德国为什么没有造出第一颗原子弹？原因在海森堡

湖南科学技术出版社《维尔纳・海森伯传》

在20世纪物理学的殿堂中，维尔纳·海森堡的名字熠熠生辉。他被誉为理论物理学中最有天赋的人之一。然而，比起海森堡在物理学上的成就，人们更关心的是他在纳粹统治下的所作所为。海森堡是核裂变理论研究的先驱，曾作为纳粹铀俱乐部的首席科学家为德国的核计划效力。为什么他要帮助纳粹？为什么他没有成功造出第一颗原子弹？

1901年12月，海森堡诞生于德国维尔茨堡，也正是这个月，他的父亲被聘为维尔茨堡大学的教授。因此海森堡从小就沐浴在家庭的学术氛围中，并被父亲灌输了获得学术承认和成功的强烈欲望。求学期间。海森堡的课业成绩非常出色，数学和物理几乎都是满分，他的老师对他的聪明才智赞不绝口：“他像闹着玩似的取得了优秀的成绩，根本没有费劲之处。”

1920年，海森堡进入著名的慕尼黑麦克西米学校读书，在索末菲、维森等人的指导下攻读物理学。1925年，海森堡取得了量子力学的关键突破，并和波恩、约尔丹等人一起创立了量子力学中的一种形式体系——矩阵力学。这一重大突破使人们能够找到原子微观结构的自然规律。

1927年，26岁的海森堡被任命为莱比锡大学的理论物理学教授，成为德国最年轻的正教授。1933年，海森堡因其在量子力学领域的杰出贡献荣获诺贝尔物理学奖。在海森堡科学事业迅速发展的同时，德国的政治局势却日益动荡。第一次世界大战结束后，恐惧与仇恨笼罩德国，群众不再信任政府。希特勒凭借非凡的演讲口才和民族主义的理想，笼络了大批人心，纳粹党的势力逐渐壮大。

1933年，希特勒当选德国总理，由此，他对这个国家的钳制更加紧迫。议会被解散，宪法被暂停，数以千计犹太人失去工作。许多人看清了形势，在公务员法一生效就离开了德国。比如诺贝尔奖得主弗里茨·哈堡和詹姆斯·弗兰克主动辞职，爱因斯坦在希特勒上台时公开声明不再返回德国，德国一下子失去了许多世界级的科学领袖。而海森堡决定留在德国，和普朗克、劳厄等人共同捍卫和保护他们的科学事业，抵制独裁政权的政策侵害。他们一边劝告被免职的物理学家留在德国，一边努力争取撤销他们的免职决定。当这个方法行不通时，他们又积极寻找适合的继任人填补离职科学家的空缺。他们认为自己肩负着保卫他们专业和文化的责任。但他们忽视了，在纳粹政权下保存“正宗的科学”，可能会支持一种论点，即德国科学不是离开犹太教授就不行。此外，他们从未考虑直接、公开的大范围反政权活动，也没有主动辞职表示抗议。

为什么海森堡没有因为厌恶新政权而辞职或移民呢？对于我们这些事后诸葛亮来说，海森堡许多反应可能显得软弱、迟钝，甚至令人厌恶。但对于那些第一次遭遇这一政权的人来说，他们可能没有想到纳粹党会做出修建死亡集中营那样邪恶的事。和大多数人一样，纳粹政权的许多举措海森堡都不支持。但他又是一位爱国者，他的生活和事业都与德国的文化、人民和土地连结在一起，他深深热爱他的祖国。因此，很长时间海森堡都很困惑，不知如何将先进的德国科学与恶劣的政权统治相分离，也不知如何将高尚的动机与灰色的现实相分离，海森堡只能将他的视野退缩到他的工作和生活圈。他在给母亲的信中写道：“领域外的世界确实丑陋，但工作是美好的。”

1938年，德国化学家哈恩和施特拉斯曼发现了核裂变。重核原子在裂变过程中会释放出巨大的能量，利用这种能量可以制造出威力巨大的武器。德国科学家几乎立即开始了核武器的研究工作，随后组建了“铀俱乐部”，其中海森堡是主要负责人之一。第二次世界大战爆发时，德国是当时唯一开展核裂变研究，并计划将其应用于军事的国家，德国不仅拥有丰富的铀矿，核裂变相关的基础研究也十分扎实。此外，德国还有哈恩、施特拉斯曼、波特、劳厄、盖革、海森堡等世界上顶尖的科学家。德国拥有这么强大的配置，为什么却没能造出第一颗原子弹？原因在于海森堡。

1942年6月，海森堡向军备部长斯佩尔报告称，铀计划因为技术原因，在短时间内难以产出，在战争期间造出原子弹是不大可能的。斯佩尔将这一情况报告希特勒后，希特勒决定不再花大力气研究原子弹。海森堡为什么要这样说？他真的是这样认为的吗？还是因为他不想为纳粹制造如此具有毁灭性的武器而选择故意夸大困难？

有些人认为海森堡的陈述是基本事实。制造原子弹需要大量的资源，包括重水和浓缩铀235等。一方面，德国唯一的重水工厂已经被盟军破坏；另一方面，在当时的技术水平下，从天然铀分离铀235是十分困难的。也有人认为这可能与海森堡个人的失误有关。海森堡计算出制造原子弹至少需要几吨浓缩铀。但实际上，美国爆炸的那颗原子弹只需要几十公斤铀。此外，海森堡也曾声明，他相信在制成第一颗原子弹之前，战争早就结束了。这似乎表明海森堡或多或少地高估了制造原子弹的难度，因此放弃了这一尝试，转而去研究核反应堆，试图研发出一种铀机器推动德国经济增长。

但海森堡曾称，德国的科学家一开始就意识到了原子弹所引发的道德问题。这样一种如此大杀伤力的武器使他们意识到了对人类所负有的责任，但是对国家的义务又使得他们不得不投入到工作中去。所以他们心怀矛盾，消极怠工，并有意无意地夸大了制造的难度。

对此，曼哈顿计划的重要领导人古德施密特公开表示了反对。他认为，各种各样的因素造成科学在纳粹德国已经死亡，德国之所以没有造出原子弹，是因为德国人算错了参数，而不是海森堡所谓的消极怠工。面对古德施密特的指责，海森堡强烈维护德国战争研究的先进状态，他主张德国没制造原子弹是因为他们不愿意希特勒打赢战争，并试图向古德施密特解释德国人在战争期间不得不面对的那种心理状态。一方面，德国科学家很清楚德国的胜利将给欧洲带来的“可怕后果”；另一方面，他们也不愿意看到德国被打败。就算失败，他们也不愿意德国一败涂地。这就是他们在战败前后建造核反应堆支持德国经济的理由。

真相究竟是什么？我们不得而知。这也太戏剧了，围绕时间、围绕科学、围绕道德的如此多的不确定性，所有这些都来自不确定性原理的创造者。但也正是这种神秘和不确定性，唤起了我们对于人类命运、科学探索和道德选择的深思。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：湖南科学技术出版社

审核：周晓亮 北京交通大学物理学实验室 高级工程师

出品：中国科协科普部

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