核工程.当时,纳粹的科研人员在德国一所学校的楼房里进行了反应堆试验,制造了几件,并且至少进行过三颗的试验工作.
第一颗于1944年秋季在德国北部的吕根岛进行,另外两颗则于1945年3月在德国东部的图林根州的奥尔德鲁夫进行,三次试验共造成700人丧命.其中,1945年3月3日21时20分在奥尔德鲁夫进行的核试验,比同年7月16日美国在新墨西哥试爆的还要早好几个月.
一位德国军官家属克雷尔·维尔纳太太这样描述道：当年她赴奥尔德鲁夫探夫,几个纳粹军官曾告诉她,这个地方将要发生一起“震惊世界”的事件.果然当晚,“一股巨大的烟柱腾空而起.瞬间天光大亮,烟柱迅速膨胀,变得像一棵枝繁叶茂的大树.”
另一位叫瓦克斯穆特的当地工人也回忆道：“爆炸后,党卫军命令工程人员将附近农舍的木料搬来,堆积在靶场上,然后将许多被严重灼伤至死的尸体放在上面焚烧.这些死者估计都是被在奥尔德鲁夫集中营的苏军战俘.纳粹把这些人赶到试爆场,目的是确定核爆炸对人体伤害的程度.”因此,这批人也可以说是的第一批受害者.
通过调查,学者们还发现了一些新情况：至少在1944年,纳粹建造的反应堆还在运行.1944年8月,希特勒对当年的罗马尼亚总统谈及一种炸弹,称它可在方圆三四公里的范围内消灭一切生命.此后面对德军在苏联红军的打击下节节败退,希特勒又曾多次提到用“神奇武器”.1945年3月,纳粹装备部长施佩尔更是具体指出,德国现在有一种,只需一个火柴盒大小,即可将纽约夷为平地.“如果我们再坚持一年,就能赢得战争.”
“对此事要立即采取行动”
因纳粹迫害,很多在欧洲工作的犹太裔科学家陆续逃往美国,他们告知美国：德国正在制造！
一些欧洲科学家一直试图用联名上书的方式直达罗斯福总统,告诉他事态的严重性：如果纳粹德国抢先制造出,人类就将面临史无前例的核灾难,因此呼吁美国抓紧研制.
1939年原籍匈牙利的科学家希拉德在给罗斯福的信件中征集到了几个大科学家的签名,但在他看来,就名望而言,那几个人加起来也不如一个爱因斯坦有分量,所以他一定要争取到爱因斯坦的签名.
据希拉德后来回忆：“实际上一开始爱因斯坦对铀的裂变情况并不像我们想象得那般了解.但爱因斯坦不愧是一个聪明绝顶的人.在经过我们的一番解释后,他立刻明白了这将意味着什么.他表示支持我们,并主张我们尽快采取行动阻止最坏的可能发生.”
下一个问题是如何才能把信交到罗斯福手中,科学家们通过一个人缘挺广的德国经济学家斯托贝尔,找到了国际金融家萨克斯博士.萨克斯正是一位能比较容易见到罗斯福的非人士.萨克斯非常爽快地答应了在适当时候把这封信当面交给罗斯福.
萨克斯在1939年10月11日终于见到了罗斯福,但罗斯福对原子武器既不懂也不感兴趣.第二天一早,萨克斯又来到白宫,他对罗斯福说,我想给总统讲述一个轻松的故事：
在拿破仑时代,一个叫富尔顿的美国年轻人建议拿破仑立刻着手组建一支由蒸汽机推动的舰队,这样就可以打败必须依靠风力才能作战的英国帆船舰队.拿破仑没经考虑就把富尔顿给轰了出去.当时拿破仑满脑子想的就是新式的和肥壮的战马.事后当英国人知道了历史上曾经还有这样一个插曲时,不禁倒吸一口凉气.英国的将领们心知肚明,如果当时拿破仑采纳了富尔顿的建议,世界近代史无疑将会重写.
罗斯福听完这个故事以后,沉默了几分钟,随后写了一个小字条交给了在一旁听差的仆人.仆人很快就拿着一个纸包回来递给总统.当纸包被打开后,里面露出了一瓶法国拿破仑时代的白兰地.仆人小心翼翼地倒上了两杯.
随后,罗斯福把他的助手叫来,指着桌上那封萨克斯带来的信说：“对此事要立即采取行动.”这句话后来被历史学家认为是整个第二次世界大战期间最有分量的几句话之一.从此世界上第一颗的诞生开始进入倒计时.
“曼哈顿工程”
罗斯福他下令研制之后的第一笔拨款只有6000美元,相对于最后的总投入,显然是杯水车薪.1941年12月7日,珍珠港事件爆发,成为美国加快研制的一个转折点,美国政府正式大量拨款研制.政府成立了一个军政委员会,实施制造原子武器的计划.由于研制计划的总部开始设在纽约市曼哈顿区,因此被命名为“曼哈顿工程”.罗斯福赋予这一计划以“高于一切行动的特别优先权”.
新墨西哥州人迹罕至的一片沙漠,在1942年以后突然热闹起来,美国研制的心脏机构——洛斯阿拉莫斯实验室建在了这里.全美国只有12人知道整个工程情况,很多人甚至都不知道自己正在从事的研制,即便是高层领导,也只有总统罗斯福和陆军部长史汀生知道内情.当时的副总统杜鲁门都不知道美国还有的研制计划.
1943年,工程进入了具体设计阶段,1945年7月初,也就是希特勒自杀后两个月,三颗终于制造造出来,被分别命名为“大男孩”、“小男孩”和“胖子”.
在不到4年的时间里,美国政府迫于战争的需要,投入了巨大的人力和物力研制.为了完成曼哈顿工程,美国政府动员了50多万人,科学家数量之多难以想象,带博士头衔的甚至比一般工作人员还多,顶峰时达到53.9万人,工程耗费22亿美元,占用了当时全国近三分之一的电力.的研制是20世纪大科学的典型范例.
1944年,当第二次世界大战接近尾声时,制造的科学家们得到确切情报,纳粹德国在战争的打击下根本没有、也不具备能力制造.科学家们开始重新讨论自己工作的理由.他们呼吁反对使用原子武器.但科学理论一旦变成技术,并且又被政治家所掌握,科学家就无法改变它的命运了.6月,以希拉德为首的7名科学家联名给美国国防部写信,指出会引起核军备竞赛,7月,希拉德又起草了给白宫的紧急书,但这一切无法改变被使用的命运.
14万人广岛消失
波茨坦会议结束时,通过了“波茨坦公告”,公告敦促日本政府立即无条件投降,否则,日本就只有“迅速和彻底地毁灭”.日本没有意识到这一警告的背后就是将使用的暗示,所以拒绝了“波茨坦公告”.
波茨坦会议后,杜鲁门乘美国军舰回国,回国途中,杜鲁门就向军方下达了命令：去投掷那颗大炸弹吧,现在没有任何选择的余地了.
1945年8月6日上午9时15分,美军飞机投下的第一颗在广岛爆炸,方圆42平方公里的城市被摧毁,房屋毁坏率达70%以上,14万人死亡.
第一颗投掷后,美国在3天内没有听到日本人有任何的反应,美国政府宣布,只要能降低对日本本土作战的风险,再投几颗也在所不惜,实际上这是美国的虚张声势,因为美国只剩下一颗了.
8月9日上午9点零1分,第二颗被投向了有27万人口的海港城市长崎,长崎上空随即腾起了巨大的蘑菇云,1.4万栋建筑物被毁,7万多人死亡.
8月15日,日本天皇向全世界发布了投降诏书.
日本转送“无价之宝”
从现有的大多数资料显示,美国当时只向长崎投掷了一枚.但根据美国研制和生产的组织者、美国退役陆军中将格罗夫斯的回忆录记载,事实上,1945年8月9日,美国向长崎投放的是两颗,其中有一颗没有爆炸,最后神秘失踪.
据回忆录记载,1945年7月24日,格罗夫斯在给马歇尔的报告中,提出了对日本进行轰炸的4个目标：广岛、长崎、小仓和新泻,到7月底确定了其中的3个目标.格罗夫斯在他的回忆录中明确写道：“广岛是第一目标,小仓兵工厂和小仓是第二目标,长崎是第三目标.”为此,美国从一开始就准备了3颗.
在轰炸广岛之后,8月9日凌晨,两架B-29轰炸机携带向小仓飞去.到达小仓上空的时候,天空中有大雾,用肉眼根本看不到目标,飞行员最终决定放弃轰炸小仓而飞向第二个目标长崎.
长崎上空同样是云雾重重,但是这一次飞机是不可能带着返回的,于是临时决定采用雷达轰炸.当飞机做好了投弹预备的时候,空中的云雾忽然散开了,天空中出现了一个清朗的大洞,飞机果断地把两颗投了下去……
事后,美国战略轰炸统计局估计约有3.5万人死亡,6万人受伤.格罗夫斯在事后听到伤亡人数时说：“这个数字比我们原来估计的要少得多.”因为两颗只爆炸了一颗.
爆炸的这颗偏离目标约2000米,另一颗未爆炸的并没有受到损害,接到报告后,日军大本营立即派人将这颗没有爆炸的严密看管起来.
这可谓是天赐良机,日本虽然遭到了美国的轰炸,但同时也因祸得福,得到了一颗.
日本大本营立刻召开了紧急会议.会议认为,日本目前已经成为战败国,要制造已不可能,而且帝国大学的原子加速器已遭到了美国飞机轰炸的破坏,要想挽救日本只有一条出路,这就是将交给苏联.
由于战局十分紧张,日军大本营立即派代表约见了负责处理这件事情的苏联情报总局局长依瓦舒金将军,并表示：“如果为美国和苏联同时掌握,我们深信日本在不久的将来,定能重新站立起来并在大国之中占有适当的位置.”
苏联震惊美国
由于苏联已经从参加过美国试验的英国科学家法拉奇那里,得到了美国试验过程中重要的科技情报,又从日本人手里得到了这颗没有爆炸的的实物,加上苏联人的聪明才智,很快就在1949年8月29日4时,成功爆炸了苏联第一颗——“铁克瓦”（意味南瓜）.听到这一消息,美国总统杜鲁门被惊呆了.
从1938年底,德国科学家哈恩和斯特拉曼用中子轰击铀,发生了裂变之后,美国、英国、法国和逃到美国的德国科学家们,经过了7年的艰苦努力,才造出了第一颗,为此美国动用了50万人,花费了23亿美元,这样巨大的开支对于刚刚在战争中恢复过来的苏联,显然是难以承受的.
正因为如此,格罗夫斯将军曾预言过,苏联要造出至少需要20年,但由于一切都不必要从头做起,这样斯大林就可以在1952年8月下令,在苏联的东西伯利亚的叶尼塞河河畔,修建巨大的地下核城市,在地下200多米的深处修建14层的地下宫殿,由3000多人在地下开动3个巨大的核反应堆,进行的生产,这样苏联便迅速走上了与美国核对抗的舞台.
二战之后,各大国很快自行制造出了,打破了美国的核垄断和核威慑.1949年6月29日苏联爆炸了第一颗；1952年1月3日英国的第一颗试制成功；1960年2月13日,法国爆炸了第一颗钚弹；1964年10月16日,中国也试爆成功了第一颗.由于原子武器的巨大摧毁性以及核垄断的打破,造成了谁也不敢首先使用的局面,这倒使世界局势反而趋于缓和,世界大战的可能性相反变小了.
在世界上第一颗研制成功之后不久,原子能的和平利用提到了议事日程.1954年6月27日,是一个值得纪念的日子.这一天,原子能的发现首次成为用于和平建设的能源——世界上第一座原子能发电站投入运行了.这就是位于莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站.虽然是一座小型发电站,功率只有5000千瓦,它却表明,和平使用原子能的时代已经到来.
（参考资料：《法制晚报》2005年5月1日、《当代军事文摘》2005年第3期、《人民文摘》2007年第12期、《国家人文历史》2015年第16期、《百科知识》、《光明日报》、《三江都市报》、新华网、人民网等；作者：张伟、章开元、王强、田宇、陈凡等）
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