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科学的双刃剑(诺贝尔奖和蘑菇云) 版权信息
- ISBN:9787100054362
- 条形码:9787100054362 ; 978-7-100-05436-2
- 装帧:暂无
- 册数:暂无
- 重量:暂无
- 所属分类:>
科学的双刃剑(诺贝尔奖和蘑菇云) 本书特色
科学,作为推动人类文明进程的力量,长期影响着人类的
生活、思想和行为方式。正如古老的谚语所说:“每一个硬
币都有它的正反两面。”科学也不例外。通过科学,人们可
以探索世界、认识自然,进而改善生活,通过科学,人们也
可以摧毁物质、破坏生态,甚至危及生命。通过无数天才科
学家前赴后继的努力所发现的原子能,从它的奥秘被揭示后,
便在战争的阴霾下成长。原子能促进了原子弹的诞生,*终导
致了广岛和长崎的灾难。回顾这样一个历程,有利于人们反
思自己的行为,从而全面地认识科学,理性地看待诺贝尔奖
这个科学的桂冠。
科学的双刃剑(诺贝尔奖和蘑菇云) 目录
上篇 揭开原子核秘密的科学家
X射线和放射性
伦琴和X射线
贝克勒尔和铀射线
居里夫妇和放射性
卢瑟福和放射性衰变
尼尔斯·玻尔和他的氢原子理论
砸,砸开原子核!
卢瑟福成了炼金术士
查德威克和中子
费米和慢中子
柯克罗夫特、沃尔顿和加速器
劳伦斯和回旋加速器
核裂变了!
哈恩和迈特纳划时代的发现
美国物理学界疯狂了
西拉德和爱因斯坦
下篇 政府干预,制造原子弹
英国的“莫德委员会”
弗里希-派尔斯报告
莫德委员会
约翰牛和山姆大叔的合作
美国的曼哈顿工程
意大利人“登陆成功”
群英会聚深山老洼
“我已经变成了死神”
德国的原子弹的研制
军方的态度决定一切
在纳粹统治时期的海森伯
一群高贵的囚徒
蘑菇云在日本上空升起
人类的**次原子弹劫难
科学家的反思
附录
本书大事年表
参考书目
后记
科学的双刃剑(诺贝尔奖和蘑菇云) 节选
1945年7月16日凌晨5点30分,在荒凉的新墨西哥州洛斯阿拉莫斯(Los
Alamos),世界上**颗实验性的原子弹点火爆炸了。随着那比1000个太阳还要
亮的光辐射和巨大的蘑菇云升上天空,一个新的时代开始了!
一位在距离爆炸中心10英里(约16公里)以外大本营的科学家莫里森
(Philip Morrison,1915---2005)深感不安地说:
10英里以外,我们看到了令人难以置信的明亮闪光。那
还不是*令人难忘的东西。我们已经知道它是会令人目眩
的。我们戴了焊工的眼镜。*使我难忘的不是闪光,而是在沙
漠寒冷的清晨,你脸上所感受到的白天令人眼花缭乱的明亮
阳光的灼热。这就像是打开一个熊熊燃烧的火炉.太阳JXY_
面像日出那样冒出来。
实验基地科学领导人奥本海默(J.R.Oppenheimer,1904--1967)的弟弟弗兰
克(Frank Oppenheimer)在回忆中说:
……这个令人感到不祥的云层悬浮在我们的头上。它呈
现出如此光彩夺目的紫色,全带着放射性光芒。它看起来似
乎永无止境地挂在那里了。当然,不会是永久的。它实际上只
有很短一瞬间,然后它就往上升去。这是非常可怕的。 :
接着是爆炸的雷鸣声。它在山岩上跳跃,然后就远去
了——我不知道它还撞击在什么东西上。但是好像永远停不
下来。不像雷鸣的通常回音。它不断地在远处什么地方翻来
覆去回响。当它消逝时,那个时刻非常令人惶恐不安。
我希望我能记得我哥哥当时说了些什么,但是我记不起
来了——我想我们只说:“成功了!”我想这就是我们说的,我
们两个都这样说:“成功了!” ’
拉比(I.I.Rabi,1898一1988,1944年获诺贝尔物理学奖)当时也在洛斯阿拉莫
斯,在这颗原子弹爆炸后,他感受到f一种从未有过的威胁。他这样写道:
我们在黎明时刻躺在那里,非常紧张,东方刚刚现出了
几缕金色的光线;你只能够朦朦胧胧地看到你旁边的人。那
10秒钟是我经历过的*长的10秒钟。忽然间,出现了一束巨
大无比的闪光,这是我所见过的*亮的光。它爆炸了,它猛然
向前扑,它势如闪电般地向你袭来。这景象让人目不暇接,让
人永生难忘。你只会低声祈求:停下来吧,停下来吧!但它只
不过才持续了两分钟。*后,它终于过去了,逐渐停息……当
我们朝着原子弹爆炸的地方看去的时候,那儿上空有一个巨
大无比的火球.它越变越大,一边增大一边翻腾着向空中升
去。它开始是黄色,继而又成鲜红色、绿色……它看起来像带
有威胁性地向你奔来。
一件新的东西诞生了。这是一种新的控制,一种全新的
理解,一种人类征服自然过程中取得的新东西。
*初几分钟,我们相互间无语凝视,继而相互祝贺;*
后。却感到一阵透骨的凉气。这不是早上的寒冷,而是一种当
人们思考时吹来的凉气。
面对原子弹爆炸所显示的前所未有的威力,前所未有的可怕杀伤力,许多科
学家都震惊了,都陷入了深深的思考。还有不少科学家有了深深的负罪感:他们是
为人间盗来天火的普罗米修斯(Prometheus),还是普罗米修斯的弟弟厄庇米修斯
(Epimetheus)为人间打开了给人类带来不幸的潘多拉的盒子(Pandora’s box)?
啊,那是哪一年?对,是1905年,那一年就有一位聪明的科学家在为他自己的
发现而担忧。这位睿智的科学家叫皮埃尔·居里(Pierre Curie,1859---1906),他和玛
丽·居里(Marie Curie,1867--1934)发现了放射性。放射性物质中隐藏的巨大能量
曾让他们感到一种隐隐的担陇。在皮埃尔作诺贝尔演讲时,他道出了自己的担陇。
他说:
可以想象到,如果镭落到恶人手中,它就会变成非常危
险的东西。这里可能会产生这样一个问题:知晓了大自然的
奥妙是否有益于人类,从新发现中得到的是裨益呢,还是它
将有害于人类?诺贝尔的发明就是一个典型的事例。烈性炸
药可以使人们创造奇迹,然而它在那些把人类推向战争的罪
魁们的手中就成了可怕的破坏手段。我是信仰诺贝尔的人们
当中的一个,我相信,人类从新的发现中获得的将是更美好
的东西,而不是危害。
如果说,1905年皮埃尔在担忧之余还有信心说出*后的这一句话,那么40年
之后,在格罗夫斯将军组织的几千人的庞大的科学“军营”所取得原子弹爆炸成功
的事实面前,拉比和奥本海默还有信心说出皮埃尔演讲*后的那一句话吗?恐怕
不能。科学家的工作方式彻底改变了。皮埃尔那时几乎没有用政府一分钱,靠他和
妻子两人艰苦卓绝的奋斗,在得不到任何支持下获得了成功;而现在,奥本海默如
果没有格罗夫斯将军的帮助,(格罗夫斯将军背后是美国国防部和美国政府!)他
是绝对不可能制造出一颗原子弹的!
科学家已经失去了许多的自由。为了制造原子弹,他们要绝对服从,他们要像
军人一样在“军营”似的房子里工作,他们不能发表论文,他们每人只能用代号交
往,他们不能给家人说他们在干什么……他们甚至根本没有对研究成果的使用
权。这一切如限制、保密等不可思议的事情,在几年以前还只是天方夜谭般的神
话,但现在却都在一种“恐惧”“保密”“爱国”和“责任”的原因掩盖之下成了事实。潘
多拉的盒子已经打开,再想将那些已经布满大地的疾病、灾祸、不幸、猜疑、仇恨、
痛苦和死亡收回来,已经太迟了!盒子里面只剩下唯一美好的东西——希望!
但是,潘多拉的盒子是怎么打开的呢?自视清高而又绝不愿受人制约的科学
家们,怎么会制造出了这么可怕的毁灭人类的超级武器呢?
这里有许多许多故事可以讲。而这许许多多的故事总是与诺贝尔奖获奖者
有关……
柏林小组和巴黎小组之间的争论
1934年,围绕着肯定和否定费米发现的第93号元素,展开了紧张的实验和激
烈的争论。一位出生在德国但在美国工作的化学家格罗赛(A.VOYI Grosse)在1934
年134卷的《自然科学》(Naturwissenschafien)上发表了一一篇实验报告,说他在重复费
米轰击铀的实验中发现了一件奇怪的事:他发现产物中有一种元素很像91号元
素镤(Pa)。格罗赛在20年代曾经与哈恩一起工作过,那正是1917年哈恩发现镤
后不久。
迈特纳知道这件事以后动了心,就极力劝哈恩参加“超铀元素”的实验研究。
她认为,既然镤元素是哈恩发现的,那么,由他们来检验格罗赛的发现是否正确,
并从而证实费米发现的到底是不是超铀元素,当然是再合适也没有的了。而且这
件工作的重大价值更是众所周知的。
哈恩被说服了。他们很快就发现,格罗赛的说法是错误的。哈恩的结论,对费
米的“超铀元素”无形中是一种肯定,而且以后柏林小组的工作进一步“肯定了”费
米的工作。在1937年5月发表于德国《物理学杂志》的一篇总结性的文章中,哈恩
小组(这时另一位高明的分析化学家斯特拉斯曼已经加入这个小组)报道说他们
在轰击铀时发现了9种新的放射性,确认出至少4种“超铀元素”,其原子序数分
别为93--96,可能还有97号元素。这些新放射的半衰期分别为:10秒、2分2秒、
59分,66小时、2.5小时、40分、16分、5.7小时和23分。为此,他们还不得不假设有
几种同位素同时具有3个不同的半衰期,这种不同寻常的性质他们用“同质异能
素”(isomer)来解释。
由于迈特纳和哈恩当时分别在理论物理和放射化学上有很大的名声,于是费
米和绝大部分科学家都认为费米发现超铀元素已是不争的事实。当时只有伊达·
诺达克一个人提出批评的意见,但她的意见被人们忽略了。伊达·诺达克曾在回忆
往事时说:
我还是怀疑这是独立的超铀元素。我的丈夫和我很早就
知道哈恩,而且他还经常关心我们的工作……有一次我的丈
夫在和哈恩谈话时提出了一个想法:哈恩是否能在自己的讲
课或著作中提到我对费米实验的批评。可是哈恩回答说,他
不想让我成为笑柄。因为我的关于铀核分裂成几个大碎片的
假设,纯粹是谬论。
哈恩这么肯定地否定铀核分裂这样-5'物理学问题,恐咱主要受迈特纳的影
响。迈特纳是研究小组的“灵魂”,她在小组里常以权威的口气对哈恩说:“去你的
吧,对于物理你什么也不懂。”虽然有调侃的味道,但哈恩的确有点迷信迈特纳在物
理学方面的见解。而迈特纳恰好又笃信原子核在中子的轰击下,只可能嬗变为邻近
的元素,因此她只致力于寻找超铀元素,对伊达-诺达克的意见根本听不进去。她的
态度基本上可以左右哈恩在这个问题上的看法。斯特拉斯曼(F.Strassman,1902--
1980)是1935年才进入这个小组的年轻化学家,当然在物理问题上唯迈特纳马首
是瞻。在1978年写的一篇文章中,斯特拉斯曼曾忆及一件往事:
1936年,斯特拉斯曼在一次用中子轰击铀的实验中,发现在产物中有钡,(注
意,两年以后这被证实是真的!)他把实验数据给迈特纳看,迈特纳说:“你*好把
这些数据扔到废纸篓里。从测量中得出什么结果的事还是让我们物理学家来考虑
吧。”
正如我国著名科学家何泽慧(1914--)院士所说:
在迈特纳的主宰下,哈恩小组的研究,长期局限于具有
分离过渡元素性质的放射性成分,并囿于寻找超铀元素的框
框,是绝非偶然的。只是由于居里和萨维奇实验的激发,才远
非自觉地转向碱土及稀土元素载体,而使研究出现了转机。
巴黎的伊伦娜·居里在1935年也开始研究超铀元素。到1937年和1938年,
她与萨维奇(P.Savitch)合作,改变了哈恩小组只研究过渡元素放射性的一贯做
法,而研究辐照铀后所有物质的放射性。从1937年8月到1938年11月,他们连
续发表了5篇实验研究报告.正是这些报告才使哈恩的研究“出现了转机”。但开
始的情形却十分具有戏剧性。
1937年8月,巴黎小组发现在用慢中子轰击铀以后,出现了一种以前从未报
道过的新的放射性,其半衰期为3_5小时,其化学性质似乎与钍(原子序数为90)
相似。哈恩和迈特纳认为这不可能,提出强烈的质疑。巴黎小组在进一步研究之
后,放弃了新放射性产物是钍的看法,但却进一步肯定了3-5小时半衰期的存在,
他们暂时把它称为R3.
迈特纳在1933年10月举行的第七届索尔维会议上,曾经与约里奥一居里夫
妇有过激烈的争论。在上一节我们提起过这次争论,这儿在作一点补充。约里奥一
居里夫妇在会上报告一项发现,说当他们用α粒子轰击硼、氟、钠、铝等轻元素时,
有两种反应:一是放出质子,二是放出中子和正电子。两种反应的*后产物是同一
个稳定的元素。迈特纳对此不以为然,她显然以权威的身份,连珠炮似的提出了许
多问题,如“假如真发射出一个正电子,那么,它从哪儿来”,等等。*后她还声称,
她也做过同样的实验,除了放出质子以外,她什么也没有发现。迈特纳坚持说约里
奥一居里夫妇的实验不可靠。迈特纳平时羞涩、腼腆,可是争论起来颇有点得势不
饶人和盛气凌人的味道。至少约里奥当时有这样的想法。约里奥后来曾回忆说:
我们的报告引起了激烈的争论。迈特纳小姐声称,她也
进行了同样的实验,但没有得到类似的结果。*后,出席会
议的绝大多数物理学家作出结论说,我们的实验是不准确
的。会后,我们很不痛快。这时玻尔教授到我们这里来了,他
说他认为我们的实验报告非常重要。此后,泡利也同样鼓励
了我 们。
结果约里奥一居里夫妇是对的,而且两年后
(1935年)为这一发现获得了诺贝尔化学奖。此后,
柏林小组与巴黎小组之间,总有不和谐的因素使双
方不太愉陕。如果详细探讨其间原因,恐怕与性格、
科学竞争和政治都有潜在的关联。
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