一、曼哈顿工程的前前后后
当历史进入到 20 世纪 30 年代末期,正如本书第一章中阐述的,人类科学技术的进步已为原子弹这种新式武器的出现奠定了基础,此时,一种战略需要就成为这种大规模杀伤破坏武器问世的加速剂。在第二次世界大战这场人类历史上最惨烈的战火中,轴心国的元凶纳粹德国和同盟国的主力美国正在进行一场更为激烈然而却是秘密的角逐。
(一)德国人在核技术上曾一度领先
第二次世界大战爆发之前,德国在核技术上处于领先的地位。德国科学家哈恩和施特拉斯曼成功地分裂了铀原子,并发表了关于原子核裂变现象的论文。然而,幸运的是,第一颗原子弹并没有产生于当时纳粹分子统治的德国,否则将出现不堪设想的严重后果,或许第二次世界大地的结局将要部分地改写。
德国哈特克博士最早建议研制核炸弹 1939 年 4 月 24 日,正当法西斯德国酝酿闪击波兰从而挑起第二次世界大战的前夕,德国汉堡大学的哈特克博士写信给德国陆军部,建议研制核炸弹。信中写道:“我冒昧地请您们注意在核物理方面的最新发展。我们认为这些发展将使人们可能制造出一种威力比现在的炸弹大许多倍的炸弹。⋯⋯显然,如果上述可能性可以实现——这肯定是在可能范围之内的——那么,首先利用这种炸弹的国家就具有一种超过其他国家的无比优越性。”①这可能是在核物理学家中最早明确提出将核裂变用于军事目的的建议。还有一些资料表明,早在 1942 年就有人把制造核武器的可能性报告给了希特勒。然而,德国在这方面的研制工作却进展迟缓。德国著名物理学家海森堡领导的小组曾于 1942 年在莱比锡研制成功一座效果良好的铀反应堆,为生产高浓铀,德国一度着手高离心机的研制,由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展缓慢,转而采用重水反应堆生产钚—239, 直到 1945 年初,才建成一座不大的次临界装置。而在那时,美国研制第一颗原子弹的工作已是成功在即。在这场核武器研制的悄悄竞赛中,纳粹德国终以失败告终。
德国人研制核武器进展迟缓的原因首先,是决策上的失误。最初哈特克博士提出研制核武器的建议时,德国决策者们就未给予充分的注意,战争初期德国闪击作战行动的成功,使法西斯头目们特别是希特勒错误地认为战争将很快结束,无需花费大量人力物力和经费去研制尚无必成把握的原子弹, 因而最初几年一直未给予足够的支持。后来战局变化,想加强核技术的研究, 但因战争的破坏已是因难重重,为时已晚了。其次,是缺乏统一计划和全面指导。德国从事核技术开发和研制的各种力量,始终未统一地组织在一个计划之中,各个研究小组和实验室的力量不能相互协作,而是矛盾较多,相互制约。第三,是希特勒的反犹、排犹政策,使许多犹太籍科学家与同情犹太人的非犹太籍科学家遭受迫害,包括著名科学家爱因斯坦在内的许多科学家逃离德国,还有一些科学家即使留在德国,也采取了不合作的态度。所有这些都严重制约了德国研制原子弹的进程。 V-1 飞航式导弹和 V-2 弹道式导弹在谈及二战期间德国人研制原子弹未果的同时,还应该提到的是德国积极从事火箭技术的研究,制造出了 V 型飞弹,并在战争后期,将这种武器运用
① 美国莱斯利·格罗夫斯基著:《现在可以说了》,中文版,第 200 页。
于战场,而 V 型飞弹对后来美苏发展弹道导弹有着重大的影响。V-1 飞弹是一种飞航式导弹,有翅膀,内装一台冲压式空气喷气发动机和自动驾驶仪器, 飞行速度是 160 米/秒,射程约 250 公里,精度较差。V-2 飞弹是世界上第一个弹道式导弹,它装有液体燃料火箭发动机,推进剂是液氧和酒精,可穿越大气层飞行,飞行弹道最高为 190 公里,最大速度达 1600-1700 米/秒, 射程为 300 公里,弹头重 1000 公斤,采用惯性制导,因测量装置误差较大, 所以落点偏差为 8 公里左右。德国人曾使用 V 型武器袭击英国,但这种武器生产出来为时太晚,并未取得德国人预期的战场效果。
(二)美国人后来居上
在原子弹的研制上,与德国人形成鲜明对照的是美国的积极行动。美国研制原子弹的计划被称之为曼哈顿工程,这个庞大的工程计划于 1942 年 8
月开始正式启动,直接动用人力 60 余万人,参加单位数百个,耗资 22 亿美
元。到第二次世界大战即将结束时,美国制成了 3 颗原子弹,成为世界上第一个拥有核武器的国家。
爱国斯坦致信罗斯福总统二战前夕,从欧洲移居美国的匈牙利物理学家西拉德首先指出,一旦法西斯德国研制成功原子弹,其后果不堪设想。经他和另几位从欧洲迁来的科学家的推动,已定居美国的科学巨匠爱因斯坦致信美国总统罗斯福。信中写道:“利用大量铀进行核裂变链式反应已成为可能, 这样将产生巨大的能量和生成类似镭的新元素⋯⋯这一现象将导致制造炸弹。虽然还不能肯定,但可以设想制造出一种威力巨大的新型炸弹,⋯⋯只要一枚这种炸弹就足以毁灭一个海港及附近地区⋯⋯”。尽管这些话对于罗斯福来说似乎是天方夜谭式的神话,然而这位睿智的总统却没有重蹈当年拿破仑排斥富尔顿关于制造蒸汽舰船建议的覆辙,他接受了爱因斯坦的建议, 并当即决定成立”铀顾问委员会”,专门负责“裂变弹”的研究工作。该委员会由标准局、陆军和海军的代表组成,定期与有关科学家开会讨论原子武器的发展问题。1940 年 6 月,“铀顾问委员会”被纳入新成立的、以万尼瓦尔·布什博士为主席的“国防研究委员会”。布什不仅是总统的首席科学顾问,还是以罗斯福为首的美国最高决策小组的成员。这样,军事利用原子能的问题就被列入了美国最高决策层议事日程,不仅各项核研究计划可得到及时讨论、批准,而且研究经费也有了可靠的保证。1942 年 12 月 7 日,日军
偷袭珍珠港,太平洋战争爆发。美国加快了原子弹的研制步伐。1941 年 12
月 16 日,最高决策小组接受了布什的建议,决定由美陆军工程兵修建原子弹
研制工程设施。1942 年 6 月 17 日,布什向罗斯福报告了研制原子弹的详细计划,罗斯福予以批准。最高决策小组对核计划提出了两点要求:一是向美国提供一种能结束战争的武器;二是在德国制造出这类武器之前作到这一点。
曼哈顿工程启动从 1942 年 8 月 13 日起,美国在纽约以东的哈曼顿地区建立了一个研究机构,作为制造原子弹的领导机关,并把原子弹的研制计划命名为“曼哈顿工程”,列为国家“绝密”项目。在此之前,陆军部已根据马歇尔将军的指令,以美军工程兵团组建“曼哈顿工程区”,来执行原子弹的研制工程计划。工程兵团建筑筑部副主任格罗夫斯将军被任命为工区的总负责人,著名原子物理学家奥本海默被指定为原子弹研制计划的负责人。曼哈顿工程的启动标志着美国研制原子弹的工作由纯理论的实验室工作转入实现研制生产的新阶段。 世界上第一座原子反应堆 1942 年 12 月
- 日,在芝加哥大学斯塔格运动场的看台下面,美国建成了人类历史上第一
座铀——石墨反应堆。这个装置宽 9 米,长 10 米,高 5.6 米,内装铀 52 吨
(含 6 吨金属铀,其余为铀的氧化物)。这个装置总重量达 1400 吨。由于这个装置象堆一样,又为了保密,故把它叫“堆”,而且一直沿用至今。当天下午 3 时 36 分,袭变反应开始,链式反应持续 28 分钟。当时,从过个实验
堆中制造出了 0.5 克钚,这是人类历史上第一次实现了人工控制的核反应,
从而在实验上证明了链式反应理论的正确性,并为 30 个月后研究制成原子弹提供了可靠基础。
铀-235 工厂和钚-239 工厂 1943 年 2 月和 6 月,美国分别在汉福莱特和田纳西州的橡树岭建立了生产钚—239 和铀—235 的工厂。1944 年 10 月底,首批铀—235 出厂,到 1945 年 6 月底,工厂采用气体扩散和电磁分离两
种方法生产了 20 千克铀—235,足够装填一颗原子弹。同年 7 月生产出 60 千克钚-239,又足够装填另外两颗原子弹。
人类历史上第一颗原子弹试爆成功 经过多方努力,1945 年 7 月初,美国终于制造出世界上最早的两颗原子弹。其中一颗的装料是钚—239。将用于试爆,试验场地是曼哈顿工程总负责人格罗斯夫将军和后来被美国报界称为“原子弹之父”的奥本海默亲自选定的,位于新墨西哥州洛斯——阿拉莫斯附近。奥本海默取基督教圣父、圣子与圣灵台为一神的“三一圣体”之意, 给这个试验场命名为“三一试验场”。7 月 15 日,世界上第一颗钚弹被置放在“三一试验场”30 米高的钢架上。翌日清晨 5 时 29 分 45 秒,人类历史上
第一颗原子弹成功地爆炸了,当量为 1.9 万吨。爆炸的巨响在 160 公里外都
可听到, 290 公里外的建筑有玻璃窗被震坏,高大的蘑菇云上升到 1 万多米的高空。面对着这个空前强大的爆炸,在场的每一个人都感到无比的震撼。
(三)积极准备把原子弹投放战场
战争的驱动,使核技术首先运用于军事斗争的领域。美国使用原子弹的工作,几乎是与研制原子弹的工作同时进行的。
确定运载工具由于原子弹体积大,重量重,贮存基地又远离袭击目标, 因此,需要一种远航程重型轰炸机,才能承担这一任务。1943 年 9 月,美国最后决定用当时称为超级空中堡垒的 B—29 型轰炸机携带投掷。1944 年春天,格罗夫斯找陆军航空司令阿诺耳法研究如何改装 B—29 轰炸机,以便载运原子弹。携载原子弹的飞机必须有足够的载重能力,足够的弹舱容量,足够大的炸弹舱门,以及必要的航程。而且,待到原子弹装配时,必须组织装备和训练一支有高度作战能力的战术部队。为此,空军于 1944 年 8 月决定改
装飞机。在 1944 年 9 月 30 日以前,提供 3 架改装 B—29 型飞机,并在 1945
年 1 月 1 日前,再陆续提供 13 架。
组建“飞箭”大队 1944 年 12 月,美国在温多佛空军基地组建了第 509
空军混合大队,代号为“飞箭”。该大队由第 504 轰炸机大队抽调训练有素
的第 393 重型轰炸机中队组成。“飞箭”大队大队长兼机长就是后来直接执行在日本广岛投掷原子弹任务的保尔·蒂贝茨上校。“飞箭”大队编制军官225 名,士兵 1542 名。1945 年 5 月,“飞箭”大队从原驻地前移至关岛附近
的提尼安岛空军基地,编入美国空军第 20 航空队。同年 6 月末开始了近似实战的模扒战斗训练。训练按未来原子弹突袭时三机编队,多次飞抵日本上空, 使机组人员熟悉日本空域的气候、地形、地物及日军防空火力,熟练掌握投弹程序。从 7 月份开始的对日本进行一连串的实战空袭中,“飞箭”大队所
袭击的目标均在预投原子弹的目标附近。为使这些试验性轰炸和将来真的原子弹轰炸相近似,在领航程序、高空单机接近、目视投弹以及投弹后迅速脱离等方面,均严格按预想方案实施。据称,他们先后进行过四次实战演练, 投掷模拟弹 38 枚,主要使用目视投弹,雷达投弹只试用过 8 枚。到 7 月末, “飞箭”大队已做好执行投掷原子弹的准备工作。
选定袭击目标的战略考虑 美国研制原子弹之初,袭击目标预想是德国。1945 年 5 月 8 日纳粹德国宣布投降,而此时美国的原子弹尚未制成,从而失去了在欧洲战场的使用机会。当时日本尚在作最后抵抗,但败局已定, 且苏联已承诺对日作战。但美国决策者们不甘心错过在实战中检验原子弹空前巨大威力的机会,为加速日本投降,减少美军伤亡,特别是试图以此对未来潜在的对手苏联以至全世界起震撼和威慑作用,从而确定战后美国作为世界第一大国的实力地位,美国加快步伐抢在大战结束前将原子弹投放战。19455 年 3 月,美国就成立了目标委员会,专门负责对原子弹袭击目标的分析与选择。最后选定日本的三个中等城市为袭击目标,这三个中等城市按选择的顺序是广岛、小仓、长崎。随后加紧完成了一系列的准备工作和战前训练。8 月 6 日和 9 日,从提尼安岛空军基地先后起飞的两批美国 B-29 重型轰炸机编队用美国仅有的一枚铀弹(代号“男孩”)和一枚钚弹(代号“胖子”)轰炸了广岛和长崎,从而演出了本书开篇所描述的那数十万平民死亡的悲剧。