大家知道,二戰尾聲時,美國在日本廣島和長崎投下了兩枚原子彈。而其實美國研發的原子彈,最初的目的是用於在歐洲與德國進行的戰爭,只是德國在原子彈可被用於實戰之前就已經崩潰,所以原子彈才被用到了日本。而美國啟動研發原子彈的曼哈頓計劃,一個重要的誘因就是他們知道了德國已經在進行核武器的研發了。那麼當時德國率先開始研發核武器,又擁有一大批堪稱領先世界的科學家參與其中,為何最終卻完全沒有打開成功的大門呢?
德國的核武器研發計劃
首先我們可以毫無疑問地說,在1930年代,德國在物理學的幾乎所有領域都處於世界領先地位。比如在最近這幾年網上特別流行的那張包括了許多奠定了現代物理學基礎的科學大拿的「史上最牛合影」里,其中17位最著名的科學家里就有5個是德國人,另外還有兩個是在1930年代被德國吞併了的奧地利人,而這7個人可以說在裡面的分量也都是最重的。比如提出了廣義相對論的愛因斯坦,又比如提出了量子力學測不準原理的海森堡以及提出了著名的「薛丁格的貓」試驗的薛丁格等。
「史上最牛合影」,第一排中間為愛因斯坦,第三排右三為海森堡,右六為薛丁格,他們都是德國人
所以在1938年12月核裂變被發現之後,德國就立即在第2年4月啟動了被稱為「鈾工程」(Uranverein)的核武器研發項目。雖然這個項目只進行了4個月就因為項目組有3名科學家應徵入伍而中斷,但僅僅一個月之後,項目就再次重啟,而主持這個項目的核心人員之一,就是前文提到的科學巨匠海森堡。
海森堡堪稱決定了德國核計劃成敗的核心人物
但這個項目從一開始就沒能把德國全部的相關科學力量給集中起來,因為從1933年希特勒上台之後,很快開始在包括物理學界在內的德國全國推行種族主義政策,之後許多科學家因其種族背景無法在德國再從事科研活動。希特勒上台之後很短時間內,就有15名已經贏得諾貝爾將或者其成就已經達到諾貝爾獎級別的德國物理學家和化學家離開德國,移居海外。其中就包括上面合影里的愛因斯坦和波恩等人。而其中一些人以及他們的學生等尖端人才最終到了美國,甚至直接參與進了美國的核武器研發計劃曼哈頓計劃之中,所以在一定程度上,可以說希特勒的上台反而促成或者至少是加快了美國核武器的成功研製。
「鈾工程」的各種波折
而且德國對「鈾工程」的投入,卻是從一開始就有很大保留。而其中的一個重要原因是,在「鈾工程」中發揮核心作用的海森堡自己並不認為核武器能在短期內研製成功。所以在1939年他向希特勒彙報此事的前景時就說短期內很難成功,而且彙報的方式顯得比較隨意,也就是沒有非常積極地要求希特勒給予支持。而在戰後他在解釋自己這樣做的原因時說,自己當時確實認為成功的可能性接近於零,而在這種情況下如果自己強烈要求希特勒為此投入大量人力物力,但最終卻沒有結果,那麼可能自己的性命都會成問題,所以自己從一開始就擺出了相對有一些保留的態度。
海森堡1934年會見玻爾,二人在1941年再次會面引發了後人很多遐想
所以在二戰結束後,曾有觀點認為是海森堡不想讓希特勒獲得核武器,進而贏得二戰,所以才故意態度不積極,而且在研製過程中還有意拖延了進度。這種說法產生的原因之一是海森堡在1941年在哥本哈根會晤了同樣出現在「最牛合影」里的丹麥科學巨匠玻爾。在會談中他對玻爾說自己不認為研製核武器能取得成功。不過當時海森堡想表達的意思其實是說因為德國不可能研製成功,所以他希望玻爾傳話給美國核計劃的負責人,讓他們也停止研製。同時其實他會面的目的也是想嘗試能否從玻爾那裡探聽到一些美國核計劃的信息。所以現代的主流觀點認為,海森堡並沒有有意拖延德國核計劃的推進,只是他確實認為這事做不成。
所以德國對這個核計劃從一開始就沒有全力投入。在1942年的最高峰時期,參與研製核武器的科學家也只有70人,其中只有40個把50%以上的工作精力用在了研發核武器之上。而在且也許是因為之前大批科學家移民海外,所以納粹當局對從事核武器研究的科學家似乎始終沒有完全信任,海森堡後來也曾表示在整個計劃期間,自己始終只獲得了有限的信任,所以工作中一直有很多掣肘。
德國核計劃啟動後,在比利時殖民地剛果設立了提煉鈾的工廠
所以德國的核計劃從一開始就進展的非常緩慢,而到1942年6月,由海森堡牽頭實施的試驗反應堆項目「鈾機器」(Uranmaschine)毀於一次化學品爆炸。到直到此時,德國人始終沒能實現可控的核鏈式反應,而且也沒有進行鈾濃縮的可靠途徑,同時也沒有提出製作鈽彈的備選方案(長崎原子彈就是鈽彈),因此可以說其3年研發的進展非常有限。而在此時,德國在戰場上被動的局面越來越明顯,對於能立即在戰場上看到效果的資源投入需求也越來越迫切。
所以負責實施這一項目的德國國防軍軍械局此時要求參與「鈾工程」的科學家說明他們預計何時能製造出核武器,而這其實就是軍械局的最後通牒了。但這些科學家的答覆仍然是理論上可以實現,但實踐中需要大量人力物力,所以不認為能在近期實現。隨後軍械局做出決定,繼續實施「鈾工程」,但其負責機構由軍械局改為帝國科研院,而這也就意味著核計劃在德國已經不再是最高優先級的計劃,德國已經把首要的資源從核武器研發轉向了希特勒本人更為青睞的飛彈等能更快見效的研發項目之上。
位於挪威維默爾克的重水工廠
所以此後德國的核武器研究進展大幅放緩,許多附屬研究機構也不再從事相關工作。而在此時,還發生了一件雪上加霜的事情。之前海森堡決定採用重水作為核裂變的慢化劑,以實現可按核裂變。但當時德國本土沒能建成重水工廠,德國所控制的唯一一座重水工廠是位於挪威境內。結果在1943年2月28日,挪威重水工廠被挪威抵抗力量的突擊隊破壞,使德國損失了500公斤的重水。雖然此後德國人也修復了部分設施,但此後該工廠又開始頻繁遭到同盟國軍隊轟炸,始終沒能恢復其完整的運轉能力,這也在一定程度上拖慢了德國的核計劃進度。
最後的嘗試
不過即使這樣,在二戰的最後幾個月里,德國人還是進行了核武器研製的最後嘗試。一些記載顯示,當時在德國陸軍的物理學家庫爾特·戴布內爾的帶領下,一群德國科學家最臨近戰爭結束時成功地製造出來了一個「核裝置」。
帶領一些德國科學家做了最後的「核掙扎」的庫爾特·戴布內爾
但現在的證據表明,這個核裝置還不夠格被稱為核彈。它只是德國的科學家在最後的絕境里利用其當時所擁有的所有核材料拼湊出來的一個利用了核原料的武器。這個裝置的原理似乎是用高爆化學炸藥激發核裂變和核聚變反應。有人認為在1945年3月4日,德國人在德國中部城市奧爾德魯夫附近對這個裝置進行了試爆,但因為現代沒人掌握任何直接記錄,因此這一試驗是否成功激發了核反應或是否真的進行了都無法確定。
而至於德國核計劃失敗的原因,似乎海森堡從一開始就不看好研製核武器能夠成功是一個決定因素。而根據有些說法,他之所以這麼沒信心,是因為他在計算核裂變材料的臨界質量時出了錯,認為需要有幾噸重的鈾-235才能製造出原子彈,而實際上這個臨界質量只有15公斤。海森堡對自己的計算結果一直堅信不疑,以至於在他被同盟國俘虜監禁之後,當他們被告知美軍在廣島投下了原子彈時,他和他的一些助手竟然對此嗤之以鼻,認為是美軍看守在騙他。
1945年4月美英士兵及工作人員拆除位於德國海戈爾洛赫的試驗性核反應堆的場景