第5节：从铀核裂变到世界"裂变"(1)

　　二、从铀核裂变到世界" 裂变" （1939年）

　　1938年圣诞节前夕，德国化学家奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼在中子轰
击铀的实验过程中，成功使铀核分裂为两部分。原子核裂变现象的发现为人类提
供了两条实用化途径：工业动力能源和军事能量释放，前者以和平应用为目的，
后者则是战场级别的核武器概念。这就是《希特勒的" 原子弹" 》所叙述故事的
起始点。

　　1 物理学进入现代世界历史

　　人类对自然的理解通常是一个知识积累和认识渐进的过程，原子物理学的发
展也是如此。量子论在19世纪末的形成是现代物理学雏形诞生的标志，其最重要
的应用领域便是原子结构研究，到20世纪初期，科学家们逐步积累起了有关原子
结构以及亚原子粒子本质的系统知识，现代物理学进入一个蓬勃兴盛的时代。

　　英国科学家欧内斯特·卢瑟福创立原子核理论，认为放射性物质原子的蜕变
导致放射，在此过程中原子会发生变化并释放大量能量；德国物理学家阿尔贝特
·爱因斯坦创立了狭义相对论，他那著名的质能关系公式（E ＝MC2 ）已经表明
少量物质含有极其巨大能量的概念。此后，人们便尝试预测对这种超乎寻常能量
应用的可能性，" 谁第一个掌握了吝啬的大自然以严格控制这一能源库的释放能
量的杠杆，谁就会拥有一种可以毁灭地球的武器" 。英国科学家詹姆斯·查德威
克于1932年发现了既不带正电荷也不带负电荷的粒子——中子。中子的发现实际
上为物理学家寻找到了轰击原子核的" 炮弹" ，因此被视为" 原子核裂变的钥匙
" ，随后，各国科学家竞相探讨以中子轰击方法触发原子核链式反应的可能性，
他们之中有少数人已经对这项研究的严重后果有所意识。所以说，中子是核武器
研制领域第一个" 创记录" 的发现要素，是" 原子弹" 这部标题交响诗作品的主
题。德国人哈恩和斯特拉斯曼的" 铀核裂变现象" 的发现堪称划时代科学成果，
意味着从原子核裂变中获得巨大能量的概念已经获得实验室印证。物理学在迎来
一个崭新时代的同时，也成为现代世界历史的一个重要组成部分。

　　2"撬门者" ：奥托·哈恩

　　奥托·哈恩，1901年在德国马尔堡大学获得博士学位，1904年赴伦敦从事放
射性研究，其间曾到加拿大蒙特利尔协助卢瑟福工作，回国后任教于柏林弗里德
里希·威廉大学（也就是柏林大学）。从1911年起，他在威廉皇帝化学研究所主
持一个独立放射化学部门并开始了与奥地利女物理学家莉丝·迈特纳长达30年的
合作。1934年，费米在罗马进行的用中子轰击铀的研究引起了哈恩和迈特纳的兴
趣，这一对具有敏锐科学直觉的合作者也开始探索中子轰击铀的产物，加入共同
研究的还有斯特拉斯曼。

　　1938年春天，德国国防军昂首阔步于维也纳街头，奥地利被并入第三帝国，
因为有犹太血统，变成德国公民的迈特纳却无法在德意志土地上继续呆下去了。
夏日的某个周末，迈特纳在初升的晨曦中悄然离开柏林，辗转前往远离喧嚣狂热
之地的瑞典过起了流亡生活。哈恩和斯特拉斯曼照常进行实验工作，终于在当年
圣诞节之前取得了决定性成果。1938年12月22日，哈恩和斯特拉斯曼将根据实验
报告写成的论文寄给德国《自然科学》杂志，1939年1 月6 日，这篇宣告" 铀核
裂变被发现" 的论文发表了。

　　当时，哈恩在论文中并未使用" 裂变" 一词，因为他对这种铀核被" 劈开"
的实验结果并无十分把握，也没有找到适用于" 铀核在中子作用下成为两个较轻
原子" 现象的物理学解释，所以当哈恩将论文寄出时，内心对这种现象依然感到
有些不可思议。他后来在回忆录中坦言，自己当时甚至想" 将论文从邮筒里取回
来" 。此时" 要是迈特纳在就好了" ！为了排除心中的疑惑，哈恩立即将论文副
本寄往正在邻近瑞典港口城市哥德堡的小村落康盖坞避居的迈特纳，意在征询她
的看法。所以，莉丝·迈特纳应该是第一个获悉" 铀核在柏林被劈开" 消息的人。

　　迈特纳立即与外甥奥托·弗里施（玻尔领导的哥本哈根理论物理研究所的物
理学家）展开讨论。经过数日冥思苦想，灵感在一次林中漫步时被激发，他们引
用玻尔的" 液滴模型" 对铀核被" 劈开" 现象进行解释。迈特纳在阐释核分裂物
理特性时，将这种现象类比为细胞的增殖分裂，因而称之为核的" 裂变" 。据说
当时有" 量子物理学主教" 之称的玻尔听到这个结论后曾感叹道：" 我们都是些
怎样的傻瓜啊！事情就是如此，简直妙不可言！"

　　日耳曼人的科学发现就如同" 蝴蝶效应" 一般，从" 能量爆发源" 柏林达勒
姆的威廉皇帝化学研究所实验室，迅速传递到北欧斯堪的纳维亚半岛的康盖坞，
随即便越过斯卡格拉克海峡蔓延至丹麦的哥本哈根。最后，玻尔乘着这股即将影
响世界历史进程模式的科学气流之翼，飘过大西洋登陆美国东海岸。

　　　　　　

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