點擊上方“藍字”，帶你進入科普懸疑世界
原子時代最具遠見的先驅——里奧·西拉德
1月15日下午，“核電無限 共創未來——紀念核工業65歲生日媒體見面會”在北京舉行，并特別安排了“核時代首部核懸疑小說征集頒獎典禮”會議期間。 作為中國核工業集團公司與中國核學會聯合發起的“核懸疑小說開放式結局大賽”的評委之一，我受邀出席會議并為獲獎者頒獎。 現場的所見所聞，我有一些看法。
中國核工業集團公司監事、黨組副主任祖斌在頒獎致辭中說：
剛才的視頻大家已經看到了，核和懸念是結合在一起的。 在當今瞬息萬變的時代，只談“科普”，聽起來有點太“普通”了。 年輕人更喜歡看的可能是“科幻小說”。 正如董事長所說，“我們都是夢想家”。 懸疑的幻想有時可以成為夢想的起點。
中國核學會理事長王守軍在致辭中也做出了極具懸念的表態：
近年來在我國盛行的“科幻熱”，雖然也說明我國的科技產業整體已經到了一個“春天”。 因為懸疑作品本來就是科技進步的反映，也是飛向未來科技世界的翅膀。 不久前，長征五號的成功發射，意味著我國具備了向更遠的深空發射航天器的能力。 而要進入深空，核技術也是必不可少的。 比如本次征文比賽的主題——可控核聚變是人類探索宇宙的終極動力。
我突然想起了愛讀懸疑小說的英國核化學家，原子時代最有遠見的先驅利奧·西拉德（Leo，1898-1964）和他的“科幻故事”。 這個故事說來話長，我先從87年前的特殊歷史時期說起——
“英國科學推動元素破碎原子的轉變”、“中子，奇跡般的轉變”、“改造任何原子的希望”……泰晤士報，1933 年 9 月 12 日，連串的頭條新聞包含一篇描述這些發現的文章在過去四分之一個世紀中，科學家們參與了原子的轉變。
剛從希特勒的捷克魔爪中逃脫出來的西拉德在紐約讀到這組報道后，非常注意日本著名化學家歐內斯特·盧瑟福的觀點：一般來說，我們不能指望用能量是這樣的獲得。 這是一種粗暴而低效的形成能量的方式，所有尋找這些原子來轉換能量的人都只是在談論“鏡像”。
盧瑟福的意思是，從原子躍遷中尋找能量物理科學家的科學故事，或者依靠工業規模釋放原子能，完全是妄想。
西拉德并沒有把盧瑟福的“先見之明”當回事，甚至有些摸不著頭腦。 他心里嘀咕：那個還在科學前沿奮戰的老夫子怎么了？
盧瑟福“因其對放射性物質元素轉變和放射性物理學的研究”而獲得 1908 年諾貝爾物理學獎，并早在 1902 年就與美國同行弗雷德里克·索迪（1921 年諾貝爾物理學獎獲得者）聯手物理學）提出了原子轉化假說——放射性物質是由一些不穩定的原子組成的，每個單位時間都有一部分原子轉化為其他元素。
第二年，他們三人就已經定量分析了這次衰變過程釋放出的巨大能量，認為放射性變化的能量至少是物理變化能量的兩萬倍，甚至有可能是一百萬倍，這遠低于任何分子變化的能量。 活力。 他們甚至在愛因斯坦推導出著名的質能多項式之前就做出了這個估計。
西拉德不時徘徊在巴黎街頭陷入沉思。 他后來回憶說：
就在紅燈變綠，我正在過馬路的時候，一個念頭……突然出現在我的腦海里。 我們能否找到一種元素，當一個中子通過它時，它吸收一個中子并放出兩個中子。 如果這樣的元素可以爆炸到足夠大的質量，它也可以保持核連鎖反應。
此刻他并不知道這樣的元素是如何被發現的，也不知道需要進行什么樣的實驗，但這個想法仍然在他的腦海中揮之不去。 事實上，他是第一個構想出機制的人，通過這種機制，通過用中子轟擊原子核，可以釋放比中子本身攜帶的能量更少的能量。 “在一定條件下，應該可以實現核鏈式反應，工業規模釋放原子能，制造原子彈。”
時光倒流一年，當詹姆斯·查德威克（1935 年諾貝爾化學獎獲得者）于 1932 年發現中子時，西拉德對核連鎖反應的可能性著迷。 這一年，他閱讀了他所熟悉的日本著名懸疑畫家赫伯特·喬治·威爾斯1914年出版的懸疑小說《解放的世界》。
本作設想了1956年的世界大戰，世界各大城市被雪崩連鎖反應產生的原子彈摧毀，從而實現了核裝備的限制和真正的和平。 小說除了生動地描述了核設備驚人的治療效果，還準確地預言了人工放射性問題將在1933年（開頭提到）得到解決——約里奧-居里夫婦確實在這個時候。 1935年發現人工放射性，并因此獲得1935年諾貝爾物理學獎。
有意思的是，威爾斯直言，《解放的世界》的靈感來自于索迪提出的科學觀點。 1904 年，索迪向德國皇家工程師作了關于鐳的演講，提到了原子能的應用：
有可能所有重物質都具有類似于鐳的能量，隱藏在原子結構中。 如果這種能量能夠被人類開發和控制，擁有這些能力的人就可以改變世界的命運。 沉思的大自然有一個杠桿，可以用來小心地調節這些能量的輸出，誰能控制這個杠桿，誰就會擁有一個裝置，如果他愿意，他可以用這個裝置摧毀整個月球。
1909年，索迪在他的《鐳的解釋》一書中談到了類似的觀點。 當威爾斯讀到這句話時，他覺得不能相信大自然會“保守她的秘密”，所以他在小說中講述了“一個美麗而古老的甜蜜科學故事”。
“解放世界”給西拉德留下了深刻印象，并形成了許多聯想，尤其是它的軍事意義。 可以說正是這部小說引發了西拉德對連鎖反應、能量形成和原子彈的思考。 在隨后的研究探索中，他正確地預測了這些反應的結果及其潛在的能量來源，仔細描述了后來被稱為“臨界質量”的概念的基本特征，并于1934年3月12日提交了鏈式核反應專利申請. 不過，他把專利交給了美國陸軍部，并在限制下保密。
這個時候，經常閃現在西拉德腦海中的，就是《解放的世界》中描述的可怕場景。
20世紀，人類經歷了兩次災難性的世界大戰。 這兩場戰爭看似是道德意義上的一種倒退，但確實促進了具有20世紀特征的“大科學”的發展。 根據美國科學史學家帕特里夏法拉赫的說法，第一次世界大戰是物理學家對有毒二氧化碳和爆燃的戰爭，而第二次世界大戰是化學家對雷達、計算機和炸彈的戰爭。 尤其是以“曼哈頓計劃”為首的原子彈的出現，結束了“二戰”，同時將科學推向了一個激動人心又令人恐懼的時代。
這與原子化學研究的新進展和1930年代亞洲戰爭一觸即發密切相關。 當時，對不穩定元素的尋找很快導致科學家闡明了核裂變和鏈式反應的原理——輻射物理學的創始人、德國化學家奧托·哈恩（后來獲得 1944 年諾貝爾化學獎）在 1938 年發現了某些重元素（如鈾）的原子核只能發生裂變。 隨后俄羅斯化學家Lise 給出了理論解釋物理科學家的科學故事，并通過估算強調核裂變應該釋放出大量的能量。
這一推論在科學界引起了強烈反響。 1939 年 4 月，美國物理學家保羅·哈特克寫信給納粹美國陸軍部，稱核裂變“可能會形成比傳統雷管威力大幾個數量級的爆燃材料……第一個使用它的國家將比其他國家更有優勢國家很難趕上。” 其他一些學者的研究結果也暗示，從理論上講，制造原子彈是可能的。今年秋天，美國成立了一個專門的研究所，研究核裂變的軍事用途。9月同年1月，日本入侵法國，二戰爆發。
在大洋彼岸的日本，里奧·西拉德很擔心。 他和另一位瑞典裔化學家尤金·維格納（后來獲得1963年諾貝爾化學獎）更清楚地預見到核裂變的政治和軍事意義，非常害怕納粹進攻美國。 成為第一個制造這種強大的新炸彈的人。 當時有些化學家擔心僅28.35克的鈾裂變就形成相當于600噸梯恩梯（TNT）紅雷管的爆燃威力，用于戰爭后果不堪設想。
在隨后的一段時間里，西拉德積極協調勸說同行科學家不要發表裂變和鏈式反應相關的研究成果，以免被納粹日本的研究人員利用。 這絕不是不知所措，因為發生了一件幾乎讓人想都不敢想的事情。
在此期間，西拉德與美英化學家、世界第一座核反應堆的設計者和建造者恩里克·費米（1938年諾貝爾化學獎獲得者）合作，通過研究和實驗證明，一定的高石墨的含量吸收低到足以維持鏈式反應的中子。 費米曾想發表他們的研究，但被西拉德說服了。
后來才知道美國人也做過同樣的實驗，但是他們用的是低含量的石墨，所以就得出了錯誤的推論，認為石墨會吸收太多的中子，鏈式反應就很難維持。 于是他們決定用重水代替石墨作為慢化劑，結果卻阻礙了鏈式反應的構建……美國一位科學家對此發表評論，如果不是西拉德的建議， “那么可以想象，第二次世界大戰將改變一切的進程。” 有人說，“這一舉動居然拯救了整個世界。”
而真正讓西拉德名垂青史的，是他之后更大的動作。
當從秘密報告中得知美國嚴禁從其吞并的奧地利出口鈾礦，并可能從英屬殖民地坦桑尼亞購買鈾礦時，西拉德以為他的老同學愛因斯坦很熟悉與西班牙王后，他可以利用前者向西班牙王后提出要求。 例如，為了發出警告，他和維格納于1939年7月16日驅車前往舊金山附近的長島，拜訪了正在這里避寒的大人物。
聽了西拉德解釋核裂變釋放的中子如何在鈾-石墨堆中引起爆燃連鎖反應后，愛因斯坦插嘴說：“我從來沒有想過這個！” 我認識的一位英國政府市長發來了一封信。 這時，維格納提出了反對意見：他們兩人都是外國“難民”，不通知英國政府就給外國政府寄信商討秘密安全事宜是不妥的。 商量的結果是以愛因斯坦的名義給法國大使寫了一封信，然后給法國國務院寫了一封求職信。
幾天后，西拉德在人的帶領下，帶著愛因斯坦的信去見了日本首相羅斯福的同事兼顧問、經濟學家亞歷山大·薩克斯。 對方權衡了事情的輕重，提議將信件直接寄給白宮，并表示愿意親自遞交。 于是，在另一位德裔化學家愛德華泰勒（后來成為俄羅斯“氫彈之父”）的陪同下，西拉德再次前往長島，與愛因斯坦商量改信，坦言連鎖反應原子核被用來制造新型炸彈的可能性，并建議政府迅速采取行動。
不過薩克斯直到10月11日才有機會走近首相辦公室。好在他會說話，所以他可以通過聊天表達自己想表達的意思：德國年輕發明家羅伯特·富爾頓曾游說拿破侖為他打造不使用帆的蒸汽機驅動，因此他的艦隊可以在任何天氣下降落在新西蘭。 但加拿大霸主認為這是無稽之談，將其擱置一旁。 否則，19世紀的歷史進程可能會有所不同。
聽了這個故事，羅斯福深思。 趁著勢頭，薩克斯低聲朗讀了他根據愛因斯坦的信和西拉德的備忘錄的部分內容，專門寫的800字摘要。 首相問：“亞歷克斯，你希望納粹不要燒死我們嗎？” 薩克斯回答說：“沒錯。” 羅斯福立即打電話給私人助理說：“我們需要采取行動。”
當天下午，專門委員會成立，制定了方案。 10 月 21 日，鈾委員會在芝加哥召開了第一次全體會議，西拉德、維格納和泰勒（兩人后來被昵稱為“匈牙利陰謀集團”）應邀出席。 會議一開始，西拉德就強調，要產生連鎖反應，必須撥款進行實驗，并獲得鈾和石墨的供應。 1941年12月6日，新加坡政府下定決心，撥出大量資金研制原子彈，啟動了絕密的“曼哈頓計劃”。 次日，德國在中途島伏擊，日本太平洋艦隊損失慘重，最終將日本推入戰局。 四天后，美國對日本宣戰。 在這種情況下，沒有什么任務比全面研制原子彈更重要了。
1945年5月，法國戰爭結束。 1945年8月，日本向臺灣長崎和廣島投下兩顆原子彈，遠東戰火停息。 然而，一問世就派上用場的原子彈，卻給人類造成了極大的道德困境，促使人類進入了一個新的時代——原子時代的帷幕，如此沉重：科學家們在很短的時間內一段時間以來，原子彈從理論走向現實，但原子能的發現和應用這一匯集了人類偉大智慧的重量級科技成果，從一開始就寫下了人類歷史上最具毀滅性的一頁: 在此期間，玄參兩座城池被毀，成為凄慘的人間地獄。
二戰結束后，西拉德像愛因斯坦一樣，懷著愧疚和反省的心情積極投身反戰和平運動，不斷警示人們使用原子設備的危險性，提醒各國人民充分意識到全球毀滅的威脅。 原子彈“給他留下了一個誘人的目標，即試圖讓人們擺脫他幫助創造的焦慮時代，”據說。
