蟹种类及图片大全:[转帖]通向原子弹之路 8

德国原子弹计划与阿尔索斯小组

“神明保佑，英国和美国的科学家战胜了德国的一切努力！”
——温斯顿·丘吉尔，1945年5月

具有讽刺意味的是，盟国为之耗费了极大精力和生命的重水与原子弹本身无关，只是德国人最初级的原子物理实验的材料，因为海森堡根本没有想到过利用重水反应堆生产钚，他在1941年之前甚至没有考虑过将钚作为裂变材料。海森堡最初的研究是将原子能作为军舰动力使用，原料应当是很纯的铀235（至于怎么将其提纯出来则还是一脑子浆糊），重水只是控制裂变速度的减速剂，否则链式反应就会越来越大，以至发展到失控的地步，将反应堆或者“铀机器”（海森堡取的名字）熔化掉。

当然，海森堡也向德国军方提议过将原子能用于炸弹，但是从现在得到的情报来看，即使海森堡得到这些重水，也只会继续摸索下去，因为制造原子弹最关键的一个问题他在战争期间一直没能解决，那就是铀235的富化和同位素分离，这一点在很大程度上要归功于第三帝国的种族政策：诺贝尔奖得主古斯塔夫·赫兹（他的叔叔海因里希·赫兹就是发现电磁波的人）自30年代初就开始研究同位素的气体扩散和电磁分离法，但是到了1935年，由于有部分犹太人血统，他被免去了公职。虽然赫兹没有被送进毒气室，但是他离开了柏林工业技术学院，在战争期间再也无法从事同位素分离的研究了。

作为重水的代用品，海森堡及其“铀俱乐部”曾经尝试过水和石蜡。1940年10月，“铀俱乐部”在柏林达勒姆区的威廉皇帝生物研究院附近修建了一座“病毒室”，在其旁边挖了一个水坑，坑中放进一个直径和高度都是1.4米的铝罐，罐内交替装有八氧化三铀（代号制品38）粉末和石蜡减速剂。1941年初，莱比锡大学实验小组将装有氧化铀粉末和重水的小球塞进一个大铝球中，然后将其吊入水罐（L-2模型），该年年底又试验了内外两侧都被重水包围、中间装有铀粉的球壳（L-3模型）。这几次试验都没有成功，海森堡经过计算发现，球壳里的铝吸收了99%以上的中子。

经过这几次试验，“铀俱乐部”手头的铀很快告罄。1940年初海森堡曾经向军方申请1吨纯氧化铀，但那时全德国才只有150公斤氧化铀。1940年1月，柏林的奥厄公司从捷克的约阿希姆斯塔尔矿山（Joachimsthal）弄来一批沥青铀矿石，加紧将其处理为氧化铀，并向比利时的上加丹加联合矿业公司订购了60吨铀矿石。到那年晚些时候，德古萨公司（DEGUSSA，德国金银精炼公司，参见《战争史研究》3）又从布鲁塞尔弄到了一批比属刚果的优质铀矿石，从中提炼了9吨氧化铀。

比利时沦陷后，存放于布鲁塞尔附近欧伦镇的铀矿石成为盟国担心的问题之一，这批矿石来自比属刚果南部加丹加地区的欣科洛布韦矿区（Shinkolobwe），是世界上品位最高的铀矿石，其氧化铀含量达65%（曼哈顿工程从科罗拉多和加拿大开采的铀矿石品位只有0.2%，南非兰德金矿的尾矿矿渣中氧化铀含量为0.03%，仍被认为有提取价值），数量约为1200吨。德军入侵比利时后，留在纽约的上加丹加联合矿业公司总经理塞涅尔（EdgarSengier）曾下令将其运到英国，但还未来得及安排船位比利时就沦陷了，但塞涅尔还是设法把价值180万美元的120克镭抢运到英国。此时在欣科洛布韦还有另外1250吨矿石没有起运，盟国决定采取一切措施阻止德国人获得这些矿石。由于联合矿业公司其他董事都身陷比利时德占区，因此塞涅尔得以全权处理这批存货，他在1940年9月指示公司在非洲的代表将这些贵重的矿石（除铀外还含有大量的镭）装入2000多个铁桶，经铁路运到葡属安哥拉的洛比托港，然后装船运往纽约，储存在斯塔腾岛的一个货栈中，曼哈顿工程制造原子弹的铀就来自这些矿石。

1943年5月，美英两国还与比利时流亡政府首脑、外交大臣斯巴克（Paul HenriSpaak）签订了协议，盟国获得欣科洛布韦矿石的采购优先权，美国军方为此拨给格罗夫斯3750万美元作为采购矿石的费用（只要是有关原子弹的项目，军方就扔钱扔得欢天喜地的）。该年秋天，美国专家动身前往刚果，查看欣科洛布韦矿的剩余储量，发现所有的富矿都已开采一空，但令他们感到惊讶的是，连堆在那里废弃不要的尾矿渣都含有2%到3%的氧化铀，于是将这些尾矿装船运回美国。除欣科洛布韦铀矿外，曼哈顿工程所需的铀矿石还来自加拿大的大熊湖，以及联合碳化物公司科罗拉多工厂以及美国钒公司炼钒厂的废渣堆。在南非总理史末资（JanSmuts）批准下，兰德金矿的含铀废矿渣也被运到美国进行提炼。除了控制铀的供应外，美国还设法和巴西、荷兰（流亡政府）、英国签署协定，垄断了钍的主要来源——独居石的生产，当时这种矿石主要分布在巴西、荷属东印度群岛和印度的特拉万戈尔土邦。

由于德国人从天然铀中提取铀235的努力一次次地宣告失败，德国离建成反应堆和原子弹似乎还相当遥远。但是1941年8月，另一个独立研究机构——德国邮政部柏林研究所的豪特曼（FritzHoutermans）却用铀-甲烷反应堆得出了重要的研究结果：铀238可以通过吸收中子变成钚，而钚也是可以裂变的。海森堡意识到这个发现的重大意义，决定去哥本哈根拜访他的导师，讨论这个问题。

二战期间理论物理学界最著名的一次会晤发生在玻尔和海森堡之间，时间是1941年9月16日晚上，地点是被德国占领的哥本哈根，会谈的气氛因此可想而知。这次会晤的内容如黑泽明的《罗生门》一样有多种不同的诠释，按海森堡在战后的说法，他告诉玻尔说德国在战争结束之前无力制造出原子弹，想通过玻尔向盟国透露这一信息，以使德国免遭核武器的打击。按玻尔的说法，海森堡向他炫耀了德国在核研究方面的最新突破，称在他和原子弹之间隔着的只是时间和努力而已。

玻尔是个宽厚的人，不愿意说海森堡的坏话，不过两人此前20年的深厚交情在这次谈话后就宣告终结了。战后曾经广泛流传过一种神话，该神话的源头是海森堡的门徒和谋士卡尔·冯·魏茨泽克在广岛原子弹后炮制的一篇声明，内称纳粹德国没能制造出原子弹是因为海森堡具有“人类的良知”，是个反纳粹的“民主斗士”云云，可是根据俄文刊物最新的披露，1961年玻尔访问苏联时曾透露过一点有关1941年那次著名会晤的不为人知的内容：当时海森堡曾私下劝玻尔不要对德国占领者那么强硬，因为希特勒在全世界取胜已成“定局”。海森堡与爱因斯坦、玻尔被称为“20世纪3位最伟大的理论物理学家”，但一些世界知名的物理学家和物理史学家对于海森堡在二战期间的那段历史却颇多争论，甚至连为人谦逊、宽厚、温和的玻尔也无法原谅海森堡的所作所为。在战时另外一次去荷兰莱顿大学的访问中，海森堡还向荷兰物理学家卡斯密尔（HendrikCasimir）说他知道集中营的情况，也知道德国对占领地区的掠夺，但他“还是希望德国能够统治下去”，因为“民主制度不能发挥足够的能量来管理欧洲，因此只有两种可能：德国和俄国。那么，一个在德国领导之下的欧洲或许更不邪恶一些。”甚至在战后，海森堡还对一位犹太物理学家说本应该让希特勒继续统治50年，那时希特勒这个人就会变得“好”起来云云。

讽刺的是，海森堡一直自负地以为德国在核物理学方面的进展远远领先于盟国，但实际上德国的原子弹研究与美国正好相反：既没有把几个不同的研究小组（包括军械部的、威廉皇帝学会的、邮政部的、以及莱比锡大学、海德堡大学、汉堡大学和慕尼黑大学的众多小组）合并为一、以提高效率，德国政府和军方也没有为其提供很多的经费和资源，尤其是在德军于1941年底被阻挡在莫斯科城下之后，德国“铀计划”的地位不得不屈从于更紧迫的军事生产要求。德国军械部武器研究处处长舒曼博士（ErichSchumann，著名音乐家舒曼的后人）在1942年初放弃了对核研究的大部分控制权，此后五花八门的政府机关就抢夺起果实来，最后德国教育部下属的国家研究委员会（RFR）物理部头头艾骚（Abraham Esau）被总管四年计划的戈林指定为掌管核研究的国家全权代表。

为了争取更多经费，艾骚在1942年2月安排了一次非专业性的演讲，受邀请的听众包括戈林、鲍曼、希姆莱、斯佩尔、凯特尔、约德尔等第三帝国党政军要员，为了吸引他们前来，艾骚开列了一份给人深刻印象的演讲者名单：海森堡、哈恩、盖革……。也许是造化弄人，送去的节目表同国家研究委员会的老对头--军械部的会议演讲目录搞混了，结果第三帝国的显贵们发现自己要去听25篇深奥的专门演讲，包括中子扩散长度、富化的同位素、中子倍增以及莱比锡模型的中子吸收系数，可想而知这些高官一个也没出席，“铀计划”的优先度遂被军工生产负责人斯佩尔列为最低等的“Kriegswichtig”（对战争是重要的），艾骚的职位则被慕尼黑大学的诺贝尔奖得主格拉赫（Walther Gerlach）接替。

1942年7月，莱比锡大学的L-4模型发生了爆炸事故，铀粉在水中发生爆炸，把实验室炸毁了，海森堡（此时他已从莱比锡大学调到柏林，担任威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学理论物理学教授）下令将反应堆试验搬到柏林继续进行。此后不久，海森堡小组在柏林郊区达勒姆的威廉皇帝生物研究院“病毒室”试验了B-5和B-6模型，这时盟军已经开始了对德国城市的轰炸。

海森堡的实验材料一直是铀板，效果总是不理想，而德国军方的核物理学和爆炸物专家狄布纳（KurtDiebner）于1943年2月用冻住的重水和立方体铀金属块建造了一座反应堆，得到了大约为0.36的K系数，比海森堡以往任何一次的成果都高出许多，海森堡很不情愿地承认铀块比铀板的效果好得多。在狄布纳的第二次尝试中，他用细金属丝把铀块吊进了液态的重水中，得到了1.10的K系数，但是这个反应堆没有达到临界状态，如果其尺寸再大一些，德国人就可以实现自持式链式反应了。1943年10月，盟军的轰炸机摧毁了生产铀立方体的德古萨公司铀加工车间，于是狄布纳的研究工作也陷入停顿状态。

1944年1月，海森堡收到了奥厄金属公司加工的最后一批铀板，海森堡及其助手将这些1厘米厚的铀板装入直径1.24米的镁合金圆桶容器，然后沉入水池中，向容器里灌入重水（B-6模型）。经过4次试验，在铀板间距为26厘米时得到了高达2.06的K系数。同年12月的B-7模型形状与此相同，但是用石墨代替了水，这是德国人第一次将石墨用作减速剂，结果K系数反而降低了，原因仍然是西门子公司生产的石墨纯度不够。

此时第三帝国的局势已经一天天地变坏，威廉皇帝物理研究所的人员已于1943年年底从柏林疏散到了德国西南部黑森林地区风景如画的小城黑兴根（Hechingen），海森堡及其研究小组则仍然留在柏林。到1944年1月，格拉赫下令将所有的核反应堆搬出柏林，此时海森堡已经在柏林的达勒姆组建了尺寸最大的B-7反应堆，据他的回忆，当时格拉赫“身穿军装，屁股后头别着手枪来到达勒姆实验室，语气狂乱地下令将反应堆拆开运到南方。

1945年2月底，B-7反应堆运到黑兴根，那时离战争结束只有两个月了。在黑兴根附近的海格尔劳赫村有一块巨大的山岩，上面建有中世纪的教堂和修道院，岩石底下水平地挖了一个山洞，当作附近小旅馆主人的酒窖。格拉赫征用了这个山洞，先喝光了店主的酒，然后让工人扩大山洞，挖掘水池，安装水管、电缆、绞车和起重设备。1945年3月中旬，海森堡和他的技术人员在这间“原子酒窖”里完成B-8反应堆的最后组装工作，把一块块用石墨覆盖的铀立方体吊入了反应堆的圆筒容器中，然后慢慢地灌进重水。在灌水的过程中，K系数慢慢地升高了，一直升到骇人的6.70，不仅达到了临界状态，而且面临失控的可能，这时海森堡惊恐地想到他们一点安全准备都没有，于是下令取出铀块，此时盟军先头部队离黑兴根只有不到80公里了。

盟军从诺曼底向德国本土突进时，其情报部门取得了关于德国核研究进展的大量情报。盟国早已从威廉皇帝物理研究院前所长、荷兰籍物理学家德拜（PeterDebye，1940年德国入侵荷兰后因拒绝加入德国国籍而被解职，后前往美国）那里知道威廉皇帝研究院在从事原子物理的秘密研究工作，也知道海森堡是德国原子弹计划的关键人物之一，甚至在1942年年底海森堡去瑞士苏黎世演讲时，海森堡的两位流亡美国的前同事就建议盟国情报机关绑架他。美国战略情报局派往欧洲搜集原子弹情报的年轻特工伯格（MorrisBerg，普林斯顿大学毕业生，会说7种语言）曾奉命竖起耳朵旁听这次演讲，在稍微有一点迹象表明海森堡是在制造原子弹时，伯格就应拔出手枪将其击毙。幸运的是海森堡这次只谈论了他晦涩难懂的S矩阵理论。

从1939年1月开始，到1945年春天美军进入德国并逮捕了德国最后一些核科学家为止，盟国一直担心德国会抢先一步制造出原子弹，因此格外重视这方面的情报搜集工作。起初这一工作由陆军情报局、海军情报局和战略情报局各自分头进行，1943年9月，马歇尔将军建议格罗夫斯将这些部门接管过来，成立专门的原子情报部门，该部门被命名为“阿尔索斯小组”（Alsos），这个单词在希腊语中相当于英语的“格罗夫斯”（意思为“小树丛”）。阿尔索斯小组的首任组长是俄裔美国人帕什中校（BorisPash），其手下包括1个行政官员、4个翻译、4个反情报部门人员和4名科学家。1943年11月，该小组前往意大利进行调查工作，但是没有取得多少成果，因为意大利根本没有进行原子武器方面的研究工作，于是阿尔索斯小组被召回国内解散了。