|循跡曉講 · 用文化給生活另一種可能
|作者:戈德溫男爵
|配圖/排版/校對:循跡小編
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在眾多後世歷史學家對二戰歷史的「情景虛擬」討論中,「如果納粹德國搶先於美國造出了核武器」是一個熱議的話題。
毫無疑問,如果納粹先於盟國擁有了這件毀滅性武器,那麼它肯定會毫不猶豫地將其用於戰場,摧毀盟國的戰爭工業基礎和士氣,進而將人類拖入恐怖的深淵,所幸這一切並未發生。
雖然納粹德國在總體物資與人力資源上無法與美國相比,但德國工業製造技術,以及在基礎研究領域上的先進性也不容忽視,然而,為什麼納粹德國最終無法將這些相對優勢最終落地,變成現實中可使用的武器,卻是一個值得探究的問題。
由於在二戰末期,整體德國的政府管理機構全部被摧毀了,導致科研機構和相關管理部門手中的檔案文件四處散佚,或被銷毀。所以,拼湊出一個德國核物理與武器研究的進度和發展歷程是一件不輕鬆的事情。
|萊斯利·理察·格羅夫斯(Leslie Richard Groves ,1896—1970),美國中將。第二次世界大戰期間曾任美國陸軍工程兵建築部副部長、美國負責研製原子彈的曼哈頓工程區司令等職。
早在1943年,美國原子彈計劃軍方負責人格羅夫斯陸軍少將就組織了一個代號阿爾索斯的團隊,對納粹德國在原子能利用方面取得的進展開始進行評估,負責的科學家是荷蘭核物理學家塞繆爾·古德史密斯。
在接近二戰尾聲時,隨著盟軍深入德國本土,越來越多的科研實驗場所和文獻被盟軍繳獲,古德史密斯承認,雖然納粹德國的核武器研究沒有到達能夠製造出真正大規模殺傷性核爆炸裝置的地步,「但我們對於遭遇納粹原子彈打擊的恐懼,是有理由的。」
讓我們把時針撥回到1938年聖誕節前夕,奧託·哈恩教授和助手弗裡茨·施特拉斯曼在柏林威廉皇帝化學研究所,成功地用中子轟擊了鈾元素。
他們本來希望得到放射性元素鐳,但結果顯示,鈾元素原子核在中子轟擊碰撞中發生了破裂,產生了原子裂變現象。不僅如此,原有的鈾元素原子質量消失的部分,有一部分轉換成了能量,並且非常可觀,單個原子能量如何完全釋放,居然相當於兩億電子伏。
1939年4月,大名鼎鼎的法國物理學家居裡在《自然》雜誌發布了介紹核裂變的論文,一石激起千層浪,很快,歐洲各國物理學家就發出呼籲,提請對核裂變在科技和軍事應用領域的價值予以注意。
同月,德國物理學家,漢堡大學的保羅·哈特克上書第三帝國戰爭部,提出關於開發核爆炸物的可行性研究,他斷言「第一個將其利用的國家,將擁有其他國家無法超越的優勢。」
|卡爾·海因裡希·埃米爾·貝克爾(Karl Heinrich Emile Becker)在一戰時曾協助過「巴黎大炮」的研發,是德國著名的火炮專家,由於《凡爾賽和約》對重型火炮的限制,他在德國火箭浪潮興起後就把目光放在了火箭技術上,他認為「只要有足夠威力的火箭,不僅可以代替短程戰術火炮,甚至也可以代替遠程重型火炮。」
為此,第三帝國物理技術學會會長亞伯拉罕·哈紹立刻組織了一次核物理學術研討會,由於該問題的科研和應用與軍事密不可分的關係,納粹德國陸軍軍械局立刻介入,軍械局研究處處長,柏林大學物理研究所聲學部主任埃裡希·舒曼,和局長貝克爾將軍,決定在軍械局內部成立核物理研究小組,就設在庫默爾斯多夫陸軍裝備測試場。
同時,第三帝國教育部也成立了自己的「鈾研究小組」,這幾乎是第三帝國核武器開發項目從一開始就帶有的痼疾:沒有一個專門管理該項目的全國統一的綜合研發聯合體。
因為在納粹領導的重床疊架的政府管理系統中,每個利益集團或者管理單位都竭力在自己的小圈子裡「搞事」,以便向上邀寵,難以做到統一部署,集中資源與人力。
從1939年到1942年,德國鈾研究的核心在萊比錫大學,算是帝國教育部下鈾研究小組的一個分支,首先的工作是建造迴旋極速器,把粒子加速到核物理學意義上課應用的能量,這部分工作一開始的主持人就是大名鼎鼎的德國理論物理學家——維爾納·海森堡。
在漢堡,以保羅·哈特克為首的科學家則專注於研究鈾元素的同位素分離和改良重水製造技術。
|沃納·卡爾·海森堡(德文原名:Werner Karl Heisenberg,1901年12月5日—1976年2月1日),男,德國著名物理學家,量子力學的主要創始人,哥本哈根學派的代表人物,1932年諾貝爾物理學獎獲得者。
1939年9月26日,閃擊波蘭的戰役大局已定,陸軍軍械局下屬核物理研究小組在柏林第二次開會,把建造核反應堆的構想以報告形式提交,海森堡已經對反應堆需要投入多少氧化鈾進行了初步計算,並遠見性地提出,製造超過常規炸藥爆炸威力幾個數量級的爆炸物而言,濃縮鈾235是最單純直接的方法。
另外,為了控制連鎖反應的速度,必須要引入減速劑,海森堡提出減速劑最好利用純淨的石墨或者重水。
會議上,與會者已經談到了許多具體操作細節,比如所需純淨鈾235的質量,減速劑,反應堆的幾何結構等等。
此時,在格託夫,距離庫默爾斯多夫不遠的村落,陸軍軍械所的試驗站正式成立。
另外海軍也不甘落於人後,在海軍上將卡爾維策爾的推動下,由數學家赫爾穆特·哈賽為首,一個十人的研究小組利用位於Nienhof的物理研究中心開始工作,還找到了馬克斯·玻爾的高足帕斯卡·喬丹來主持,然後帝國郵政部甚至也插了一腳,成立了自己的核物理研究小組。
|海森堡實驗室裡的試驗反應堆,懸掛的小塊為濃縮鈾 圖源於網絡
在德國佔領歐洲廣大地區後,鈾礦和重水的來源已經不成問題,世界上最大的鈾生產企業布魯塞爾聯合礦業公司被納粹德國掌握,在挪威,諾什克水電公司擁有全球領先的重水製造設備和技術,不過在1940年3月,在法國和英國的警示下,諾什克公司將全部重水庫存緊急轉運到了英國。
另外,圍繞第一臺回旋加速器的建造,納粹德國內部各個核物理研究小組和他們背後的勢力也開始了博弈,帝國郵政部倚仗長期的訂貨合作關係,搶先向西門子預定了一臺,但立刻激發了其他研究機構的仇視,而陸軍軍備局下屬的研究小組不得不屈尊使用巴黎法國科學院的回旋加速器。
在建造反應堆方面,鈾235的提純是一項耗資巨大的工程,著名物理學家古斯塔夫·赫茲發明了氣體擴散分離法,這一提純方法後來也被曼哈頓工程所使用。
但遺憾(幸運)的是,由於過分昂貴,看起來不經濟,陸軍軍備局拒絕進一步提供更多的預算,使得納粹德國各實驗小組手中的純淨鈾235數量始終不足。
1940年,在美國加州大學伯克利分校的迴旋極速器實驗中,科學家發現,中子轟擊微小的鈾原子後,產生了新元素,包括93號鎿和94號未知名元素,後來就被命名為鈽,幾乎在同時,德國科學家也在實驗中發現了鈽,物理學家魏茨澤克認為,這種高效物質完全可以用來製造高效能爆炸物。
但是魏茨澤克犯了一個錯誤,在計算時候他錯誤地認為一座標準核反應堆至少需要5噸鈾235和重水,所以他的報告沒有得到高層重視。
|尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾(丹麥文:Niels Henrik David Bohr,1885年10月7日—1962年11月18日),丹麥物理學家,哥本哈根大學碩士/博士,丹麥皇家科學院院士,1922年獲得諾貝爾物理學獎。
1941年9月,海森堡在哥本哈根會見了尼爾斯·玻爾,兩位在核物理研究領域泰山北鬥級別的人物終於會面,海森堡將德國進行的鈾研究項目告知了玻爾。
關於這次談話的內容沒有記錄,後世的研究者各取所需,有的說,海森堡憑藉自己知識分子的良知,希望玻爾將信息洩露給英美盟國,引發後者的注意,加快對於核裂變的研究,搶在德國之先造出原子彈,但另一些人說,海森堡在拉攏玻爾,為德國的核反應堆貢獻自己的力量。
與此同時,德國國內核研究山頭林立,各自為政的弊端更加明顯,各方都在爭權奪利,試圖瓜分不多的原料。
挪威諾什克水電公司承諾,1941年可以為德國提供一噸重水,從來年開始每年可以提供1.5噸,西門子公司也答應為帝國郵政不和陸軍軍械局各製造一套粒子回旋加速器。
然而到了1941年底,戰爭的形式開始變化,首先,德軍兵敗莫斯科城下,閃擊戰六個月內打敗蘇聯的願景已成泡影,另外日軍悍然襲擊珍珠港,拉的德國也對美宣戰,納粹德國軍政高層立刻意識到,戰爭的天平已經改變,對於軍工產業和研究機構而言,他們得到了一個消息——只有能夠在不久將來能夠迅速投入實戰的軍事科技研究項目,才會獲得慷慨的扶持。
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寫到這裡,各位看官大概已經了解到德國為什麼不能和美國一樣,造出大威力大當量的原子彈了。
首先家底薄,資源有限;第二研究初期胡亂上馬各自為政;第三到了二戰中期之後,急功近利的納粹高層又覺得核裂變反應研究距離投入實戰太遙遠,不值得大規模投入資源和人力。
無論如何,1942年2月的德國核物理研討會,還是邀請了來自德國國防軍和黨衛隊的高層參加,埃裡希·舒曼做了《作為武器的核物理學》主題報告,海森堡則向與會者介紹了從核裂變產生能源的理論基礎問題。
但總體上,科學家們感到悲觀,認為軍備部門的領導人不會支持這個龐大,而前景不明的計劃。
|保羅·約瑟夫·戈培爾(1897年10月29日-1945年5月1日)
不過,參會的德國宣傳部長約瑟夫·戈培爾倒是對此興致勃勃,立刻把它寫到自己備忘錄和日記裡,準備以此為素材對德國人民進行新的一輪洗腦。
6月,研討會第二階段在柏林召開,除了德國最主要的核物理學家還包括帝國軍工部長阿爾伯特·施佩爾,國內後備軍司令佛洛姆將軍,艾哈德·米爾希空軍元帥等。
由於英國皇家空軍對德國城市展開了猛烈空襲,所以米爾希提出,如何應對向英國本土,乃至美國本土進行空襲的計劃,由於德國戰略轟炸力量幾乎為零,所以米爾希詢問,是否能研製出一種威力超越現有常規炸彈的替代物,可以由少量遠程轟炸機攜帶,投擲後產生巨大的破壞力。
作為回復,海森堡要求為鈾235的分離製造請求更多的財政撥款和物資支持,他聲稱「在反應堆完成後,並不排除在將來的某天,一種效果超越現有爆炸物百萬倍的新物質,被製造出來」在會間休息時,米爾希問他,如果摧毀一座城市,需要多少這種「神秘物質」,海森堡打了個手勢「也就和一個菠蘿差不多」。
確實,根據他的反覆計算,海森堡已經得出了製造一顆原子彈所必要的臨界質量,大約在10到100公斤之間,關於這個數量值,德國科學家和美國科學家的計算結果是一致的。
說到這裡,就又有必要多說幾句關於海森堡關於「製造一顆原子彈需要幾噸純鈾235」的傳聞,一方面有資料說,海森堡在廣島核爆後,表示「不可思議,因為一顆原子彈至少需要幾噸純鈾」,當和他一起工作的奧託·哈恩則反問,為何這個論斷和他以前的計算結果不一樣,海森堡則表示,他一直沒有計算出所需要的鈾的確切質量,所以幾十公斤和幾噸都是可能的推算結果。
有鑑於此,一些科學史研究者就做出論斷,海森堡的錯誤估計(如果存在),引導納粹德國的核研究走進了歧路,但另一些人爭辯說,海森堡在此後故意誤報數字,或者故意拒絕交出準確的估算數字,是出於他身為科學家的個人良心,故意延誤納粹德國核武器的研製。
但真相如何,我們現在已經不得而知。
另外一個讓德國不可能在美國之前造出大當量原子彈的因素,也在1942年出現了,就是德國的鈾產量從這一年開始持續下降,儘管在萊比錫實驗室,實驗反應堆正在獲得不斷的成功,德國科學家證明,砌塊式反應堆比原本的分層設置能獲得更多的中子增值。
|BBC在戰後的紀錄片中重新還原的維莫克化學工廠內生產重水的機器。值得注意的是,維莫克工廠也是第二次世界大戰時期歐洲唯一能夠自產重水的工廠,而德國人90%的重水供應都來自於此。
在此期間,英國派遣的特種部隊突擊小分隊兩次襲擊了挪威重水工廠,1944年2月20日,挪威抵抗組織又炸沉了德國運送殘餘重水的渡輪Hydro號,又使其損失了一部分重水。
在這種情況下,德國科學家只能通過德國境內生產的少量重水進行試驗,進而加劇了幾個不同研究小組之間的矛盾,總數只有區區2.5噸,其中一半掌握在海森堡手中。
到了1943年中部和底部,盟軍戰略空襲已經嚴重影響了德國整體經濟和交通,大城市難以維持正常運轉,科研就夠也必須疏散,帝國物理研究學會被疏散到了圖林根,而為德國核物理實驗提供原料設備的工廠則都上了「盟軍轟炸」的黑名單,包括西門子公司柏林實驗室,林德公司,安舒茨公司在基爾的廠房和洛伊納公司等
1944年3月,法蘭克福的德谷薩公司廠房被空襲中嚴重損毀,金屬鈾的生產幾乎完全中止,雖然半年之後,新的鈾熔化爐在柏林附近的克呂瑙重新投產,月產量 一噸,但這點產量與曼哈頓工程的規模相比完全是小巫見大巫,況且中間還損失了半年時間。
|漢斯·卡姆勒,武裝黨衛軍建築與科技發展負責人 圖源於網絡
情急之下,納粹德國開始獨闢蹊徑,試圖通過空心裝藥技術引發氘氚反應,從而研製出一種爆炸力雖然小,但可以迅速投入使用的核爆裝置,一個中空球體中間填滿炸藥,核心是氘。
根據計算一枚V2火箭攜帶的這種核聚變彈頭,可以瞬間摧毀方圓一英裡之內的所有建築與生命,在德國北部著名的佩內明德實驗基地(同時進行V1和V2飛彈的測試),有些材料證明,1944年10月德國曾經進行了一次比較成功的核爆炸實驗。
德國空軍少校魯道夫·青賽爾在戰後回憶說,自己被指派駕駛一架亨克爾111輕型轟炸機改裝的觀測機,從空中目睹了這次實驗的結果:
「一道強烈閃光讓整個大氣層都變得通透發亮,2秒鐘後,一波強大的壓力氣浪快速逼近,整個飛機機身在氣流中劇烈顫抖,同時升騰的煙塵形成了一個巨大的球體,並且呈現出斑斕的色彩,在飛機內部也能感覺到外部的高溫。根據測試,壓力雲團的直徑大概有一萬米左右,最終形成了一個巨大的蘑菇狀,同時,強電磁幹擾讓我的飛機暫時無法和地面保持通訊。」
|右側兩者為A9與A10火箭 圖源於網絡
幾乎在實驗的同時,佩內明德實驗基地的科學家一直在從事將這種炸彈裝上飛彈的嘗試,代號「美洲火箭」,A10火箭的最高航程可以達5000公裡,理論上能把彈頭打到美國東海岸,希特勒下令,要不惜一切代價,讓這種復仇武器V3投入實戰,
在戰爭最後7個月,著名的武裝黨衛軍科技項目與建築負責人漢斯·卡姆勒將軍成為了「V3」計劃的太上皇,在此之前,他已經負責布置v1和V2飛彈襲擊了倫敦,安特衛普等城市。
|下西裡西亞「巨人」基地中的神秘環形建築,可能是大型迴旋粒子加速器外部建築的殘骸 圖源於網絡
因為陸軍掌控了佩內明德基地,卡姆勒和黨衛隊希望在自己的地盤上展開研發,把這個項目徹底作為自己的功績,所以黨衛隊在波蘭格但斯克附近的圖切勒荒地設立了火箭研發基地,第二個基地則設在圖林根,以便在前者落入蘇軍之手後繼續展開研究。
黨衛軍頭子希姆萊表示,黨衛軍的核武器研究項目必須嚴格禁止和隸屬陸軍海軍的研究人員接觸,空軍也在加緊研發能夠投擲兩噸重「原子炸彈」的轟炸機亨克爾177。
不過到了這個時候,就連一部分最狂熱的納粹黨人,例如黨衛軍傘兵和特種突擊部隊指揮官奧託·斯科爾茲納,都懷疑這種炸彈產生的恐怖後果:「這豈不是意味我們賴以生存星球的終結嗎,沒有一個國家,任何有虔誠道德心的人類群體,能夠負擔得起這種超越自身負荷的責任,我們自己也難逃毀滅於這種復仇武器的命運,最後地球的倖存者只有亞馬遜人或者蘇門答臘人。」
此時,希特勒的內心也是矛盾的,他的空軍副官尼克勞斯·馮·貝羅回憶說,在一次談話中,希特勒得知圖切勒基地已經製造出了大概7枚這樣的炸彈,但他無法決定是否投入使用,一來是負責運送的火箭技術不過關,二來擔心現有「鈾元素炸彈」的威力不足摧毀同盟國的戰爭潛力和意志,如果貿然投入使用,將會導致同盟國更可怕的報復,也許是更大規模的空中戰略轟炸,也許同盟國會迅速製造出類似的武器投向德國。
但這不妨礙戈培爾在1945年1月的新年演講中,對德國人民保證,德國已經掌握了一種最新的秘密武器,它能夠在24小時之內決定第三帝國的勝利。
在戰爭最後的5個月裡,納粹德國研製核武器的最後希望是黨衛隊建立的圖林根基地,關於這一時期的檔案文獻幾乎全部散失或者被銷毀,只剩下當事人的口頭佐證。
比如物理學家弗裡茨·雷拜因在戰後接受審訊時說,當時為了給中控核聚變炸彈中心設置一個穩定的微量中子源,他們考慮採用鈽,帝國物理學會在距離不遠的龍納堡研究中心就有一套鈽生產裝置,為其晝夜不停地生產濃縮鈽。
在1945月3月3日,在圖林根的奧爾德魯夫陸軍演習場,發生了一次小規模疑似核試驗,當量很小,只有大概100噸TNT炸藥。
在附近瓦赫森堡的一名女目擊證人克萊爾·維爾納說:「大約在晚上九點20左右,森林裡有了一道炫目的閃光,亮如白晝,接著在森林深處發生了劇烈的爆炸,升起了大量的煙塵。」
|1945年,美軍在奧爾德魯夫發現大批被燒焦的屍體。
另一名證人,是建築工人海因茲·瓦克斯穆特,本來的任務是在演習場基地負責挖掘地下井,但第二天上午,他和其他工人一起被勒令穿上輻射防護服,在黨衛軍士兵的監視下幹了一件極其厭惡的工作:「處理一堆集中營犯人的屍體,每具屍體都有嚴重的燒傷痕跡,可能是被當做實驗體,用來測試某種秘密武器的威力,有一些犯人並未完全死亡,還在臨終的痛苦中抽搐,有人曾低語:強光,烈火,所有人都死了,被烤糊了,什麼都看不見了……後來……。」
3月16日,在柏林附近的霍亨林岑黨衛隊醫院,黨衛隊高層召開了一個小型會議,根據黨衛隊上校魯道夫布蘭特回憶,在戰爭局勢大勢已去的情況下,大家都垂頭喪氣。
但希姆萊卻興致勃勃,聲稱近年來付出的大量艱苦勞動和風險,現在獲得了驚人的成果,從現在起,一項高度機密的工程要日以繼夜的進行,到了6月,火箭將攜帶一種可怕的毀滅性武器飛向英國,甚至美國。
為此希姆萊還特地開了兩瓶少見的香檳和大家一起分享,然而就在4月12日,美軍裝甲部隊開進了圖林根,不到一個月後,德國宣布投降。
上世紀60年代,聯邦德國物理技術署的科學家們,對圖林根基地試驗場進行了勘測,證明在1945年3月間,這裡出現了一個巨大的,直徑為100米左右的彈坑,再對土壤樣本中的放射物含量進行測試後,科學家們判定,1945年初,這裡確實發生過某種核試驗,是一個明顯通過核裂變釋放能量的爆炸過程。
至於它是一枚純粹散布核塵埃與汙染物的「髒彈」,還是一顆小當量的空心裝藥核裂變炸彈,就不得而知了
|阿爾索斯計劃的盟軍科學家和助手勘測德國核物理研究機構建造的核反應堆 圖源於網絡
根據情報,從3月初到5月最終投降,希特勒和希姆萊依舊抱有某種樂觀主義情緒,這也可以作為德國已經製造出某種基於核技術炸彈的旁證。
3月3日,希特勒視察了奧得河前線,對第九集團軍司令官布塞上將提出:要儘可能守住方向,因為每多一天,每多一個小時,德國就有更多的時間將一些令敵人生畏的神奇武器發展完善並投入使用。
然而到了此時,納粹手中的核武器威力有限,更缺乏成熟合格的投放手段,最終也未能挽救第三帝國滅亡的命運。
除了納粹德國內部的爭權奪利是導致納粹核武器遲遲不能投入戰場的主要因素以外,盟國對納粹德國的戰略轟炸和自身在核武器上的研發投入,最終沒讓納粹德國將這種恐怖的武器研製成功,屠殺更多的人類。
(END)
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