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英国对美国战时核项目开启的推动性影响(2)

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

二、美国核项目在英国影响下的开启
    在英国逐步走上研制原子弹之路的同时,由于在美国参战之前英美两国之间的准军事政治同盟关系,两国在核研究领域的接触和交流从无到有,并逐渐变得密切。从时间上看,美国政府核项目的开启只比英国晚了30多天,但来自英国方面的推动实际起了关键性的作用。
    英美两国在核研究领域的交流,最初只是两国军事技术情报交流当中不经意的顺带话题,而第二次世界大战期间英美两国的军事技术情报交流,最早始于两国海军为应对日本全面侵华而导致的远东危局。然而,在1940年夏天之前,英美两国海军的技术情报交流是非常有限的,更谈不上范围更大的军事科学技术合作。丘吉尔任首相之后,为获得美国的军事援助和诱使美国早日参战,1940年8月,在他的指示下,亨利·蒂泽德和军需部科学研究局局长助理、核物理学家约翰·考克饶夫率团访问美国,在不强调“等价交换”的前提下向美方提供英国的机密军事技术情报(28)。考克饶夫发现,美国几乎所有的核研究工作都落后于英国大约几个月,而且不如英国进展得迅速(29)。尽管此次英国代表团与美国、加拿大方面就核研究领域的会谈是简短且顺带的,并未对美国的核研究产生任何促进性影响,但它开启了英国同美国以及加拿大在该领域的对话与交流,标志着英美核合作关系的开端。
    1941年3月1日,哈佛大学校长、国防研究委员会副主席科南特率团抵达伦敦进行回访。其间,科南特建立了国防研究委员会驻伦敦办事处,英国也在华盛顿设立了对应的常设机构——英国科学总办事处(the British Central Scientific Office)。科南特还与英方达成协议:国防研究委员会将直接与英国各相关部门交换军事研究情报;双方的原则是,英方将从事以防御英国本土为即刻目标的研究,而长远的发展则一般由美方承担(30)。
    同蒂泽德代表团一样,核问题也不在科南特英国之行的任务单上,但英方人士私下向他提到了工业和军事利用原子能的问题。科南特表示,“这是我第一次听说可以制造出一颗炸弹,即使只有那么一点点可能”。但是,他未深究这个问题(31)。原因有以下两方面:首先,此时科南特像绝大多数国防研究委员会技术官员以及美国原子物理学家一样,不相信制造原子弹是现实可行的,作为国防研究委员会副主席,他只对在这场战争中能够直接应用的军事技术感兴趣。他回忆到,“在那时我还没有意识到,超出一定大小的一块铀235在自发释放的快中子的作用下本身能够支持巨大能量的自持性的链式反应。换句话说,超出临界质量的铀235会成为一颗原子弹”(32)。其次,科南特知道核问题是国防研究委员会研究项目当中高度机密的特殊领域,他未被授权进行这方面的正式会谈。他表示,“我的自我强加的克制,部分是我坚信‘需要才知道'(need to know)原则的结果”(33)。另外,在科南特看来,他与英方有关人士的会谈是非官方性质的交流,而“如果布什什么时候想就原子能方面的工作同英方接触,他会通过布里格斯这一渠道”(34)。因此,科南特回国后未对布什提及这方面的事情(35)。
    然而,科南特代表团成员、哈佛大学物理学家肯尼思·班布里奇(Kenneth T.Bainbridge)暂时留在了英国,在研制原子弹问题上,他对布什产生了一定的影响。由于班布里奇熟悉核物理,莫德技术委员会邀请他列席了4月份的一次正式会议。班布里奇意外地发现,英国人已经接受了《弗里施—派尔斯备忘录》的结论,相信在两年内制造出一颗原子弹是可能的(36)。班布里奇立刻同布里格斯取得了联系,并建议派遣美方人员前往英国进一步核实此事。此时,加州大学伯克利分校的物理学家欧内斯特·劳伦斯(Ernest O.Lawrence)等人,正要求改变铀咨询委员会迟缓拖沓的行事方式。在收到班布里奇的汇报后,布什深感压力。他表示,“我不是原子物理学家,这方面的大部分内容我都不能理解,虽然我能理解一些技术问题”,“我知道这项工作会是费用巨大的,并且会严重干扰其它的战时工作。但是,压倒一切的想法是:我对德国科学怀有崇高的敬意,如果炸弹是可能的,如果它被证明是威力无比的,那么在希特勒手中的结果确实能使他奴役这个世界。如果美国全力以赴的努力能够完成这项困难的任务的话,第一个拥有它是十分重要的”(37)。于是,这促使布什4月18日邀请国家科学院的专家委员会对研制原子弹的前景进行秘密评估,以判断是否应继续投入更多的资金和设备以及是否应加快使铀项目服务于国防(38)。
    5月5日,美国物理学会会长、芝加哥大学教授阿瑟·康普顿(Arthur H.Compton)领导的专家委员会,听取了已回国的班布里奇和铀委员会成员的发言。5月17日,康普顿提交了专家委员会的第一份评估报告。报告指出,军事利用核能有三种方式:在敌方领土上投放放射性裂变制品,生产这种武器在实现链式反应后还需大约一年时间;以核反应堆的形式为潜艇和其它军舰提供动力,这在实现链式反应后还需大约三年时间;制造破坏力巨大的炸弹,这需要三至五年时间去分离足够数量的铀235,钚239也可能作为一种替代品,制造钚239炸弹在实现链式反应后还需一年时间。总体上,报告认为,制造一颗炸弹的时间不会早于1945年。报告建议,全力支持铀—石墨反应堆的中间试验和建造重水实验工厂。对于同位素铀235的分离研究,报告虽然赞成继续下去,但不认为是下一步的重点(39)。
    布什认为康普顿的报告的重点在于核动力研究,对于动员科学为目前这场战争服务的国防研究委员会来说,这是次要的目的,而报告对制造原子弹方法的论述很不明确,没有提到快中子裂变、临界质量和炸弹组合机制,并不能消除他对目前战争中铀能否被用来制造炸弹的担忧。他想知道,“将实验结果投入实际应用到底还有多远和多久”(40)。科南特也表示,他对康普顿报告的反应是“几乎完全否定的”,“自由世界的防务处于如此危险的状态,以至于只有在几个月或者至多一、两年内可能产生结果的努力,才值得认真考虑……胜利之后,才有足够的时间去考虑与非军事工业目标相关的物理研究项目”(41)。于是,布什要求再次进行评估。
    自英美双方互设军事科学技术办事处以来,英方会把莫德委员会的一些报告和会议记录的副本送交给美方,以便美国科学家参考(1940年11月14日美方第一次收到莫德委员会的文件)。在国家科学院专家委员会进行第二次评估的同时,布里格斯收到了一份莫德委员会4月9日的会议记录。在这次会议上,鲁道夫·派尔斯报告称,测算出的铀235的裂变横截面足以使制造一颗快中子炸弹变得现实可行(42)。另外,布里格斯还收到了欧内斯特·劳伦斯关于94号元素钚的报告。劳伦斯指出,钚239有一个比铀238大十倍的快中子裂变截面,并强调快中子裂变比慢中子裂变更重要,如果能够获得大量的钚239,那么快中子链式反应是可能的(43)。然而,尽管布里格斯的预算报告,“明显显示出受到英国人见解的影响”(44),但是,他仍然专注于慢中子链式反应,而相比快中子链式反应,这种反应方式更适合核能工业化利用或是生产钚239(此时劳伦斯还只是刚刚提出利用钚239制造原子弹,其可行性有待进一步证实)。7月11日,国家科学院专家委员会提交的第二份评估报告也是将重点放在核能工业化方面,这使布什和科南特再次感到失望,“这份报告并不比第一份报告更有用”(45)。因此,就如阿瑟·康普顿提到的那样,“政府负责任的代表们非常接近于将裂变研究从战时的计划中剔除出去”(46)。
    正当美国的核研究前景黯淡之时,来自英国的消息给布什和科南特带来了希望。7月10日,国防研究委员会成员、加州理工学院的物理学家查尔斯·劳里森(Charles C.Lauritsen),向布什汇报了他7月2日列席莫德技术委员会会议审议莫德报告草稿的情况,并概述了莫德报告的内容。劳里森指出,莫德委员会已经建议本国政府以最快的速度研发原子弹,但关于研发工作是在英国、加拿大还是在美国进行,尚未做出最终的决定。一些英国科学家强烈建议美国政府承担起这项工作(47)。事实上,布什在7月7日已收到了驻伦敦办事处发来的莫德报告草稿的副本。虽然直到10月3日莫德报告正式文本的副本才最终送交美方,但报告草稿足以表明,“英国人做的不仅仅是描绘一种可能性,他们还概述了一个确定的方案,布里格斯所提的建议和国家科学院的两份报告都没有做到如此”(48)。但是,布什和科南特仍未采取行动。因为出于谨慎,他们需要莫德报告的最终正式结论,“自那以后,布什显然决定等待官方传送过来的最终的莫德报告”(49)。
    另外,此时伯明翰大学马克·奥利芬特的美国之行,同样造成了重要的推动性影响。8月底,奥利芬特为了与美国同行共同研发雷达而抵达美国,但他也负责观察美国核研究的发展动态。奥利芬特发现,“记录和报告……已经送到莱曼·布里格斯那里……但我们事实上没有得到任何意见,我们对此迷惑不解……我在华盛顿给布里格斯打电话,只发现这位口齿不清、心不在焉的人将报告扔在保险柜里从未给他的委员会成员们看过”,奥利芬特对此“吃惊又沮丧”(50)。奥利芬特在证实美方S—1小组成员对莫德报告真的知之甚少之后,只好去找他所认识的美国同行,告知他们英方已取得的进展。9月初,奥利芬特拜访了欧内斯特·劳伦斯。劳伦斯被莫德报告的内容深深打动了,他随后安排奥利芬特与科南特和布什见面,但“科南特三缄其口,不愿意讨论国家秘密。在纽约,布什并不更愿意做出答复”(51)。另外,奥利芬特还会见了负责撰写专家委员会第二份评估报告的威廉·库利奇(William D.Coolidge),介绍了气体扩散法分离铀235的情况以及只要十公斤纯铀235在快中子的轰击下就能产生链式反应,而且释放的能量相当于一千吨普通高爆炸药所释放的能量,并毁掉半径一英里之内的所有东西。库利奇将这一情况转告给国家科学院院长朱厄特(Frank B.Jewett)并称,“就我所知,直到国家科学院提交第二份报告之后,国内仍未得知这一情况。我认为,对奥利芬特所讲的事情应给予认真的考虑”(52)。朱厄特随后将库利奇所说的情况告诉了布什。
    奥利芬特返回了英国,他不知道他的美国之行究竟产生了怎样的影响。另一方面,被他深深打动的劳伦斯决定采取进一步的游说行动。9月25日,因参加芝加哥大学五十年校庆,劳伦斯与科南特顺便拜访芝加哥大学的阿瑟·康普顿。劳伦斯讲述了奥利芬特告诉他的消息,并指出钚239作为制造原子弹的一种替代方案的重要性,以及他对美国核研究步伐迟缓的不满和对纳粹德国研制原子弹的担忧,希望以此直接向科南特施加压力。根据康普顿的说法,“我决心给劳伦斯以支持……科南特开始被说服了”(53)。然而,这个说法并不准确。科南特自己指出,“笔者(作为国防研究委员会主席)当时十分清楚英方的结论,但是不便透露这方面的信息,以及华盛顿正酝酿通过一次可能的重组以加快项目”(54)。面对劳伦斯的侃侃而谈,科南特故意施展激将法,“我禁不住打断他的言语,问他是否准备搁置自己的研究计划,而专门从事所提到的核研究的某些领域。他有点语塞,但同意如果需要他会那样去做”(55)。回到华盛顿后,科南特将情况向布什做了汇报。意识到了劳伦斯等人对铀咨询委员会的不满情绪以及美国的核项目正处于一个十字关头,布什决定让国家科学院专家委员会进行第三次评估。
    实际上,自7月初获知莫德报告草稿的内容后,科南特原有的立场开始发生动摇。他邀请哈佛大学同事和好友乔治·基斯佳科夫斯基(George B.Kistiakowsky)参与国家科学院专家委员会第三次评估工作。同时,科南特将莫德报告中有关两块裂变材料迅速组合在一起能够制造原子弹的构想告诉了基斯佳科夫斯基,希望他做进一步的调查研究。最初,基斯佳科夫斯基也持怀疑态度,“这在战场上似乎是一件难以完成的任务”。但是,几周之后,基斯佳科夫斯基告诉科南特,“它能够被制造出来起作用,我百分百被说服了”。基于多年相处而产生的信任,科南特开始完全相信制造一颗原子弹是现实可行的了,“我完全相信他的判断,如果他信服阿瑟·康普顿的计划,那我为什么还要有所保留呢”(56)。于是,“奥利芬特说服了劳伦斯,劳伦斯说服了康普顿,基斯佳科夫斯基说服了科南特”(57),这些人的观点对布什产生了重要的影响。
    “曼哈顿工程”的参与者、卡内基研究院地磁部的负责人默尔·图夫(Merle A.Tuve)后来称,“奥利芬特是一个真正推动美国去做那项事情的人,他同劳伦斯和康普顿一道推动了铀委员会去做了件伟大的事”(58)。阿瑟·康普顿则提到,“身处美国的我们第一次明白了,对于国家安全而言,在军事上探索原子弹的可能性是必要的,就在那时,美国的科学家开始竭尽全力投身于这项探索之中”(59)。齐拉特评价,“如果国会了解原子能工程的真实历史,我深信它将创设一种特别的奖章授予有杰出贡献的外国人,奥利芬特博士会是第一个被授予的人”(60)。

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