为什么纳粹德国没能抢先造出原子弹？海森堡和玻尔的哥本哈根之谜

二战时，核武器是一种改变战争走向的超级武器。它能够释放出无与伦比的巨大能量，摧毁敌人的城市和军事基地，甚至威胁到人类的生存。然而，在这场核武器竞赛中，最先发现核裂变的德国却落在了后面，最终被美国率先制造出原子弹，并投向日本。为什么德国会错失这个历史性的机会？德国核项目的命运又是如何？**海森堡这位德国核项目的领导者，是因为上帝的错误，还是因为人的良知，而没有制造出原子弹呢？

德国科学家发现了核裂变的奥秘

1938年，德国化学家哈恩和斯特拉斯曼在实验室里做了一个惊人的发现。他们用中子轰击铀原子，发现铀原子分裂成了两个或更多的小原子核，同时放出了大量的中子和能量。这就是核裂变，一种重元素变成轻元素的过程。哈恩和斯特拉斯曼马上把他们的实验结果寄给了他们的合作者，犹太裔物理学家迈特纳。迈特纳当时已经逃离了纳粹德国，流亡到瑞典。她和她的侄子弗里施一起计算了核裂变释放出的能量，发现它远远超过了化学反应。他们意识到，如果能够控制核裂变反应，就可以利用这种巨大的能量来制造炸弹。

美国启动了曼哈顿计划

德国科学家几乎立即开始了原子弹项目的研究工作。他们组成了一个名为"铀俱乐部"（Uranverein）的秘密小组，由海森堡等一些世界顶级的核专家领导。他们得到了德国军方和工业界的支持，试图利用铀和重水来实现链式反应，并分离出制造原子弹所需的同位素。然而，这个项目是秘密进行的，但消息还是通过一些逃离纳粹迫害的流亡科学家传了出去。其中包括爱因斯坦，他在1939年向美国总统罗斯福发出了警告信，提醒他纳粹可能正在研制原子弹，并建议美国也加紧进行相关研究。

罗斯福接到爱因斯坦的信后，决定采取行动。1941年12月7日，日本偷袭珍珠港后，美国正式加入二战。1942年6月，美国陆军部开始实施利用核裂变反应来研制原子弹的计划。该计划被命名为曼哈顿计划（Manhattan Project），由奥本海默领导。奥本海默是一位年轻而才华横溢的理论物理学家，他负责组织和协调各个研究机构和实验室的工作。在巨额资金的支持下，奥本海默和他的团队仅用了三年时间就成功试验了第一枚原子弹。1945年7月16日，新墨西哥州阿拉莫戈多沙漠的三位岭（Trinity Site）上，一道耀眼的光芒划破了黎明的天空。这是人类历史上第一次核爆炸，也是曼哈顿计划的巅峰之作。

核试验三周后，第一枚"实弹"投向了日本。1945年8月6日，美国轰炸机Enola Gay向广岛投下了一枚名为"小男孩"（Little Boy）的原子弹。这枚原子弹的威力相当于1.5万吨TNT炸药，造成了14.6万人死亡，广岛市区几乎被夷为平地。三天后，美国又对长崎投下了一枚名为"胖子"（Fat Man）的原子弹，威力相当于2.1万吨TNT炸药，造成了7.4万人死亡。这两次原子弹爆炸是二战中唯一使用核武器的事件，也是人类历史上唯一使用核武器的事件。它们不仅结束了二战，也开启了一个新的核时代。

德国核项目失败的原因

取得先机，并且拥有该领域的杰出科学家，纳粹德国的核项目为何没能发展起来呢？这里有几个方面的原因。

首先是大量科学家的流失。许多犹太裔和波兰裔科学家，比如在发现核裂变过程中发挥了重要作用的犹太裔物理学家迈特纳等，都因害怕纳粹迫害而逃离德国。其中一些逃亡至英国和美国，在那里参与了曼哈顿计划的工作。另外还有一些科学家被征召入伍。 其次是资源稀缺和战争压力。德国在战争中遭受了盟军的轰炸和封锁，导致其缺乏制造原子弹所需的关键材料，如浓缩铀，重水和石墨。冷却核反应堆所需的重水也供不应求。历史学家梅尔伯说："纳粹占领下的挪威当时在进行重水生产，但是，盟军和挪威军队袭击了这些设施。"战争的紧迫性也使德国军方更倾向于投资一些能够立即发挥作用的武器，如火箭和喷气式飞机，而不是一个长期的、不确定的、高风险的核项目。

希特勒对核物理学缺乏兴趣和理解，他认为这是一门科学与德国的"雅利安科学"相对立。他在1942年切断了对核项目的支持，将其降为次要的研究课题。没有政治支持，德国核项目可利用的资源非常少，特别是与美国曼哈顿计划相比之下。曼哈顿计划雇用了50万人，约占美国当时劳动力的1%，美国政府为此花费了约20亿美元（相当于今天的240亿美元）。相比之下，德国的"铀俱乐部"及其后续项目只有不到1000名科学家参与，预算仅为800万马克，相当于今天的2400万美元。

德国核项目的最大成就

尽管如此，德国核项目还是取得了一些进展。海森堡将研究工作转移到了德国海格洛赫城堡附近的一个洞穴实验室。在那里，他和其团队建造了一个实验性核反应堆，由悬挂在重水中的铀立方体（也称"铀魔方"）组成。这个实验是德国核计划取得的最大成就，但反应堆从未工作过，因为反应堆的堆芯中没有足够的铀来实现链式反应。然而，他们已经很接近了。如今科学家们相信，如果当时反应堆中的铀含量增加50%，那么海森堡就能制造出第一个核反应堆。海森堡的实验性核反应堆为20世纪中期核电站的发展铺平了道路。

德国科学家们对原子弹的态度

英国"炮厅农场"的秘密录音带还提供了纳粹德国核武项目失败的另一个可能原因–科学家们本身在道义上反对原子弹，并暗中破坏了这一努力。其中的一位科学家冯·魏茨泽克说："我相信，我们之所以没有这样做，是因为所有的物理学家在原则上都不想这样做。如果我们都希望德国赢得战争，我们早就成功了。"海森堡本人也表达过反对核弹的想法。他说：“我从心底里感到庆幸，我们只做了一个反应堆，而不是炸弹。“在"炮厅农场”，德国科学家们表示，希望"历史将记载下……美国人和英国人研制出了这种可怕的战争武器……而德国人制造出了一种可行的（核能）发动机”。

海森堡的故事

海森堡是一位杰出而复杂的人物。他不仅是一位革命性的物理学家，也是一位有着深刻思想和信仰的人。他在德国核项目中的作用和影响，一直是历史学家和科学家们争论不休的话题。

海森堡是在1925年创立了矩阵力学的，这是量子力学的第一种数学表述。他用矩阵来描述原子中电子的状态和能量，从而解决了原子光谱的谜题。他的矩阵力学与海森堡的导师玻恩和约当合作发展的波动力学，以及薛定谔发展的波动方程，都是量子力学的不同方面。海森堡还在1927年提出了不确定性原理，这是量子力学的一个基本原理。它表明，我们不能同时准确地知道一个粒子的位置和动量，因为测量会影响粒子的状态。这个原理引发了很多哲学上的讨论和争议，比如爱因斯坦就不相信上帝会掷骰子。

海森堡在1932年获得了诺贝尔物理学奖，成为了德国最有名望的物理学家之一。他在1933年被任命为柏林大学物理系主任，接替了爱因斯坦。然而，他也面临着纳粹政权的压力和威胁。他被纳粹分子称为"白犹太人"，因为他拒绝放弃"犹太科学"，即相对论和量子力学。他还试图保护一些被纳粹迫害的同事和朋友，比如玻尔和迈特纳。他甚至曾经考虑过逃离德国，但最终还是留了下来。

海森堡在1939年成为了德国核项目的领导者，但他对此并不热情。他曾经对玻尔说过："我从来没有想过要制造原子弹，我只想知道它是否可能。“他也曾经对自己的妻子说过："我希望这个战争能够尽快结束，而不是用这种可怕的武器来结束。“他在1941年访问了哥本哈根，与玻尔进行了一次著名而神秘的对话。他们讨论了核裂变和原子弹的可能性，但彼此之间有着严重的误解和分歧。玻尔认为海森堡是在暗示德国已经制造出原子弹，或者至少已经掌握了相关技术；而海森堡则认为玻尔是在试图说服他放弃核项目，或者至少是在试图建立一个国际科学家联盟来阻止核武器的发展。这次对话使得两位曾经亲密无间的朋友和导师变得疏远和敌对。

海森堡在战后被英国俘虏，并被关押在"炮厅农场"。这是一个位于英格兰剑桥郡的庄园，被英国情报部门用来拘留和审讯德国科学家。在那里，海森堡和其他被俘的德国核物理学家被秘密地监视和录音，以了解他们对原子弹的知识和态度。这些录音带后来被公开，成为了研究德国核项目的重要历史资料。

海森堡在那里得知了美国投下了原子弹，并对此感到震惊和困惑。他试图用自己的物理知识来解释美国是如何做到这一点的，但却发现自己在一些关键问题上犯了错误。例如，他低估了铀235在铀中所占的比例，高估了制造原子弹所需的临界质量，误认为美国使用了重水作为中子减速剂。他还不相信美国能够在短时间内建立起大规模的浓缩铀和钚生产设施。

海森堡的错误可能源于他对核物理学的不完全理解，也可能源于他对核武器的道德反感。有些历史学家认为，海森堡故意延误了德国核项目的进展，以避免给纳粹提供原子弹。有些历史学家则认为，海森堡是一个忠诚的德国人，他只是缺乏足够的资源和支持，以及正确的计算方法。海森堡本人也从未明确地承认或否认他是否故意犯错。

玻尔和海森堡

玻尔是海森堡的老师，但是，玻尔和海森堡之间的却有很深的误解，这是如何产生的？

这是一个复杂而有争议的问题，涉及到两位物理学家在1941年哥本哈根会面时的对话内容和动机。根据玻尔后来写给海森堡的信件，他认为海森堡是在暗示德国已经制造出原子弹，或者至少已经掌握了相关技术，并试图向玻尔询问他对核武器的道德看法。玻尔对此感到震惊和愤怒，认为海森堡是在威胁他，并试图利用他们之间的友谊来获取信息或者说服他加入德国核项目。

然而，根据海森堡后来写给玻尔的信件，他认为玻尔是在试图说服他放弃核项目，或者至少是在试图建立一个国际科学家联盟来阻止核武器的发展。海森堡对此感到困惑和失望，认为玻尔是在干涉他作为一个德国人和科学家的责任，并试图利用他们之间的友谊来影响他的决定。

这些信件显示了玻尔和海森堡之间存在着严重的沟通障碍和信任危机。他们对彼此的意图和动机都有着错误或者不完全的理解，导致了相互之间的误解和分歧。