第二部分 英美核项目的启动

弗雷德里克·约里奥-居里研究小组在1939年4月22日的《自然》杂志上所发表的有关一个铀原子核裂变可产生3.5个中子的论文，引起了英国伦敦大学帝国学院物理学家乔治·汤姆森（George P.Thomson，约瑟夫·汤姆森之子）和卡文迪什实验室主任威廉·布拉格（William L.Bragg）的关注。他们认为，英国政府应当采取相关的行动，尤其是控制铀矿资源，不让其落入德国人手中。

乔治·汤姆森的想法辗转传到了防空科学研究委员会[2]（Committee on the Scientific Survey of Air Defence）主席、伦敦大学帝国学院院长亨利·蒂泽德爵士（Sir Henry T.Tizard）耳中。蒂泽德认为，尽管军事利用原子能的可能性只有十万分之一，但也不能对此无视，于是建议应当立即购买比利时境内的300吨铀化合物，即使这些铀化合物是从铀矿石中提取镭之后的废料。此外，国防协调大臣[3]（Minister of the Co-ordination of Defence）查特菲尔德勋爵（Lord Chatfield）获知此事后也赞同蒂泽德的看法。

4月26日，查特菲尔德联系了财政部和外交部，建议购买比利时的铀矿石和铀化合物。5月10日，蒂泽德会见了比利时矿业联盟总经理埃德加·森吉尔（Edgar Sengier），但森吉尔拒绝把比属刚果欣科洛布韦铀矿的全部开采权转让给英国政府，只是答应随时将有关铀矿的任何异常需求及时告知他。而蒂泽德此时对于控制铀矿石的热情实际已经开始消退，而且当时也拿不出科学证据证明花7000英镑买下300吨铀化合物废料是合理的。蒂泽德相信铀的军事价值被夸大了，但他鼓励乔治·汤姆森在防空科学研究委员会之下继续开展相关研究。

第二次世界大战的爆发没能促进英国政府对于核研究的重视，相反，许多物理学家被政府招募去从事与战争紧急需要相关的工作，如雷达技术、潜艇技术等，制造原子弹的可能性此时被普遍认为是极其渺茫的，或者需要倾一国之力且耗时长久。

到1940年春季时，乔治·汤姆森小组关于铀化合物的自持性链式反应的研究，无论是利用慢中子还是快中子，都未取得成功，这使得原子能为当时那场战争服务的前景令人生疑。与此同时，伯明翰大学的奥托·弗里施和鲁道夫·派尔斯的一份联名备忘录，首次从理论上推测使用快中子轰击纯铀-235可以引发裂变和链式反应，从而制造出原子弹，同时他们对于备忘录中的结论是不是也已被德国科学家所认识表现出了极大的担忧。

他们将备忘录交给伯明翰大学物理系主任马克·奥利芬特（Mark Oliphent）。3月19日，蒂泽德从奥利芬特那里获得这份备忘录，并将其转交给乔治·汤姆森。于是，蒂泽德决定在他的空战科学研究委员会（Committee on the Scientific Survey of Air Warfare，即之前的防空科学研究委员会）之下成立一个专门委员会。

4月10日，乔治·汤姆森主持召开专门委员会首次非正式会议。专门委员会讨论后认为，依据弗里施-派尔斯备忘录开展小规模的实验是可行的，但要成为真正具有军事意义的项目则不大可能。4月16日，汤姆森写信邀请查德威克加入委员会并介绍了弗里施-派尔斯备忘录的观点。查德威克赞同弗里施-派尔斯备忘录的观点，甚至表示自己也得出了类似的结论，只是正亟待更多的实验去加以证明。

4月24日，专门委员会召开第一次正式会议，决定要认真对待利用铀-235制造原子弹的问题。于是，英国政府决定采取以下行动：经济作战部（Ministry of Economic Warfare）着手转移比利时的铀矿石；情报部门去获取德国核科学家的研究状况；英国驻美国大使馆的科学专员去探询美国科学家关于铀的研究；同时开始进行新的实验。6月，空战科学研究委员会被撤销，专门委员会开始隶属于飞机生产部（Ministry of Aircraft Production），汤姆森给委员会取了个代号——“莫德”（MAUD）。

1941年7月29日，莫德委员会向飞机生产部科学研究局局长戴维·派伊（David R.Pye）提交了两份由查德威克起草的报告，[4]一份名为《关于利用铀制造炸弹的报告》（On the Use of Uranium for a Bomb），另一份名为《关于利用铀作为动力源的报告》（On the Use of Uranium as a Source of Power），统称为莫德报告。第一份报告主要从机制原理、方式方法、原料提取、工厂设计建造和破坏力估计等多个方面，对制造一颗原子弹的现实性进行了细致的论证说明。第二份报告则论述了利用铀取代煤炭、石油作为能源的构想。8月27日，莫德报告被提交至英国政府内阁。内阁下属的科学咨询委员会国防事务小组在评估后接受并肯定了莫德报告的观点。

9月3日，英国首相丘吉尔在与三军参谋长的会议上决定，以最高的优先权开展原子弹的研发，由枢密院大臣约翰·安德森爵士（Sir John Anderson）总体负责。但是，出于保密需要，英国战时内阁从未讨论过原子弹项目，一些大臣听说过该项目也仅限于他们所需的内容。在政府内部，只有丘吉尔、彻韦尔勋爵和安德森爵士确切知晓项目的详细情况。

不久之后，原子弹项目被置于英国科学与工业研究部之下，安德森任命帝国化学工业公司研究主管华莱士·埃克斯（Wallace A.Akers）为项目执行主管。在安德森与埃克斯的一次谈话中，他们突发奇想地给项目取了个隐秘的代号——管合金（Tube Alloys）。项目的管理机构被称为“管合金局”（Directorate of Tube Alloys），内部又分为安德森领导的顾问委员会和埃克斯领导的技术委员会。1941年11月初，管合金项目正式启动。就美国而言，在1932年查德威克发现中子之后，美国的物理学家也同欧洲的物理学家一样热衷于用中子进行人工放射性研究。

1939年1月16日，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔和他的合作者比利时物理学家莱昂·罗森菲尔德（Lèon Rosenfeld）抵达纽约，参加1月26日在华盛顿召开的第五届美国理论物理学年会。他们带来了关于铀裂变的最新消息，引发了美国物理学界的震动。

而因妻子是犹太人被迫移居美国的意大利物理学家恩里克·费米，在获悉裂变的消息后，与哥伦比亚大学的另一名物理学家约翰·邓宁（John R.Dunning）为首的研究小组开始利用粒子回旋加速器深化有关铀裂变与链式反应的实验研究。而1938年1月从英国移居到美国的齐拉特，此时也正在哥伦比亚大学从事客座研究，他比其他人更敏锐地意识到裂变所带来的深远意义和令人忧虑的前景。齐拉特频繁与其他两名移居美国的匈牙利物理学家爱德华·特勒（Edward Teller）和尤金·维格纳（Eugene Wigner）联系，向他们断言能够产生链式反应。

于是，他们共同向国际物理学界的同行们呼吁对研究成果的发表实行自我审查制度，即在论文发表前对可能出现的军事后果进行仔细的评估，避免客观上助推德国在军事核领域的研发。此外，齐拉特一方面倡议建立“科学合作协会”（Association for Scientific Collaboration），以募集核研究所需资金及协调研究工作；另一方面他认为应当尽快将相关情况告知美国政府。

1939年3月16日，德国吞并整个捷克斯洛伐克的同一天，在齐拉特、维格纳、费米的要求下，哥伦比亚大学物理系主任、研究生院院长乔治·佩格拉姆（George B.Pegram）打电话给美国海军作战部长的技术助理斯坦福·胡珀（Stanford C.Hooper）海军少将，希望他能接见费米，听取相关情况介绍。尽管第二天的会谈令费米十分失望，但当时在场的海军研究实验室技术顾问罗斯·冈恩（Ross Gunn）表现出对原子能问题的极大兴趣。在冈恩的推动下，6月4日，美国海军部工程局向卡内基研究院（Carnegie Institution）拨款1500美元，对铀作为一种动力源进行研究。

与此同时，对事态发展感到很不满意的齐拉特等人，决定利用爱因斯坦的影响力劝说比利时政府不让纳粹德国得到比属刚果的铀矿石资源。但在结识罗斯福总统的朋友、雷曼公司副总裁亚历山大·萨克斯（Alexander Sachs）之后，萨克斯建议齐拉特以爱因斯坦的名义起草一份致总统的信件。齐拉特最终决定不再将爱因斯坦的信件寄送给比利时政府，而是递交给美国总统罗斯福，并在信中强调理论上制造出原子弹是可行的，美国政府应主导大规模的相关实验。

10月11日，罗斯福总统在聆听了萨克斯的意见后，认为需要采取行动。第二天，在他的授意下，成立了一个由美国国家标准局局长莱曼·布里格斯（Lyman J.Briggs）任主席、包括两名军方专家在内的小型非正式委员会——铀咨询委员会（Advisory Committee on Uranium），以充当政府与从事核研究的科学家之间的联络机构。

至1940年6月，欧洲战火扩大，法国正处于败亡的边缘。为加强美国科学界与政府的联系，动员科学界为美国可能卷入的这场战争服务，卡内基研究院院长、国家航空咨询委员会（National Advisory Committee for Aeronautics）主席、麻省理工学院前副校长、电气工程学家万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush），6月15日通过罗斯福总统私人顾问哈里·霍普金斯（Harry L.Hopkins）的牵线谏言总统成立了国防研究委员会（National Defense Research Committee），由其出任主席，直接对总统负责，铀咨询委员会则隶属于该委员会之下。

然而，美国此时尚未卷入战争，从而缺乏英国那种全力以赴赢得战争的紧迫性，使得此后一年多的时间里，无论是关于链式反应的研究，还是关于同位素铀-235分离的研究，直接的目标都并非军事上制造原子弹，而是作为核动力的工业化研究，至多是旨在将核动力用于作战潜艇上。但此期间的1941年4月，布什从曾列席过英国莫德委员会4月9日会议的哈佛大学物理学家肯尼思·班布里奇（Kenneth T.Bainbridge）口中得知英国核研究的最新进展状况。于是，他决定邀请美国国家科学院的专家委员会对与铀相关的项目进行秘密评估。

1941年的5月17日、7月11日和11月6日，专家委员会先后提交了三份评估报告。尽管铀在当前战争中可能具有的重要决定性在前两份报告中被提及，但只在第三份评估报告中得到了更加明确的强调。与莫德报告一样，第三份报告论证了利用铀-235制造原子弹的现实可能性，并建议进行相应的工程开发，只是它比莫德报告更加保守一些。11月27日，布什将第三份评估报告呈交罗斯福总统，并称他正在组建一个工程团队，准备建造所需的工厂。12月6日，国防研究委员会主席、哈佛大学校长詹姆斯·科南特（James B.Conant）代表布什宣布，开始实施研制原子弹的项目。

在此期间，值得一提的有两件事。

一是在布什的推动下，6月28日，罗斯福总统签署行政命令，成立了科学研究与发展局（Office of Scientific Research and Development），国防研究委员会隶属其下并从一个执行机构变为一个咨询建议机构。布什担任科学研究与发展局局长，詹姆斯·科南特任国防研究委员会主席和布什的副手，铀咨询委员会被改组为科学研究与发展局下的铀小组（Section on Uranium，代号S-1）。

二是促使布什下定决心并敦促罗斯福总统着手研制原子弹，离不开英国方面的推动。莫德报告以及列席莫德委员会会议的美方人员提供的报告，使得布什和科南特开始相信研制原子弹的可行性。另外，英国物理学家马克·奥利芬特的访美也起到了重要的推动作用。1941年9月初，奥利芬特拜访了美国同行欧内斯特·劳伦斯，随后劳伦斯安排奥利芬特同布什和科南特等人会面，述说了英国相关研究的动态。这进一步坚定了布什等人的信心和决心。

这样，英国政府和美国政府先后正式启动了研制原子弹的项目。