数理化通俗演义 作者:梁衡-第52章

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　　哈恩和斯特拉斯曼在实验室里反覆测试，就化学性质来说，这个所谓的“93号元素”是钡确定无疑了。但是这话要是让物理学家听见一定要惹人笑的，一个小小的中子怎么能使铀原子一下释放出近一半粒子呢？这时他们更怀念那位被希特勒赶走了的伙伴一一迈特纳，他们这个三人小组中二个化学家一个物理学家，迈特纳的被迫离去，名符其实地使这个小组塌了半边天。哈恩遇到这个新问题便立即提笔给迈特纳写了一信，迈特纳真不愧为核专家，她一见信立即明白是怎么一回事——铀原子核被中子从中间一劈两半了！



　　迈特纳正好要利用寒假期间访问瑞典，那里有几位物理学界的朋友。她收起信便赶快出发了。这几位朋友住在乡下一个安静的小村里，冬天的瑞典白雪皓皓，是一年中滑雪渡假的最好时光。但是今年大家心情都不好，希特勒这个疯子正在制造战争，在到处迫害犹太人。许多犹太血统的物理学家不用说工作了，现在连衣食都无着。迈特纳的一个外甥叫弗里施，是个青年物理学家，也刚从德国逃亡到这里。迈特纳一住下就拉着弗里施到外面去散步。她拿出哈恩的信，弗里施怎么也不敢相信铀原子会分裂，姨、甥二人在雪地里走了很长时间，最后弗里施建议：“我们何不把这个重要消息通知玻尔，他是现在世界上活着的最伟大的核物理学家啊！”



　　迈特纳和弗里施立即冒着严寒前往丹麦的哥本哈根。弗里施曾在玻尔的研究所工作过，所以对这里很熟，他们便直奔玻尔的家里。弗里施敲门进来，发现玻尔正在穿大衣，旁边有一只手提箱，像要比远门的样子。他忙说道：“玻尔先生，您这是准备到哪其去？”



　　“按照合同到美国讲学，顺便看望我的老朋友爱因斯坦先生。”



　　“我们有一件重要的事要立即向您请教，可以吗？”



　　玻尔抬手看了看表，又让仆人先将箱子提走，说：“我们可以有半个小时来谈话。”



　　“从德国来的消息说，哈恩以经用中子将铀核一分为二，但是现在还不敢最后肯定，哈恩自己也把握不大。”



　　玻尔一听，立即脱下大衣，坐到桌旁认真地寻问起实验情况。迈特纳详细谈了他们过去做的实捡，又拿出哈恩最近写来的信说：“看来这是可能的，伊伦娜在法国也得出了近似的结论。”



　　玻尔说：“这件事非同小可，果真是这样，其意义将不亚于贝克勒尔和居里夫人发现放射性。它将给物理界，不，给整个社会带来什么变化就很难预料了。”



　　“那么现在应该怎么办呢？”迈特纳说。



　　“现在你们要在德国之外立即进行实验，关键是要证实裂变发生时是否放出巨大的能量。”



　　这时仆人进来走到玻尔身边说：“先生，时间已经很紧了。”玻尔才想起自己正要赶火车，忙起身穿大衣，又说：“你们抓紧实验，我立即将这个情况带给爱因斯坦先生。”



　　他匆匆忙忙地跑到火车站，只差几分钟就要误车了。1939年1月初，玻尔到了美国。



　　再说意大利的费米，他领导的小组进行了那个“93号元素”实验，可惜未能穷根究底。发现核裂变这个实验让哈恩接了过去，他终于获得1944年的诺贝尔化学奖。所以人们都替费米感到遗憾。但是费米手中的王牌何止一张。核裂变那件事不必说它了，小鱼池里发现的慢中子反应也是一件足够轰动物理界的大事，当时朋友们都在暗自猜测这个发现也许能在斯德哥尔摩挂上号呢。但是正像德国出了个魔鬼希特勒一样，意大利也新上台一个法西斯墨索里尼。这家伙对外发动战争，对内实行专制，搅得国无宁日。民不聊生。费米的保护人柯比诺教授又于前不久去世，他的实验室已无一点经费。更有比这严重的，费米夫人是犹太人，而墨索里尼的排犹政策已使她难以在这里生存。正当紧张的科学实验一步步走向光明与希望之时，政治却在一步步地走向专制与黑暗。弄得费米欲进无路，欲罢无门，整日里长吁短叹，不知如何是好。



　　正是：



　　科学事业多艰辛，征途险阻一重重。

　　才出黑暗中世纪，又入法西魔掌中。



　　却说费米夫妇正这样忧心忡忡地在罗马度着时日，这天，1938年11月10日清晨，他们正躺在床上，突然电话铃声急响。费米夫人拿起电话，只听电话台问道：“是费米教授家里吗？”



　　“是的，有什么事吗？”



　　“请注意，今天晚上六点钟，将有人从斯德哥尔摩给费米教授打来长途电话。希望他能在家等候。”



　　费米已经听到电话里的声音，他立即坐了起来说：“斯德哥尔摩，这一定意味着诺贝尔奖金了。”



　　度过了一个难熬的白天，下午五时费米夫妇便坐在电话机旁。夕阳投在白墙上的影子在慢慢地滑动，室内光线渐渐暗了下来，可是电话机静静地卧在那里，像哑了一样。为了打破这令人心焦的寂静，费米夫人说：“我们打开收音机，边听新闻边等电话吧。”



　　收音机里传来广播员强硬、冷酷的语调：“现在宣读第二批种族法：犹太人的孩子一律不许在公立学校就读；犹太人教师一律删除公职；犹太人律师、医生和其他自由职业者，不许对犹太人以外的人开业，犹太人护照一律吊销……”新闻播完了，费米夫妇更没有话说了，他们各人的眉头都结成一个疙瘩，在心里叹息着：“祖国啊，您真的连您的儿女都不要了吗？”



　　这时电话铃突然响了：“是费米教授吗？我是瑞典科学院，首先祝贺您获得本年度诺贝尔物理学奖金。现在向您宣读奖状：



　　奖金授予罗马大学恩里科•；费米教授，以表彰他证认了由中子撞击所生成的新的放射性元素，以及他在这一研究中发现了由慢中子引起的核反应。”



　　这本来是一个特大喜讯，可是这喜讯在没有到来之前先被刚才那条杀气腾腾的广播新闻给罩上了阴影。费米放下电话心里忧喜参半，沉思片刻，然后拉着夫人的手说：“好机会，我们就乘出国领奖之时到美国去定居，那里已经有爱因斯坦等一大批科学家，这样对我们个人和事业都有好处。”



　　费米夫人看看这个漂亮的客厅、卧室、还有卧室里面的卫生间，那里有新装好的，她最心爱的绿色大理石浴盆。她眼中流泪了：“难道我真的要离开祖国吗？”



　　“就这一个机会了，一个难得的机会。”



　　1938年12月6日费米携夫人和两个孩子离开罗马。12月10日在斯德哥尔摩领奖。1939年1月2日，他们安全到达美国。两周后玻尔也来这里会合。这时，被法西斯势力从欧洲各地赶来的科学家已经遍布在美国各主要大学。希特勒决没有想到他的排犹和专制却为渊驱鱼，给美国送来这么多急需的人才。



　　就在玻尔刚踏上美国国土，迈特纳和弗里施的电报也同时到达：实验已经做完，和他设想的完全一致，铀在分裂时能放出大量的能量。



　　这对科学是一个好消息，对时局来说是一个再坏不过的消息，这意味着铀可用来作为爆炸物，每磅铀释放出来的能量可能是普通炸药的上万倍。而这项新发现恰恰是在德国完成的，是那个战争魔鬼希特勒统治的国家，刚从那个魔鬼手中跑出来的科学家忧心忡忡，他们既知道希特勒的能量，又知道铀裂变的能量，这两者加起来简直可以毁灭地球。玻尔教授一个月间好像老了许多，他在学术交流中却越来越多地谈起政冶问题，谈论局势。费米一想起那天在收音机前听的排犹法，就浑身发凉，这几个疯子要是手中有了武器，什么坏事都能干出来的，他坐不住了，便去拜会美国海军上将胡珀。胡珀说：“费米教授，您觉得原子弹会成为现实吗？”



　　“这只是一种直觉，铀能不能变成战场实用的爆炸物，我确实没有把握。”



　　“谢谢。所以现在我们实在不好采取什么具体对策。”



　　费米怀着惆怅之情回到他工作的哥伦比亚大学。在这所大学工作的匈牙利物理学家西拉德也是刚刚流亡来美的，他的祖国已被德国吞并。他对费米说：“不要灰心，让我再来试试。看来要找一个更有影响的人物出来说话。”



　　西拉德立即找到了在普林斯顿任教的另一位匈牙利物理学家威格纳。通过威格纳又找到了在那里工作的爱因斯坦。1939年7月的一天他们在爱因斯坦的二层小楼上整整谈了一个上午。爱因斯坦对裂变很感兴趣，他立即看出了其中的深远意义。谈话快结束时，爱因斯坦说：“你们的意思是不是要美国各大学也加紧这项研究，比如普林斯顿研究所也应立即开展这一项实验？”



　　西拉德说：“不，这恐怕已经不解决问题了。因为我们现在对柏林方面的研究进展一无所知。我们的意思，是请您出面给罗斯福总统写一封信，希望这件事能引起美国政府足够的重视，并积极组织力量实施。”



　　爱因斯坦是个很不愿意和政界名人来往的人，又加上这事确还没有把握，闻听此言，将手插进他那团乱草似的头发里，半天沉吟不语。



　　到底爱因斯坦是否答应了这个请求，且听下回分解。
　　　　　　　　　　　　


　　
　



　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　




第六十五回
忧苍生　科学家上书大总统，传佳音　航海者登上新大陆

——第一个原子反应堆的诞生　　上回说到西拉德等人请求爱因斯坦出面向罗斯福总统写信，吁请美国政府加紧核武器研究，爱因斯坦一时拿不定主意。他说：“你们向美国官方提过这个建议没有？”



　　“费米教授拜会过海军上将，但是毫无结果。”



　　“为什么？”



　　“因为我们现在也说不出具体的想法和有多大的把握，这一切只有干起来才会知道。”



　　“那么总统会不会以同样的理由拒绝这个建议呢？”



　　“现在形势与上次拜会时又有不同，几个月过去了，德国方面的研究我们不得而知。也许他们已造出了这种新武器。”



　　“好吧，你们先代我起草一封信再说。”



　　8月2日一封仔细推敲过的信送来了：



　　总统阁下：



　　我读到了费米和西拉德近来的研究手稿。这使我预计到，元素铀在最近的将来，将成为一程新的、重要的能源。考虑到这一情势，人们应该提高警惕。必要时，遂要求政府方面迅速采取行动，因此，我的义务是请您注意下列事实和建议。



　　近四个月来，由于法国的的约里奥及美国的费米和西拉德的工作，用大量的铀达到原子核链式反应似乎已成为可能。由此便可生成极其巨大的能量和大量新的类镭元素。看来，这项成就的取得，已是指日可待了。



　　这种新的物理现象的发现也将会导致炸弹的制造。纵然把握不足，但可以想像，一种新型的极有威力的炸弹是可以这样制造出来的。这种炸弹仅需一枚，用船运我载港口爆炸，就可以完全摧毁港口连同它周围的部分地区。但这类炸弹也许遇于笨重，不便空运。



　　美国的铀矿含铀贫乏，且数量不多。加拿大及前捷克斯洛伐克有好铀矿，而最重要的铀资源则在比属刚果。



　　有鉴于此，您也许将认为有必要让政府与那批在美国从事链式反应研究的物理学家保持某种经常的接触。对您来说，做到这一点的一个可取的办法是，把这项工作委托给一位您完全信任的人，他不妨以非官方的身份出面。他的职责是：



　　一、沟通政府各部门，及时将进展情况告诉他们，并向政府提出行动建议，特别要注意确保美国的铀矿供给。



　　二、为加速当前一直在大学预算范围内进行的实验工作，可由他组织愿意为这项事业做出贡献的私人提供资金，如果需要这样的资金的话，并且，或许也可靠他取得具有必要设备的工业实验室的合作。



　　我得知，德国如今对它占领的捷克斯洛伐克的铀矿所出产的铀实际上已经禁售。竟然采取这一先发制人的行动，其原因大概无庸解释。因为德国外交部国务秘书的儿子魏扎克被任命参与林柏凯撒掀•；威廉研究所的工作，在该研究所里，眼下正进行着若干美国对铀进行过的研究。



　　忠诚于您的爱因斯坦



　　这封信于1939年10月11日交到罗斯福总统手里。美国政府立即任命了一个“铀顾问委员会”，陆军、海军也首批拨出6000美元的赠款，供科学家们购买实验用材料。



　　实验选择在芝加哥大学进行。一是因为芝加哥位于美国腹地，敌机不易轰炸；二是学校已经放假，而且人们也不会想到在这里进行这种实验。实验的代号是“冶金实验室”，但是这里面没有一个冶金专家。实验场地很费了一番周折，需要一间很大的房间，而大一点的房子都让军队徵用了。最后他们选中了芝加哥大学足球场看台下面的一个室内网球场。它有30英尺宽，60英尺长，26英尺高，估计能摆开战场。校长宣布从今以后再不许任何人来足球场踢球，网球场自然更不能靠近了。人们只见一室科学家在看台后面搬运东西，进进出出，决想不到他们在干一件将要装入史册的大事。这项工作由芝加哥大学的康普顿教授负责，费米具体指挥。



　　各位读者，我们知道哈恩和迈特纳已经证实中子能使铀核裂变，并能放出能量。但只用少量的中子实行一次轰击，生成的能量当然有限。费米现在需要大量的中子，大量的裂变，他推想，当铀核受到一个中子轰击而分裂开来时，它自己同时也会放出一个或几个中子，这些中子再去轰击其他的铀核，又放出中子，于是裂变就可以不断进行下去，不断放出能量。——这叫链式反应。就是说哈恩是发明了一根火柴，能擦着火苗，但是立即就熄减了，而费米则要想法点燃一堆干柴，让它能持久地燃烧。



　　怎样点燃呢？这就用得看费米发明的慢中子的办法了。那个在鱼池中的发现，虽然当年柯比诺教授曾要求申请专利，可是战乱骤起，他们哪有心思去管这个。想不到这时派上了用场。当初的小小实验是用石蜡和水来减慢中子，现在费米准备用石墨代替。将铀块和石墨块间距堆放——这就名符其实地成了一个“堆”：原子能反应堆。只要用一个中子源（它相当于一根点火的火柴）一点燃，堆中就可以不断地裂变、不断地放出中子，实现链式反应了。



　　点燃之后又怎样控制呢？一旦中子释放过多，铀核迅速裂变，这就是科学家所说的“临界状态”，将有爆炸的危险。这时的办法就是赶快吸收中子，所谓控制就是控制中子的多少。世上的事物总是有矛就有盾，一物降一物。中子能将铀核打开，有如此威力，可是专有一种物质能吃中子，这就是镉。在石墨和铀堆中插进一些镉棒，只要调整镉棒就可控制反应的强弱了。



　　简单道理交待过后，我们再看费米他们是如何建造和控制这个堆的。



　　1941年12月7日，日本飞机突袭珍珠港，太平洋战争爆发，美国对日宣战，德、意和日是法西斯同