1939年春天，核物理學家們爭先恐後地討論原子彈的可能性。量子物理學的創始人尼爾斯·玻爾列舉了15個理由來說明核裂變不可能有實用價值。當時他無法預見，美國人花了3年時間，20億美元，才戰勝了他提出的每壹個不可能。將因發現核裂變而獲得諾貝爾獎的奧托·哈恩在1939年春天與朋友的辯論中脫口而出:“這是違背天意的！”
二戰前，科學經歷了壹個“理想時代”。盧瑟福所在的劍橋，尼爾斯·玻爾所在的哥本哈根，德國的哥廷根，都是物理學的三大中心。兩者關系密切，有壹種難以區分的師生關系。在這種氛圍下，很多物理系學生也學習拉丁詩歌，壹些富有想象力的想法隨時會打破物理學嚴謹的基石。恩利克·費密在給學生講課時說:“妳可以按照我的方法得到結果，但請不要問我這種方法的依據。”
1933年，哥廷根陷入納粹種族清洗的危機，玻爾向苦難的同僚伸出了橄欖枝。哥本哈根比以前更加熱鬧了。這壹年，愛因斯坦把家從柏林搬到了美國普林斯頓。
到1939年春天，他們中的許多人，尤其是猶太人，來到了美國。費米再也不能保持他的羅馬學校。他的妻子是猶太人。他們在1938和12出國，趁著諾貝爾獎，定居美國。戰後很多人討論為什麽是美國而不是德國先造出原子彈，這肯定是壹個至關重要的因素。
玻爾在1939年訪美期間，揭示了原子彈的秘密。他不僅向新世界的觀眾介紹了哈恩的工作，還闡述了梅斯納和弗裏斯的解釋。壹位後來被稱為“美國原子彈之父”的聽眾《奧本海默》後來回憶說:“我當時腦子裏就有了原子彈的概念。”回家後，《奧本海默》計算了爆炸所需的臨界質量。
另壹位科學家利奧·齊拉特試圖讓美國政府關註這個問題。通過他過去在歐洲的關系，他了解到有跡象表明德國可能已經開始研究原子彈。西拉德找到了支持他的羅斯福總統的非正式顧問亞歷山大·薩克斯。為了引起總統的註意，西拉德又找到愛因斯坦，愛因斯坦在給羅斯福的信上簽了名。
6月1939 10 11日，薩克斯得到了向羅斯福呈送這封信的機會，但疲憊的總統沒有理會。第二天，他們還有機會見面。薩克斯徹夜不眠，終於想出了壹個令人信服的故事:在拿破侖時代，美國發明家富爾頓建議皇帝建造壹支以蒸汽機為動力的艦隊，這樣他就可以在任何天氣下登陸英國。拿破侖趕走了富爾頓，因為他從未聽說過這樣的艦隊。如果當權者能夠更多地了解科學，歷史將會沿著壹條完全不同的曲線發展。羅斯福被他說服了，美國原子彈計劃開始啟動。早期對這個項目充滿熱情的科學家大多來自歐洲。他們確信納粹德國已經開始研制原子彈。
玻爾:原子彈的“雙父”
2005年春天，北京某大學為紀念“世界物理年”上演的壹場科學大戲惹惱了壹位80歲的老先生。物理學歷史學家和翻譯家高格發表了兩篇文章，指責中國版哥本哈根歪曲了玻爾的形象，顯示了他對物理學史的無知。高格對玻爾有著特殊的感情。他認為玻爾對現代物理學的重要性不亞於愛因斯坦。遺憾的是，玻爾的名字不僅沒有在中國流傳開來，隨著時間的推移，這個名字的光輝不僅被大眾遺忘，也被很多物理學家遺忘。
如果壹定要為原子彈找壹個教父，玻爾無疑是最合適的人選。1913年，玻爾提出了著名的原子理論，他對原子結構模型的研究使他獲得了1922年諾貝爾物理學獎。玻爾不僅從科學的角度為原子彈的誕生提供了最基本的理論，而且在精神上照顧著核物理的嬰兒:在原子彈試驗之前，玻爾就指出，如果原子能掌握在世界上愛好和平的人們手中，這種能量將保證世界的持久和平；如果被濫用，就會導致文明的毀滅。戰後，他獲得了第壹個美國和平利用原子能獎。
波爾是猶太人後裔。丹麥被德國占領後，他被困在哥本哈根。玻爾的學生，德國原子能研究的核心人物海森堡，在1941年的秋天拜訪了玻爾，他們謹慎地談論了鈾裂變和核武器等敏感問題。海森堡被公認為戰後德國核研究的領導者。費米試圖說服海森堡在1939年去美國，但海森堡拒絕了。
戰後，海森堡和他的支持者辯護說，他在戰爭期間表面上與當局講和，實際上卻積極反抗，即無限期推遲德國的原子彈計劃。但在高格看來，這種說法可以被上百個事實駁倒。“1941年，海森堡作為特使訪問了所有被德國占領的國家。那時候他已經是凱撒威廉物理研究所的所長了。在這樣的氣候下，很難想象玻爾和他之間會有什麽坦誠的對話。”作為玻爾全集的譯者，高格認為，這次談話加深了玻爾“德國對原子彈的研究已經開始”的印象。
1943年，玻爾終於跑了，知道研究所再也救不回來了。皇家空軍把他放進炸彈箱，像貴重物品壹樣運到英國，然後他去了美國。此時，研制原子彈的曼哈頓計劃已經啟動壹年多了，盡管羅斯福總統在1939和10中說:“此事應緊急處理。”但是真正的大額撥款決議直到1941 65438+2月6日才通過。
美國理論物理學家費曼此時也在曼哈頓計劃區。他調侃道:“以前這裏有很多大牌。玻爾來到洛斯阿拉莫斯後，都成了小人。”
但是玻爾並沒有給美國原子彈計劃帶來任何新的動力。戰後，惠勒回憶說:“玻爾來美國不是為了幫我們造原子彈，而是為了對使用原子彈的後果提出建議。”
催產素:政治
除了《奧本海默》，還有壹個重要的人物在1939年聚精會神地聽取了玻爾關於原子彈的演講。他是恩裏克·費米。
費米是個計算天才。1945年7月，第壹顆原子彈試驗的沖擊波到達他的位置時，他把手中的紙壹扔，通過紙被吹走的距離計算出原子彈的威力。結果與儀器測試結果非常接近。但他偶爾會失手。1939年他家搬到美國時，因為寒冷，費米夫人提議安裝擋風玻璃。費米經過計算發現擋風玻璃對提高室內溫度的作用幾乎可以忽略不計，所以沒有安裝擋風玻璃。幾個月後，窗戶安裝好了，因為費米發現他最後的計算把小數點移動了錯誤的位置。
費米反應堆
聽完玻爾的講座回家，費米向他的妻子解釋了其中的意義:“需要壹個中子來打碎壹個鈾原子，然後假設這個鈾原子在裂變時會釋放兩個中子，這兩個中子會撞擊另外兩個鈾原子並使它們分裂，這兩個分裂的原子會發射出四個中子。如果這樣繼續下去，我們壹開始只需要幾個人造中子轟擊，但最終這個反應會自發地繼續下去。”
但這仍然是壹個理論。中子太輕，不會被周圍的任何東西吸收。空氣和水可以在它們撞擊原子核之前輕易地捕獲它們。同事和朋友都加入了進來，包括利奧·齊拉特，他建議用碳來減緩中子的運行速度。他們壹起提出了壹種設計，其中純石墨(天然碳)和鈾層層堆疊，高純度石墨可以防止中子逃逸。1940年，美國軍方給他們6000元買石墨，費米和安德森在實驗室裏堆石墨。
當石墨堆到天花板時，費米開始想把房間裏的空氣抽出來，因為空氣中還有很多中子逸出，所以費米定制了壹個巨大的錫罐。他的朋友赫伯特安德森更有想象力。他向壹家橡膠公司訂購了壹個方形氣球，所以他必須向橡膠公司解釋方形氣球也能飛。
1942年冬天，芝加哥大學的網球場上矗立著壹個更大的氣球反應堆。65438年2月2日，在費米的指揮下，吸收中子的鎘棒被拔出，反應堆的輻射強度越來越高，按照人的意誌釋放出勢能。
這個反應堆的首次成功運行極大地鼓舞了官員們的士氣。至此，曼哈頓計劃正式啟動，萊斯利·格羅夫斯被任命為項目總監。他是壹個喜歡冒險的人。當費米的實驗沒有成功時，格羅夫斯將建造反應堆的計劃交給了杜邦公司。
在世界上第壹顆原子彈的制造過程中，許多項目都是以這種非同尋常的方式進行的。
與德國的競爭
1942年秋天，格羅夫斯和《奧本海默》在火車上第壹次相遇。這時，格羅夫斯已經被提升為準將，《奧本海默》被康普頓推薦成為美國歷史上最大的實驗室的主任。1945之後，壹個叫“原子彈將軍”，壹個叫“原子彈之父”。在《奧本海默》的建議下，新墨西哥的洛斯阿拉莫斯成為了新實驗室的所在地。
1943年，《奧本海默》40歲。雖然他很有名，但離玻爾或康普頓還很遠，但《奧本海默》用他的文學修養和口才彌補了這壹不足。曼哈頓計劃羅誌招募了當時美國最優秀的核物理學家之壹，洛斯阿拉莫斯實驗室的員工很快就超過了10000人。
與此同時在德國，原子彈計劃因為希特勒的自信而胎死腹中。1942年6月，海森堡向德國供應部長報告，從理論上講，從反應堆內部獲取爆炸物質是完全可能的。但德國占領大半個歐洲後，希特勒認為他的閃電戰可以征服世界，所以對所有6個月內不能出成果的研究都不感興趣。
但美國人認為德國人已經開始了原子彈計劃，這讓美國覺得必須加快速度。曼哈頓計劃迅速膨脹為壹個投資20億美元，員工超過654.38+0.5萬人的人大項目。許多項目只是在理論上被證明可行時才倉促上馬。格羅夫斯回憶說，當時他開玩笑說，他應該在國會山旁邊買壹棟房子，以防項目失敗，這樣他就可以準備好迎接國會的質詢。
1944年8月，物理學家戈德史密斯和壹個秘密小組來到巴黎，尋找德國研制原子彈的證據。到6月1944 11，他們找到的證據足以說明德國在原子能方面至少落後盟國兩年，德國無法制造原子彈，甚至無法制造原子彈所需的原料。戈德史密斯告訴壹名軍官，由於德國沒有原子彈，盟軍終於可以停止生產原子彈了。軍官的回答讓他大吃壹驚:“既然有這個東西，當然要用。”
1945年春天，曾經是美國原子彈計劃支持者的西拉德再次拜訪愛因斯坦，希望他簽署壹封新的信，這封信試圖說服美國總統放棄使用原子彈。此前，1944年6月，玻爾曾與羅斯福、丘吉爾會面，希望他們能就原子能問題與蘇聯談判，達成世界和平格局，丘吉爾因此懷疑玻爾是* * *的同情者。
當這封信還躺在橢圓形辦公室時，羅斯福意外去世，杜魯門成為總統。他讀過愛因斯坦簽名的信嗎？他的回憶錄裏根本沒有體現。
反對使用原子彈的浪潮也席卷到洛斯阿拉莫斯，許多參與該項目的科學家開始發起討論和簽名，但項目總經理格羅夫斯將軍在使用原子彈的問題上立場堅定:“我壹直把建議使用原子彈視為我的職責。”
沒有什麽能阻止它。德國投降後，洛斯阿拉莫斯的工作節奏加快了。1945年春，馬歇爾將軍指示格羅夫斯確定原子彈的投放目標。目標不再是德國，而是日本。
驚天動地的誕生
1945年7月6日淩晨5點30分，世界上第壹顆原子彈在美國新墨西哥州的沙漠地區爆炸成功。爆炸將方圓800米內的沙子燒成了綠色玻璃。無數作品用史詩般的語言記錄了這壹刻。
每個證人的心情都不壹樣。具有詩人氣質的《奧本海默》突然想起壹句印度古詩詞:我是死神，世界的毀滅者。卡爾森·馬克想起了幾個月前的壹個爭論，就是原子彈會不會點燃大氣層。現在看來那些火球會吞噬壹切。費米根據他灑出的紙條估計爆炸的沖擊力相當於2萬噸TNT。以前沒有科學家估計過它的威力。
起初，科學家們訂購了壹個大型鋼罐，準備爆炸，以便回收大部分貴金屬，防止炸藥擴散造成汙染。但是到了測試的時候，6到14英寸厚的坦克就被放棄了，因為即使核爆的威力低於某些人估計的250噸炸藥的威力，對於鋼制坦克來說也是無法承受的。試驗爆炸後發現，爆炸中心的溫度達到1億華氏度，相當於太陽表面的1萬倍。如果鋼罐還在，就會瞬間汽化。
早在壹年前，格羅夫斯和《奧本海默》就決定，要測試的第壹顆原子彈應該是內爆原子彈(他們稱之為“胖子”)，以測試其復雜的內爆系統。內爆原子彈內部是兩個半圓形球體。當球體在壹起，兩個半球的鈾重疊，就達到了鏈式反應的臨界質量。球體外面是高能炸藥。引爆原子彈時，先引爆外面的炸藥，然後炸藥產生高溫高壓，刺激裏面的球形鈈。這種方法是因為原料不足而采用的，但後來成為壹種廣泛使用的方法:在試驗氫彈時，先用炸藥點燃壹顆原子彈，再用原子彈點燃氫彈。
想出原子彈自我分裂方式的弗裏斯計算出了這個臨界點。這個過程不是由自動機械實現的，而是手工實現的。所以實驗充滿了危險，弗裏斯差點死在洛斯阿拉莫斯。
爆炸的結果很快被送到了總統那裏。在波茨坦會議上，丘吉爾意識到杜魯門突然變得更加強硬，並以更加堅定的語氣告訴俄羅斯人，有些要求是不可能的。他直到7月22日才知道答案，然後他和杜魯門協商，決定告訴斯大林。
但斯大林的反應比較平淡，這讓丘吉爾認為斯大林根本沒聽懂他們的談話。然而，壹位名叫斯米爾諾夫的俄國歷史學家這樣記下了當時的情況:“斯大林開會回來後，當著我的面把杜魯門對他說的話告訴了莫洛托夫。莫洛托夫當即表示:他是在為自己提價。斯大林笑著說:讓他扛吧，我們必須和庫爾恰托夫談加快工作的事。”
庫爾恰托夫是蘇聯核計劃的負責人。在間諜機構的幫助下，斯大林在7月20日或21得知了這個消息。回到莫斯科後，斯大林召開緊急核會議，許多科學家預言的核競賽開始了。
結束壹場戰爭，開始壹場恐怖。
在1939年愛因斯坦簽名給羅斯福的信中，有壹個技術細節。專家估計原子彈太重，不能用飛機投下。但是到了1940，這個問題就解決了，因為波音B-29重型轟炸機誕生了。
B-29超級轟炸機是二戰中最大、最成功的轟炸機。創下了轟炸機數量之最:載彈量9噸，航程6000公裏，可在萬米高空巡航，時速600公裏。在B-29轟炸機出現之前，日美只能在橫跨太平洋的海上進行消耗戰。B-29出現後，戰局大變，美國掌握了制空權。
1943年9月，B-29被選為原子彈母艦。此時，科學家還無法確定原子彈的形狀，所以B-29彈艙裝有可調節的H型桁架和原子彈裝載釋放系統。1944年2月28日，B-29在加州的穆洛克機場(後來的愛德華茲空軍基地)進行了原子彈模擬投放試驗。到8月份，46架B-29具備了投擲原子彈的能力。
與此同時，劇組的訓練也在緊張進行。這個特別項目由保羅·提貝茲上校指揮，他有在歐洲和北非駕駛B-17的經驗，並直接參與了B-29的試飛。
小男孩爆發。
壹切準備就緒。1945年7月25日，杜魯門做出了壹個重要決定，如果日本拒絕接受《波茨坦公告》，將對日本使用原子彈。
美軍最初的空投目標多達17個城市。格羅夫斯親自負責選擇投放目標，廣島最終被選為首選。廣島是壹個重要的軍事要塞，是當時日本除京都之外，沒有受到美國攻擊的最大城市。
8月5日早上1945，有跡象表明第二天會好。下午，在天寧島，原子彈“小男孩”被液壓梯吊起安裝。這種炸彈的外殼由黑色鋼板制成，重達4400公斤，就像“壹個加長的鰭狀垃圾桶”。“小男孩”配備了雷達、計時器和氣壓計，然後安裝在轟炸機上，用鏈條固定。
6日零時，下達最後指令。
執行任務的“恩諾拉家夥”有20名機組人員，包括地勤人員。飛行員是蒂貝茨上校，轟炸機是費雷比少校，軍械工程師是帕桑上校，電子技術官是傑普森上尉。巨大的轟炸機是銀色的，機翼長43米，機身上的名字令人眼花繚亂——埃諾拉蓋(Enolagay)，以蒂貝茨上校的母親命名。
蒂貝茨提醒船員使用護目鏡。根據天氣預報，廣島的黎明時分有風，陽光明媚。他們沒有睡好，因為他們必須在淩晨2點45分離開。2點27分，發動機啟動，飛機重6800公斤，有點超重，但成功通過了兩英裏跑道。在塞班島，帕森斯和傑普森爬進機艙完成炸彈的組裝。早上8點50分，他們在9500米的高空進入日本領空，這裏離廣島很近。
廣島的居民看到了兩架飛機，但他們並不在乎。有人像往常壹樣走在街上。廣島時間上午8點，計時器和氣壓計拉動扳機，原子彈爆炸。
起飛前，飛行員問壹位科學家如何最快離開投放點，得到的答案是盡可能急轉彎，沿切線飛離目標。所以當原子彈在廣島上空1000米處爆炸時，轟炸機已經飛到11英裏外了，但它卻像被高射炮打中了壹樣，搖搖晃晃，吱吱作響。
蒂貝茨回憶道，“廣島原子彈沒有形成蘑菇雲。它形成的東西，我們稱之為弦。它沖上去，黑的，亮的，彩色的，裏面是白光，灰色的，頂端像壹棵折疊的聖誕樹。”另壹名飛行員將這壹場景比作“壹口燒著黑油的鍋”。
爆炸後壹片死寂。接下來，地獄般的場景十分可怕:溫度高達2980℃，爆炸附近的受害者瞬間蒸發，昏迷中的幸存者像夢遊者壹樣行走，被撕裂的皮膚像破布壹樣耷拉在肉上。在劇烈的爆炸中，木屋、公園和樹木都在燃燒。河裏漂浮著燒焦的屍體。壹瞬間，廣島市不復存在。