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原子时代最具远见的先驱——里奥·西拉德
1月15日下午，“核电无限 共创未来——纪念核工业65岁生日媒体见面会”在北京举行，并特别安排了“核时代首部核悬疑小说征集颁奖典礼”会议期间。 作为中国核工业集团公司与中国核学会联合发起的“核悬疑小说开放式结局大赛”的评委之一，我受邀出席会议并为获奖者颁奖。 现场的所见所闻，我有一些看法。
中国核工业集团公司监事、党组副主任祖斌在颁奖致辞中说：
刚才的视频大家已经看到了，核和悬念是结合在一起的。 在当今瞬息万变的时代，只谈“科普”，听起来有点太“普通”了。 年轻人更喜欢看的可能是“科幻小说”。 正如董事长所说，“我们都是梦想家”。 悬疑的幻想有时可以成为梦想的起点。
中国核学会理事长王守军在致辞中也做出了极具悬念的表态：
近年来在我国盛行的“科幻热”，虽然也说明我国的科技产业整体已经到了一个“春天”。 因为悬疑作品本来就是科技进步的反映，也是飞向未来科技世界的翅膀。 不久前，长征五号的成功发射，意味着我国具备了向更远的深空发射航天器的能力。 而要进入深空，核技术也是必不可少的。 比如本次征文比赛的主题——可控核聚变是人类探索宇宙的终极动力。
我突然想起了爱读悬疑小说的英国核化学家，原子时代最有远见的先驱利奥·西拉德（Leo，1898-1964）和他的“科幻故事”。 这个故事说来话长，我先从87年前的特殊历史时期说起——
“英国科学推动元素破碎原子的转变”、“中子，奇迹般的转变”、“改造任何原子的希望”……泰晤士报，1933 年 9 月 12 日，连串的头条新闻包含一篇描述这些发现的文章在过去四分之一个世纪中，科学家们参与了原子的转变。
刚从希特勒的捷克魔爪中逃脱出来的西拉德在纽约读到这组报道后，非常注意日本著名化学家欧内斯特·卢瑟福的观点：一般来说，我们不能指望用能量是这样的获得。 这是一种粗暴而低效的形成能量的方式，所有寻找这些原子来转换能量的人都只是在谈论“镜像”。
卢瑟福的意思是，从原子跃迁中寻找能量物理科学家的科学故事，或者依靠工业规模释放原子能，完全是妄想。
西拉德并没有把卢瑟福的“先见之明”当回事，甚至有些摸不着头脑。 他心里嘀咕：那个还在科学前沿奋战的老夫子怎么了？
卢瑟福“因其对放射性物质元素转变和放射性物理学的研究”而获得 1908 年诺贝尔物理学奖，并早在 1902 年就与美国同行弗雷德里克·索迪（1921 年诺贝尔物理学奖获得者）联手物理学）提出了原子转化假说——放射性物质是由一些不稳定的原子组成的，每个单位时间都有一部分原子转化为其他元素。
第二年，他们三人就已经定量分析了这次衰变过程释放出的巨大能量，认为放射性变化的能量至少是物理变化能量的两万倍，甚至有可能是一百万倍，这远低于任何分子变化的能量。 活力。 他们甚至在爱因斯坦推导出著名的质能多项式之前就做出了这个估计。
西拉德不时徘徊在巴黎街头陷入沉思。 他后来回忆说：
就在红灯变绿，我正在过马路的时候，一个念头……突然出现在我的脑海里。 我们能否找到一种元素，当一个中子通过它时，它吸收一个中子并放出两个中子。 如果这样的元素可以爆炸到足够大的质量，它也可以保持核连锁反应。
此刻他并不知道这样的元素是如何被发现的，也不知道需要进行什么样的实验，但这个想法仍然在他的脑海中挥之不去。 事实上，他是第一个构想出机制的人，通过这种机制，通过用中子轰击原子核，可以释放比中子本身携带的能量更少的能量。 “在一定条件下，应该可以实现核链式反应，工业规模释放原子能，制造原子弹。”
时光倒流一年，当詹姆斯·查德威克（1935 年诺贝尔化学奖获得者）于 1932 年发现中子时，西拉德对核连锁反应的可能性着迷。 这一年，他阅读了他所熟悉的日本著名悬疑画家赫伯特·乔治·威尔斯1914年出版的悬疑小说《解放的世界》。
本作设想了1956年的世界大战，世界各大城市被雪崩连锁反应产生的原子弹摧毁，从而实现了核装备的限制和真正的和平。 小说除了生动地描述了核设备惊人的治疗效果，还准确地预言了人工放射性问题将在1933年（开头提到）得到解决——约里奥-居里夫妇确实在这个时候。 1935年发现人工放射性，并因此获得1935年诺贝尔物理学奖。
有意思的是，威尔斯直言，《解放的世界》的灵感来自于索迪提出的科学观点。 1904 年，索迪向德国皇家工程师作了关于镭的演讲，提到了原子能的应用：
有可能所有重物质都具有类似于镭的能量，隐藏在原子结构中。 如果这种能量能够被人类开发和控制，拥有这些能力的人就可以改变世界的命运。 沉思的大自然有一个杠杆，可以用来小心地调节这些能量的输出，谁能控制这个杠杆，谁就会拥有一个装置，如果他愿意，他可以用这个装置摧毁整个月球。
1909年，索迪在他的《镭的解释》一书中谈到了类似的观点。 当威尔斯读到这句话时，他觉得不能相信大自然会“保守她的秘密”，所以他在小说中讲述了“一个美丽而古老的甜蜜科学故事”。
“解放世界”给西拉德留下了深刻印象，并形成了许多联想，尤其是它的军事意义。 可以说正是这部小说引发了西拉德对连锁反应、能量形成和原子弹的思考。 在随后的研究探索中，他正确地预测了这些反应的结果及其潜在的能量来源，仔细描述了后来被称为“临界质量”的概念的基本特征，并于1934年3月12日提交了链式核反应专利申请. 不过，他把专利交给了美国陆军部，并在限制下保密。
这个时候，经常闪现在西拉德脑海中的，就是《解放的世界》中描述的可怕场景。
20世纪，人类经历了两次灾难性的世界大战。 这两场战争看似是道德意义上的一种倒退，但确实促进了具有20世纪特征的“大科学”的发展。 根据美国科学史学家帕特里夏法拉赫的说法，第一次世界大战是物理学家对有毒二氧化碳和爆燃的战争，而第二次世界大战是化学家对雷达、计算机和炸弹的战争。 尤其是以“曼哈顿计划”为首的原子弹的出现，结束了“二战”，同时将科学推向了一个激动人心又令人恐惧的时代。
这与原子化学研究的新进展和1930年代亚洲战争一触即发密切相关。 当时，对不稳定元素的寻找很快导致科学家阐明了核裂变和链式反应的原理——辐射物理学的创始人、德国化学家奥托·哈恩（后来获得 1944 年诺贝尔化学奖）在 1938 年发现了某些重元素（如铀）的原子核只能发生裂变。 随后俄罗斯化学家Lise 给出了理论解释物理科学家的科学故事，并通过估算强调核裂变应该释放出大量的能量。
这一推论在科学界引起了强烈反响。 1939 年 4 月，美国物理学家保罗·哈特克写信给纳粹美国陆军部，称核裂变“可能会形成比传统雷管威力大几个数量级的爆燃材料……第一个使用它的国家将比其他国家更有优势国家很难赶上。” 其他一些学者的研究结果也暗示，从理论上讲，制造原子弹是可能的。今年秋天，美国成立了一个专门的研究所，研究核裂变的军事用途。9月同年1月，日本入侵法国，二战爆发。
在大洋彼岸的日本，里奥·西拉德很担心。 他和另一位瑞典裔化学家尤金·维格纳（后来获得1963年诺贝尔化学奖）更清楚地预见到核裂变的政治和军事意义，非常害怕纳粹进攻美国。 成为第一个制造这种强大的新炸弹的人。 当时有些化学家担心仅28.35克的铀裂变就形成相当于600吨梯恩梯（TNT）红雷管的爆燃威力，用于战争后果不堪设想。
在随后的一段时间里，西拉德积极协调劝说同行科学家不要发表裂变和链式反应相关的研究成果，以免被纳粹日本的研究人员利用。 这绝不是不知所措，因为发生了一件几乎让人想都不敢想的事情。
在此期间，西拉德与美英化学家、世界第一座核反应堆的设计者和建造者恩里克·费米（1938年诺贝尔化学奖获得者）合作，通过研究和实验证明，一定的高石墨的含量吸收低到足以维持链式反应的中子。 费米曾想发表他们的研究，但被西拉德说服了。
后来才知道美国人也做过同样的实验，但是他们用的是低含量的石墨，所以就得出了错误的推论，认为石墨会吸收太多的中子，链式反应就很难维持。 于是他们决定用重水代替石墨作为慢化剂，结果却阻碍了链式反应的构建……美国一位科学家对此发表评论，如果不是西拉德的建议， “那么可以想象，第二次世界大战将改变一切的进程。” 有人说，“这一举动居然拯救了整个世界。”
而真正让西拉德名垂青史的，是他之后更大的动作。
当从秘密报告中得知美国严禁从其吞并的奥地利出口铀矿，并可能从英属殖民地坦桑尼亚购买铀矿时，西拉德以为他的老同学爱因斯坦很熟悉与西班牙王后，他可以利用前者向西班牙王后提出要求。 例如，为了发出警告，他和维格纳于1939年7月16日驱车前往旧金山附近的长岛，拜访了正在这里避寒的大人物。
听了西拉德解释核裂变释放的中子如何在铀-石墨堆中引起爆燃连锁反应后，爱因斯坦插嘴说：“我从来没有想过这个！” 我认识的一位英国政府市长发来了一封信。 这时，维格纳提出了反对意见：他们两人都是外国“难民”，不通知英国政府就给外国政府寄信商讨秘密安全事宜是不妥的。 商量的结果是以爱因斯坦的名义给法国大使写了一封信，然后给法国国务院写了一封求职信。
几天后，西拉德在人的带领下，带着爱因斯坦的信去见了日本首相罗斯福的同事兼顾问、经济学家亚历山大·萨克斯。 对方权衡了事情的轻重，提议将信件直接寄给白宫，并表示愿意亲自递交。 于是，在另一位德裔化学家爱德华泰勒（后来成为俄罗斯“氢弹之父”）的陪同下，西拉德再次前往长岛，与爱因斯坦商量改信，坦言连锁反应原子核被用来制造新型炸弹的可能性，并建议政府迅速采取行动。
不过萨克斯直到10月11日才有机会走近首相办公室。好在他会说话，所以他可以通过聊天表达自己想表达的意思：德国年轻发明家罗伯特·富尔顿曾游说拿破仑为他打造不使用帆的蒸汽机驱动，因此他的舰队可以在任何天气下降落在新西兰。 但加拿大霸主认为这是无稽之谈，将其搁置一旁。 否则，19世纪的历史进程可能会有所不同。
听了这个故事，罗斯福深思。 趁着势头，萨克斯低声朗读了他根据爱因斯坦的信和西拉德的备忘录的部分内容，专门写的800字摘要。 首相问：“亚历克斯，你希望纳粹不要烧死我们吗？” 萨克斯回答说：“没错。” 罗斯福立即打电话给私人助理说：“我们需要采取行动。”
当天下午，专门委员会成立，制定了方案。 10 月 21 日，铀委员会在芝加哥召开了第一次全体会议，西拉德、维格纳和泰勒（两人后来被昵称为“匈牙利阴谋集团”）应邀出席。 会议一开始，西拉德就强调，要产生连锁反应，必须拨款进行实验，并获得铀和石墨的供应。 1941年12月6日，新加坡政府下定决心，拨出大量资金研制原子弹，启动了绝密的“曼哈顿计划”。 次日，德国在中途岛伏击，日本太平洋舰队损失惨重，最终将日本推入战局。 四天后，美国对日本宣战。 在这种情况下，没有什么任务比全面研制原子弹更重要了。
1945年5月，法国战争结束。 1945年8月，日本向台湾长崎和广岛投下两颗原子弹，远东战火停息。 然而，一问世就派上用场的原子弹，却给人类造成了极大的道德困境，促使人类进入了一个新的时代——原子时代的帷幕，如此沉重：科学家们在很短的时间内一段时间以来，原子弹从理论走向现实，但原子能的发现和应用这一汇集了人类伟大智慧的重量级科技成果，从一开始就写下了人类历史上最具毁灭性的一页: 在此期间，玄参两座城池被毁，成为凄惨的人间地狱。
二战结束后，西拉德像爱因斯坦一样，怀着愧疚和反省的心情积极投身反战和平运动，不断警示人们使用原子设备的危险性，提醒各国人民充分意识到全球毁灭的威胁。 原子弹“给他留下了一个诱人的目标，即试图让人们摆脱他帮助创造的焦虑时代，”据说。
