本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
广岛和长崎原子弹爆炸 70 周年纪念日让我想起曼哈顿计划期间发生的一件非同寻常的事件,当时爱德华·泰勒和其他物理学家担心他们正在制造的裂变弹可能会烧毁地球。1991 年,在为采访曼哈顿计划理论部门负责人汉斯·贝特做准备时,我听说了这件事。据报道,泰勒进行了计算,表明裂变爆炸可能会产生如此强烈的热量,以至于会引发大气层中失控的聚变。(具有讽刺意味的是,泰勒后来帮助制造了热核炸弹,其中裂变催化了威力更大的聚变爆炸。)泰勒向其他物理学家提出了他的担忧,包括聚变权威(以及核物理学几乎所有其他方面的权威)贝特。在考虑了泰勒的担忧之后,贝特和其他人得出结论……好吧,我将让贝特用他自己的话讲述这个故事。以下是我在纽约州伊萨卡他家中对他的采访的完整记录。
霍根:我想知道您是否可以给我讲一下泰勒关于原子弹可能会点燃地球周围大气层的建议的故事。
贝特:这完全是胡说八道[笑声],公众对此很感兴趣……也许再次驳斥它会很好。所以在伯克利的一天——我们是一个非常小的团队,大概八位物理学家左右——有一天泰勒来到办公室说:“嗯,如果原子弹在空中爆炸,空气会怎么样?” 关于氢弹的最初想法是,先引爆一颗原子弹,然后原子弹的热量就会点燃一大容器氘……并使其发生反应。所以泰勒说:“嗯,空气怎么样?空气中有氮气,你可以发生核反应,其中两个氮核碰撞并变成氧加碳,在这个过程中,你会释放出大量的能量。这难道不会发生吗?” 这引起了极大的兴奋。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
霍根:这是在 42 年?
贝特:42 年。奥本海默[即将被任命为洛斯阿拉莫斯实验室主任]非常兴奋,说:“这是一个可怕的可能性”,他去找了他的上司,芝加哥实验室主任阿瑟·康普顿,并告诉了他这件事。嗯,我坐下来研究了这个问题,关于两个氮核是否可以相互穿透并发生核反应,我发现这简直令人难以置信。我说了,我认为泰勒很快就被说服了,奥本海默从康普顿那里回来后也被说服了。后来我们发现,用原子弹点燃氘非常困难,液态氘比气态氘更容易点燃,但在 42 年,我们认为点燃液态氘可能非常容易。嗯,我认为泰勒在这方面值得称赞。泰勒在洛斯阿拉莫斯安排了一位非常好的计算员来处理这个问题,[埃米尔]·科诺平斯基,他是弱相互作用方面的专家,科诺平斯基和[听不清]一起表明,点燃氢气,点燃大气层是绝对不可能的。他们写了一两篇非常好的论文,真正解决了这个问题。他们详细地表明了为什么这是不可能的。但是,当然,这吓坏了[康普顿]。嗯,让我先说另一件事:当然,费米不相信这是可能的,但只是为了缓解洛斯阿拉莫斯[三位一体]试验[1945 年 7 月 16 日]的紧张气氛,他说:“现在,我们来打个赌,看看这次试验是否会点燃大气层。”[笑声] 我想可能有一些人接受了这个赌注。但是,例如,在康普顿的脑海中,这个问题并没有得到解决。他没有看到我的计算。他更没有看到科诺平斯基的更好的计算,所以当他在某个时候接受采访时,这个问题仍然在他的脑海中萦绕不去,所以它就公开了,人们仍然对此感到兴奋。
霍根:康普顿是什么时候接受采访的?
贝特:战后。我不太清楚具体时间。也许,我不知道,47 年、48 年。大概是那个时候。[日期是 1959 年。参见附录。] 这让其他人感到兴奋,并且在《原子科学家公报》上有一篇书信往来,但到那时,当然,这已经非常清楚了,而且在洛斯阿拉莫斯试验之前就已经非常清楚,不会发生这样的事情。就此而言,我认为我不反对您写这篇文章。
霍根:我认为使它成为如此引人入胜的事件……是在一项计算上,可能关系到世界的命运。[笑声]
贝特:对,对。
霍根:这显然是一项非同寻常的计算。当您看到“三位一体”试验时,您是否有任何……您甚至考虑过这个问题吗?
贝特:没有。
霍根:您绝对——
贝特:是的。
霍根:——完全确定。
贝特:是的。我脑海中唯一的一件事是,也许起爆器会不起作用,因为我与它的设计有很多关系,而且整个事情会因为起爆器不起作用而失败。不,我从没想过它会点燃大气层。
霍根:在某种程度上,这就像对一个人信念的伟大考验——
贝特:对科学的信念。[笑声]
附录:阿瑟·康普顿在 1959 年接受作家赛珍珠为《美国周刊》采访时回忆起末日讨论。赛珍珠报道说,康普顿说:“这将是最终的灾难。与其冒着为人类拉下最后帷幕的风险,不如接受纳粹的奴役!” 据赛珍珠说,康普顿说,在计算出失控聚变反应的几率“略低于”三百万分之一后,他批准了原子弹试验。H.C. 达德利在 1975 年 11 月的《原子科学家公报》中题为“最终灾难”的文章中回忆了康普顿-赛珍珠的采访。达德利的文章引发了《原子科学家公报》中的书信往来和贝特的回应,贝特说赛珍珠“完全误解”了康普顿,原子弹爆炸“绝无可能”会“点燃大气层”。贝特在他的文章结尾处发表了与我最近的帖子(见下文)相关的评论,内容是关于我们对核武器的恐惧是否过度:“反对核战争有很多充分的理由,这些理由我们的政治家和科学家都很清楚。在这一点上,我可以同意达德利的观点;绝不能发生核战争。但是,没有必要在许多反对核战争的充分理由之外,再增加一个根本不真实的理由。”
延伸阅读: