原子弹是如何造出来的？（上期）

简要

大家好，欢迎收听冷知识盲盒，我是用户主播乔羽蓝。深圳已经逐渐入秋，秋意渐凉。本期咱们来直接聊点“热”知识，那就是第一颗原子弹是如何造出来的。想要做成一件事，关键就在于知行合一。得先有对原子弹原理的认知，再到实验室的验证阶段，最终达成量产。

一谈到原子弹的理论基础，想必大家的第一反应就会联想到会吐舌头的爱因斯坦，在黑板写下 E=mc2，全称质量能量等价方程式。

E 表示能量，m 是物体静止时的质量，c 则代表着光速。输入 1g 的质量，就能得到 2.14 万吨 TNT 爆炸才能产生的可怕能量。这个公式是如此的优美简洁，以至于只需要稍加解释，大部分人都能够意识到如何才能获得巨大的能量。

但是想要仅凭这一条公式就发明出原子弹，那未免过于天方夜谭。爱因斯坦早在 1905 年就提出了质能等价方程，但它只是狭义相对论里的副产品。即使连爱因斯坦也觉得，质能转换虽然理论可行，但是单凭 20 世纪的技术工程水平，在现实中基本不可能把质量转换为能量。

以至于当时并没有科学家正儿八经的开始探索如何才能把质量变成能量。于是在质能公式提出的往后 28 年里，相关的探索基本停滞不前。

直到 1933 年，那个足以改变当时所有欧洲人命运的一年，命运的齿轮开始转动。英国的泰晤士报刊登了这样一则报道：剑桥大学的科学家发现了一种名叫中子的基本粒子，如果把中子当成炮弹去轰击原子核就会引发原子核分裂，进而释放出新的中子。

而此时的德国新闻头条却是：纳粹党赢得国会大多数席位，希特勒即将出任德国总理。两相对比，一个名叫希拉德的犹太裔科学家果断选择跑路到了英国。并且他还在苦口婆心地劝阻另一个犹太人一起跑，那就是爱因斯坦。当然这不仅仅是希拉德的唯一贡献，我们后面还会提到他。

到了英国后，希拉德仔细研究剑桥大学的研究成果，突然意识到这其实是一个正反馈体系。只要控制好各种输入参数 ，选择释放或吸收中子，就能够决定原子核的裂变过程是否能够持续。这就是链式反应的基础原理，至此原子弹的理论基础障碍基本已经一扫而空，接下来要做的便是在实验室中验证理论。

1938 年德国正式吞并奥地利，希特勒展露了他的野心。在这个节骨眼上，德国科学家哈恩在清理核分裂生成物时，无意间发现生成的质量比原来的物质似乎少了那么一点。在排除了测量误差后，哈恩还是找不到合适的理论来解释这一现象，毕竟爱因斯坦已经离开德国，科学界的正常沟通已经因为战争阴霾而相互隔绝。于是哈恩写信询问另一个科学家丽舍迈特纳。

迈特纳女士自己也是位大咖，她曾获得 29 次诺贝尔物理学奖提名，19 次化学奖提名。她在信中看到结果后，提出了一个大胆的假设，那就是缺少的那部分质量已转变为能量。不仅如此，她很快就计算出每个裂变的原子核大约能释放出 2 亿电子伏特的能量。

迈特纳女士将计算结果发回给了哈恩，并且还和另一位量子物理学宗师——波尔分享了自己的成果。

没错，这一轮下来你会发现，做出重大发现和进展的基本都是德国科学家，要么就是在德国大学内任教的外籍学者。如果历史没有转向，那么很可能在另一个平行宇宙里，我们的首先要学的外语是德语，而不是英语。

波尔是一名丹麦科学家，也是原子物理学界响当当的人物。后面我们还会多次提到波尔。他于 1939 年启程飞往美国，在华盛顿做了一次学术演讲，说的就是哈恩如何发现了核分裂以及最新进展。学术演讲是上午举办的，举座皆惊，不少科学家下午就马上赶回实验室，连夜还原实验结果。那景象就像此前各个验证超导现象一般热闹。

很快，实验结果就出来了。但是美国的物理学者们却感受到了脊背发凉，因为德国人已全面领先于美国人，指不定在哪一天就研制出了毁天灭地的原子弹。此时光物理学家小圈子有这个意识还不够，得马上向说服政府投入大量资源迎头赶上！

1939 年 8 月，富有远见的希拉德此时找到了已在美国的爱因斯坦，向他说明了自己的担忧。希望借助爱因斯坦的影响力，由他向总统写信说明此时的严重性。此时在场的还有另外两位犹太科学家，分别是尤金维格纳和爱德华泰勒。顺带一提，泰勒还有一个名字，那就是氢弹之父。

这四名犹太科学家共同商讨了要寄给罗斯福的信，并且阐明了原子弹可以毁灭一整座城市的可怕威力。美国已严重落后，必须抓紧迎头赶上。信写好了，那么赶快寄给总统吧，有爱因斯坦的声望加持，总统肯定会看吧？

这么想就有点天真了。这就好比突然有一天，有一个德高望重的物理学家甩给你一封信，里面充斥着大量专业术语，你靠半猜大概能得出个结论，那就是只需要一节 5 号电池，就能驱动你的蔚来跑上几天几夜。你的反应是什么？是不是内心也要打一个嘀咕？

更何况当时距离德国攻占波兰还有 29 天，美国仍在奉行孤立主义。凭什么可以让一个日理万机的总统当场作出一项改变人类命运的决策呢？

更加尴尬的事，在场的四人没有一个认识罗斯福总统，与政府官员也没有怎么打过交道。如果他们想当然的贴好邮票寄到白宫，那么最有可能的结果就是收来白宫的一张感谢卡，而不会有任何改变。

最后还得依靠希拉德。他有一个老友名叫做萨克斯，经常出入华尔街的名利场，此时正在罗斯福总统身边当经济顾问。希拉德稍加解释就让萨克斯明白了此事的重要性，萨克斯拍拍胸脯说阻止纳粹不在话下。

可别小看这个不起眼的送信任务，可以负责任的说，如果没有萨克斯的机敏与博学，这封信就算真的给罗斯福看了也不会有什么效果。我说一个令人窒息的场景你就知道这里面有多难了，那就是你应该如何向你的老板汇报，说服他给你画的饼来倾斜大量的资源？

这封信的全称叫做《爱因斯坦——希拉德信件》，有机会大家也可以自己搜来看一眼，你就能理解这件事有多么不容易了。

萨克斯一直等到希特勒正式入侵波兰后，找准时机向罗斯福递交了这封信。起初罗斯福非常抗拒阅读这封信，因为里面充斥着大量物理学术语。眼看罗斯福越来越不耐烦，萨克斯缓缓地说出了一个历史故事。那就是在 1803 年，美国人富尔顿发明了世界上第一个蒸汽轮船，然后他跑到法国皇帝拿破仑，希望说服拿破仑投资并生产这一个项目，好处是可以用来打败英国海军。不过拿破仑毫不客气的指出了这个蒸汽轮船的缺陷，声称这个技术很不成熟，不具备跨越英吉利海峡的能力。后面直接造成法国的海军建设大幅落后于英国。

萨克斯此时话锋一转，原子弹就是我们这个时代的蒸汽轮船，是划时代的新发明，您老可不能再当第二个拿破仑呀！罗斯福听完大受震撼，当即同意政府会马上采取动作。你看多听听冷知识盲盒还是有帮助的，万一就能靠一个故事点醒梦中人呢？

那么美国是不是马上就大干快上了呢？罗斯福接下来做的事情只是同意创建了一个专门负责研究原子弹的顾问委员会而已，离开始动手制作原子弹还差了十万八千里。并且当时的天时、地利、人和全部不在美国这边。

下期的冷知识盲盒将介绍关键人物——奥本海默的出场，以及他是如何高效组织并管理一个科学家团队，在一片与世隔绝的沙漠里，在三年内就成功追上大幅领先的德国人，最终造出了原子弹，成就人类科学与工程史上的一个奇迹。