科学的双刃剑(诺贝尔奖和蘑菇云)

    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。