點(diǎn)擊上方“藍(lán)字”，帶你進(jìn)入科普懸疑世界
原子時(shí)代最具遠(yuǎn)見的先驅(qū)——里奧·西拉德
1月15日下午，“核電無限 共創(chuàng)未來——紀(jì)念核工業(yè)65歲生日媒體見面會(huì)”在北京舉行，并特別安排了“核時(shí)代首部核懸疑小說征集頒獎(jiǎng)典禮”會(huì)議期間。 作為中國核工業(yè)集團(tuán)公司與中國核學(xué)會(huì)聯(lián)合發(fā)起的“核懸疑小說開放式結(jié)局大賽”的評(píng)委之一，我受邀出席會(huì)議并為獲獎(jiǎng)?wù)哳C獎(jiǎng)。 現(xiàn)場(chǎng)的所見所聞，我有一些看法。
中國核工業(yè)集團(tuán)公司監(jiān)事、黨組副主任祖斌在頒獎(jiǎng)致辭中說：
剛才的視頻大家已經(jīng)看到了，核和懸念是結(jié)合在一起的。 在當(dāng)今瞬息萬變的時(shí)代，只談“科普”，聽起來有點(diǎn)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(mèng)想家”。 懸疑的幻想有時(shí)可以成為夢(mèng)想的起點(diǎn)。
中國核學(xué)會(huì)理事長王守軍在致辭中也做出了極具懸念的表態(tài)：
近年來在我國盛行的“科幻熱”，雖然也說明我國的科技產(chǎn)業(yè)整體已經(jīng)到了一個(gè)“春天”。 因?yàn)閼乙勺髌繁緛砭褪强萍歼M(jìn)步的反映，也是飛向未來科技世界的翅膀。 不久前，長征五號(hào)的成功發(fā)射，意味著我國具備了向更遠(yuǎn)的深空發(fā)射航天器的能力。 而要進(jìn)入深空，核技術(shù)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(dòng)力。
我突然想起了愛讀懸疑小說的英國核化學(xué)家，原子時(shí)代最有遠(yuǎn)見的先驅(qū)利奧·西拉德（Leo，1898-1964）和他的“科幻故事”。 這個(gè)故事說來話長，我先從87年前的特殊歷史時(shí)期說起——
“英國科學(xué)推動(dòng)元素破碎原子的轉(zhuǎn)變”、“中子，奇跡般的轉(zhuǎn)變”、“改造任何原子的希望”……泰晤士報(bào)，1933 年 9 月 12 日，連串的頭條新聞包含一篇描述這些發(fā)現(xiàn)的文章在過去四分之一個(gè)世紀(jì)中，科學(xué)家們參與了原子的轉(zhuǎn)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(bào)道后，非常注意日本著名化學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福的觀點(diǎn)：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(zhuǎn)換能量的人都只是在談?wù)摗扮R像”。
盧瑟福的意思是，從原子躍遷中尋找能量物理科學(xué)家的科學(xué)故事，或者依靠工業(yè)規(guī)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(dāng)回事，甚至有些摸不著頭腦。 他心里嘀咕：那個(gè)還在科學(xué)前沿奮戰(zhàn)的老夫子怎么了？
盧瑟福“因其對(duì)放射性物質(zhì)元素轉(zhuǎn)變和放射性物理學(xué)的研究”而獲得 1908 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，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(xué)獎(jiǎng)獲得者）聯(lián)手物理學(xué)）提出了原子轉(zhuǎn)化假說——放射性物質(zhì)是由一些不穩(wěn)定的原子組成的，每個(gè)單位時(shí)間都有一部分原子轉(zhuǎn)化為其他元素。
第二年，他們?nèi)司鸵呀?jīng)定量分析了這次衰變過程釋放出的巨大能量，認(rèn)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(yuǎn)低于任何分子變化的能量。 活力。 他們甚至在愛因斯坦推導(dǎo)出著名的質(zhì)能多項(xiàng)式之前就做出了這個(gè)估計(jì)。
西拉德不時(shí)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(shí)候，一個(gè)念頭……突然出現(xiàn)在我的腦海里。 我們能否找到一種元素，當(dāng)一個(gè)中子通過它時(shí)，它吸收一個(gè)中子并放出兩個(gè)中子。 如果這樣的元素可以爆炸到足夠大的質(zhì)量，它也可以保持核連鎖反應(yīng)。
此刻他并不知道這樣的元素是如何被發(fā)現(xiàn)的，也不知道需要進(jìn)行什么樣的實(shí)驗(yàn)，但這個(gè)想法仍然在他的腦海中揮之不去。 事實(shí)上，他是第一個(gè)構(gòu)想出機(jī)制的人，通過這種機(jī)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(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，工業(yè)規(guī)模釋放原子能，制造原子彈。”
時(shí)光倒流一年，當(dāng)詹姆斯·查德威克（1935 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）于 1932 年發(fā)現(xiàn)中子時(shí)，西拉德對(duì)核連鎖反應(yīng)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(shè)想了1956年的世界大戰(zhàn)，世界各大城市被雪崩連鎖反應(yīng)產(chǎn)生的原子彈摧毀，從而實(shí)現(xiàn)了核裝備的限制和真正的和平。 小說除了生動(dòng)地描述了核設(shè)備驚人的治療效果，還準(zhǔn)確地預(yù)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(shí)在這個(gè)時(shí)候。 1935年發(fā)現(xiàn)人工放射性，并因此獲得1935年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
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(xué)觀點(diǎn)。 1904 年，索迪向德國皇家工程師作了關(guān)于鐳的演講，提到了原子能的應(yīng)用：
有可能所有重物質(zhì)都具有類似于鐳的能量，隱藏在原子結(jié)構(gòu)中。 如果這種能量能夠被人類開發(fā)和控制，擁有這些能力的人就可以改變世界的命運(yùn)。 沉思的大自然有一個(gè)杠桿，可以用來小心地調(diào)節(jié)這些能量的輸出，誰能控制這個(gè)杠桿，誰就會(huì)擁有一個(gè)裝置，如果他愿意，他可以用這個(gè)裝置摧毀整個(gè)月球。
1909年，索迪在他的《鐳的解釋》一書中談到了類似的觀點(diǎn)。 當(dāng)威爾斯讀到這句話時(shí)，他覺得不能相信大自然會(huì)“保守她的秘密”，所以他在小說中講述了“一個(gè)美麗而古老的甜蜜科學(xué)故事”。
“解放世界”給西拉德留下了深刻印象，并形成了許多聯(lián)想，尤其是它的軍事意義。 可以說正是這部小說引發(fā)了西拉德對(duì)連鎖反應(yīng)、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(yù)測(cè)了這些反應(yīng)的結(jié)果及其潛在的能量來源，仔細(xì)描述了后來被稱為“臨界質(zhì)量”的概念的基本特征，并于1934年3月12日提交了鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng)專利申請(qǐng). 不過，他把專利交給了美國陸軍部，并在限制下保密。
這個(gè)時(shí)候，經(jīng)常閃現(xiàn)在西拉德腦海中的，就是《解放的世界》中描述的可怕場(chǎng)景。
20世紀(jì)，人類經(jīng)歷了兩次災(zāi)難性的世界大戰(zhàn)。 這兩場(chǎng)戰(zhàn)爭看似是道德意義上的一種倒退，但確實(shí)促進(jìn)了具有20世紀(jì)特征的“大科學(xué)”的發(fā)展。 根據(jù)美國科學(xué)史學(xué)家帕特里夏法拉赫的說法，第一次世界大戰(zhàn)是物理學(xué)家對(duì)有毒二氧化碳和爆燃的戰(zhàn)爭，而第二次世界大戰(zhàn)是化學(xué)家對(duì)雷達(dá)、計(jì)算機(jī)和炸彈的戰(zhàn)爭。 尤其是以“曼哈頓計(jì)劃”為首的原子彈的出現(xiàn)，結(jié)束了“二戰(zhàn)”，同時(shí)將科學(xué)推向了一個(gè)激動(dòng)人心又令人恐懼的時(shí)代。
這與原子化學(xué)研究的新進(jìn)展和1930年代亞洲戰(zhàn)爭一觸即發(fā)密切相關(guān)。 當(dāng)時(shí)，對(duì)不穩(wěn)定元素的尋找很快導(dǎo)致科學(xué)家闡明了核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原理——輻射物理學(xué)的創(chuàng)始人、德國化學(xué)家奧托·哈恩（后來獲得 1944 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）在 1938 年發(fā)現(xiàn)了某些重元素（如鈾）的原子核只能發(fā)生裂變。 隨后俄羅斯化學(xué)家Lise 給出了理論解釋物理科學(xué)家的科學(xué)故事，并通過估算強(qiáng)調(diào)核裂變應(yīng)該釋放出大量的能量。
這一推論在科學(xué)界引起了強(qiáng)烈反響。 1939 年 4 月，美國物理學(xué)家保羅·哈特克寫信給納粹美國陸軍部，稱核裂變“可能會(huì)形成比傳統(tǒng)雷管威力大幾個(gè)數(shù)量級(jí)的爆燃材料……第一個(gè)使用它的國家將比其他國家更有優(yōu)勢(shì)國家很難趕上。” 其他一些學(xué)者的研究結(jié)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(gè)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(zhàn)爆發(fā)。
在大洋彼岸的日本，里奧·西拉德很擔(dān)心。 他和另一位瑞典裔化學(xué)家尤金·維格納（后來獲得1963年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）更清楚地預(yù)見到核裂變的政治和軍事意義，非常害怕納粹進(jìn)攻美國。 成為第一個(gè)制造這種強(qiáng)大的新炸彈的人。 當(dāng)時(shí)有些化學(xué)家擔(dān)心僅28.35克的鈾裂變就形成相當(dāng)于600噸梯恩梯（TNT）紅雷管的爆燃威力，用于戰(zhàn)爭后果不堪設(shè)想。
在隨后的一段時(shí)間里，西拉德積極協(xié)調(diào)勸說同行科學(xué)家不要發(fā)表裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)相關(guān)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?yàn)榘l(fā)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(xué)家、世界第一座核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)者和建造者恩里克·費(fèi)米（1938年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）合作，通過研究和實(shí)驗(yàn)證明，一定的高石墨的含量吸收低到足以維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中子。 費(fèi)米曾想發(fā)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(shí)驗(yàn)，但是他們用的是低含量的石墨，所以就得出了錯(cuò)誤的推論，認(rèn)為石墨會(huì)吸收太多的中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就很難維持。 于是他們決定用重水代替石墨作為慢化劑，結(jié)果卻阻礙了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的構(gòu)建……美國一位科學(xué)家對(duì)此發(fā)表評(píng)論，如果不是西拉德的建議， “那么可以想象，第二次世界大戰(zhàn)將改變一切的進(jìn)程。” 有人說，“這一舉動(dòng)居然拯救了整個(gè)世界。”
而真正讓西拉德名垂青史的，是他之后更大的動(dòng)作。
當(dāng)從秘密報(bào)告中得知美國嚴(yán)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(shí)，西拉德以為他的老同學(xué)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(fā)出警告，他和維格納于1939年7月16日驅(qū)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(yīng)后，愛因斯坦插嘴說：“我從來沒有想過這個(gè)！” 我認(rèn)識(shí)的一位英國政府市長發(fā)來了一封信。 這時(shí)，維格納提出了反對(duì)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(jié)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(wù)院寫了一封求職信。
幾天后，西拉德在人的帶領(lǐng)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(jīng)濟(jì)學(xué)家亞歷山大·薩克斯。 對(duì)方權(quán)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(xué)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(yīng)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(dòng)。
不過薩克斯直到10月11日才有機(jī)會(huì)走近首相辦公室。好在他會(huì)說話，所以他可以通過聊天表達(dá)自己想表達(dá)的意思：德國年輕發(fā)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(jī)驅(qū)動(dòng)，因此他的艦隊(duì)可以在任何天氣下降落在新西蘭。 但加拿大霸主認(rèn)為這是無稽之談，將其擱置一旁。 否則，19世紀(jì)的歷史進(jìn)程可能會(huì)有所不同。
聽了這個(gè)故事，羅斯福深思。 趁著勢(shì)頭，薩克斯低聲朗讀了他根據(jù)愛因斯坦的信和西拉德的備忘錄的部分內(nèi)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(cuò)。” 羅斯福立即打電話給私人助理說：“我們需要采取行動(dòng)。”
當(dāng)天下午，專門委員會(huì)成立，制定了方案。 10 月 21 日，鈾委員會(huì)在芝加哥召開了第一次全體會(huì)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(tuán)”）應(yīng)邀出席。 會(huì)議一開始，西拉德就強(qiáng)調(diào)，要產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，必須撥款進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并獲得鈾和石墨的供應(yīng)。 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(dòng)了絕密的“曼哈頓計(jì)劃”。 次日，德國在中途島伏擊，日本太平洋艦隊(duì)損失慘重，最終將日本推入戰(zhàn)局。 四天后，美國對(duì)日本宣戰(zhàn)。 在這種情況下，沒有什么任務(wù)比全面研制原子彈更重要了。
1945年5月，法國戰(zhàn)爭結(jié)束。 1945年8月，日本向臺(tái)灣長崎和廣島投下兩顆原子彈，遠(yuǎn)東戰(zhàn)火停息。 然而，一問世就派上用場(chǎng)的原子彈，卻給人類造成了極大的道德困境，促使人類進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代——原子時(shí)代的帷幕，如此沉重：科學(xué)家們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)一段時(shí)間以來，原子彈從理論走向現(xiàn)實(shí)，但原子能的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用這一匯集了人類偉大智慧的重量級(jí)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(zhàn)結(jié)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(zhàn)和平運(yùn)動(dòng)，不斷警示人們使用原子設(shè)備的危險(xiǎn)性，提醒各國人民充分意識(shí)到全球毀滅的威脅。 原子彈“給他留下了一個(gè)誘人的目標(biāo)，即試圖讓人們擺脫他幫助創(chuàng)造的焦慮時(shí)代，”據(jù)說。
