矛盾的灵魂:倡议和反对核武器的同一人-资讯-知识分子

矛盾的灵魂:倡议和反对核武器的同一人

2023/03/02
导读

匈牙利裔美国科学家里奥·西拉德(Leo Szilard, 1898年2月11日-1964年5月30日)是第一个动议研制原子弹的人,也是第一个提出反对使用原子弹的人。图源:维基百科
导读:
     在1960年美国著名的《哈珀斯杂志》(Harper's Magazine)上,原子弹社会史专家A. K.史密斯 (Alice Kimball smith)讲了这样一件趣事:在一个大学教授参加的聚会上,有人要求来客们写下他认为在近代历史上起了特殊作用的人物,要求是所选人物在他的时代中起了任何人都不能替代的作用。根据得票的多少选出的前五个人依次是林肯、甘地、希特勒、邱吉尔和里奥·西拉德。
    今天是其中第五位人物里奥·西拉德的125周年诞辰,《赛先生》推荐刚刚去世的国内科技政策专家王德禄为这位科学家撰写的人物传奇。
撰文 | 王德禄

责编 | 李真真

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 青少年时代




里奥·西拉德(Leo Szilard, 1898-1964)于1898年2月11日出生在匈牙利布达佩斯的一个犹太家庭。他父亲是位建筑师。他的童年极其平淡,10 岁以前,他一直是一个瘦弱多病的孩子,在家中由他母亲给予家庭教育。10岁那年他被送入公立学校就读,一直到18岁。在学校里,他并不十分用功,但总能轻而易举地得到好成绩,再加上他坦率、诚恳,对许多问题常常发表独到的见解,使他成为一位受到老师和同学们格外喜爱的学生。

西拉德一生很少谈到他的童年。本文只能根据有限的资料,提及影响了西拉德世界观的形成的一点线索。

西拉德的母亲非常喜欢讲故事,在这些故事中常常隐含着一种鲜明的真理。西拉德曾说:“许多人并不了解自己的一套价值观是来自何处,而我的价值观的来源却很清楚,这就是我母亲常常给我讲的那些故事。我对真理的爱全都来源于这些故事,我乐于为‘拯救世界'(Saving the wo rld)做些事情也来源于此。”([2],p. 3)

在这些故事中,有一个故事讲西拉德的外祖父。1848年匈牙利革命时,西拉德的外祖父还是一位中学生。作为班长,他每天要向老师汇报违反纪律的学生的名字。有一天正好军队从校外经过,学生们违反纪律跑出去欢迎士兵们去了。在当天的报告中,西拉德的外祖父报告了跑到校外的学生的名单,其中也有他自己的名字。老师由于他的坦诚而十分高兴,结果谁都没有受到惩罚。这样一个小故事由于西拉德的母亲反复地讲给年幼的西拉德听,使他产生了深刻的印象,以致在他62岁时还能完整地把这个故事复述出来。

匈牙利剧作家、诗人马达奇(Imre Madach,1823一1864)1862年创作的诗剧《人的悲剧》对西拉德产生了深刻的影响。此剧取材于《圣经·创世纪》。西拉德读到该诗剧时年仅 10岁,但它给西拉德留下了深刻的印象。1945年他谈到该诗剧时说:“这个诗剧的思想是告诉人们,在你做出悲剧性的预言时,仍要抱有一线希望”。([2],注释1)“一线希望”一一这正是西拉德一生奋斗信心的源泉。

20世纪初,匈牙利,尤其是布达佩斯,有着浓厚的崇尚知识与科学的社会风气,这种风尚对于促使西拉德跨入科学殿堂产生了很大影响。这种风气也曾促使大批匈牙利的青年学生到欧洲科学发达国家求学,最后成为国际知名的学者。除了本文介绍的西拉德之外,还有物理学家维格纳(Eugene Wigner,1902—1995)、冯·卡门(T. von Karman,1880一1963)、特勒 (Edward Teller,1908一2003),伽博(D. Gabor,1900一1981);数学家冯·诺伊曼(John von Neumann,1903一1957)及著名学者M. 波拉尼(Michael Polanyi)等等。在西拉德的学术生涯中,这批学者都与他有着很密切的联系。

正是在这样一种背景下,西拉德在学校里就表现出对科学的兴趣,尤其喜欢物理学和数学。在13岁那年,他为得到了几件物理实验仪器,而欣喜若狂。然而,到了18岁那年,他却没有能如愿到大学里学物理或与物理接近的化学,这是因为当时物理学家不容易在匈牙利找到合适的工作。在别人的劝说下,他进了一所技术学院学习电机工程。

1917年,西拉德被征兵加入奥匈部队,以军官身份服役。直到1918年11月,第一次世界大战结束,他一直没有参加过战斗。1919年夏,他返回技术学院;几个月之后,他就来到了德国柏林。在这里,西拉德开始了他作为科学家的艰难历程。

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 博士论文和关于信息论的预言




西拉德来到柏林,一开始学的仍然是电机工程,并被认为是在电机工程方面最有出息的学生。此时,柏林的物理学界十分活跃,这对西拉德产生了极大的吸引力。爱因斯坦、普朗克、冯·劳厄、能斯特(Walter Nernst)和J.弗朗克(James Franck,1882一1964)都在柏林,并经常参加物理学家的定期聚会。西拉德很快就成为这种定期聚会的热心听众。另外,他的匈牙利同胞伽博、维格纳也在柏林大学读物理,这使西拉德更多地了解了物理学的现状和辉煌远景。促使西拉德下决心改学物理的原因或许还有爱因斯坦的鼓励。西拉德曾“以他特有的直率向爱因斯坦作了自我介绍”。([6],Wigner,p.141)一方面由于他的真诚、直率,另一方面由于他的犹太血统,使爱因斯坦对他产生了很好的印象,他们建立了谊兼师友的终生关系。

西拉德转入柏林大学以后参加了爱因斯坦主持的统计物理研讨班。这个研讨班是由西拉德促成的。伽博、维格纳和西拉德的其他几个朋友都是这个研讨班的成员。爱因斯坦以他那物理学大师特有的见解和智慧给了他们不少的启发和帮助。许多年后维格纳回忆说:“研讨班对于大多数参加者来说都是一种独一无二的经历。我相信,它也给西拉德的博士论文以不少的灵感。”([6],Wigner,p.141)

西拉德的博士论文导师名义上是冯·劳厄。所谓“名义上”是指西拉德完成的论文与冯 ·劳厄交给西拉德的题目毫不相干,西拉德花了六个月的时间来解决冯·劳厄交给他的有关相对论问题,结果一无所获。1922年西拉德获得博士学位,博士论文的题目是“唯象热力学在涨落现象上的推广”。当西拉德放弃劳厄交给他的关于相对论的问题后,就开始思考用热力学理论来推导涨落现象。这个问题从1921年圣诞节开始做起,只用了三周时间就完成了。涨落现象是由玻尔兹曼(Boltzmann)指出,并用统计物理学的方法推出的。西拉德竟然用热力学第二定律这一纯唯象的理论,一点也没有使用原子概念就推导出了涨落的存在,这引起了爱因斯坦和冯·劳厄的极大震惊。令西拉德高兴的是,劳厄在吃惊之后第二天就打电话告诉西拉德飞:“你的稿子已经被接受作为你的博士学位论文”。([2],p.11)

这个时期是西拉德一生中最富有创造性的时期。6个月以后,西拉德又在这一领域完成了另一篇论文“精灵的干预使热力学系统的熵减少”。该文“在热力学发展史上占有重要地位,因为它第一次令人信服地说明了麦克斯韦妖的本质。同时,这篇文章也在信息论发展史上占有重要地位,它不但预言了信息论,还揭示了信息论这一学科的出现是历史的必然”。

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 二十世纪的爱迪生




“我们现在应该把他看作20世纪的爱迪生”。(Bulletin of the Atomic Scientists,Sep. 1972,p. 52)这是西拉德的老朋友D. 伽博在评论西拉德的技术发明时讲过的话。打开《西拉德科学论文集》后,令人感到吃惊的是,该书中大量介绍了西拉德为自己的技术发明所申请的专利。从这些文献中我们又看到了一位作为发明家的西拉德。

按照维格纳的说法,西拉德花大量的时间从事技术是因为“西拉德觉得他并不很精通理论物理。他觉得自己在数学运算技巧方面无法和同事们竞争。”([6],Wigner,p.141)芝加哥著名专利律师塔宾(Julius Tabin)的说法比较中肯:“西拉德的独立性格使他非常适合于扮演一个发明家的角色。他的好奇心、丰富的思想是由于他受到的工程和物理学双重训练而形成的。”([1],p.527)据西拉德回顾,在他毕业时,爱因斯坦曾问他“你为什么不到专利局找份工作干呢?这对你会是最好的,做一个别人等着你下金蛋的科学家并不是一件好事情。我在专利局工作的那些时间是我一生中最好的日子”。([2],p.12)西拉德没有到专利局,而是来到了威廉皇帝研究所,一年以后他又当了柏林大学的无公薪讲师,从此以后,在大约10年的时间内,西拉德同时在两处供职。在此期间,尽管西拉德没有到专利局,但他除了受冯·劳厄影响而与H. 马克(Mark)合作进行了X射线晶体学研究以外,把大部分精力都用在了一些具有商业价值的应用研究方面。

西拉德在其学术生涯中一直扮演了发明家的角色。但相对来说1923—1931年的发明更加具有商业意义。在这期间,他的一些思想影响了德国一些大公司的决策。限于篇幅,本文只讨论家用冰箱以及粒子加速器的设计。

西拉德在柏林期间,经常去拜望爱因斯坦,并就他的关于技术发明方面的新想法征求爱因斯坦的意见。当他谈到家用冰箱的设想时,引起了爱因斯坦的极大兴趣,这导致了1927一 1930年间他们俩人在这方面的合作,结果因家用冰箱和与之有关的液体金属泵分享了5种专利。([1],pp.540一541,pp.701一705)当时,德国通用电器公司根据他们的思想制造了一台无声家用冰箱,后来因为成本太高,没有进行商业生产,但是由此发展起来的液体金属泵却在20年后,在增殖反应堆的研究中起了重要作用。

1928年,西拉德开始考虑原子物理的问题。他认识到“原子蜕变要求粒子具有更高的能量”,于是他“开始考虑如何将粒子增加到较高的速度”([2],p.11)有了基本思路后,西拉德很快就提出了直线加速器和环形加速器的基本原理。1928年12月17日西拉德提出了直线加速器的专利申请。基本思路是用迅速改变的电场来加速质子,只要在一个很长的直管子中串联一系列高压电极即可实现。维得罗(Wideroe)在西拉德之后独立地提出了这种方法并将其应用于实际,不久劳伦斯也使用了这种方法。

一周后,1928年12月24日,西拉德又提出了回旋加速器的专利申请。其原理是在磁场中单位时间内质子旋转的次数决定于磁场的强度。这样就可以在稳定的磁场中,使质子在振荡电场作用下加速旋转。遗憾的是,德国专利局没有批准这个专利,西拉德本人也没有动手去制造这种加速器。

几年以后,1932年E. O. 劳伦斯和利文斯顿(M. S. Livingston)独立地发明并制造了回旋加速器,E. O. 劳伦斯并因此于1939年获得诺贝尔物理学奖。

西拉德对此事一直耿耿于怀,他不但为当年德国专利局没有批准这个专利而感到遗憾,更使他感到遗憾的是他的探索没有能够影响加速器的发展。在以后的岁月里他屡屡提及此事。在他的文件中曾发现一封他写给O. S. 的信,信中描述了他为加速器所做的工作。同时,不无遗憾地写道:“当然了,重要的是在于制出这些加速器,而不是没有实现的设想 。”([1],p.728)在以后的介绍西拉德的文字中,人们都要提出他是第一个发明加速器原理或者第一个设计加速器的人,这些话或许就是对西拉德的这一工作的最高奖赏了。

1932年劳伦斯制造出第一台回旋加速器,但是,在劳伦斯发明的加速器中当粒子速度增加到足够大时,便产生了相对论效应,从而限制了粒子继续加速。1934年2月21日,西拉德又向英国专利局提出同步回旋加速器的专利申请,以此解决相对论效应问题。在说明书中他描述了加速电压的频率随时间变化的规律,以及相隐原理。不幸的是,这个专利也没有给西拉德带来荣誉,这时西拉德作为移民在英国避难,连工作都没有,筹资制造加速器更不可能。十年以后,这一想法再次被苏联的维克斯勒(Владимир Иосифович Векслер)发现(1944年),引起了加速器设计的一场革命。

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 年轻的政治家




1953年西拉德在美国Brandeis大学的一次讲演中说:“我年轻时对两个领域很感兴趣,第一是物理学、第二是政治。我一直保持着对这两个很不相同的方面的兴趣……”([1])第二次世界大战以后,科学家关心社会蔚然成风,但是像西拉德这样从年轻时就关心政治的科学家却是不多见的。象西拉德这样有着完美的道德修养、丰富的感受能力和崇高的精神世界的人,在这个动荡不安的世界上要想求得完善只有两条出路:宗教或政治。然而西拉德像爱因斯坦一样没有选择世俗的宗教。“只要你仅为办成某些事情而恳求上帝,那你就不是一个教徒。”这是爱因斯坦对西拉德说的话,西拉德明确表示“我同意他的观点”。([2],p.12)不能靠乞求上帝,只能靠自己的政治实践,这成了西拉德唯一的选择。

西拉德第一次政治行动是1930年计划成立一个“同盟会” (Der Bund),目的在于推进世界和平,减少魏玛共和国日益严重的黩武主义、维持德国的民主政体。他的这一设想首先是受第一次世界大战之前在德国开展的青年运动〈在青年中提倡道德修养和精神生活)的影响;另外,也于1929 年他与H. G. 威尔斯相遇有关。H. G. 威尔斯(H. G. Wells,1866一1946)是英国著名作家和社会活动家,他在《公开的阴谋:世界革命的绿皮书》(London: V. Goliancz, 1928)一书中建议成立一个组织,来用一种新的宗教精神推动建立一个世界共和国。因为西拉德成立同盟会的动议开始于20年代中期,所以说H. G. 威尔斯的书只是促进了西拉德的第一次政治活动。关于这个同盟会,爱因斯坦曾在给著名编辑布雷斯福德(Brailsford)的回信中说过这样的话:“西拉德在一批优秀的年轻人中形成一个圈子,其中大部分人是同情西拉德的想法的物理学家。我认为西拉德是一个很好的、很有才智的人,他通常不给人以错觉;但是,像他这类人或许有意去扩大理性在人类事物中的意义。” [O. Nathan and H. Norden,eds. , Einstein on Peace (N. Y.:Simon and Schuster) pp.103一104 ]

由于德国形势的恶化,这个同盟会的计划落空了。尽管如此,西拉德从事政治的风格却确定下来,这就是崇尚理性,最清醒地判断形势,抓住每一点希望,设定新目标并创造性地为之奋斗。1961年M. 华莱士在美国电视新闻中采访西拉德时,谈到爱因斯坦当年对他的评价,西拉德回答道:“是的,或许的确如此。但是我认为理性是我们唯一的希望。因此,在我扩大理性的意义时正说明我充满希望。”([4],p.16)

作为年轻的政治家,西拉德在1930年就预见到德国将要发生的一切。1931年他预言希特勒将在德国掌权,其原因不在于纳粹势力的强大,而在于纳粹没有受到什么抵制。1933年1月,希特勒上台后,他备好了两个箱子,准备随时离开德国。与此同时,他竭力劝说他的一些同事离开德国。尽管如此,他从德国的出走仍然有着虎口脱险的味道。国会纵火案(1933年2月28日)发生几天后,他乘空空荡荡的火车顺利地到达了维也纳。可是第二天情况就发生了变化,火车里十分拥挤,列车还被迫停在边境线上,每个乘客都受到纳粹党徒的严格盘问。事后,当回忆此事时他总是说:“是我对政治的兴趣救了我的命。”([1])

西拉德在维也纳呆了很短时间后,就来到英国。在这期间,西拉德花费全部时间和精力投人了一次极有意义、也极为成功的政治活动,这就是为从德国逃出的年轻科学家寻找工作或提供奖学金。西拉德到维也纳不久就与英国著名经济学家维廉·贝弗里奇爵士(Sir William Beveridge)取得了联系,并提出了自己的计划。几天后,在几个发起人举行的茶会上,贝弗里奇应允道:他“一回英国,就把此事放在最重要的日程上”并建议西拉德到英国“经常督促”他。[Leo Szilard,A Memoir-by Edward Shils; Encounter 23(Dec. 1964), p.38]

西拉德一到英国马上就投人紧张的活动之中,他频繁地与爱因斯坦、玻尔、卡皮查和犹太复国主义者魏茨曼(Chaim Weizmann,化学家,后来成为以色列首相)等著名科学家接触。在西拉德等人的努力下,学术援助委员会(Academic Assistance Council)正式成立,这个组织在帮助流亡的科学家方面起了很大的作用。他在当时写的一封信中说: “在英国尽管我十分疲劳,但我感到非常幸福。……这或许是由于我感受到这个国家和人民的深切的同情心。……我现在光旅行就花许多钱,当然毫无进项……这样长期下去是不行的”([2],p.35一36)然而,正如他所说,“除了我之外,每一个到英国来的人很快地就找到了工作。”([2],p.15)西拉德所做的一切可以写成一个十分感人的故事,而这正是他为了履行一个正义的科学家的社会责任而进行的艰苦探索。

另外还必须一提的是,西拉德在30年代一直关心着中国人民的命运。日军1932年入侵上海时,他与几位年轻的科学家义愤填膺。他们草拟了一份声明,准备请一批著名科学家签名。他说“这种抗议其本身的价值是有限的,但它将使我们在公正的事业中‘保持信心’。”([2],p.37)在抗议信中,西拉德对日本采取不合作的国际行动,包括对日本封锁科技信息,不同日本科学家合作研究。西拉德从科学家应负社会责任的观点出发,提出日本科学家应竭尽全力促使日本政府放弃军国主义政策。不知是由于没有找到更多诺贝尔奖获得者的签名,还是由于其它原因,这个计划最后流产了。尽管如此,西拉德对于中国人民的关心,对正义事业的热情,仍然是值得中国人民铭记和感谢的。

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 链式反应与“拯救世界”




在西拉德的一生中,核物理是他取得最大成就的领域。然而,值得一提的是,把他带人这一领域的是“拯救世界”的理想。1932年,西拉德在H. G. 威尔斯《向着自由世界》一书(The World Set Free:A Story of Mankind,London; Macmillan,1914)中看到了这样的预言:1933年发现人工放射性、然后是原子能的释放、原子弹、世界大战和世界政府, 这使他得到了深刻的印象。同年,西拉德与此书德文版出版商O. 曼德尔(Otto Mandl)进行了一次十分重要的谈话。曼德尔认为:好战是人类的本性,要想从无休止的战争中把人类拯救出来,就应该设法离开地球。这种观点使西拉德大为震惊。但他当时只能说:“如果我认为这正是人类的需要的话,如果我想对拯救人类作出贡献的话,那么我或许应该研究核物理学,因为只有通过释放原子能,我们才能得到不但可以离开地球,而且可以离开太阳系的办法。”([2],p.17)

促使西拉德转向核物理学的直接动因是,西拉德在报上读到卢瑟福于1933 年9月11日在英国科学促进协会的发言中说大规模释放原子能“只不过是空想”(the merest moonshine)的报道。为了反驳卢瑟福的论断,西拉德决定对这一问题进行研究。当时,西拉德正在为“学术援助委员会”而奔波,没有工作,也没有安宁的学术环境。然而,他的链式核反应的思想却在这种环境中形成了。西拉德这样描述了当时的情形:“当红灯变成绿灯时,我就穿过马路。这时,一个想法突然出现在我的脑海中:如果我们能够找到这样一种元素,它能被中子所分裂,当它吸收一个中子后能释放出二个中子,将许多这种元素放在一起,就能维持一种链式核反应。”([1],p.530)

1934年初,约里奥·居里夫妇发现了人工放射性。这个发现极大地鼓舞了西拉德,H. G. 威尔斯的预言以惊人的准确性实现了。西拉德看到了核时代的曙光并为此进行了艰苦卓绝的奋斗。

1934年春,西拉德向英国专利局申请了核链式核反应的专利权,在说明书中第一次认真地讨论了维持链式核反应的原理,并第一次提出了链式核反应的重要概念一一临界质量。西拉德给著名核物理学家E. 费米写信解释了此举的意义,他说科学家申请专利“决不仅仅是为了私人的经济利益,而是为了继续开展研究有可靠的经济保证。”([1],p.729)西拉德这些话是有感而发的,为了尽快地开展链式反应的试验,西拉德提出铍是可能实现链式反应的元素,并试图系统地探索所有的元素。西拉德把大部分精力用于筹措资金,正如西拉德所说:“可叹的是没有一个物理学家对链式反应的思想有热情。”([2],p.18)还是圣·巴塞洛缪(St. Bartholomew)医学院给了他一个暑期工作的机会。他与年轻的研究人员查默斯(T. A. Chalmers)合作,很快发现了一种能使化合物中某元素吸收中子而从化合物中分离出来的西拉德-查默斯效应(Szilard-Chalmers effect)。这一成果使西拉德成为一个有声望的核物理学家,并被剑桥大学所聘用。

尽管链式反应的实验没有进展,但西拉德仍然信心十足。因为担心核链式反应的专利公开发表会被纳粹德国所利用,所以,他于1936年将此专利移交给英国海军,他在给海军部的信中写道:“如果我能保留使用这个说明书的自由,保证此专利不用于制造战争武器,那么我将很高兴将此专利移交给英国海军。”([1],p.734)

1938年1月,西拉德从英国剑桥来到美国。《慕尼黑协议》(1938年9月28日)的签署,使他决定辞去剑桥的职务,终生留在美国(他在1943年获得美国国籍)。

在美国,西拉德仍在为链式反应而奔波,但毫无进展。正当他失去信心之际,发现铀裂变的消息使他恍然大悟。这一消息是他到普林斯顿去拜访维格纳时听到的,他当时的反应是:"H. G. 威尔斯所预言的一切,突然之间在我眼前变成了现实。”([2],p.53)

从此,西拉德陷人科学研究与政治活动双重的繁忙之中。他在从事研究铀原子核裂变释放的中子数的同时,积极地在科学家中间活动,目的是对纳粹德国封锁消息,自我监督不发表这方面的论文。

西拉德首先想到的两个人是约里奥·居里和费米,并认为“这两个人或许已经考虑到这种可能性。”([2],p.53)当西拉德通过I. I. 拉比(Rabi)转告费米现在的工作因为可能导致原子弹而应该保密时,费米却说: “没有必要”。西拉德与拉比一起去找费米,而费米却认为裂变释放中子以及形成链式反应的可能性很小,只有10%,应该慎重,但不必采取行动。西拉德认为正是为谨慎起见,才应快速行动。可见两人的出发点不同,对谨慎的理解全然不同。站在西拉德一边的拉比说:如果医生说我患病死亡的可能性很小,只有10%,我一定十分紧张。

1939年2月2日西拉德亲自写信给约里奥·居里,提出“应该采取行动防止这方面的任何消息发表在各国的科学期刊上…“他在信中又说“我们都但愿不会有,或至少不会有足够的中子辐射,因而也就没有什么可以担心的了。”([6],Szilard,pp.164一165)

铀核裂变会不会释放中子、每个核裂变释放多少中子,对于西拉德、费米和约里奥来说是问题的关键,于是他们各自带领着一个或几个人紧张地进行了实验。到了3月中旬,西拉德与岑恩(Walter Zinn)在哥伦比亚大学的另一个实验室里(费米小组早在哥伦比亚大学工作)证实了裂变不但释放中子而且释放两个以上的中子,链式反应的可行性在理论上得到证实。与此同时,费米小组(还有H. L. Anderson和H. B. Hanstein)和约里奥小组(还有 Hans von Halban和Lew Kowarski)也独立地得出了相同的结果。当西拉德说服了费米及其他英美同行自我监督不发表这方面的论文时,约里奥却在3月18日在《自然》杂志上发表了自己的结果。西拉德后来又通过其它渠道,谋求约里奥的合作,但均遭拒绝。据美国物理学史家S. R. 沃尔特(Spencer. R. Weart)考证,约里奥在这一时期发表的文章促成了德国、英国和苏联当局对核能研究计划的资助。([6],Weart, p.87)

战争的逼近,才使西拉德的思想得到愈来愈多的人们的理解。虽然自我限制不发表论文的制度很晚才实行,但它总还十分及时。第一篇被禁止发表的是西拉德关于核反应特性的文章,另外一篇关于中子吸收截面的文章在十分关键的时候也被禁止发表,如果不然,“可以设想第二次世界大战的历史将会改变。”([6],Weart,p.88)

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 "事实上的原子弹之父“




公众把奥本海默(J. Robert Oppenheimer)称为原子弹之父,但是,西拉德对原子弹的了解与贡献或许超过奥本海默,从而许多了解内情的人〈包括研究原子能历史的人)往往把西拉德称为“事实上的原子弹之父”。

美国研制原子弹的曼哈顿计划的形成,主要是由于在西拉德的请求与参与下,爱因斯坦写给美国总统罗斯福的那封著名的信所引起的。

1939年6月,西拉德放弃了毫无希望的铀-重水系统,决定用石墨做减速剂。7月上旬,费米已到安阿伯讲学,西拉德三番五次给费米写信讨论碳的吸收截面和铀与石墨最佳排列的栅格理论。西拉德认为实验已经进入十分关键的时刻。费米的回信提出了一些自己的设想,但他较为冷淡,并说他于年底才能返回。后来西拉德说,这就是促使他独自与政府联系的因素之一。([2],p.82)

值得注意的是,敦促美国政府研制原子弹的西拉德等人几乎仝都是欧洲移民, 这与他们对希特勒的警惕很有关系。找爱因斯坦帮忙正是西拉德与维格纳讨论希特勒对铀矿资源的野心时决定的。

1939年7-8月间,西拉德两次(第一次与维格纳,第二次与E. 特勒)来到爱因斯坦的住处。其结果就是8月 2日爱因斯坦致罗斯福总统的信,与此信同时交给罗斯福的还有西拉德1939年8月15日写的备忘录,这个备忘录除了更详尽地解释了裂变研究最新进展及其意义外,再次提出了限制发表这方面论文的必要性。([6],Szilard,pp.166一168)       

爱因斯坦的信和西拉德的备忘录直到10月11日才送到罗斯福手中,总统马上任命了一个由国家标准局局长L. J. 布里格斯(Lyman J. Briggs)任主席的铀委员会。10月21日,西拉德、维格纳、特勒参加了铀委员会第一次会议并讨论了原子能的前景。

政府的支持十分有限,宝贵的时间在白白浪费,“1939年6月底到1940年春在美国探求铀链式反应可能性的实验一个也没有做。”([2],p.115)

形势的发展以及美国科学家的介入才使铀计划有所开展。1941年12月6日,V. 布什宣布了全力以赴研制原子武器的决定。由于负责链式反应的A. H. 康普顿在芝加哥决定将哥伦比亚小组也迁往该地,西拉德1942年2月迁往芝加哥,并专门负责技术工作。他在铀金属制造、表面处理、冷却系统、钚生产线等方面做出了许多具体的贡献。

1942年12月2日,在芝加哥大学斯塔格运动场的看台下面,第一座自持的链式反应堆试验成功,人类终于成功地释放并控制了原子能。当人们欢呼雀跃之际,为此奔波了近10年的西拉德却忧心忡忡。在费米与西拉德握手庆贺时,西拉德说道:“这一天将被载入史册,成为人类历史上黑暗的一天。”([2],p.146)

对于芝加哥的科学家来说,由于后期理论工作相对减少,在西拉德、玻尔等人的鼓励下,开始思考原子能的社会政治影响。遗憾的是,曼哈顿计划一旦展开,西拉德却被完全排斥在决策层之外,仅仅被当作一个技术人员来看待了。他关于原子能的社会政治影响的思考很少为他的上司们所理解。他们也很少征求他的意见。

为了使政府对原子能的社会政治影响有一个清醒的认识,西拉德决定与“当时唯一一位能够交流的人”(即总统,[2],p.182)联系。爱因斯坦再一次给罗斯福写了推荐西拉德的信,西拉德写下了《原子弹和美国在战后世界中的地位》的备忘录。这一备忘录预言了战后的核军备竞赛,提出了控制原子能的设想。([6],Szilard,pp.169-171)与此同时,丹麦物理学家N.玻尔也向英美首脑发出防止战后核军备竞赛的信号。

罗斯福的去世(1945年4月12日)使西拉德的计划落空。在这之后,尽管西拉德做过多方努力,但原子核释放的能量已经成为政府手中的权力。科学家,尤其是西拉德这样的移民科学家,再也没有办法控制原子弹对日本的使用了·

第二次世界大战以后,西拉德为核和平及核裁军而倾注了全部的心血,他从不谈及由于他在研制原子弹中所起的作用而产生的内心的感受。据E. 希尔斯(Edward Shils)说只有一次例外,当E. 特勒研制氢弹的计划得到官方资助时,西拉德说:“现在,特勒将会知道负罪感是什么滋味了。” (Leo Szilard, A Memoir-By E. Shils,Encounter 23,[Dec. 1964]; p. 41)

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 生物学家




战后,芝加哥大学校长聘请西拉德为生物物理和社会科学教授,这反映了西拉德战后的兴趣所在。([1],p.389)法国著名生物学家雅克·莫诺(Jacques Monod)曾几次问西拉德,像他这样一位著名的物理学家为什么要放弃物理学而转行研究生物呢?西拉德每次都反问道“你不认为生物学很有趣吗?”莫诺说:“我个人确信有一种更重大、更深刻的原因。” 这就是西拉德对早期工作的再思考。莫诺认为西拉德早已解决的麦克斯韦妖佯谬实际上不是物理问题,而是生物问题。([1],X Vi)

当然大部分人认为西拉德是由于看到核物理带来如此恶果而决定改行搞生物的。比如A. K. 史密斯就曾说过“这反映了广岛事件后,西拉德内心的深刻变化。”([5],p.81)然而,西拉德在晚年却说他完全是因为兴趣,1934年他就准备改行,并由从物理转向生物的A. V. 希尔(A. V. Hill)为他找了一个生物学的工作岗位。([2],p.16)尽管1934-1935年他主要从事核物理学研究,但他一直关注生物学的发展,这种关注使他发现西拉德-查默斯效应,并使他在正式改行前就得到生物学教授的位置。

西拉德1947年夏正式转行搞生物,作为合作者与他同时改行的还有一位年轻物理学家诺维克(Novick)。他们一起来到德尔布吕克(Max Delbrück)在冷泉港组织的细菌病毒学夏季课程。在冷泉港,西拉德听完莫诺的讲演后,马上就提出一联串尖锐的问题。莫诺十分吃惊,他无法想象一个一般听众会如此熟读、理解自己的文章,并提出如此中肯的意见。西拉德与莫诺以此为契机,成为十分诚摯的朋友。莫诺承认西拉德对他自己的工作影响很大。西拉德与诺维克还参加了德尔布吕克噬菌体小组的工作。他们提出病毒感染的两种类型:基因型和表现型。据诺维克讲:“通过他们的工作使德尔布吕克早已发现的噬菌体的变配基理弄得更清楚了。”([1],p.389)

1948年2月,西拉德与诺维克有了自己的实验室,他们的第一项工作就是细菌光致活化机理的研究,其结果很快得到实验验证。正如维格纳所说:“西拉德生物学工作中最重要的恐怕要属‘恒化器' (chemostat)的发明。”([6],p.143)这是一种维持单位时间内细菌繁殖数目不变的一种仪器。这种仪器为生物研究提供了新的手段。之后西拉德与诺维克用恒化器对细菌的生化机理进行了系统的研究并取得一系列成果。

1954年,芝加哥大学放射性与生物物理研究所解散。之后的十年中,西拉德在从事大量社会活动同时,主要从事分子生物学与老化理论的研究。西拉德非常喜欢使用与理论物理相对应的“理论生物学”一词,并认为生物研究应该进一步实现定量化。1959年他提出“一般生物现象的数量研究”的计划。同年,西拉德发表《关于老化过程的本质》的论文,提出老化是由于所有染色体无规则的失活(inactivation)所致。

西拉德最后一篇论文是《关于记忆与回忆》,这篇文章回到最初研究的问题。这篇文章从更高的意义上解释了麦克斯韦妖,回答了智力能否违反热力学第二定律的问题。

美国著名的索尔克〈Salk)研究所是在西拉德等人的努力下成立的。1963年7月,西拉德成为索尔克研究所非正式成员。1964年4月他从芝加哥迁往加州拉霍亚(La Jolla),成为索尔克研究所的永久成员。在此,他刚刚结束他那几十年的奔波不定的生活,却于1964年5月30日突然去世。

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 核和平之父




“事实上的原子弹之父”并不能概括西拉德的成就与追求。我认为称西拉德为“核和平之父”更为恰当。西拉德去世以后,当人们总结他的政治活动时,曾有人说:战后“西拉德从原子弹之父变成原子和平之父”。(见Encounter,E. Shils,p.35)

尽管西拉德是第一个动议研制原子弹的人,但他这样做纯粹是为了对付纳粹德国,当这种目的已经不复存在时,他第一个提出了:“继续发展原子弹目的何在的问题”。([2], p.181)西拉德也是第一个提出反对使用原子弹的人。1945年6月西拉德向奥本海默第一次说出“使用原子弹攻击日本是一个严重错误”时,所谓“原子弹之父”奥本海默大吃一惊。([2],p.185)在西拉德发起和参与下写成的《弗朗克报告》(1945年6月)正式向官方提出不使用原子弹攻打日本的建议。

了加强道义的力量,西拉德1945年7月联合69位原子科学家给美国总统杜鲁门写了一份反对使用原子弹的请愿书,其中写道“……战争越来越残酷。……我们在战争中使用原子弹,就会使世界在这条残酷无情的道路上走得更远。”([6],pp. 188一189)

西拉德及其他芝加哥科学家们的抗议并没有产生直接影响。原子弹的使用终于使世界在残酷无情的道路上迈出实质性的一步。西拉德此时清醒地认识到,要想增强道德的力量,必须把真相告诉公众及社会。在他的动议下,芝加哥大学的校长哈钦斯(R. M. Hutchins)发起,于1945年下半年召开了一次重要会议。许多政界知名人士(比如商务部长H. Wallace,田纳西峡谷管理局局长David E. Lilienthal)都出席了这次会议。三天的会议讨论了核时代即将出现的各种问题,诸如预防性战争、国际控制原子能、核查问题、世界政府等等。西拉德称这次会议是他所参加的“最好的会议。”([2],p.223)这次会议为即将到来的科学家反核战争和平运动进行了组织上的准备。会上所讨论的问题日后几乎都成为公众兴趣的中心。

据A. K. 史密斯说:“除了西拉德9月7日的备忘录外,没有人考虑国际控制原子能的问题”。正在科学家与政府就原子能保密问题发生冲突的时候,在格罗夫斯指挥下,陆军部起草了一个国内控制原子能的议案(梅一约翰逊议案)。为了反对这个议案,西拉德发起了一场声势浩大的运动。在年轻的原子科学家的努力及公众的支持下,这个有利于军管原子能的议案未能通过。在反对梅一约翰逊议案的斗争中,西拉德在报纸、电台上频繁发表自己的看法,在公众中树立起反核战争和平运动的领袖的形象,他也逐渐扮演起“核和平之父”的角色。

西拉德战后政治活动的核心是世界政府。一开始他十分注重联合国在世界事务中的作用,冷战的出现使西拉德把更多的精力倾注于教育及世界法律。

思想交流、文化融合是消除冷战之必需,也是世界政府的基础。西拉德的许多政治活动都是基于这一设想而展开的。战后,西拉德及原子科学家的教育对象是政府官员和公众。核威胁成为人类的共同认识后,他又把希望寄托在教育年轻一代。这种教育年轻人的基本原则可以在第一次帕格沃什一一科学和世界事务国际会议的“科学家社会责任”小组的报告中见到(这是一份主要由西拉德起草的文件): “传统趋向于对年轻人进行教育时强调各民族自己的理想,包括赞美战争。原子时代迫切要求改变这些传统。在不放弃忠于民族遗产和不同社会的基本准则的情况下,教育必须强调在和平与合作中全人类利益的根本的、持久的一致性,而不要去强调民族之间的障碍以及经济和政治制度方面的不同。”([6],p.197)西拉德是帕格沃什运动的发起者和参加者,帕格沃什会议成为他凝炼自己思想、提出各种倡议的最好场所。

1961年前后西拉德在美国各大学巡回讲演:“我们正在走向战争的边缘”。他的讲演引起极大的共鸣,促成了消除战争委员会(后来改名为可居世界委员会)的成立。他个人的热情鼓动,促成了又一场运动,“这为以后几十年科学家反战及环境保护运动开了先例。”([4], p.14)

在核时代,缔造和平者就是当之无愧的英雄。为了维护40多年的核和平,我们可以列出一串和平英雄的名字,而西拉德又是这批英雄中的佼佼者,正因为此,他成为核时代的“核和平之父。”

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 海豚之声




西拉德一生只出版过一本书,这就是1961年出版的政治与科学小品文集《海豚之声》。

这本书在一年之内印刷了四次,并很快被译成多种文字发表。“海豚之声”就是这个文集中的一篇,它以一位20世纪90年代的历史学家的口吻讲述了一次世界性危机之后一个非军事世界联邦建立的全过程:在“维也纳研究所”中,苏、美两国的科学家学会了怎样同具有高级智能的海豚交往。他们依海豚的智力,设计出一个为各方所接受的裁军计划,最终实现了全球裁军([3],pp. 19。72)。《海豚之声》发表后,“海豚”成为西拉德的绰号。哈钦斯说:

“西拉德的智能远远超过他的同类,……他很可能是一只海豚。” (Szilard and the Dolphins, Bulletin of the Atomic Scientists,Sep. 1961,p.290)

西拉德认为人类的主要问题“是对已经面临的问题缺乏想象力……”。西拉德本人对和平事业的贡献正是基于他那海豚一样的高级智能和丰富的想象力。例如,1947年西拉德直接给斯大林写了一封信,希望斯大林“以个人身份直接向美国人民讲话”,以消除正在出现的冷战。由于国防部的阻挠,这封信没有发走,但这被认为是西拉德战后“第一个,也是最有创造力的想法”。([4],p.14)

如果说给斯大林的信过于理想化的话,1959年的“天使”计划就比较现实了。为此计划他与当时苏联最高苏维埃主席赫鲁晓夫多次通信,他提出建立一个小的非官方的美苏之间讨论裁军的论坛,以民间交流的方式消除隔阂、沟通思想、影响决策。1960年10月,赫鲁晓夫访问联合国时,为此事与西拉德谈了两个小时。西拉德为了实现一个更加开放的社会的理想,为了拉开东西方之间的“铁幕”进行了不懈的努力。

在1962年10月9日西拉德给赫鲁晓夫的信中说:……有一些'站在天使一边的人’,他们一直采取这样的立场,为了与苏联达成协议、停止军备竞赛,美国应该放弃他所占有的一些暂时的利益”。11月4日,赫鲁晓夫回信: “我对你所谈到的你们这些天使们很感兴趣……他们的结论将极大地影响公众的观点,甚至官方和政府也不得不倾听他们的意见……〔我们〕支持你的观点并且对此进行尝试。”([4],p.15)西拉德“天使”计划顺利地进展着,许多未来的“天使们”在他周围聚集。尽管美国总统肯尼迪1963年6月谈道,“希望这个计划成功”。但由于美国军备与裁军署的头目威廉·福斯特的阻挠,“天使”计划没有取得预期的目标。令人欣慰的是,西拉德去世后,世界和平事业的每一项进展都得利于这种非官方、非正式的“天使之路”。

对于西拉德来说,“天使”计划只是他大量活动和思想的一部分,他的那些创造性的思想,他的那些热情的计划为维护人类的核和平提供了宝贵的经验和精神财富。其中包括莫斯科和华盛顿之间建立“热线”的倡议、关于建立无核区的倡议、关于分权的思想等等。

西拉德社会政治活动的方式在年轻时代就已形成,这就是完全依赖理性去分析形势,抓住一线希望、设置理想的计划,倾注全部热情为之奋斗。这正如西拉德1940年所指出的:

“让你们的行动向着一个伟大的目标,但是,不要去过问是否能达到这些目标;因为这些目标是一些模型和榜样,并不意味着是一种结局”。([4],p.16)

有幸使西拉德成为开放社会的实践者的不是他的那些伟大的计划,而是他那极为丰富和活跃的思想。他从来没有把自己提出的计划当作终极真理,即使对于那些伟大的计划,他也抱着一种开放的态度:随时准备改变、修正、甚至放弃这些计划。

或许由于他在核时代中起的作用太独特了,从而使这位民主主义的拥护者却把自己说成是柏拉图精英治国论的信徒。这不但影响了他的政治理论,也影响了他的政治实践。或许正是由于这一点,他没有能引发起一场更大规模的群众性的反战运动。

作者声明:本文是在美国物理学会(AIP)纽约物理学史中心的资助(Grants-in-Aid)下完成的。感谢该中心主Spencer R. Weart先生的鼓励和帮助,使我成为该中心1986年的八名被资助者之一。另外,在写作此文过程中,戈革教授提出过许多宝贵意见;借此机会,为戈革教授多年来对我的帮助表示敬意。

作者简介:
王德禄(1956年7月21日- 2022年12月14日),男。1982年毕业于华东石油学院。企业战略、区域创新、产业规划、科技政策、知识管理领域咨询专家,长城战略咨询创始人,生前系北京市长城企业战略研究所所长、北京与仁科技服务有限公司董事长。


注释1:在一篇为维格纳庆寿的文章中,有位作者的第一句写道零界上有一批天才,他们自称是匈牙利人,其实他们是'火星人(意为'超人') ”。
注释2: 据B.T. Feld猜测O . S. 可能是Otto Stern。


主要参考文献:

[1] The Collected Works of Leo Szilard, Scientific PapersEdited by Bernard T. Feld and Gertrud Weiss Szilard. The MIT Press, Cambridge, Mass., 1972. 

[2] Leo Szilard: His Version of the Facts, selected recollections and correspondence, Edited by Spencer R. Weart and Gertrud Weiss Szilard. The MIT Press, Cambridge, Mass., 1978. 

[3] Leo Szilard, The Voice of the Dolphins, Simon and Schuster, New York,1961. 

[4] Michael Bess, Leo Szilard: scientist, activist, visionary; Bulletin of the Atomic Scientists, Dec. 1985, pp.11一18· 

[5] Alice Kimball Smith, The Elusive Dr. Szilard, Harper's Magazine, July, 1960, pp. 77-86. 

[6]《科学与哲学》1986年第1辑(总43辑),北京。此专辑是原子弹与社会的专辑,其中辑录了一些与西拉德有关的重要历史文献,在正文中引用此辑有关文献时,不再列出文章标题与作者。

除了以上六篇主要参考文献外,其它需要引用的参考文献,已在正文括号里列出。

本文原标题为“核和平之父——里奥·西拉德”,首发于1988年第1期的《自然辩证法通讯》杂志。

制版编辑 | 小毛


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