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英国对美国战时核项目开启的推动性影响

http://www.newdu.com 2017-08-28 中国社会科学网 耿志 参加讨论

【作者简介】耿志,天津师范大学历史文化学院、欧洲文明研究院
    第二次世界大战末期,美国成功研制出原子弹并投入实战,从而加快了世界反法西斯战争的胜利进程。1945年8月12日,广岛和长崎遭受原子弹轰炸之后数日,美国政府公布了一份有关曼哈顿工程(the Manhattan Project)技术发展概况的报告——《史密斯报告》①。此后不同时期英美学术界涌现了大量有关曼哈顿工程发展史的研究成果②以及有关英国原子能研发历程和英美核合作关系史的成果③。然而,包括《史密斯报告》在内的美国官方史有意忽视或贬低英国的贡献,从而给世人的印象研制出原子弹完全是美国的成就,例如曼哈顿工程官方史称,“总的来说,英国在科学方面的贡献比一般所认为的要小得多。它决不是至关紧要的,甚至事实上是不重要的,从定量的角度评价其占到总量的1%也是对它的高估,工程和技术上的贡献实际上为零。即使完全没有来自英方的贡献,我们最终成功的日期也未必会被延误一天,这无疑是真实的”④。
    另一方面,英国原子能官方史则力争体现英方的贡献,例如其作者玛格丽特·高英指出,“英国人丝毫不知道,他们对于美国的成就的贡献是多么具有决定性。如果他们知道的话,当不久出现合作中断以及当布什博士和科南特博士显然没有承认有欠于英国人时,他们可能会感到更加的愤懑不平”⑤。客观地看,英方的贡献应得到公正的评价,相比英国科学家后来参与到“曼哈顿工程”中所做出的贡献,英国对于美国政府战时核项目开启的影响实际更具关键性和重要性。虽然既有的一些国内外研究成果不同程度地提到了这种贡献,但仍需做进一步细致的个案研究,以还原历史的本来面目⑥。本文尝试在档案文件、相关当事人回忆录、英美关于原子能研发的官方史以及前人研究成果的基础上,对该问题做专门的梳理和论述。
    一、战争爆发前后英国的核研究状况
    美国正式开启核项目始于1941年10月9日罗斯福总统批准科学研究与发展局(the Office of Scientific Research and Development)⑦局长瓦尼瓦尔·布什(Vannevar Bush)扩大和深化核研究的提议。这一重要的政策决定主要受两方面因素的影响。
    一是流亡美国的欧洲物理学家们的积极谏言,其中又以匈牙利裔的犹太物理学家列奥·齐拉特(Leó Szilárd)⑧的贡献最大。通常所知的1939年8月2日阿尔伯特·爱因斯坦提醒罗斯福总统关注铀研究的潜在军事价值以及纳粹德国在此领域最新研究动向的信件,实为齐拉特所写⑨。在这封信件的影响下,10月12日罗斯福授意成立了一个小型的非正式委员会——铀咨询委员会(Advisory Committee on Uranium),充当政府与从事核研究的科学家之间的联络机构。1940年6月27日,在法国败亡、英国独力抵抗纳粹德国的形势下,为动员科学界为美国可能卷入的战争服务,卡内基研究院院长、前麻省理工学院副校长万尼瓦尔·布什谏言罗斯福总统成立了国防研究委员会,铀咨询委员会成为国防研究委员会下辖的部门之一⑩。美国原子能官方史对此评价到,“对于铀项目而言,它的创立是一件意义重大的事件。它使铀研究在资金上摆脱了对军方的单独依赖,更重要的是,它从一个非正式的特设委员会手中挽救了这一研究新领域”(11)。然而,在较长的一段时期内,除齐拉特等极少数人之外,无论是布什、科南特这样的学术官员,还是美国的原子物理学家,都不相信制造原子弹是现实可行的,铀咨询委员会的活动因此显得松懈迟缓。另一方面,对于纳粹德国首先制造出原子弹的担忧,却又一直在相关决策者的脑海之中萦绕不去,从而使得美国政府一度在是否应着手研制原子弹这个问题上,处于踌躇不定的状态。
    另外一个因素则更为关键和重要,即英国对战时美国核项目开启的推动影响,也是本文要专门加以探讨的内容。相比美国,英国的原子物理学历史更悠久,世界影响更大,因此也更早认识到军事利用原子能的可能性和现实性。
    至第二次世界大战爆发时,英国已是当时世界几大原子物理研究中心之一,尤其是剑桥大学的卡文迪什物理实验室(Cavendish Laboratory)声名显赫。此时,英国的原子物理学家与其他国家的同行们一样,十分关注7个月前奥地利女物理学家莉泽·迈特纳(Lise Meitner)和她的外甥物理学家奥托·弗里施(Otto R.Frisch)对德国化学家奥托·哈恩(Otto Hahn)和弗里茨·施特拉斯曼(Fritz Strassmann)的实验所做出的铀核裂变的解释(12)。英国一些物理学家据此相信,“如果能准备足够质量的铀,那么它将会成为比现在任何已知物质的能量大得难以置信的一种热和动力的来源,尽管这是成功与失败机会大致参半的事。还有一种可能性,即使这种可能性非常之小,即它拥有一种能量不同寻常的爆炸性”(13)。然而,战争的爆发没能促进英国政府重视核研究,许多物理学家被政府招募,承担与战争需要紧急相关的工作,如雷达、反潜技术等。除此之外,未充分认识到制造原子弹的现实可能性也是一个重要的原因。例如,当英国科学与工业研究部(the Department of Scientific and Industrial Research)(14)大臣爱德华·阿尔普顿爵士(Sir Edward Appleton)询问利物浦大学的詹姆斯·查德威克(James Chadwick,中子的发现者)关于研制原子弹的现实可能性时,得到的答复是:“搬起石头砸自己的脚是这一过程首个成功人的命运”,尽管查德威克并不认为这种困难是难以逾越的,并指出“真正的困难是裂变过程的自持性”(15)。因此,一度解除了英国政府对纳粹德国首先研制出原子弹的担忧。
    由于核研究未受到英国政府的重视,从而使得一些流亡英国的欧洲物理学家能够被允许涉足这一暂未被列入机密的研究领域。对于这些流亡者来说,“我们只要考虑一下他们在1932-1933年所受到的纳粹学生的嘲弄和迫害,就会理解他们由于怕希特勒第一个掌握这样可怕的武器而产生的忧虑了”(16)。1940年3月,因战争爆发而留在伯明翰大学的奥托·弗里施和同事鲁道夫·派尔斯(Rudolf E.Peierls)(17),向该校物理系主任马克·奥利芬特(Mark Oliphant)提交了一份联名备忘录。这份备忘录分为两个部分:第一部分为《关于放射性超级炸弹特性的备忘录》(Memorandum on the Properties of a Radioactive Super-bomb),主要阐述核炸弹的影响及所带来的道义问题;第二部分为《论基于铀核链式反应的一种“超级炸弹”的构造》(On the Construction of a 'Super-bomb'; based on Nuclear Chain Reaction in Uranium),主要涉及制造核炸弹的技术细节问题,是备忘录至为关键的部分。备忘录指出,制造原子弹只需5公斤左右而不是之前物理学家一般所估计的数吨或数十吨纯铀235,通过两个铀半球瞬间合并达到链式反应临界状态的构造原理,就能制造出威力巨大的炸弹(18)。尽管《弗里施—派尔斯备忘录》中的一些提法和计算后来证明是有误的,但是,“对铀235裂变横截面的估算,证明是非常接近于指标……它是所有国家中第一份用科学的说服力预言制造原子弹的现实可能性以及它所带来的恐怖景象的备忘录”(19)。美国理论物理学家杰里米·伯恩斯坦称其为“一份改变世界的备忘录”(20)。
    奥利芬特将这份备忘录转交给了空战科学研究委员会(the Committee on the Scientific Survey of Air Warfare)(21)主席、伦敦帝国学院院长亨利·蒂泽德爵士(Sir Henry T.Tizard),引起了蒂泽德的重视。4月24日,蒂泽德在空战科学研究委员会之下成立了一个小组委员会,专门调查研制原子弹的现实可能性。6月,该小组委员会获得了一个代号——莫德(M.A.U.D.)(22),并决定隶属于飞机生产部(Ministry of Aircraft Production)。在莫德委员会所属技术委员会各小组的协同努力下,“到1941年3月,制造一颗原子弹实际上已不再是一个科学遐想”(23)。
    1941年7月29日,查德威克代表莫德委员会向飞机生产部提交了两份报告,一份名为《关于利用铀制造原子弹的报告》(On the Use of Uranium for a Bomb),另一份名为《关于利用铀作为动力源的报告》(On the Use of Uranium as a Source of Power),统称为莫德报告。报告以《弗里施—派尔斯备忘录》为基础,认为不但制造原子弹是现实的,而且“在战争中可能导致决定性的结果”;建议“在最高优先级别和在尽快制造出武器所必需的规模日益扩大的基础上,继续开展这项工作;目前同美国的合作应当继续,尤其应当扩大实验方面的合作”(24)。9月3日,首相丘吉尔关于全力研制原子弹的政策决定得到了三军参谋长的支持,枢密院大臣安德森爵士(Sir John Anderson)被任命为该项目的负责人(25)。丘吉尔的这一政策决定成为英国政府研制原子弹的开端。9月25日,战时内阁科学咨询委员会(the Scientific Advisory Committee)(26)针对莫德报告所做评估得出的结论,进一步为研制原子弹的政策决定提供了强有力的依据(27)。11月初,英国原子弹研制项目在“管合金”(Tube Alloys)的代号下正式启动,不再置于飞机生产部之下,而是隶属科学与工业研究部。

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