《奥本海默》要上了。 给大家用5000字科普一下，曼哈顿工程前后，到底发生了什么。

@汪有：《奥本海默》要上了。
大长文预警，给大家用5000字科普一下，曼哈顿工程前后，到底发生了什么。
非常适合做科学普及，不然大家都说看不懂，这是谁？这又是谁？
我还附了三篇之前写过的文章链接，全部加起来1万字了。
看了这个就完全ok了——

1933年，第七届索尔维会议召开。
玻尔、玛丽·居里（还有她的女儿女婿约里奥-居里夫妇）、郎之万、薛定谔、卢瑟福、德布罗意、海森堡、费米、狄拉克悉数出席。

我们日常非常熟悉的、那届光芒最盛的索尔维会议，是1927年的上一届索尔维会议。
正是在那一届索维尔会议上，拍下了图1那张广为流传的诸神齐聚的大合照。
爱因斯坦与波尔（由肯尼思·布拉纳，《信条》boss扮演）在会议上论剑，海森堡和薛定谔的矩阵力学和波动力学握手言和。
量子力学新老交替，年轻人们从上一代学者接过了世界。
而1933年这次索尔维会议，更像是一代老人的谢幕告别。

玛丽·居里在第七届索尔维会议次年的1934年去世。
卢瑟福在会议4年后的1937年去世。
第七届索尔维会议的压抑感来自当年1月，希特勒正式出任德国总理，盖世太保走在大街小巷，纳粹渗入德国的方方面面。

当希特勒的党徒接管哥廷根大学时，实验室助手闯进了冯·卡门导师普朗特教授的办公室，他宣布自己是纳粹党员，由他来接管实验室。
普朗特教授痛斥了这个助手。
可普朗特不得不为这个助手安排重要职位。

时局的压抑让科学家也倍感压抑。
薛定谔的思想实验“薛定谔的猫”，包含了毒药、放射性，与终结猫咪生命这些元素，多少体现了当时薛定谔的心情。

1933年，纳粹在科学界启动针对“犹太物理学”的清洗，大量犹太科学家逃出德国。
哥廷根大学失去了许多学术巨擘。
哥廷根的数学灯塔大卫·希尔伯特已年过古稀，他在火车站送别了许多故人与学生，带着天真劝大家安心，表示自己正在向纳粹党卫军部长写信，请求当局收回成命。
一年后，枯守哥廷根的希尔伯特被纳粹部长伯恩哈德·鲁斯特问：“没了犹太人，现在哥廷根的数学研究怎么样了？”
希尔伯特：“哥廷根已经没数学了。”

希尔伯特的得意门生冯·诺依曼，在纳粹掌权之前，就去了美国普林斯顿高等研究院。
普林斯顿高等研究院，很多人都会搞混，它并非普林斯顿大学的一部分，而是商人路易斯·邦伯格兄妹在1930年刚刚捐资设立的纯研究机构。
他们想打造一支科学界的超级英雄联盟。
没有人需要带学生，他们将领取远超行业标准的薪资，把全部时间用来思考和创造。

奥本海默看不太上他们不教学：“这是个疯人院，在那里，唯我独尊的星星们孤独、绝望地发着各自的光。”
研究院产生的学术成果确实一般。

但，高等研究院为美国争取来大量学者，集邮般收集了30余位诺奖得主和40余位菲尔兹奖得主。
奥本海默口嫌体直，战后成为了研究院负责人。
大量德国科学家渡海前往盟军一方。

1932-1940年，爱因斯坦、冯·卡门、马克斯·波恩、薛定谔、迈特纳、泡利纷纷前往英美。

德国的盟友意大利，科学界同样遭到了损失。
1938年，意大利也对犹太人下手。
塞格雷在访问加州时被祖国解雇，留在了加州大学伯克利分校，未来作为美国公民摘取诺奖；
费米的妻子是犹太人，当年年底费米领了诺奖，拿着奖金，直接从瑞典去了美国哥伦比亚大学任教。

德意两国携起手来，为盟军提供了一支梦幻般的核物理团队。
未来正是这些科学家携手，让曼哈顿工程得到成功。
最终，德国和意大利谁也没挨炸，日本挨了两颗。

1938年圣诞节，逃亡到挪威的女科学家迈特纳，和侄子弗里希讨论着此前迈特纳的同事奥托·哈恩的来信。
哈恩是在德国与迈特纳共同研究的战友，在迈特纳逃亡瑞典前夜，即将分别，哈恩花了整晚为迈特纳整理包裹。
临行前，哈恩取出了母亲留下的一枚钻戒，那枚戒指哈恩从未戴过，珍藏在身边，如今他送给了迈特纳，以备不时之需。

哈恩在用中子轰击铀原子时，竟然出现了元素钡。
当时的元素变化都是衰变，基本上是沿着元素周期表下台阶一样，一级一级往前走，到铅为止。
但哈恩的实验，被轰击的铀竟然向下跳过了一系列阶梯，直接出现了钡。

迈特纳和弗里希讨论中脑中灵光一闪，这是核裂变。
一枚中子被打入铀原子核，原子核分成两块，分别成为元素钡和元素氪。
另有几枚中子飞散，击碎更多铀原子，一波一波能量被释放。
这是链式反应。
人类从这天起，笼罩在核战争下。

氛围收紧，德国教授们身为公职人员，被强制参与当局举办的训练。为了保住公职，很多人认真经营与官员的关系。
很快，也有人狂热地认同起纳粹，当作自己的进身之阶。
当年冯·卡门的老师还在怒斥前来接管哥廷根实验室的纳粹助理。4年后，普朗特拿着纳粹的经费，研究着前沿科学，还为纳粹辩护。
海森堡也倒向纳粹，我写过，不赘述。
总之，海森堡荣升德国“铀俱乐部”负责人，直接参与德国最机密的军事计划，投身核工程。

1937年，七七事变，日军全面侵华；
1939年，德国入侵波兰。
波兰、丹麦、挪威、卢森堡、荷兰、比利时、法国相继陷落。

这可能是我们人类最危险的时刻，德军的胜利为海森堡核计划提供了便利：
吞并捷克斯洛伐克，取得了铀矿；
占领了挪威，掌握了世界上仅有生产重水的工厂；
占领了丹麦和法国，控制了玻尔和约里奥（居里夫人女婿）的两部回旋加速器。
铀矿、重水、回旋加速器，海森堡在回忆录里表示：那时他已经看到坦途。

这一年，40岁的海森堡前往哥本哈根拜访55岁的老师波尔。
他们探讨的内容已成悬案，总之非常不愉快。
也不可能愉快。
他们一方来自如日中天的侵略者，另一方来自被占领国。

海森堡在全力推进德国核工程，波尔则全力救助祖国人民。
德军入侵时，波尔的研究所正在全力生产鼻导管，预防毒气战。
波尔与英国科学家的全部通信都被盖世太保截获，由海森堡审核。
两年后的1943年，波尔辗转经英国出逃美国，当时局面已经非常危险，德军已经制定了逮捕波尔的计划。

而当时的美国，还没正式卷入战争，非常迟钝。
爱因斯坦早就给罗斯福致信，呼吁启动核工程。但美国没着急，拖着。
英国的丘吉尔有一些尝试，但自顾不暇，远远没到能和德国抗衡的程度。
终于，多亏，1941年日本飘了，偷袭珍珠港，美国启动曼哈顿工程。

科学家的负责人是：奥本海默。
军方负责人：格罗夫斯（马特·达蒙扮演）。

格罗夫斯毕业于西点军校，本来是想上一线，结果主要搞后勤。
上个他负责的项目是五角大楼建设，非常知道大工程要怎么办。他写过回忆录叫《现在可以说了（Now it can be told）》，还有中译本。
奥本海默习惯了在大学里研究，格罗夫斯问他要多少人，他说，可能得要100-200科学家。
格罗夫斯：？

1942年到1946 年间，13万雇员参与，工程投入22 亿美元，折合2020年购买力超过250 亿美元。
只有几十人了解曼哈顿计划的全景，其余员工不知道自己在执行着什么使命。

战前大家想过核武，但，当时物理学家劳伦斯（哈奈特扮演）估算，做一颗铀弹，总需要30千克铀-235。
波尔认为，要分理出足够的铀-235，约等于不可能。
未来波尔也访问了曼哈顿工程基地，美国向他展示了可能。

曼哈顿工程在美、加、英有20 多个基地。最为重要的三座基地分别坐落在田纳西州的橡树岭、芝加哥和新墨西哥州沙漠中的洛斯阿拉莫斯。
曼哈顿工程三个核心科学家分别是：劳伦斯、费米、奥本海默。

首先出场的核心人物：劳伦斯，前往橡树岭。
链式反应要用的是铀-235，比较少，铀-238比较多。
大量铀238里，混着千分之七的铀-235。
他的工作就是提取这千分之七。

这两种同位素主要区别就是，铀238原子核多3个中子，有1%的质量差距。
劳伦斯的做法是，如图2：拿出回旋加速器积累的经验，线圈通电变成电磁场，把铀离子束通过电磁场。
当两种粒子走过1.2m的半圆后，两种同位素偏折程度不一样，在末端产生了8毫米的间隔，最终把两种粒子分开。
是不是很简单呢？

非常消耗资源。
线圈必须具备良好的导电性能，美国当时哪有那么多纯铜，情急之下用纯银代替。
财政部打开国库：你们要多少盎司？
劳伦斯：我们要1.3万吨。
工程结束后，这些纯银又还给了国库，基本没有损耗。

接下来的关键人物，费米，前往芝加哥。
在芝加哥网球场建立核反应堆。
前面说了，重水工厂在纳粹手里，他们没有重水做减速剂，用了石墨。
为了防止海森堡得到足够减速剂，盟军轰炸了挪威重水工厂。
在剩余的一批重水撤出运往德国时，盟军一支精干小组开展特别行动，在重水运输在湖上的时候，炸沉了船只。

1942年年底，费米建功。
芝加哥一号堆顺利运行。

第三个关键人物奥本海默，前往沙漠中的洛斯阿拉莫斯，把以上全部资源整合，做成最终的产品。

冯·诺依曼在曼哈顿工程里提出了数学模型；
冯·卡门是空气动力学专家，投弹的飞机是他挑的；
美国本土的科学家费曼24岁就加入了，每天跟着前辈工作，未来自己也拿了诺奖；
我国的吴健雄在费米的反应堆停转时，解决了关键问题。

跟这支明星团队比较，德国只有海森堡、奥托·哈恩、劳厄这些，没法比。
1945年5月8日，德国无条件投降。
海森堡连成功的链式反应都没做成。
德国的及时投降，让投放目标调整为日本。

1945年7月16日，洛斯阿拉莫斯试爆成功。
曼哈顿工程要员都在30公里以外等待。
核爆把黎明前的黑暗化为白昼，火球在以毫秒计量的短暂时间里膨胀。在一片绝对的安静里，各色火焰交杂，汹涌翻滚着升上天空，留下一道1.2 万米高的烟柱。
两分钟后，冲击波才隆隆而至。
费米在空中洒下一把纸片，根据纸片被风带走的距离，他成功估算了核爆当量。

实验成功4小时后，“小男孩”元件已经在旧金山湾装载启航，争分夺秒赶往前线。
1945年8月6日，广岛核爆。
8月9日，长崎核爆。
在怎么炸，炸不炸的问题上，科学家和军方做过多次争论，后来证明还是得炸。
我写过一篇，讲述为什么应该炸，而且被炸了不要赖美国，日本人民应该知道是战犯让你们挨炸的

8月15日，日本正式投降。
曼哈顿工程结束。
在羁押德国铀俱乐部工程的庄园里，录音设备留下德国科学家哈恩看了新闻对大家说：
“你们全部都是二流人物了。”
而海森堡还是没算对，到底需要多少千克铀。
哈恩在软禁中拿到了诺奖。

战后多位科学家反对核武扩散。
波尔当年与丘吉尔和罗斯福会晤，对核战争发起预警（结果丘吉尔和罗斯福见完面，就派人监视波尔，怕他乱说话）。
爱因斯坦和奥本海默也反对核战争。
只有冯·诺依曼在冷战中坚持要毫不留情地对苏联使用核武，这个来自于他的囚徒困境。
后来苏联也有了核武，双方达成制衡，没有真打核战争。
在巴黎的居里夫人的女婿约里奥，钱三强的导师，作为法共的一员，在战后向我国带话：“你们要反对原子弹，你们必须要有原子弹。”
钱三强也参与进了我们的两弹一星工作。

即使曼哈顿工程有非常严格的保密措施，但苏联还是渗透成功了。
相传罗斯福刚去世的时候，斯大林比杜鲁门都更了解曼哈顿工程。
再后来我国两弹一星工程，美国有论调认为我们也从曼哈顿工程里获得过情报。
杨振宁半信半疑，后来专门回国聊过，确定我国属于自主研发。

奥本海默下场不算好，后来在美国的麦卡锡主义狂潮中，奥本海默遭到审判。
奥本海默昔日的同事、杨振宁的导师、氢弹之父爱德华·泰勒提供证词，逐条阐述奥本海默阻碍核工程的行为种种，要撤销奥本海默的安全审查特许。
最终奥本海默从国民英雄变成悲剧人物。
许多科学家看不上泰勒，有人在学术会议上拒绝与泰勒握手，也有科学家看到泰勒走进会场，当即起身离开。
但这都没能影响泰勒成为美国政府和军方的宠儿，他随后走上游说推动增加军费的道路。

曼哈顿计划，彻底改变了二战走向，也改变了大西洋两岸的科研和经济实力。
它还改变了科学研究的范式：

战前，学术界还带着传统的学术圈理念，分享互通。
在各国已经开打，连一把铁锹都要计入战时资源管控时，当时也没有任何一方思考，要不要去管理本国科学家公开发布核物理学术文章。

此前的学术界还是靠着大学和研究机构募资来完成研究。
战争后，来自军方的投资改变科学研究节奏，大家在保密中工作，强目标导向。
美国藤校已经成为美国国防部的签约机构，教授频繁登上军方政要的门庭。
总之世界再也不一样了。

至于曼哈顿工程的主导者罗伯特·奥本海默，于1967年在普林斯顿离开。
那一年他63 岁，死因为喉癌。
在他去世4年前的1963 年，他终于看到了美苏之间核武控制条约的签订。

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最后！这里的内容基本都来自于我的《于是一片光明》，书里这段大约3万字左右。
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