当物理学家成为战争资产，会发生什么？_风闻
返朴-返朴官方账号-关注返朴（ID：fanpu2019）,阅读更多！09-08 09:15
撰文 | 大卫·凯泽（David Kaiser，麻省理工理学院科学史、物理学教授）
翻译 | 刘晨
1945年8月6日清晨，蘑菇云隆隆升起，在闷热的广岛市上空挥之不去。3天后，同样的云又出现在了长崎市的上空。这是第一次，也是迄今为止唯一一次，核武器被用于战争。核弹投下几天后，日本投降，第二次世界大战结束。
这场战争对科学家和工程师进行了空前的动员，也成为科学技术与国家关系的转折点。到战争结束时，代号为“曼哈顿计划”或“曼哈顿工程”的盟军核武器项目已经招收了12.5万人，分布在美国和加拿大的 31 个秘密基地。田纳西州橡树岭的同位素分离厂有一个城市街区那么大；华盛顿汉福德的核反应堆设施则动用了5亿多立方米的混凝土。盟军在雷达方面的研发，作为最高机密，在战争期间同样进行了大规模的投入。
当两颗核弹戏剧性地迅速结束战争后，“物理学家的战争”成为战后大家讨论的焦点。例如，1949年，《生活》杂志对物理学家J.罗伯特·奥本海默进行了报道，奥本海默曾担任战时洛斯阿拉莫斯实验室的科学主任，该实验室是“曼哈顿计划”的核心。在提到核弹和雷达等大规模军事项目时，记者援引了当时一个“流行的概念”，即第二次世界大战是“物理学家的战争”。正如第一次世界大战，因其臭名昭著的毒气，常被称为“化学家的战争”。
核弹的新闻把美国物理学家推到了聚光灯下。早在1946年5月，《哈泼斯杂志》（Harper’s）的一位评论员就指出：“物理科学家现在很流行。任何缺少一位物理学家到场的晚宴都不可能是成功的晚宴。”评论员继续说：“在前原子时代，学者们常被边缘化，而现在他们发现，自己从尼龙供应到国际组织等各种问题上都被频繁咨询。”另一位评论员说：“战后，无论是年轻或年老的物理学家，包括那些并没有参与秘密战时项目的，都发现自己忽然被请求在妇女俱乐部中发言，或者在华盛顿茶会上像狮子一样被展示。”
甚至物理学家的普通旅行也突然搞得沸沸扬扬。1947年6月，警察车队护送20名年轻物理学家前往长岛北端参加一个私人会议：一家当地的赞助商为表示欢迎组织了一场盛大的牛排晚宴。（编者注：即Shelter Island会议，这次会议标志着美国本土物理学的成熟并开始引领世界。）当时，在马萨诸塞州剑桥市和华盛顿特区之间穿梭的B-25轰炸机上，几乎只有一种乘客——精英物理学家出身的政府顾问，这也体现出当时民用交通工具并不方便。20世纪50年代，全美的物理系主任收到来自美国各地梦想成为核物理学家的小学生的邮件；另一些信件则满是物理方面的问题，有些满载着写信者的理论，这些信来自建筑师、工程师、海军军官、囚犯甚至结核病病房的病人。到20世纪60年代初，美国人在全国民意测试中将“核物理学家”列入三大最负盛名的职业，仅次于最高法院的法官和医生。
这些变化似乎是“物理学家的战争”后的必然结果。然而，这个词最早与核弹或雷达并无关联，早在1941年11月——珍珠港遭到袭击前几周就已被提出。当时，詹姆斯·科南特（James B. Conant）在美国化学学会的一份通讯中首次提到，在欧洲肆虐的战争是一场“物理学家的战争，而不是化学家的战争”。科南特的地位非同小可，他不仅是哈佛大学校长，还是美国国防研究委员会主席，并参与过早期的化学武器项目。
当科南特第一次提出“物理学家的战争”时，还没有人知道核弹或雷达会在战争中扮演重要角色。麻省理工学院的辐射实验室，或称“Rad Lab”，作为盟军改进雷达的总部仅成立一年。那时，一个雷达原型设备的实验刚被美国陆军审查委员会否决，国防研究委员会正要撤销该项目的资金。那时，“曼哈顿计划”还不存在，洛斯阿拉莫斯仍然只有一所私立男校。在科南特提出“物理学家的战争”几个月后，这里才被陆军工程兵团征用，将一片泥泞的牧场改建成新的实验室。
除了时间问题之外，科南特还要考虑保密问题，他负责监督雷达和新生的核武器计划：信息被严格管控。作为一名经验丰富的高级政府顾问，科南特肯定不能在一份公共通讯中披露美国最高级别的绝密信息。雷达和核弹项目的本质也影响了科南特的立场。两个项目虽然都由物理学家领导，但团队中还有许多其他领域的专业人士。到战争结束时，Rad Lab的工作人员中只有少部分物理学家（大约20%）。在洛斯阿拉莫斯，战时组织关系图显示，各个组（除了物理之外，还有冶金、化学、弹道、军械和电气工程）相互平等，它们围成一个圆圈，相互沟通，没有哪一组处于明确的领导地位。Rad Lab和洛斯阿拉莫斯大学的研究人员在战争期间建立了新型的交叉学科。这两个实验室都不能简单地归为物理实验室。那科南特所说的“物理学家的战争”到底指的是什么呢？
军人涌入校园学物理
在20世纪40年代初，对大多数科学家和决策者来说，“物理学家的战争”指的是一项大规模而紧迫的教育任务：向尽可能多的应征入伍者教授基本物理学。1942年1月，美国物理联合会（AIP）主任亨利·巴顿（Henry Barton）引用科南特的话，开始发表题为“物理学家的战争”的简报。巴顿提到，“物理学家能够为国家效力的情况正在迅速改变”，以至于学术带头人和实验室负责人需要采取手段跟上这种快速的变化。这篇双月刊中的简报主要讨论了两个主题：如何确保物理系学生和工作人员延缓服役，以及学术部门如何满足突然增加的物理教学需求。
在当时来看，现代战争需要士兵掌握基础的光学、声学、无线电和电路知识。战前，美国陆军和海军已经在自己的部队和机构里培养了一些技术专家。突然开始的战争，使他们不得不采用新的策略。经过大学物理学家与美国陆军和海军磋商研究，在战争初期的报告中提出，高中物理课的选课人数需要提高250%，以满足其需求。他们的目标是：全国一半的高中男生每天至少上一节物理课，内容是电学、电路和无线电。这一目标挑战很大，因为当时全美国只有不到一半的高中有物理学科教学。“不需要新的生物和化学课程，”美国教育办公室的科学官员提到，“但是，物理学必须要！从现在开始，每一天，每个月，整年都需要！全国的教育工作者都要努力让学校为有能力的学生提供物理学习”。
这种教学压力甚至延伸到高中之外。海军和陆军还要求大量军队人员进入正规高校，接受基础的物理学教育。教学大纲由军事机构和AIP联合研究、共同制定。例如，陆军希望课程侧重于长度、角度、空气温度、大气压力、相对湿度、电流和电压的测量；几何光学课程可以侧重于战场应用；声学不要用音乐举例子，把时间都留给声波测距和声源探测。鉴于基础物理教育的紧迫性，在1942年10月，一个专门委员会建议高校院系在战时停止教授原子和核物理学课程（这些课程后来与核武器等有关），以便把更多的教育资源集中到真正的“核心”课程上。
虽然教材对学生要求不高，但时间很紧。许多大学院校从双学期改成一年3学期甚至4学期，以便让更多的课程进入一个学年。像马萨诸塞州西部的威廉姆斯学院这样的小型文科院校也开始每月招收两百名海军学员，学习物理课程的人数翻了两番。在麻省理工学院这样较大的院校，陆军和海军的学生人数迅速超过民间学生，1943年至1944年冬，校园每两名民间学生就对应有3名军队学生。各院校内基本都有教学楼是专门给陆军和海军人员授课并安置新兵的。1942年12月至1945年8月，通过让学生每天参加两次90分钟的讲座和一次3个小时的实验室课程，每周上6天，加速了全国的授课速度，从而为陆军和海军成功地培训了25万名具备基础物理知识的学生。
为了向人数众多的教学班中分配教师，高校不得不采用军事化的规划与后勤策略。巴顿的简报警告说，如果有大学囤积宝贵的物理学教师资源，甚至从其他学校挖人，都将受到“严厉的批评”。为了设计教学机构中物理教师的“良莠比例”，巴顿还专门写了一个复杂的公式。对拥有优秀物理教师占比过高的部门，如果其比例超过巴顿公式允许范围的，将受到惩罚。数学、化学和工程等邻近领域的专家被要求也要开始教授物理。在像威廉姆斯这样的小学院里，需要更多的教职员工投入其中，经过一番改造，甚至来自音乐、戏剧、哲学、地质学和生物学的教授们也开始帮助学校向新兵教授物理学。物理学教师成了严重稀缺的资源，像橡胶、石油和糖一样，变成了定额分配的产品。
到1943年年底，本科物理招生人数增加了两倍，政策也随之迅速跟进。美国政府于1942年12月成立了国家物理学家委员会（National Committee on Physicists），这是美国政府第一次为某个学术领域成立此种机构，专为地方征兵机构提供“与教学相关”的咨询。不久，“物理学家的战争”一词开始见诸报端，甚至出现在国会的证词中。这句话在1943年成为热门词汇，而这之后很久才有“曼哈顿计划”的信息，不管是在机密文件还是公开的报道上。
曼哈顿计划中的“宣传”
战后，“物理学家的战争”一词的使用每隔10年左右就会反弹一次，通常是在广岛和长崎被炸的周年纪念日前后。战后，重新热议的高峰是在理查德·罗兹（Richard Rhodes）获普利策奖的著作《原子弹的出世》（The Making of the Atomic Bomb）出版的时候，那是在1986年。
这时，科南特发明的词已经不再指代课堂教学，而是与绝密的军事项目关联起来了。
这一转变几乎与原子弹爆炸同时发生。“曼哈顿计划”主要监督员莱斯尔·格罗夫斯将军预见到，美国政府必须准备好与这项绝密的核武器计划有关并且可以广泛传播的材料——一旦使用原子弹，就要立即将它们公之于众。“曼哈顿计划”开始后不久，他就推荐普林斯顿大学的核物理学家亨利·德沃尔夫·史密斯（Henry DeWolf Smyth）走访“曼哈顿计划”的每个实验室，编写适合大众传播的技术报告。
1945年8月11日，也就是长崎遭到原子弹袭击的第三天，美国政府披露了史密斯长达200页的报告。报告的标题特别冗长：《对于美国政府出于军事目的使用原子能方式的总体解释，1940—1945》（A General Account of Methods of Using Atomic Energy for Military Purposes under the Auspices of the United States Government，1940–1945）。“史密斯报告”很快被抢购一空，美国政府印刷局的初版很快脱销，普林斯顿大学出版社不得不在1945年年末推出新版，题目也改为比较容易理解的《军用原子能》（Atomic Energy for Military Purposes），一年内的销量超过10万册。
正如历史学家丽贝卡·普莱斯·施瓦茨（Rebecca Press Schwartz）提到的，保密因素是史密斯报告的首要考量。报告只披露了那些已经被科学家和工程师广泛知晓，或者“与原子弹生产没有真正关联”的信息。化学、冶金、工程或工业制造组合而成的信息中，没有多少能够达到这个标准；大部分信息，即实际设计和生产核武器的关键信息，依然是严格保密的。此外，史密斯在报告中大量着墨物理学，特别对理论物理学推崇备至。具有讽刺意味的是，大多数人在史密斯报告中读到的是物理学家如何制造了巨型炸弹，而且，这意味着，他们因此赢得了战争。
其实，也并非完全如此。1945年8月6日广岛被轰炸当天，美国战争部在华盛顿州发表了一份新闻稿。满满两页篇幅赞扬的都是化学和化学工程的巨大突破，这些突破促进了炸弹的发展，但新闻稿中只字未提到物理学或物理学家。
当然，这篇罕见的新闻稿很难与史密斯报告的影响力相提并论。史密斯报告一经普林斯顿大学出版社出版，便在《纽约时报》畅销书排行榜上霸榜14周之久；一年多的时间里，该书销售十几万册。之后，1946年由美国参议院原子能特别委员会发布的《原子能基本信息》大量引用了史密斯报告，该报告将核武器描述为理论物理的一系列新发展中的最新成果。有意思的是，报告里最后一页中的“年表”追溯了核物理学的发展史，该年表定义的起点并不是1938年发现核裂变的柏林化学实验室，也不是杜邦化学工程师在战争期间制造出钚的核反应堆，而是追溯到公元前400年古希腊的原子论。
战争资产
从“教学”到“核弹”，“物理学家的战争”一词内涵的转变有着十分严肃的意义。战后的20世纪50年代，美国参议员约瑟夫·麦卡锡（Joseph McCarthy）搞出了针对美国共产党的“红色恐怖”，物理学家遭到了比其他学术团体更为严酷的冲击。白宫“非美活动委员会”（Un-American Activities Committee）举行了27场针对被指控的物理学家的听证会，数量是其他学科的两倍之多。他们认为，如果原子弹是物理学家制造的，那么物理学家一定掌握了制造原子弹的特殊机密，因此必须对这个群体的忠诚度进行严格审查。
另外，许多政策制定者在战后认为，如果物理学家确实是掌握了原子弹机密的人，那么美国需要更多的物理学家来维持这种脆弱的和平。就在战争刚结束6周后，曾在战时建议使用秘密新型武器的原子能临时委员会的科学专家组就向格罗夫斯将军提议军队应当继续扶持大学物理研究，格罗夫斯很快便批准了这一计划。格罗夫斯和他的同僚为了维持陆军核研究组织的地位，进一步加强了 “核研究高级培训项目”。海军的科研机构也做出了类似的行动，战后投资了大量的非机密研究项目，以改变“冷战”中“技术人员不足”的问题。1947年，海军研究处的一位官员曾在五角大楼说，“兼职的研究生可以像奴隶一样随意差使”，所以，培养更多的物理学研究生便成为海军的一项划算的投资。
第二年，国会通过了一项新的奖学金计划，鼓励学生攻读物理研究生课程，根据支持该计划的参议院和计划负责人的意见：“建立一个受过广泛及高水平科学培训人员组成的人才库，并在其中吸纳一些人参与到原子能项目中来。”这一计划在1953年开始实施，3/4的物理学研究生在原子能委员会的资助下完成了物理学博士学位，并在毕业后为委员会工作。原子能委员会由“曼哈顿计划”在战后演变而来，它接管了美国国家核武库的控制权，并监督核设施的研发。
类似这种战后的计划或项目对物理学的研究和发展产生了直接的影响。1949年，支持美国物理科学基础研究96%的资金来自与国防有关的联邦机构，其中就包括美国国防部和原子能委员会。1954年，美国民间科学基金会成立4年后，98%的物理科学基础研究经费仍然来自联邦国防机构，就资金的规模和来源来说，与战前更是发生了天壤之别，1953年，美国对物理学基础研究的资助是1938年的25倍（以固定美元计）。
伴随着这些巨额的投入，物理学专业的入学人数猛增。此时正值各领域、各学科的高等教育蓬勃发展时期，美国《退伍军人权利法案》（G.I.Bill）在战后将200多万退伍军人送进了美国的高校，其中物理学研究生入学人数增长最快，几乎是所有其他领域总和的2倍。到1950年6月朝鲜战争爆发时，美国物理系每年的博士生数量是战前最高水平的3倍。在当时的国际环境中，美国国家研究委员会（National Research Council）和美国物理联合会（AIP）的官员们都想保持这种发展趋势。他们共同起草了一份以“美国在物理方面人才的领先地位”为题的备忘录，文中强调“需要在短时间内（不超过3年）尽快达成，培养足够多的充分掌握物理知识的学生是至关重要的，我们物理学家的储备严重不足”。许多机构回应了这一呼声。罗切斯特大学（University of Rochester）的物理学系以朝鲜战争为由，立即额外提供了4个助教奖学金和5个助研奖学金名额，以鼓励更多的学生报考物理学方面的研究生。
尽管物理学入学人数如此快速地增加，但科研专家和政策制定者们仍然像战时那样认真跟踪着这些培训工作的进展，担心美国出现物理学人才的严重短缺。在1951年的一次演讲中，时任美国原子能委员会高级官员的史密斯将年轻的物理学研究生描述为“战争商品”“战争工具”和“主要战争资产”，需要“储备”和“定量配给”。美国劳工统计局的分析人士在1952年的一份报告中附和这一观点：“物理学研究对美国的生存至关重要，要持续推进发展下去，因此，国家政策不仅要让年轻人为此工作，还要确保新毕业生的持续供应。”类似的观点也包括在以英国和苏联在内的其他“冷战”国家催生出大量的物理学家。事实上，在第二次世界大战后的1/4世纪里培养出的物理学家比人类之前历史上的总和还要多得多。
从1941年“曼哈顿计划”开始到“冷战”10年，对年轻物理学家“储备”和“定量配给”的说法就一直不绝于耳。然而，虽然说辞没变，但培训目的发生了很大变化。美国官员开始认为，不能仅向士兵传授一些基础物理知识，而应当建立一支由物理学家组成的专门研究核物理的“常备军”，一旦“冷战”升温，就能立刻投入核武器研发，为可能到来的战争做好准备。此时，科南特关于“物理学家的战争”的说法有了新的含义和紧迫性。但有一点没有改变：那就是培养更多的物理学家。
本文经授权摘自《量子简史：探索不确定的世界》（Quantum Legacies: Dispatches from an Uncertain World）第五章《从黑板到火药》。
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