點(diǎn)擊上方「襄子講談社」→右上角菜單欄→設(shè)為星標(biāo)Part 02：賣火柴的小費(fèi)米
Part 03：大學(xué)之路
Part 04：法西斯治下的意大利
Part 05：原子核內(nèi)部的謎團(tuán)
Part 06：原子核內(nèi)部的隱秘粒子——中子
Part 07：從理論物理學(xué)家到實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家
Part 08：再見了，歐洲
Part 09：關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的猜想
Part 10：新發(fā)現(xiàn)的超鈾元素：镎和钚
Part 11：曼哈頓計(jì)劃
Part 12：美國與德國在研制原子彈中的差距
Part 13：兩條通往“引爆原子彈”之路
Part 14：有人死了
Part 15：原子彈“親吻”了日本
Part 16：傳奇人物：挨了兩顆原子彈，卻沒死
Part 17：粒子時(shí)代的到來
Part 18：費(fèi)米悖論
Part 19：嫁給一個(gè)物理學(xué)家吧
1945年7月16日凌晨5時(shí)9分45秒，倒計(jì)時(shí)開始。
在場的人們?cè)谝魂嚱辜钡臍夥罩械却?，很多人都記錄下了?dāng)時(shí)的情景。這一事件也被描述成了想一千個(gè)太陽那樣明亮。有人回憶：“突然有一陣巨大的光，這是我見過最亮的光了，我想其他人也沒見過比這更亮的。它爆炸了，猛撲過來……”還有人回憶道：“有那么一瞬間，我覺得這爆炸會(huì)點(diǎn)燃大氣層，毀滅地球，雖然我知道那是不可能的。”這是發(fā)生在美國新墨西哥州沙漠里的一次重大事件，我想，這件事對(duì)于整個(gè)人類歷史來講都是一件不可忽視的事，這就是歷史上第一顆原子彈的試爆。
費(fèi)米是曼哈頓計(jì)劃的主要負(fù)責(zé)人之一，爆炸之后幾秒鐘，他站了起來，把一大張紙撕成了碎片，并揚(yáng)起手扔在了空中。40秒之后，爆炸的沖擊波前緣抵達(dá)此處，空中的紙片被吹出了一小段距離。費(fèi)米計(jì)算了一下紙片落地的距離，大概2.4米，而后，他看了眼早就準(zhǔn)備的表格，對(duì)身旁的人說：“我估計(jì)，這次爆炸威力大致相當(dāng)于1萬噸TNT?！?/strong>事后的測算表明了，費(fèi)米的估算相當(dāng)精確，他在羅馬時(shí)的同僚曾開玩笑地說：“費(fèi)米就像教皇一樣，金口玉言，絕無差錯(cuò)。”很早的時(shí)候，費(fèi)米就被冠上了“物理教皇”的外號(hào)，這個(gè)外號(hào)真可謂是實(shí)至名歸，伴隨了費(fèi)米的一生。恩里科·費(fèi)米的祖籍是在意大利，他的祖父和父親都屬于晚婚，人到中年才結(jié)婚，新娘都比自己小十幾歲。
費(fèi)米的母親伊達(dá)·德·加蒂絲是一個(gè)軍官的女兒，可是她小時(shí)候就成了一個(gè)孤兒，由親戚撫養(yǎng)長大，后來成了一名老師。伊達(dá)與丈夫阿爾貝托有三個(gè)孩子，費(fèi)米是其中最小的，出生于1901年9月29日。費(fèi)米在出生后不久就被送到了鄉(xiāng)下，一個(gè)距離羅馬很近的農(nóng)場，直到兩歲半才回到家里，據(jù)他姐姐回憶，那時(shí)的費(fèi)米，又小又黑，看上去弱不禁風(fēng)。家里人給他取了個(gè)外號(hào)，叫“賣火柴的”。小時(shí)候的費(fèi)米似乎就像是一個(gè)尋常人家的孩子，人們第一次意識(shí)到他的與眾不同，是在他13歲的時(shí)候。有一次，在來到父親辦公室的時(shí)候，他發(fā)現(xiàn)父親的同事阿米代伊對(duì)數(shù)學(xué)很有興趣，便問了他一些幾何問題，這些問題連費(fèi)米的父親都沒能解決。為了幫助這個(gè)同事家的小孩子，阿米代伊便借了幾本書給費(fèi)米，費(fèi)米很快就解出了書里面的那些問題，讓大人們對(duì)他刮目相看。1915年1月，一戰(zhàn)已經(jīng)爆發(fā)，對(duì)于費(fèi)米一家來說，一件事沉重打擊了他們，就是他們家中的一個(gè)孩子，朱利奧因?yàn)楸馓殷w發(fā)炎，在一家小診所做了手術(shù)，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)的落后，產(chǎn)生了不良反應(yīng)并導(dǎo)致過敏性休克，沒能活著走下手術(shù)臺(tái)。面對(duì)小朱利奧的去世，費(fèi)米的父母都很傷心，而他自己也保持了極度的感情克制。阿米代伊看到了孩子的孤獨(dú)，也看到了他對(duì)學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈熱情，于是便力所能及去幫助他，無非就是多送了幾個(gè)課本罷了。對(duì)于普通人來講，長輩送課本給自己，估計(jì)會(huì)被恨死吧，但費(fèi)米不一樣，他如饑似渴地研究課本里的內(nèi)容。有一次，阿米代伊想借給費(fèi)米關(guān)于微積分的內(nèi)容，但費(fèi)米卻說沒必要，因?yàn)樗呀?jīng)掌握了微積分。人們經(jīng)常說，若是費(fèi)米說掌握了什么內(nèi)容，那他就一定掌握了，而不是像很多普通學(xué)生，老師一講，全都懂了，而一旦到了做題，又全都不會(huì)了。不過，在這期間，他去世的哥哥、朱利奧的一個(gè)同學(xué)恩里科·佩爾西科成了費(fèi)米的誓友，這兩位朋友喜歡一起散步，探討科學(xué)和機(jī)械裝置，后來都成了意大利著名的理論物理學(xué)教授。費(fèi)米16歲的時(shí)候，要開始考慮未來的路了，要進(jìn)入大學(xué)了。由于意大利的大學(xué)都沒有宿舍，所以費(fèi)米如果考慮在意大利上大學(xué)，則要走讀，住在家里。但阿米代伊覺得，自從朱利奧去世后，費(fèi)米一家的氛圍都很壓抑，因此他覺得，若是能將這位聰明的費(fèi)米解救出來，對(duì)他自己來說也是一件好事。
于是，在阿米代伊的安排下，費(fèi)米進(jìn)了比薩一家極其優(yōu)秀的學(xué)府，即比薩高等師范學(xué)校。在入學(xué)考試的時(shí)候，費(fèi)米算是第一次獲得了一次小巔峰，考試委員會(huì)對(duì)他的所有考試都判了能給出的最高分，并錄取了他。后來，盡管他數(shù)學(xué)成績一流，但還是選擇了以物理學(xué)作為自己的主修領(lǐng)域。原因可能是他從小就喜歡做實(shí)驗(yàn)，且樂此不疲。在大學(xué)的時(shí)候，費(fèi)米認(rèn)識(shí)了一位朋友，叫弗朗哥·拉塞蒂，他回去后跟母親說：“我遇到了一個(gè)同學(xué)，也是個(gè)天才，我以前從來沒遇到過這樣的人。他肯定是某種奇才。在物理學(xué)方面他比所有教授加起來懂的還要多，他什么都懂?！?/strong>
接下來的二十多年里，拉塞蒂成了費(fèi)米身邊影形不離的朋友。拉塞蒂的出生也不錯(cuò)，父親是一個(gè)博物學(xué)家，母親則是一名畫家，他從小就從父母那里受到了良好的熏陶，繼承了父母雙方各自優(yōu)異的天賦。他的記憶力超級(jí)棒，廣泛閱讀了好幾種語言的讀物，后來又自學(xué)了化學(xué)。拉塞蒂與費(fèi)米兩人互相影響，費(fèi)米在認(rèn)識(shí)他之后，一起游玩，也逐漸開朗起來。毋寧說，拉塞蒂將費(fèi)米從壓抑的家庭氛圍里解救了出來。在比薩高等師范學(xué)院學(xué)了四年之后，1922年7月，費(fèi)米獲得了物理學(xué)博士學(xué)位，他的論文答辯場面讓人大失所望，沒有一個(gè)老師跟他上來握手，因?yàn)樘呱盍恕?/span>當(dāng)時(shí)所能充分理解相對(duì)論并將其用數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來的人，屈指可數(shù)，甚至就連愛因斯坦本人，都未必能有費(fèi)米了解透徹。畢業(yè)之后的費(fèi)米似乎是困難重重，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)界并不認(rèn)可他的研究成果，而數(shù)學(xué)界也將他拒之門外。在意大利，要進(jìn)入學(xué)術(shù)生涯的既定路線是，先搞到一個(gè)給教授當(dāng)助理的職位。在這樣的體系中，往往任人唯親。如果沒有那位舉足輕重的奧爾索·馬里奧·科爾比諾認(rèn)識(shí)到費(fèi)米的天賦異稟，可能他也就被埋沒了。
費(fèi)米與科爾比諾的關(guān)系密切，這種良好的關(guān)系一直持續(xù)到科爾比諾于1937年去世。在倆人相處的十五年中，科爾比諾給了費(fèi)米不少幫助，有工作中的，也有生活中的。在十五年中，費(fèi)米的重心在德國，當(dāng)時(shí)的德國是世界物理的中心，匯聚了一批又一批的青年才俊，跟狄拉克這些理論物理學(xué)家相比，費(fèi)米則更實(shí)際一點(diǎn)。后來，費(fèi)米癡迷上了熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)，這占用了他大量的時(shí)間，不過他依舊沒有工作，好在這是科爾比諾又一次幫助了他，安排他到羅馬大學(xué)給化學(xué)家和生物學(xué)家教數(shù)學(xué)。1924年，費(fèi)米的母親去世，同時(shí)去世的還有一位社會(huì)主義議員，賈科莫·馬太奧蒂，他是一位公開反對(duì)法西斯主義的人，非正常死亡，是被綁架后殺害的，他的死對(duì)于整個(gè)意大利來講都是意義深遠(yuǎn)的，是意大利邁向極權(quán)主義的分水嶺。費(fèi)米似乎對(duì)政治并不感冒，他的看法和好友拉塞蒂的相當(dāng)接近，后來在一次1928年的采訪中，拉塞蒂說：“最早那幾年，1922年的時(shí)候，法西斯主義好像也沒那么糟。實(shí)際上相當(dāng)多的意大利人都很歡迎法西斯主義，因?yàn)楣伯a(chǎn)主義太強(qiáng)大了，工業(yè)共產(chǎn)、鐵路交通都被他們搞得亂糟糟的。所以那個(gè)時(shí)候墨索里尼看起來是相當(dāng)有理有據(jù)的獨(dú)裁者。真正讓更有理有據(jù)的人感到惡心的第一件事，就是謀殺馬太奧蒂，那是在1924年。”
1930年，費(fèi)米寫了一篇“現(xiàn)代物理學(xué)”的長篇文章，其中他提出了一個(gè)令人深思的問題：“我們對(duì)物質(zhì)詳細(xì)結(jié)構(gòu)的了解正在突飛猛進(jìn)，從中已經(jīng)產(chǎn)生了或即將產(chǎn)生什么實(shí)際的后果呢？”
費(fèi)米給出了自己的回答，通常要好幾年甚至好幾十年，才能使基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的新見解發(fā)展成實(shí)際應(yīng)用，他認(rèn)為，科學(xué)家的工作并不是要與生活保持距離，也不是在追求深?yuàn)W難解和純粹抽象的概念時(shí)迷失自我。在這期間，意大利的獨(dú)裁者墨索里尼建立了意大利皇家學(xué)院，費(fèi)米與妻子勞拉通過編寫教材賺取一點(diǎn)生活費(fèi)，似乎看上去并沒有多少效果。墨索里尼為皇家學(xué)院選了30位人才，名單中有藝術(shù)家、作曲家和劇作家，科爾比諾作為物理學(xué)家也在名單之中。但他自己是參議員，而皇家學(xué)院的內(nèi)部章程規(guī)定，參議員不得稱為學(xué)院成員。于是，費(fèi)米被選中了，這讓他得到了一個(gè)終身職位，且不用在為錢發(fā)愁了。在墨索里尼受到希特勒影響之前，法西斯主義中的反猶主義并不是很昌盛。隨著納粹在德國的崛起，意大利這邊也難免受到干擾。1931年秋天，政府宣布所有意大利的大學(xué)教師都必須簽署一份忠誠誓約，表明對(duì)國王、國家以及法西斯政權(quán)的忠心和愛戴。當(dāng)時(shí)意大利的大學(xué)教授超過1250名，但只有十來人拒絕簽署誓約。費(fèi)米沒有被要求簽約，因?yàn)樗诒惶崦蔀榛始覍W(xué)院院士之后的沒幾天，就加入了法西斯黨。他似乎還很高興自己成為黨員，但有一點(diǎn)是確定的，他對(duì)政治沒多少興趣，在他看來，有意義的是物理。只要他能不受過多干擾專心做研究，別的事情他也就漠不關(guān)心，無所謂了。1932年，費(fèi)米寫了一篇文章，有關(guān)量子電動(dòng)力學(xué)的，發(fā)表在美國的《現(xiàn)代物理學(xué)評(píng)論》上，這是他第一次在美國期刊上發(fā)表文章。這篇文章的影響可謂是深遠(yuǎn)，偉大的物理學(xué)家費(fèi)曼在后來寫道：“幾乎我所有關(guān)于量子電動(dòng)力學(xué)（QED）的知識(shí)，都來自費(fèi)米的一篇簡單的論文?！?/strong>在30年代，費(fèi)米就已經(jīng)有了國際聲譽(yù)，當(dāng)時(shí)的羅馬也成了世界性的物理中心。物理學(xué)家們對(duì)原子核這玩意非常有興趣，甚至就連費(fèi)米也認(rèn)為，對(duì)原子核的研究是未來物理學(xué)中最重要的問題。PS：有些朋友可能分不清費(fèi)曼與費(fèi)米，上面第一張圖是費(fèi)曼，第二張圖是費(fèi)米。關(guān)于費(fèi)曼，在西方史中肯定會(huì)介紹。
1911年，歐內(nèi)斯特·盧瑟福就用α粒子轟擊了氫原子，發(fā)現(xiàn)所有氫原子核只是帶正電的單個(gè)粒子，這個(gè)粒子的質(zhì)量是電子的將近兩千倍，這就解釋了為什么氫原子的絕大部分質(zhì)量都集中在原子核里，這個(gè)帶正電的粒子后來被人們稱為質(zhì)子。
但是，謎團(tuán)馬上就出現(xiàn)了，在元素周期表上，氫原子下面是氦原子，原子核里有兩個(gè)質(zhì)子，但氦原子核的質(zhì)量卻是氫原子核的四倍。這怎么回事呢？肯定是還有別的東西躲在里面，沒被人們發(fā)現(xiàn)。沿著元素周期表看下去，同樣的謎團(tuán)持續(xù)存在，而且質(zhì)子數(shù)與原子核質(zhì)量之間的差別越來越大。
還有一個(gè)讓人百思不得其解的問題，究竟是什么樣的一種力量讓原子核抱成了一團(tuán)？萬有引力在這實(shí)在是太小了，都可以忽略不計(jì)。當(dāng)時(shí)，人們只知道還有一種力，就是電磁力，可以解釋原子怎樣構(gòu)成，但問題是，在質(zhì)子之間，電磁力只會(huì)引起排斥，不會(huì)帶來相互吸引的作用力。這究竟是怎么回事呢？
實(shí)際上，這背后還有一個(gè)問題。盧瑟福早在轟擊原子之前，就觀察到，放射性元素中存在兩種衰變，一種是α衰變，會(huì)釋放出一個(gè)帶正電的粒子，α粒子的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子，最終被確定為氦原子核。另一種是β衰變，會(huì)有一個(gè)電子釋放出來。衰變后的原子核與衰變前的在帶電量上有所不同，β衰變會(huì)讓帶電量增加一個(gè)單位，而α衰變則會(huì)讓帶電量減少兩個(gè)單位。由此，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家猜想，在一個(gè)巨大的原子核中會(huì)有電子質(zhì)子結(jié)合在一起形成氦原子核，也就是α粒子?？梢f原子核內(nèi)部存在電子，就有點(diǎn)讓人匪夷所思了。于是，科學(xué)家推測，原子核里有一個(gè)質(zhì)子找到了一個(gè)電子，并與之緊密結(jié)合。
但是，這種推測雖然能解釋一些事情，但帶來了許多麻煩，比如，其中一個(gè)問題就建立在海森堡的不確定性原理之上，再者，電子和質(zhì)子是如何緊密結(jié)合在一起的呢？就算結(jié)合了，電子又是如何從中逃逸出來從而形成β衰變呢？其中最重要的是，β衰變中能量很明顯是不守恒的。費(fèi)米對(duì)這些問題都很感興趣，并組織了一次研討會(huì)。后來，在居里夫人等人的實(shí)驗(yàn)下，查德維克發(fā)現(xiàn)了原子核內(nèi)部一種不帶電，且有質(zhì)量的粒子，人們叫它中子。
中子的發(fā)現(xiàn)，是一項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)，是一項(xiàng)配得上諾貝爾獎(jiǎng)的發(fā)現(xiàn)，在考慮誰應(yīng)該為此發(fā)現(xiàn)榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的殊榮時(shí)，據(jù)報(bào)道，盧瑟福是這么說的：“諾貝爾獎(jiǎng)應(yīng)該頒給單獨(dú)發(fā)現(xiàn)中子的查德維克。小居里夫婦那么聰明，他們很快就會(huì)因?yàn)閯e的什么獲得諾貝爾獎(jiǎng)的。”
三年后的1935年，查德維克因發(fā)現(xiàn)了中子而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。另外說一句，查德維克是盧瑟福的助手，看來，盧瑟福雖然自己沒拿到物理獎(jiǎng)，之前因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了放射性元素嬗變而拿到了令人哭笑不得的化學(xué)獎(jiǎng)，但他絕對(duì)護(hù)犢子。中子可以解釋原子核中多出來的質(zhì)量，但還有一個(gè)問題，即中子是否應(yīng)該被當(dāng)做與質(zhì)子一樣的粒子來對(duì)待？中子究竟是原子核的基本成分還是混合進(jìn)去的材料？再者，究竟是什么樣的一種力，將中子與質(zhì)子結(jié)合在原子核內(nèi)部的呢？對(duì)此，大家一無所知。1934年，在第七屆索爾維會(huì)議之后，費(fèi)米提出了一個(gè)全新的理論，他認(rèn)為，在萬有引力和電磁力之外，還存在另一種作用力，它能在原子核里將一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子、一個(gè)電子和一個(gè)非常輕的中子。另一位物理學(xué)家泡利在三年前也曾提出過這樣的一種中子。費(fèi)米表示，如果發(fā)生了這樣的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的質(zhì)子會(huì)留在原子核內(nèi)部，而釋放出來的電子和泡利所說的輕中子會(huì)馬上從原子核中跑出來。費(fèi)米的這番理論，揭示了β衰變中觀測到的電子為何與理論的相反，答案就在其中，電子并非真的在原子核中。
泡利所說的那種輕中子，后來被稱為中微子，成了全球的通用，但意大利人一般用“小中子”來指代中微子。然而，費(fèi)米的這番理論在一開始并沒有被認(rèn)真對(duì)待，畢竟太理論了。早在1932年，美國加州理工學(xué)院就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了正電子，其最早是由狄拉克從公式中推導(dǎo)出并預(yù)言的。正電子的質(zhì)量與電子一樣，自旋也與電子一樣，只不過帶的是正電。反物質(zhì)理論預(yù)測，如果電子遇到了正電子，二者會(huì)一起消失，只在原來的位置留下電磁輻射，也就是光子。根據(jù)費(fèi)米的理論，其他人還計(jì)算出了當(dāng)中微子與原子核發(fā)生碰撞時(shí)，產(chǎn)生電子或正電子的概率。他們這么做其實(shí)是想看看有沒有技術(shù)可以觀測到中微子，但最終他們的結(jié)論是：“沒有實(shí)際可行的方法來探測到中微子。”隨著技術(shù)的進(jìn)步，1956年，探測中微子成了可能。當(dāng)一顆大型恒星坍縮時(shí)，數(shù)秒內(nèi)就會(huì)有大量的中微子釋放出來，隨后在恒星的位置上會(huì)出現(xiàn)一顆超新星。20世紀(jì)80年代中期，人們探測到了一陣長達(dá)10秒的中微子爆發(fā)，緊隨其后便出現(xiàn)了一顆超新星。這些中微子花了17萬年才抵達(dá)地球。從理論物理學(xué)家到實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家
1934年年初，費(fèi)米還只是一個(gè)理論物理學(xué)家，到了這年的年底，他就向前走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的行列，他最大的貢獻(xiàn)，是用中子而非α粒子來對(duì)誘導(dǎo)出的放射性進(jìn)行研究，他也因此獲得了1938年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
費(fèi)米團(tuán)隊(duì)在接下來的研究中，發(fā)布了一個(gè)振聾發(fā)聵的結(jié)論：元素周期表必須得改改了。是的，他們成功創(chuàng)造出了93號(hào)元素，也就是原子核里有93個(gè)質(zhì)子的元素。92號(hào)元素是鈾元素，在之后的元素被稱為超鈾元素。一般來講，超鈾元素大多都是由人工核反應(yīng)發(fā)現(xiàn)和制取的，只有極少的超鈾元素存在于自然界。至今發(fā)現(xiàn)的超鈾元素有27種。超鈾元素大都是不穩(wěn)定的人造元素，它們的半衰期很短，這給人工合成這些元素帶來困難。（半衰期很短的意思就是，biu一下就沒了，衰變成其他穩(wěn)定的元素了）費(fèi)米的這一項(xiàng)成就立即登上了意大利的頭條，而且被國家主義拿來宣傳，說是法西斯主義制下的輝煌。隨著德國吞并奧地利，以及反猶主義在意大利產(chǎn)生了呼聲，而費(fèi)米的妻子勞拉就是猶太人，這不得不讓費(fèi)米對(duì)未來的局勢(shì)產(chǎn)生了擔(dān)憂。1938年年底，費(fèi)米前往斯德哥爾摩領(lǐng)取諾貝爾獎(jiǎng)，但從此就再也沒有回到意大利，而是直接去了美國。這一年的諾貝爾獎(jiǎng)，顯得有些單調(diào)，除了費(fèi)米的物理獎(jiǎng)和賽珍珠的文學(xué)獎(jiǎng)，化學(xué)獎(jiǎng)、生理學(xué)獎(jiǎng)以及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)都空缺著。到了美國之后，費(fèi)米將開始他新的人生，雖然很短暫，因?yàn)樗?954就去世了?？梢哉f，費(fèi)米開啟了原子能時(shí)代，他也被譽(yù)為“原子能之父”。海森堡在其回憶錄里講述了費(fèi)米給他的一個(gè)留在美國的理由，他說：“這是一個(gè)廣闊而又自由的國度，在這里，你不會(huì)被歷史的重量壓碎。在意大利，我是一個(gè)偉人，可在這兒，我已經(jīng)重新變成了一個(gè)青年物理學(xué)家，這可真是有意思啊。把過去的重?fù)?dān)全都丟掉，從這里重新開始吧！”當(dāng)時(shí)有兩個(gè)物理學(xué)家認(rèn)為，鈾原子核被慢中子轟擊之后，可以分裂成兩個(gè)更小的原子核，這個(gè)過程被稱為“核裂變”。這個(gè)過程其實(shí)可以更早被人發(fā)現(xiàn)，但在當(dāng)時(shí)來講，一個(gè)原子核分裂成兩個(gè)原子核，本身就是一個(gè)革命式的發(fā)現(xiàn)，在物理學(xué)界，除非有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，否則這種革命式的發(fā)現(xiàn)都會(huì)被人們忽略。費(fèi)米發(fā)現(xiàn)自己搞錯(cuò)了，超鈾元素比自己想象的還要重。如果在1935年，費(fèi)米就發(fā)現(xiàn)了這種裂變會(huì)怎么樣？可能會(huì)讓人倒吸一口涼氣，希特勒制下的德國會(huì)認(rèn)識(shí)到裂變的潛在價(jià)值，不惜動(dòng)用國家力量發(fā)展原子彈。
或許，費(fèi)米沒有發(fā)現(xiàn)裂變，也是一種人類的福音吧。1939年1月2日，費(fèi)米一家乘坐皇家郵輪“弗朗哥尼亞”號(hào)抵達(dá)了美國。物理學(xué)也在此期間發(fā)生了天翻地覆的變化，核物理學(xué)逐漸出現(xiàn)在了人們的談話中，許多新入門的人也都在談?wù)撍?/span>它究竟有什么意義？關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的猜想
1939年年底，裂變研究領(lǐng)域的兩位公眾人物是費(fèi)米和玻爾，玻爾關(guān)注的是在裂變的不同模式中的異?，F(xiàn)象，而費(fèi)米的關(guān)注點(diǎn)在于所有裂變模式中的共通性。費(fèi)米假設(shè)，在裂變發(fā)生的時(shí)候，有可能會(huì)有額外的中子釋放出來。他甚至開始推測，要是用中子束瞄準(zhǔn)大量緊密堆積的鈾原子核，會(huì)發(fā)生什么。
想想就令人興奮，比如說，要是最初的裂變可以產(chǎn)生兩個(gè)中子，這兩個(gè)中子就可以繼續(xù)跟其他的鈾原子核發(fā)生碰撞從而產(chǎn)生四個(gè)中子，如此，每一次碰撞，將新產(chǎn)生2N個(gè)中子，N是碰撞次數(shù)，就像多米諾骨牌被推倒一張，剩下的就在最初推動(dòng)力下發(fā)生令人瞠目結(jié)舌的情況，這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一旦發(fā)生，將產(chǎn)生一個(gè)史前怪獸一樣龐大的能量源。但是，將腦海中的思維實(shí)驗(yàn)搬到現(xiàn)實(shí)中來，還是會(huì)遇到許多問題，比如當(dāng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)剛剛發(fā)生的時(shí)候，產(chǎn)生的能量會(huì)不會(huì)瞬間就將裝置給炸成渣渣，從而使得鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷了。
與其去想，不如動(dòng)手去做，于是費(fèi)米停止了腦海中的遐想，將注意力暫時(shí)集中在產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的目標(biāo)上。他摩拳擦掌，準(zhǔn)備躍躍欲試。1月30日，那一天是星期一，早上，一位年輕的物理學(xué)家在理發(fā)，當(dāng)他看到那天的《舊金山記事報(bào)》上寫著“德國化學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鈾原子受到中子轟擊時(shí)會(huì)分裂成兩部分”時(shí)，立即起身，吩咐理發(fā)師別理發(fā)了，而后快速跑到了實(shí)驗(yàn)室。他就是路易斯·阿爾瓦雷茨，日后成了很多工具的重要發(fā)明人，其中就包括雷達(dá)和原子彈。在路上，阿爾瓦雷茨遇見了理論物理學(xué)家羅伯特·奧本海默，他停了一會(huì)，告訴了他剛剛自己看到的東西，奧本海默一臉驚訝，第一反應(yīng)是，原子核絕對(duì)不可能分裂。可是阿爾瓦雷茨根本就不理會(huì)奧本海默的質(zhì)疑，他很快設(shè)計(jì)好并成功進(jìn)行了揭示鈾原子核裂變的實(shí)驗(yàn)，并邀請(qǐng)奧本海默前來觀看結(jié)果。1939年3月16日，德軍入侵捷克斯洛伐克，尤金·維格納從普林斯頓趕到哥倫比亞大學(xué)見了費(fèi)米，利奧·西拉德——這位從納粹手中逃脫的猶太物理學(xué)家和喬治·佩格拉姆，維格納向他們表明了自己的擔(dān)憂，希望他們能向美國政府發(fā)出警告。費(fèi)米被派去海軍部作報(bào)告，然而，實(shí)際來看，這并不是一個(gè)最佳的選擇。
因?yàn)橘M(fèi)米不是一個(gè)聲張的人，他不像西拉德和維格納那樣大張旗鼓地去宣講德國帶來的威脅，他在海軍部官員面前，只是直接拋出了事實(shí)，他本身就傾向于對(duì)危險(xiǎn)輕描淡寫，大事化小。當(dāng)官員聽了費(fèi)米的報(bào)告后，估計(jì)也沒當(dāng)回事，覺得也并沒有什么值得大驚小怪的。
費(fèi)米只關(guān)心鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，對(duì)政治也沒啥興趣。當(dāng)時(shí)還是有很多人對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性抱懷疑態(tài)度，因?yàn)橹凶游招?yīng)會(huì)太大，另外，美國陸軍部認(rèn)為，贏得戰(zhàn)爭最重要的是士氣，而不是武器。不過，在一些懷有理想的人的堅(jiān)持下，羅斯?？偨y(tǒng)新組建的“鈾咨詢委員會(huì)”還是做出了購買石墨和鈾的建議，石墨用來干嘛呢？用來降低中子的速度。可是，委員會(huì)批出來的錢卻少得可憐，只有區(qū)區(qū)五千美金。戰(zhàn)爭的味道彌漫在整個(gè)歐洲，德國納粹對(duì)核裂變產(chǎn)生了濃厚的興趣，并組建了一個(gè)“鈾俱樂部”，剛從美國回來的海森堡被指派負(fù)責(zé)其中的理論部門。1939年9月1日，德國入侵波蘭，二戰(zhàn)正式爆發(fā)。回到費(fèi)米這邊，為了用通俗易懂的術(shù)語來描述自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，他引入了一個(gè)標(biāo)記為k的系數(shù)，也就是著名的中子再生系數(shù)。將中子被減速的概率、被鈾或者碳吸收的概率以及最終誘導(dǎo)出裂變的概率都放在一起考慮，相乘之后就得到了便于使用的單一術(shù)語，他管這個(gè)術(shù)語叫k。這個(gè)術(shù)語說明了在每一代中子再生時(shí)發(fā)生了什么。如果k值大于1，中子的數(shù)量就會(huì)持續(xù)增長，如果小于1，中子數(shù)量就會(huì)減少。自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)只有當(dāng)k值大于1時(shí)才有可能實(shí)現(xiàn)。
還有一個(gè)因素需要考慮。費(fèi)米在戰(zhàn)后寫的一篇文章里提到，k值大于1意味著想要的反應(yīng)會(huì)“持續(xù)不斷，只要因泄漏損失的中子數(shù)量足夠小。當(dāng)然，只要反應(yīng)堆的尺寸夠大，這總是能夠?qū)崿F(xiàn)的?！?/span>“反應(yīng)堆”這個(gè)術(shù)語也是費(fèi)米造出來的，因?yàn)樘己外櫾瓌t上可以組裝成任意形狀，可以是立方體，可以是球形，可以是柱狀，也可以是任何最恰當(dāng)?shù)男螤?。但他們組裝出來的就是個(gè)“堆”。反應(yīng)堆越大，泄漏就越少。費(fèi)米和安德森意識(shí)到，自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要他們建造一個(gè)比現(xiàn)在大得多的反應(yīng)堆才能實(shí)現(xiàn)。他們需要更多石墨，更多鈾，也需要更大的空間來安放反應(yīng)堆。這些要全都辦到得花很大一筆錢。他們完全不知道，這錢能從哪兒來。
政府似乎是唯一可能的金主。成立于1939年末的鈾咨詢委員會(huì)已經(jīng)證明無能為力，而其領(lǐng)導(dǎo)人萊曼·布里格斯也起不到作用。然而到了1940年年中，當(dāng)費(fèi)米提請(qǐng)更多資金時(shí)，政府成立了一個(gè)權(quán)力要大得多的組織。這個(gè)新的超級(jí)組織就是國防研究委員會(huì)（NDRC）。它的成立表明美國政府終于承認(rèn)，科學(xué)研究將在戰(zhàn)爭時(shí)期的舉國動(dòng)員中發(fā)揮重要作用。加州大學(xué)伯克利分校有一位年輕的物理學(xué)家，叫埃德溫·麥克米倫，他曾嘗試制造過超鈾元素。麥克米倫知道，普通的鈾原子鈾-238在吸收了中子后會(huì)變成放射性的鈾-239。他研究了鈾-239的兩種衰變模式，其中一種的半衰期是23分鐘，另一種則要慢得多，半衰期比兩天多那么一丟丟。這兩種模式都有一個(gè)特性，即初始原子核中的種子釋放了一個(gè)電子。后來，麥克米倫發(fā)現(xiàn)，半衰期23分鐘的衰變，結(jié)果產(chǎn)生的是有93個(gè)質(zhì)子的原子核，一種名副其實(shí)的超鈾元素。由于太陽系中在天王星（Uranus）后面的是海王星（Neptune），因此他將這種跟在鈾（uranium）元素后面的新元素命名為镎（neptunium）。但是，那個(gè)較長半衰期的衰變模式依然是一個(gè)謎。在接下來的研究中，這種謎一樣的半衰期終于真相大白，這是另一種超鈾元素，在海王星后面的是冥王星（Pluto），所以這個(gè)質(zhì)子數(shù)是94的元素被稱為钚（plutonium）。核物理學(xué)家仔細(xì)斟酌后提出，有94個(gè)質(zhì)子的原子核在受到慢中子轟擊后應(yīng)該會(huì)以跟鈾-235一樣的方式進(jìn)行裂變。這就產(chǎn)生了一種頗有意思的可能性：造超級(jí)炸彈的第二條路，不需要費(fèi)勁巴拉地去分離化學(xué)上完全相同的兩種同位素。最讓人激動(dòng)的是，這個(gè)钚元素的半衰期長達(dá)2.5萬年，極為穩(wěn)定，并且像鈾-238那樣，在捕獲慢中子后發(fā)生裂變。這種元素的名字就像冥王一樣，洋溢著神話冥府世界般的魅力。1941年12月7日，日本偷襲美國珍珠港，羅斯福總統(tǒng)將這一天稱為“活在奇恥大辱中的一天”，沉睡的巨人終于被喚醒了，但是同時(shí)越來越多的人開始擔(dān)心，如果真的造出了那種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的炸彈，那將是多么一件恐怖的事。
一場秘密實(shí)驗(yàn)在美國應(yīng)運(yùn)而生，在那里工作的每一個(gè)人都自愿實(shí)施自我審查制度。關(guān)于芝加哥1號(hào)堆的一切信息，都沒有走出實(shí)驗(yàn)室的大門，這也成了一個(gè)天字號(hào)的機(jī)密。將近一年的時(shí)間，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)結(jié)構(gòu)于1942年12月2日完工。早在這年的5月12日，羅斯?？偨y(tǒng)就簽署了一個(gè)秘密授權(quán)書，對(duì)格羅夫斯表示絕對(duì)的支持。于是，他便啟動(dòng)了一開始被稱為“替代材料開發(fā)計(jì)劃”的項(xiàng)目，但這個(gè)名稱似乎太土，又太高調(diào)，于是便更名為“曼哈頓工程區(qū)”，總部設(shè)立在紐約百老匯大街270號(hào)18層。羅斯福給了曼哈頓計(jì)劃高于一切行動(dòng)的特別優(yōu)先權(quán)。其頂峰時(shí)期，一共有54萬人參與工作。幾個(gè)月之內(nèi)，“曼哈頓計(jì)劃”就購買了面積近600平方千米的地方，用來建設(shè)三個(gè)原子社區(qū)，專門從事秘密研究。該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人是格羅夫斯和奧本海默，奧本海默在全國網(wǎng)羅人才，他的搜尋無休無止，用他自己的話來說，他的招募工作“絕對(duì)沒有道德底線”，就像曹操當(dāng)年的“求賢令”一樣，唯才是舉。
羅斯福將這么重大的人物交給格羅夫斯算是找對(duì)人了，早在之前他就已經(jīng)開始在尋找鈾礦石了，再者，他選中了奧本海默作為技術(shù)總負(fù)責(zé)人。老實(shí)講，在當(dāng)時(shí)的美國，頂尖物理學(xué)家一抓一大把，而奧本海默雖然年輕，沒有拿過諾貝爾獎(jiǎng)，但他是一個(gè)公認(rèn)的天才，智力方面是沒的說的。不過，要成為總負(fù)責(zé)人，管理技術(shù)也是一項(xiàng)不可或缺的技能，但他顯然沒有。
再者，奧本海默有共產(chǎn)主義傾向，在二戰(zhàn)后還因?yàn)榇耸卤粦岩墒翘K聯(lián)的代理人而遭到了指控，被辭去了職位。不過，格羅夫斯毅然決然地選擇了奧本海默作為總負(fù)責(zé)人，也是一項(xiàng)正確的選擇，因?yàn)?/span>奧本海默有著非比尋常的一項(xiàng)能力，就是除了精通物理學(xué)，對(duì)化學(xué)、金屬學(xué)、武器和工程制造都有全面的了解。要制造一個(gè)武器，并不等同于通常的科研，所以一般的物理學(xué)家還真的未必能比奧本海默適合。第一批科學(xué)家于1943年3月中旬抵達(dá)了洛斯阿拉莫斯基地，一個(gè)月后，費(fèi)米和拉比也加入了計(jì)劃。由于這項(xiàng)事業(yè)是國家級(jí)最高的機(jī)密，因此費(fèi)米也搖身一變，有了亨利·法默這個(gè)名字，身份成了一個(gè)農(nóng)夫，而且上頭還給他安排了一名貼身侍衛(wèi)，為的就是保護(hù)他的安全，也可以說是監(jiān)視。除了美國，德國也在開展制造原子彈的工作，但關(guān)于制造原子彈的原材料，德國人并沒有像費(fèi)米那樣意識(shí)到，從商業(yè)渠道搞到的碳夾雜了太多的雜質(zhì)，在將其用于反應(yīng)堆中做慢化劑之前必須要將雜質(zhì)除掉。此外，同盟國在阻止德國得到重水這件事上也取得了部分成功，而重水正是另一種可選的慢化劑。
負(fù)責(zé)德國原子彈制造計(jì)劃的是海森堡，但他是一個(gè)理論物理學(xué)家，對(duì)實(shí)驗(yàn)物理捉襟見肘，而另一邊的奧本海默，雖說也是一個(gè)理論物理學(xué)家，但卻非常擅長經(jīng)營洛斯阿拉莫斯項(xiàng)目，且他手下聚集了當(dāng)時(shí)世界頂尖的科學(xué)家，可謂是人才濟(jì)濟(jì)。大家可以對(duì)比一下三國時(shí)期的曹操和諸葛亮，曹操麾下猛將如云、謀士如雨，就相當(dāng)于美國，而諸葛亮雖說自己很牛逼，但大事小事都一把抓，除了自己就沒培養(yǎng)出一個(gè)合格的接班人，對(duì)于下屬也做不到充分放權(quán)。奧本海默的團(tuán)隊(duì)，除了來自美國的科學(xué)家，還有來自英國的和加拿大的科學(xué)家，就像曹操，手下的能人不僅可以從涼州找，還可以去冀州找，而諸葛亮呢，只能在益州找。再者，美國龐大的工業(yè)生產(chǎn)能力和財(cái)政支援能力，也遠(yuǎn)勝海森堡的團(tuán)隊(duì)。但是到了1944年夏天，同盟國的原子彈之路看起來依舊遙遙無期，他們選擇了兩條路，一條是主攻鈾-235，另一條則主攻钚。但兩條路都是困難重重，從鈾礦中分離鈾-235的工作進(jìn)展緩慢，看起來到1945年只能制造出一顆原子彈，在可預(yù)見的未來也沒法制造更多。钚的情況要相對(duì)好一些，但其核反應(yīng)堆還在計(jì)劃中，如果核反應(yīng)堆不能正常工作，則到時(shí)候一顆原子彈都造不出來。引爆原子彈的機(jī)制也是一個(gè)需要關(guān)注的重要問題，一條路是所謂的“槍式”機(jī)制，相對(duì)簡單直接。一塊中子再生因子k小于1的裂變材料被打進(jìn)其附近另一塊相同的材料中，一旦他倆聚集到一塊，這兩塊亞臨界狀態(tài)的材料就會(huì)變成超臨界狀態(tài)，從而使得k值接近2，也就是每吸收一個(gè)中子，可以生出兩個(gè)中子，如此，爆炸將會(huì)在幾微秒之內(nèi)以指數(shù)級(jí)發(fā)生。第二條路是這樣的，其關(guān)鍵是用爆炸物將球形的裂變材料包起來，裂變材料并不足夠致密，還不會(huì)達(dá)到臨界狀態(tài)。在同時(shí)引爆后，爆炸物會(huì)使球形材料從內(nèi)爆炸，并很快達(dá)到臨界狀態(tài)所需要的密度。但要使裂變材料能夠均勻壓縮，其放置方式就得極為精細(xì)。因此，這一條路比第一條路要相對(duì)復(fù)雜許多。那么直接走第一條路唄，不行！為什么呢？因?yàn)檫€有困難！簡單來講，就算槍式機(jī)制能正如預(yù)期對(duì)鈾-235有效，對(duì)钚也還是會(huì)束手無策。在反應(yīng)堆生成的钚中，放射性同位素钚-240的百分比太高，將使槍式機(jī)制失效，原子彈也就啞火了。想將常規(guī)的钚-239從钚-240中分離出來也是癡人說夢(mèng)。于是乎，大家開了一個(gè)會(huì)，無奈之下，必須要給钚反應(yīng)堆重新建一條路，就是上面的第二條路，奧本海默原本希望費(fèi)米能夠加入進(jìn)來，但他目前在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)場所建造鈾-238反應(yīng)堆，根本忙不過來。在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的時(shí)候，費(fèi)米發(fā)現(xiàn)，這個(gè)反應(yīng)堆熄火了，但不久之后又運(yùn)轉(zhuǎn)起來。常規(guī)來講，反應(yīng)序列原本是這樣：在吸收了中子之后，反應(yīng)堆中有一部分鈾-238原子核變成鈾-239，隨后經(jīng)過兩步衰變，又變成钚-239，這就是所需要的最終產(chǎn)物。然而，其他的鈾-238原子核發(fā)生了裂變。在隨后的衰變反應(yīng)中，有一步產(chǎn)生了一種可怕的中子吸收劑，吸收效應(yīng)極為強(qiáng)大，能將所有再生的中子吸得一干二凈，從而有效關(guān)閉了反應(yīng)堆。但是為什么過了幾個(gè)小時(shí)反應(yīng)堆又自己開始工作了呢？也有一個(gè)答案在這里：這種吸收劑并不穩(wěn)定。要不了幾個(gè)小時(shí)，吸收劑的原子核衰變?yōu)閯e的原子核，就不再吸收中子了。這時(shí)候反應(yīng)堆就能夠再次啟動(dòng)，周而復(fù)始循環(huán)下去。
萬幸的是還有辦法補(bǔ)救。尤金·維格納為達(dá)到最高效率設(shè)計(jì)了反應(yīng)堆，但在惠勒的建議下，杜邦公司曾計(jì)劃留下安全余地，因此安裝了多余材料和備用設(shè)備。要做出改進(jìn)、接通冷卻所需的額外的水都需要時(shí)間，但是可以還算迅速地搞定這些。這樣也能修復(fù)反應(yīng)堆，因?yàn)楦鶕?jù)費(fèi)米和惠勒現(xiàn)在的測算，做出的改進(jìn)將使反應(yīng)堆克服污染問題。可是在制造原子彈的途中，一件不幸的事發(fā)生了，那是在1945年8月，實(shí)驗(yàn)室發(fā)生了第一次輻射事故，當(dāng)時(shí)的一位青年物理學(xué)家哈里·達(dá)格里恩被緊急送往醫(yī)院。備受折磨25天后，這位24歲的年輕人不幸身亡。我們以為參加曼哈頓計(jì)劃的科學(xué)家是幸運(yùn)的，因?yàn)樗麄儾挥蒙锨熬€，但實(shí)際上，他們也都是在用命工作，可能是出于一種愛國情懷，亦或是對(duì)希特勒的恐懼，不管心理動(dòng)機(jī)如何，他們都是將自己置于巨大的危險(xiǎn)之中。按照美國暢銷雜志《生活》的說法，在1945年8月7日之前，“全國知道曼哈頓計(jì)劃全部意義的最多不過幾十人，另外可能也只有一千人知道原子領(lǐng)域的工作與此相關(guān)”。這篇文章是否將富赫斯視為了解情況的數(shù)十人之一還并不知道，但將美國副總統(tǒng)杜魯門劃歸一無所知的人卻無疑是正確的，一直到1945年4月12日都是如此。就在那一天羅斯?？偨y(tǒng)突發(fā)嚴(yán)重腦溢血，幾小時(shí)后宣告不治。來自密蘇里州的美國前參議員哈里·杜魯門擔(dān)任副總統(tǒng)剛剛一年有余，就在這天晚上宣誓就任總統(tǒng)。就職儀式后，戰(zhàn)爭部長亨利·史汀生向新官上任的總統(tǒng)粗略介紹了“新型炸彈的進(jìn)展情況，這種炸彈的破壞力令人難以置信”。杜魯門對(duì)此毫不知情，感到又是困惑又是吃驚。作為參議院國防計(jì)劃調(diào)查委員會(huì)主席，他知道有曼哈頓計(jì)劃這么回事，但從未得知這個(gè)計(jì)劃在做什么，更別說計(jì)劃的進(jìn)展情況了。在得到詳細(xì)報(bào)告之后，杜魯門將原子彈添到他本來就排滿了的日程當(dāng)中。跟德國的戰(zhàn)爭漸趨尾聲，但跟日本還有的打。隨著有關(guān)戰(zhàn)后歐洲重組的爭論浮出水面，美國與蘇聯(lián)之間的關(guān)系變得越來越緊張。在這樣的情勢(shì)下，政府高層對(duì)玻爾在核武器研究方面開展國際合作的主張就不抱多少同情了。1945年5月7日，德國投降，阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室里的科學(xué)家既高興又泄氣，高興的是，戰(zhàn)爭結(jié)束了，再也不用擔(dān)心德國會(huì)制造出原子彈了，泄氣的是，德國投降了，原子彈還有必要造嗎？
再者，關(guān)于原子彈在道德層面的爭辯也依然存在，一戰(zhàn)中使用毒氣的歷史已經(jīng)讓大眾與媒體對(duì)新型的武器產(chǎn)生了警惕。7月17日，丘吉爾、斯大林和杜魯門在波茲坦會(huì)晤，共同商討戰(zhàn)后的世界和平問題。當(dāng)時(shí)，雖然對(duì)德的戰(zhàn)爭已經(jīng)結(jié)束，但日本還在與同盟國交戰(zhàn)，日本的失敗已成了定局，問題就是，在日本投降或被毀滅之前，美國還會(huì)犧牲多少士兵。粗略算下來，這是一個(gè)不小的數(shù)字，因此，將新發(fā)明的武器用在日本人頭上，就成了三巨頭的共識(shí)。前一天，第一顆原子彈在美國新墨西哥州索科羅縣的沙漠試爆，取得了成功，曼哈頓計(jì)劃的第一階段結(jié)束了。之后，格羅夫斯召開了會(huì)議，討論將在哪里投放核彈，他告訴委員會(huì)成員，推薦的日本備選城市不要超過4個(gè)，并考慮一個(gè)“控制因素”：目標(biāo)城市應(yīng)該定位在最能對(duì)日本人繼續(xù)戰(zhàn)斗的意愿產(chǎn)生有害的影響，且是之前沒有被空隙過、破壞過的地方。于是東京就被排除在外了。
格羅夫斯原本想投放在京都，但被一名著名的老政治家給否決了，為啥？因?yàn)榫┒季哂杏凭玫臍v史傳統(tǒng)，于是乎，廣島成了被選中的第一個(gè)目標(biāo)。8月6日清晨，在第一顆原子彈試爆的三周后，一架由空軍上校大隊(duì)長保羅·蒂貝茨駕駛的B-29轟炸機(jī)，從位于北馬里亞納群島天寧島的美國空軍基地起飛，一枚名為“小男孩”的鈾-235核彈被裝進(jìn)了飛機(jī)的彈藥艙。8點(diǎn)15分，“小男孩”被投在廣島，據(jù)估計(jì)，這座城市的40萬人口中，有10萬死于爆炸。3天后，8月9日，钚彈“胖子”在長崎落下，造成了同樣的結(jié)果。
8月15日，日本天皇通過廣播正式宣布投降，二戰(zhàn)結(jié)束。
原子彈爆炸的消息震驚了全世界，尤其是之前在德國負(fù)責(zé)原子彈計(jì)劃的海森堡等人。人們一開始是歡呼，而后便是譴責(zé)美國犯下了反人類罪，雖然客觀來講，兩顆原子彈不僅拯救了盟國士兵的命，還變相拯救了日本士兵的命。雖然隨著時(shí)間的流逝，認(rèn)為當(dāng)年對(duì)日本投放原子彈之事是一個(gè)正當(dāng)行為的支持者有所下降，但還有近超過一半的人認(rèn)為其是正當(dāng)?shù)摹?/span>毋寧說，兩顆原子彈的爆炸，也震懾了二戰(zhàn)之后的世界，人們對(duì)戰(zhàn)爭的恐懼達(dá)到了高潮，雖說之后的美蘇冷戰(zhàn)曾一度到了劍拔弩張的地步，但誰都沒有再向前跨一步，這可能也是大家對(duì)1945年8月份的兩顆原子彈心有余悸吧。（冷戰(zhàn)期間，大部分人都活在核陰影的恐懼之中，在冷戰(zhàn)最高潮階段，好在兩邊的政治家，美國的肯尼迪和蘇聯(lián)的赫魯曉夫都是成熟的，都在盡力避免核戰(zhàn)爭）
這里講一個(gè)傳奇人物，他的經(jīng)歷非常傳奇，讓人懷疑其真實(shí)性，不過，我可以很負(fù)責(zé)任地告訴大家，這的確是真的。主人公是一個(gè)叫山口疆的日本普通男人，1945年，他29歲，“小男孩”爆炸的時(shí)候，他正在廣島出差，在他準(zhǔn)備回家時(shí)，發(fā)現(xiàn)簽署文件的個(gè)人印章落在了辦公室，于是，他的回城被耽擱了。結(jié)果，8月6日早晨，“小男孩”原子彈在廣島爆炸，爆炸中心距離山口居住的地方約3公里。在爆炸的巨大沖擊力下，山口摔倒在地，永遠(yuǎn)地失去了左耳聽力。不過，很快他就找了一個(gè)地方躲起來，第二天回到家鄉(xiāng)接受治療。
兩天后，左耳失聰?shù)纳娇诮p著繃帶，回到了工作崗位。那一天是8月9日，山口的公司在長崎，正當(dāng)他跟一位主管講述自己被炸的經(jīng)歷時(shí)，突然，熟悉的感覺再次襲來，還是那股味道，“胖子”原子彈被扔到了長崎，爆炸中心依然距離山口所在的地方約3公里。山口疆是日本政府認(rèn)可的唯一一位“雙重爆炸幸存者”，兩場爆炸加起來，一共有100-300名幸存者。不過，到目前為止，只有山口疆獲得了這一稱號(hào)。經(jīng)過爆炸和輻射之后，山口的身體時(shí)好是壞，年輕時(shí)的大多數(shù)時(shí)間都纏著繃帶。他的兒女認(rèn)為，輻射帶來的健康問題遺傳給了自己，不過，山口疆本人卻很長壽，2010年1月去世的時(shí)候已經(jīng)94歲高齡了。2005年，山口疆六十歲的小兒子因年幼時(shí)遭受原子彈爆炸的影響，盡管跟病魔斗爭了幾十年，遭受了各種折磨后終于還是去世了。山口疆悲痛之余決定講出自己的故事。2006年，90歲的山口疆主演了電影《雙重被爆》，后來這部電影在聯(lián)合國上映時(shí)山口疆被邀請(qǐng)到聯(lián)合國發(fā)表演講，演講中他說：“我是為了在這里說話才活到了現(xiàn)在，雖然有句俗語說有二就有三，但是我真的不想再被原子彈炸第三次了?！?/strong>戰(zhàn)爭結(jié)束后，費(fèi)米再次聲名鵲起，物理學(xué)也迎來了一個(gè)“粒子加速器”的時(shí)代，物理學(xué)的中心也從站前的歐洲轉(zhuǎn)移到了美國。芝加哥的物理學(xué)家一直希望攻克20世紀(jì)30年代就已經(jīng)提出但一直沒有解決的棘手問題：是什么力量讓原子核成形，而為什么有時(shí)候原子核又能分裂呢？
1935年，日本物理學(xué)家湯川秀樹就曾表示，核力可能是由一種完全不同的粒子所攜帶，并將這種粒子稱為介子。量子場論提供了關(guān)于介子的一種描述：介子在原子核內(nèi)的中子和質(zhì)子之間來回交換。介子在轉(zhuǎn)瞬之間現(xiàn)身又隨即消失。如何觀察介子是一個(gè)問題，因?yàn)闇ㄐ銟涞睦碚摂嘌?，介子的質(zhì)量會(huì)很大。介子的質(zhì)量估計(jì)約為質(zhì)子質(zhì)量的15%。20世紀(jì)30年代的回旋加速器毫無希望能直接探測到介子，因?yàn)榧铀倨鳠o法提供足夠的能量來產(chǎn)生質(zhì)量這么大的粒子。然而，戰(zhàn)后加速器技術(shù)的發(fā)展使得先前不可能的事情成為可能。一種大為增強(qiáng)的回旋加速器版本，被稱為同步回旋加速器，顯著提升了粒子的能量。當(dāng)加速器開始運(yùn)行，一些意想不到的結(jié)果也在散射實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了。有些跡象表明產(chǎn)生了新的粒子，這些跡象也顯示出，對(duì)物質(zhì)終極結(jié)構(gòu)的探尋將會(huì)是一條漫漫長路。另一方面，二戰(zhàn)結(jié)束之后，美國與蘇聯(lián)都在制造威力更大的氫彈。1952年11月1日，美國在太平洋一處環(huán)礁進(jìn)行了超級(jí)炸彈的第一次全面測試。爆炸所產(chǎn)生的的能量是投在長崎的原子彈的450倍以上。1950年，費(fèi)米提出了一個(gè)著名的“費(fèi)米悖論”，簡單來講，就是如果這個(gè)宇宙中存在技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類的外形智慧文明，那為什么我們還沒觀察到這種超級(jí)牛逼的文明呢？
關(guān)于費(fèi)米悖論有很多解釋，其中有一種“大過濾器”的解釋，是由美國學(xué)者羅賓·漢森提出來的。大概是說，對(duì)于任何文明來講，技術(shù)都可能存在一種篩選機(jī)制。比如，出現(xiàn)生命是一層，制造工具是一層，避免核戰(zhàn)爭毀滅是一層。就相當(dāng)于，文明在前進(jìn)，技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)，會(huì)有一道道困難等著你去越過，如果越過了，那恭喜你，進(jìn)入下一關(guān)，如果沒越過，那對(duì)不起，要么就是低等生命，不可能出現(xiàn)可以飛出自身星球的科技，要么就是自我毀滅了。漢森總共提出了九層篩選機(jī)制，其中，按照他的理論，我們?nèi)祟惸壳斑€處于第三層到第四層的中間，如果我們沒走好，那么我們就會(huì)被困死在自己的星系?？磥?，我們?nèi)祟愡€有很長的一段路要走啊。
回到費(fèi)米，在1954年，費(fèi)米被診斷出患了肺癌，醫(yī)生告訴他，他的肺癌已經(jīng)轉(zhuǎn)移擴(kuò)散，只有幾個(gè)月的失衡命了，沒有希望了。
盡管已經(jīng)走到了生命的盡頭，費(fèi)米似乎并沒有什么大驚小怪，他的幾個(gè)朋友都前來探望，與他做最后的告別，其中包括楊振寧。1954年11月28日，費(fèi)米在芝加哥去世，年僅53歲。費(fèi)米的妻子勞拉一直以來就默默陪伴在他身邊，之前是賢妻良母的角色，現(xiàn)在開始進(jìn)入了政治活動(dòng)的舞臺(tái)。費(fèi)米去世后不到一年，她就出席了1955年8月在日內(nèi)瓦舉辦的第一屆和平利用原子能國際會(huì)議，這次會(huì)議使得她成為了一名和平使者。1977年，勞拉被肺纖維化的慢性病擊倒，臨終前，她手上還帶著1928年費(fèi)米給她戴上的戒指。很多人都說物理學(xué)家都是一群不近人情的人，都是一些來自外太空的人，實(shí)際上，他們和我們普通人又有什么區(qū)別呢？勞拉生前曾寫說：“總而言之，跟物理學(xué)家在一起的生活，很值得過?！?/strong>
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