2023年7月30日星期日

艾睿:奥本海默是谁?

(今日美政, 07/26/2023)



       目前在各大电影院中,传记电影奥本海默正在热播。据估计,这部电影可能在上周日就已经达到了 1.6 亿美元的票房。虽然这是一部关于发明原子弹的电影,但一个科学家的传记能受到那么广泛的欢迎,这还是出乎我的意料。这部电影我还没有看,但我是一个对理论物理学感兴趣的人,因此多多少少知道一些关于奥本海默的故事,以及他在粒子物理学和量子物理学中的贡献。但为了更好地理解这部电影,我还是去收集了一些关于奥本海默的生平介绍。我打算很快去看这部电影,而有一些准备知识,也许有助于我能更好地了解这位原子弹之父,到底是一个什么样的人。如果有还没看,而打算去看这部电影的会员朋友,相信这种介绍也会让你的电影票增值。

       在诸多关于奥本海默介绍的文字中,我大概拼凑出这样一个人物形象。他聪明,热情,但在公共场合拘谨,行为有些造作,但明显有非常好的直觉。总之,是一个有点神经兮兮的聪明的科学家的形象,这似乎很像一个标准的物理学, 尤其是理论物理学的 nerd 的形象。

       奥本海默似乎有些自卑的人格。在自己不擅长的领域,他会非常拘谨。但一旦在私下和熟悉的朋友聊天,或者谈到自己热爱的物理学,奥本海默会变得妙语如珠,甚至滔滔不绝,让人讨厌。他年轻的时候曾经在波恩手下做研究生。(当时几乎一代的量子物理学大拿们都是波恩的学生,包括发现电子轨道不相容原理的怼神泡利;同样参加过曼哈顿计划的恩里克费米,现在美国核物理学的终身成就奖就叫费米奖,构成物质的粒子统称为"费米子"(传递力的粒子则被称为玻色子),从这些命名中也可以看出费米的江湖地位;还有哥本哈根学派的代表人物之一的海森堡等等,都是波恩的学生或者助手)奥本海默在做波恩助手的时候,经常在课堂上做麦霸,发表观点滔滔不绝,甚至喧宾夺主。最后整个班级联合起来抵制奥本海默。他们写信给导师波恩,说如果奥本海默不闭嘴,他们都不来上课了。后来波恩很有技巧地将这封信放在奥本海默能看到的地方,这才让这位 "占花"(四川方言,指爱表现自己的人)消停下来。

       奥本海默出生于一个富裕的犹太人家庭。他的父亲 Julius 是一名非常成功的纺织业商人。奥本海默年轻时接受过良好的教育,学业上表现得很聪明,多次跳级。甚至在哈佛读物理学,学校都因为他超群的学习能力而批准他无需修读基础物理课,而直接可以进入高等物理的课堂。

       奥本海默提前一年从哈佛以优异的成绩毕业,然后进入英国剑桥大学学习物理。在剑桥学习了两年之后,来到当时理论物理研究圣地的哥廷根大学。在这里他成为了玻恩的学生。一年之后,奥本海默就拿到了博士学位。

       奥本海默一生被三次提名诺贝尔奖,但都落选了。这不是因为奥本海默的学术贡献不大,而是因为同时代的物理大拿太多了。奥本海默活跃的时代,是量子力学爆炸式发展的时代。但即使如此,很多人还是认为,奥本海默在预言中子星存在方面,是值得荣获诺贝尔物理奖的。只是因为这一理论被证实的时候,奥本海默已经去世了。除了预言一定质量的恒星在自身巨大引力的作用下会坍缩成中子星,奥本海默还成功预言了正电子的存在。这也是他在理论物理学中的重要贡献之一。

       奥本海默现在被人称为是 "原子弹之父"。但这个称号可能是有些过誉,甚至是夸张了。事实上奥本海默本人非常不喜欢这个称号。

       整个曼哈顿计划的领导者并不是奥本海默,而是 Leslie R. Groves 中将。他是工兵出身,擅长工程的组织工作,因此他才是曼哈顿计划的总指挥。

       奥本海默负责的是洛斯阿拉莫斯实验室。当时曼哈顿计划所属的研究所有好几个,洛斯阿拉莫斯研究所的工作就是负责通过什么方式来将原本不会爆炸的,临界体积之下的几个铀块拼到一起,使之总体积大于临界体积,这之后原子弹就可以爆炸了。但高浓度的铀具有强烈放射性,它们会相互排斥。我们可以简单地理解为它们好像磁极相同的磁铁,洛斯阿拉莫斯实验室的任务,就是如何把这两块磁铁捏在一起。或者换句话说,这个实验室的主要研究项目,就是如何起爆原子弹。

       奥本海默是这个实验室的提出者,但他一开始并不是 Groves 中将的首选。中将更中意的是奥本海默在加州的好朋友 Ernest Lawrence (1939 年诺贝尔物理学奖获得者)。但碰巧劳伦斯因为自己领导的课题走不开。Groves 中将最终选择了奥本海默。

       对于选择奥本海默,美国军方是有一定担心的。担心的理由主要是两个,一是奥本海默没有领导过大型实验室工作的经验;二是奥本海默太关心政治了。或者说,他太左了。在参与曼哈顿计划的政治审查中,问卷问奥本海默和共产主义的关系,奥本海默回答说:"美国西岸的几乎每一个共产主义组织我都参加过。" 美国军方下了很大决心,才最终信任了他。

       二战之前,奥本海默只生活在自己的物理世界里,并不太关心外部的世界。甚至有传闻说,1929 年美国导致三十年代大萧条爆发的华尔街股灾,奥本海默竟然六个月之后才知道。但随着德国纳粹的崛起,奥本海默开始关心政治。他关心工人运动,和当年大多数知识份子一样,奥本海默对共产主义运动非常同情。美国联邦调查局在 1941 年开始对他进行暗地调查,甚至将他列入了 "紧急拘捕名单",也就是说,一旦国家发生紧急状态,就可以立刻逮捕奥本海默。但后来的调查结果显示,虽然他大力资助美国的共产主义运动和工人运动,但他本人并没有正式加入过这些组织,也和苏联人没有任何交往。奥本海默后来自己的解释是说,他赞成共产主义运动,但不喜欢听从谁的指令。共产主义组织中的纪律要求让他受不了,因此他决定不加入任何这一类的组织。

       奥本海默的极端左倾的政治立场,使得军方很紧张。多次提出换掉奥本海默。但最后还是在 Groves 将军的力保之下,曼哈顿计划才继续保留了奥本海默。但实际上,后来证明,奥本海默对美国的忠诚是没有问题的。苏联人曾经在 1943 年试图通过奥本海默获得原子弹研究的进展情况,但奥本海默最终举报了他们。Groves 将军力保奥本海默不受此事的牵连,继续领导洛斯阿拉莫斯实验室。

       但战后由于美国开始了麦卡锡主义。奥本海默这种左派份子当然就难逃审查。他的安全许可证被吊销,成了一个游离于主流之外的所谓流亡科学家。后来林登约翰逊总统曾经部分恢复过奥本海默的名誉,他还在 1963 年获得了我们前面提到的费米奖,也就是美国能源部颁发的物理贡献终身成就奖。但对奥本海默的彻底平反,实际上是近些年的事情。2022 年,才由美国能源部长Jennifer Granholm 宣布 1954 年国会对奥本海默听证的判决无效。这才算彻底恢复了奥本海默的名誉,也可能就是这部电影的来由。

       大家谈得最多的,就是奥本海默引用梵文薄伽梵歌 Bhagavad Gita 里的一句话 "现在我成为死神,世界的毁灭者"。这句话很容易引起误解,好像奥本海默认为自己成为了死神。事实上根据懂梵文的学者的介绍,薄伽梵歌是一部关于责任的宗教故事,在这个故事中,神对王子说,你去杀死敌人,但你不是死亡的原因。我才是。你只是我的工具。所以这里奥本海默的意思,应该是自己成为了死神的工具。

       事实上,奥本海默并不认为二战中使用原子弹是错误的。但他认为不应该再研究更大的核弹,他是氢弹计划最坚决的反对者。恐怕也说明了他的这种不愿意再充当死神工具的态度。

       好,今天的介绍就到这里。祝各位会员朋友观影愉快。


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