中外科学家发明家丛书:奥本海默_2- 第3部分

烈的链式反应。这一实验表明，采用枪式结构肯定能制成铀弹。　

　　　　　此时，特勒通过计算指出，内爆具有另一种优点，即巨大的压力可以大　

大减小临界质量，节省宝贵的可裂变金属，因而内德迈尔的实验受到更大的　


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重视。1943年秋季，奥本海默决心促进内爆的研究工作，要求内德迈尔加快　

进度。内德迈尔本来可以在奥本海默的支持取得充分的人力与物质支援来开　

展工作，但由于内德迈尔缺乏领导才能，仅仅增聘6个人，实验工作与以前　

一样进行缓慢。　

　　　　　从工厂生产出的少量钚样品中，科学家发现，除含有钚—239外，还有　

微量的钚—24O存在。不久，科学家又证明，钚—240是一种α射线发射体，　

也是产生本底中子的源。由钚—240产生的本底中子之多，使得钚弹在采用　

枪式压拢时，无论如何其速度也不够快，达不到克服提前起爆的速度。在这　

种情况下，只有等待内爆方法试验成功，才有可能制造出钚弹来。　

　　　　　奥本海默认识到：由于铀—235供应量有限，如果内爆试验不能成功，　

那么到1945年7月只能制成一枚用枪式压拢的铀弹。所以，实现完全对称的　

理想内爆过程是当务之急。奥本海默陷入进退两难的境地。他不得不承认自　

己选错了人选。为了改变现状，他聘请哈佛大学的化学家兼炸药专家乔治·基　

斯塔科夫斯基作顾问，负责协调内爆技术的全部研究工作，但基斯塔科夫斯　

基发现他很难介入内德迈尔的工作，只好向奥本海默提出辞职请求。　

　　　　　至此为止，内德迈尔的研究工作还只限于改进炸药的形状、改变炸药的　

品种以及改变雷管位置和数目。但所有这些努力都无法解决一个根本性的问　

题：即由炸药表面的一个点状雷管引起的冲击波向四周传播时，正如投入水　

中的一块石子激起的波浪，最后到达原子弹芯表面的冲击波前锋总是一个曲　

面，不可能是平面波，从而无法保证必要的对称性。不仅如此，当几个雷管　

同时点火以后，它们各自引起的发散型冲击波相互遭遇并产生干涉现象，使　

整个炸药区内形成各种不规则的爆发点，从而将对称性完全破坏无遗。　

　　　　　内德迈尔只顾变换雷管与炸药的结构，根本没有抓住问题的关键。在这　

种情况下，奥本海默于1944年夏季面临一个重大问题；他准备彻底改组洛斯　

阿拉莫斯实验室。　

　　　　　这时正好有一个由詹姆斯·查德威克率领的英国代表团到达洛斯阿拉莫　

斯。该团由12名左右的科学家组成。英国人一直坚持发展自己的原子弹，并　

已进行了大量的研究工作。但后来发现英国确实没有力量来进行这样一种风　

险很大而代价极高的计划。因此，根据英美双边协议，英国的研究小组全体　

前来美国参加原子弹研究工作，研究成果将来双方分享。　

　　　　　奥本海默没有料到，英国科学家的到来，使得内爆对称性问题最终得到　

了解决。　

　　　　　根据英国科学家的业务专长，奥本海默分派他们参加各个研究小组，其　

中有几位参加了内爆式炸弹的研究。一位年轻的科学家詹姆斯·塔克提出一　

种全新的方法解决这一问题。　

　　　　　实际上，类似内爆对称性的问题已在美国与英国穿甲弹的设计中解决　

了。为了保证穿甲弹头炸药的全部爆炸力都集中在穿透铁甲的方向上，他们　

发明了一种透镜状炸药，其中采用两种爆燃速度不同的成型炸药，按照与光　

学透镜的聚光作用类似的原理，可以将爆炸的冲击波聚集到一起。这样，如　

果在原子弹球形弹芯周围包上这种透镜形炸药，并使他们同时起爆，就有可　

能产生出对称性很好的球面冲击波。　

　　　　　奥本海默立即接受了这一建议，并指示迅速进行实验。在以后的几个月　

内，发展透镜形炸药的初步试验大部分都很成功；但科学家们也更深刻地认　

识，要使这种设想方案变为一件真正的武器，必须进行浩繁的计算分析与极　


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大量的试验。此时，IBM公司及时提供的一台雏形电子计算机，帮了奥本海　

默的大忙。　

　　　　　8月初，内德迈尔报告了最近的实验结果，他在获得完全对称冲击波方　

面毫无进展。于是奥本海默决定彻底改组洛斯阿拉莫斯实验室，以便迅速攻　

克内爆这个关键。他又施展其口才说服基斯塔夫斯基，并向他许愿，保证提　

供大量人力物力支持这项任务。基斯塔科夫斯基着于解决内爆结构在存在的　

巨大困难。他立即扩充队伍，在短短4个月内，就有了600名得力人员。考　

虑到基斯塔科夫斯基不擅长物理学方面的工作，奥本海默又成立了另一个新　

的研制小组。　

　　　　　奥本海默还向格罗夫斯提出在内爆式原子弹使用前进行一次实弹试验，　

但格罗夫斯他认为这种实弹试验会白白浪费宝贵的钚，影响他向军方提交第　

一枚实用的原子弹的时间。奥本海默不得不去向陆军部长史汀生解释，如果　

不经试验，而在实际使用时发现钚弹的内患是不行，会产生多么严重的灾难　

性后果。后来有人建议制造一个大型钢罐，把原子弹放在其中引爆，如果发　

生核爆炸，那么被炸碎的钚块仍然保存在这个钢罐内，可以回收。于是格罗　

夫斯同意了奥本海默实弹试验的要求。他花费了50万美金造了一个大钢罐。　

但后来因无法安装各种测量爆炸效能的仪器和人们都认为试验成功的把握已　

很大，就没有使用这个大钢罐。　

　　　　　1944年秋季，内爆式和枪式结构所用的炸药试验达到了高潮。在试验地　

四周的峡谷中不断响起一阵阵的爆炸声。　

　　　　　到1944年12月，科学家们试验了真正的枪式结构武器。通过试验表明，　

采用枪式结构的铀弹毫无提前起爆的危险。因此，只需工厂能够生产出足够　

数量的金属铀—235，这种实用原子弹立即可以制成并交付使用。然而工厂的　

生产却落后于原定进度，而且面临巨大的技术困难。预计到1945年8月前，　

不大可能生产出第一枚原子弹所需用的全部金属铀。　

　　　　　内爆式结构的试验也在全力以赴地进行着。直到12月14日，试验小组　

改用了完全新的方法进行了一系列新的试验，这时才第一次看到了可能获得　

对称性冲击波的迹象。　

　　　　　1944年，曼哈顿计划在全力以赴地进行着。而奥本海默也遇到前所未有　

的困难，人力物力十分缺乏，他虽然得到了特种工程支队的大力支援，但仍　

人手缺乏。其原因是工业界看到战争即将结束，军方开始放松了军事订货的　

生产，从而为内爆试验带来更多的困难。奥本海默还无法支付高额工资，同　

时，1944年漫长而严寒的冬季环境艰苦，有些人干脆辞职不干了。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　六、制订“三一计划”　



　　　　　1944年春，两辆军车颠簸地行驶在新墨西哥州南部的干旱沙漠地区。车　

上载的是洛斯阿拉莫斯实验室主任奥本海默及原子弹内爆试验选址小组成员　

一行。为了寻找一处理想的场地，以便试验绰号为“胖子”的内爆式原子弹，　

由负责内爆测验的班希里奇等组成了选址小组。试验场地要求地势平坦，无　

人居住，距离洛斯阿拉莫斯不远，便于运送各种装备。选址小组曾考虑过许　

多可行性的场址，其范围包括从得克萨斯海流内的河流直到科罗拉多为圣路　

易斯山谷中巨大河丘之间的广大地区。现在，他们已将选择范围缩小到新墨　

西哥州以内，这片有“死亡之途”称号的沙漠地区。奥本海默少年时代曾经　

和他弟弟漫游过新墨西哥州，也到过这片沙漠。此次旧地重游，暂时摆脱了　

在洛斯阿拉莫斯的种种烦恼，也感到格外的轻松。　

　　　　　试验场地最终选定在美国空军的阿拉莫戈多靶场的一角，18英里宽，24　

英里长。奥本海默将实验场命名为“三一”试验场（基督教以圣父、圣子与　

圣灵为一神称为三一圣体）。　

　　　　　奥本海默成立了技术计划组织，成为掌握了整个试验进度的指挥部。与　

此同时，恩里哥·费米利用实验反应堆取得的钚，第一次进行了直径为0。9　

英寸钚球的中子倍增实验，并由测量结果推算了内爆式原子弹的临界质量。　

费米给出的外推临界质量数值为5公斤左右，这个数字与初期估计值相近，　

但比过去一般人预料的要小得多。　

　　　　　另一位科学家路易斯·阿尔瓦雷斯也完成了为时两年的起爆装置发展计　

划，满足了内爆弹所要求在百万分之一秒之内同时点火的指标。1945年1月，　

他报告了按照最后设计所进行的良好试验结果。　

　　　　　在远离实验区的一座偏僻的“奥米加”实验室内，也成功地进行了一系　

列令人毛骨悚然的最危险的实验，并且得到了最后的试验结果。临界装置实　

验小组尝试着用实验方法直接取得铀弹临界质量的精确数值。为了达到这一　

目的，他们进行了称为“逗龙尾巴”（意即冒险）的实验。他们把一块较小　

的氢化铀射入一堆临界的铀块中心的孔道内。小氢化铀块由4根轨道导引；　

当射入铀块中心之后，整个装置在极短时间内达到临界而释放出大约2万千　

瓦功率的巨大能量。通过测量这种微型爆炸的能量输出，可以推算得到原子　

弹所需铀—235的精确数量。但这种试验是真正的核爆。在2月份的一次试　

验中由于释放出的能量过大，以致铀棒开始熔化。后来花费了几天时间才清　

理了现场。　

　　　　　另一个试验小组也在紧张地工作着。他们对铀弹临界实验非常害怕，以　

致在进行上述实验时，他们搬出了实验室，躲避到周围的深山之中。但奥本　

海默似乎对这种危险的实验特别着迷。他定期前往“奥米加”实验室时，在　

进行试验时安静地坐着，与试验人员讨论物理问题。　

　　　　　洛斯阿拉莫斯实验室的各项研究计划进展顺利，奥本海默已有可能制订　

今后5个月的逐日进度计划，一直订到格罗夫斯将军指定的实弹试验日期：7　

月4日。然而，内爆试验计划似乎尚无成功把握，同时由于透镜型炸药的形　

状方案太多，浪费了稀缺的原材料。　

　　　　　于是奥本海默不顾物理学家们的强烈反对，冻结了所有的新设计方案，　

以集中力量试验两种透镜炸药。他同时指示班希里奇抽调足够的人力去加速　

　“三一计划”的准备工作，并安排在5月初进行100吨梯恩梯（TNT）炸药的　


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模拟爆炸试验。这一测验的威力虽然比不上某些爆炸试验，但却是规模最大　

的一次人为爆炸试验。为了增加试验的效果，科学家们决定在炸药中放入一　

定量的放射性物质，以便观察一种新的现象——放射性物质的沉降。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　七、围绕使用原子弹的争论　



　　　　　部分研究工作已近尾声。科学家们现在有时间来讨论到底应当如何使用　

他们所研制的新式武器了。　

　　　　　这场辨论还是由西拉德引起的。6年前，他曾与银行家萨克斯联名致信　

罗斯福总统请求研制核武器，现在，1945年春，他又亲自出马撰写了一份冗　

长的备忘录，论证对原子武器进行国际管制的必要性。他指出，“我们所面　

临的最大危险，可能就是在显示了原子武器的威力之后，导致美苏之间的原　

子军备竞赛。”阻止这一军备竞赛的唯一办法就是国际管制原子能，西拉德　

又一次请爱因斯坦签上了名字。　

　　　　　这份备忘录被送交罗斯福总统，此时罗斯福身体已十分衰弱，已没有能　

力考虑诸如此类问题。1945年4月12日，罗斯福总统突然逝世。副总统杜　

鲁门继任，但他对曼哈顿计划一无所知。　

　　　　　第二天，洛斯阿拉莫斯的保安新首领托马斯·琼斯在洛斯阿拉莫斯得知　

总统去世的噩耗，他放下电话冲出办公室，把这一惊人的消息告诉他所遇见　

的每一个人。当他将此消息告诉奥本海默后，奥本海默沉静了很久。他向琼　

斯谈到几个月前与罗斯福会见的印象。言语间表现出他对这位伟大人物衷心　

的钦佩。因此琼斯坚信奥本海默决不是那种背叛祖国的人。