1939年 第二次世界大战的前夕
阿尔伯特·爱因斯坦给美国总统 富兰克林·罗斯福写了封信
先生 铀元素
可能可转化为一种崭新而重要的能量来源
就在不远的未来
已出现情况的某些方面看来要引起警觉
而必要的话 在管理上要采取迅速行动
一种具极大威力的炸弹可能就此而给建造出来
这封信是关于爱因斯坦最著名方程式的应用
E=MC^2
他所担心就是纳粹会利用它来建造原子弹
他的信引发了一连串导致了广岛(Hiroshima)和 长崎(Nagasaki)被催毁的事件
爱因斯坦后来说道写这封信是 他一生中的一个错误
这是关于他那著名等式的故事
以及E=MC^2如何永久改变了历史和爱因斯坦
原创翻译：LSCAROLLI
爱因斯坦的死亡方程式
长岛 1939年7月
在第二次世界大战的前夕 爱因斯坦 这位世界上最著名的科学家
正在纽约外的海岸上度假
他是位逃离了纳粹德国的天生的和平主义者
而他希望能不用理会在欧洲发生的暴行
能在和平中继续他的研究
本片中的演出部分是基于 爱因斯坦一生中的真实事件
但他的夏日被一位同样逃离了纳粹的 来访者所打断
来访者是利奥·里拉德(Leo Szilard) 是另一位卓越的科学家
也是爱因斯坦在欧洲的一位老朋友
西拉德
教授先生 有一件事我们必须要做
进来
西拉德前来说服他的老朋友
人物对话基于 目击者的叙述及历史记载
全世界正受到一种新武器的威胁
他的目的是要说服爱因斯坦必须要采取行动
小甜饼?
教授先生 我需要你的帮助
为什么? 你在躲避警察吗?
我倒希望是那么简单 我想得到你的帮助来写一封信
走了这么远就为了得到信件的帮助?
不是普通的信 我以前还没写过像这样的信
我甚至还不确定该说什么
信写给谁?
罗斯福
罗斯福总统 你是要提供建议 还是警告?
一个警告 我想要警告罗斯福德国炸弹的事
德国人有很多炸弹
不是我所说的 至少目前还不是
这是原子弹 德国人将有能力造出一颗原子弹
而如果他们正在造 那我们也得
这次会面将有一天会开始困扰着爱因斯坦
因为西拉德来此说明他非常担心的纳粹项目
正是爱因斯坦他自己研究成果的一种应用
即等式E=MC^2
E=MC^2 是爱因斯坦天才的象征
这个等式概括了宇宙中最具影响力的事实之一
它结合了两个概念 这个直到爱因斯坦出现之前
还没有人曾梦想过能以这样 简洁有力的方式结合起来
即质量的概念
和能量的概念
如果你考虑能量和质量
它们根本不像是同一个事物
我意思是能量是移动的物体中包含的
而质量是每个物体中都有拥有的
因此试着将两者关联起来确实是个大胆的举措
更别说是以爱因斯坦那样的漂亮方式
爱因斯坦的伟大见识在于 使物体移动的东西-能量
和物体的本来重量-质量
并非有异 事实上它们是一样的
爱因斯坦确实已发现能量和质量是 同个硬币的两面
它们几乎是一样的 因此在某种意义上质量是等着被释放的能量
换而言之 就爱因斯坦看来 质量可被转换成能量
能量变成质量
但爱因斯坦的等式有进一步发展
它给出了任何特定质量包含的准确的能量值
能量等于质量乘以C-光速的平方
是个相当大的数字
这即是爱因斯坦最著名的等式: E 能量
等于M 质量乘以C的平方 光速的平方
以米每秒计:
89,875的百万倍再百万倍 大数字
那意味着你可以从一个极小的质量中 得到极多的能量
这个简练等式的涵意深远
它意味着在一杯水中有着足够的能量
为像伦敦这样的城市供能一周
隐藏在我们周围每个物体中的是个巨大的能量库
爱因斯坦于1905年发表了E=MC^2
而它改变了世界
不久之后E=MC^2就解决了地球上的生命之谜之一
是什么为太阳供能的?
长久以来这困扰着科学家们
因为如果太阳只是像个巨大篝火般燃烧
计算显示出它在数百万年前就应该熄灭了
但爱因斯坦的等式说明了是什么为太阳供能的
在太阳的核心 质量不断地给转换为能量
是个可延续数十亿年的过程
微小粒子冲撞在一处
在这个反应中损失的质量给转换为能量
不久人们开始考虑 如果E=MC^2能为太阳供能
我们可否利用它来在地球上产生能量?
我们可否将原子中的能量释放出来 以供我们自己所需?
匹兹堡 1935年
数年之中 从原子中取得能量的说法 开始吸引了公共注意
在1935年的一个科学会议上
爱因斯坦被问到 他是否认为原子可产生能量
他的回答会在科学史上流传下去
将物质转换为能量的可能性
就如同在一片漆黑中射鸟
还是在没有几只鸟的一个国家当中
换而言之 爱因斯坦相信从原子中取出能量
是不现实的
那会需要耗费几近不可估量的能量
来从哪怕是一个单分子中释放出能量
爱因斯坦对此这般小视是因为越发显而易见地
要释放出所有那种能量
科学家们就得要找到有效的方法来将原子拆开
而不论他们怎么尝试
要拆开一个原子 总是需要比所释放出的更多的能量
蛮难的 huh?
蛮难的 没错
但其他人没有如此泄气
1933年希特勒在德国掌权
德国是物理界的大中心之一
其中一些科学家非常愿意与纳粹合作
而纳粹的战争机器则渴望获致 爱因斯坦所说过的不可能的事
即从原子中释放出能量 创造出炸弹
长岛 1939年7月
和爱因斯坦不同的是 西拉德担心可以根据E=MC^2
将能量从原子中释放出来而造出一种炸弹
那种顾虑使得那个夏天他来到长岛见爱因斯坦
在欧洲的战争即将打响 希特勒一直在筹划 他也已建起了军队
而一旦他展开行动 他就会毫不犹豫地去造出原子弹
- 但那得花上多年 - 为什么会多年?
要造出这样的炸弹 就需要数百万个
原子同时发生反应
也许不是同时
我想可能会有其它的方式来完成
西拉德说得如此有信心是因为 他知道一些爱因斯坦不知道的事
西拉德已计算出如何根据E=MC^2程式造出炸弹
1920年 年轻的西拉德前往柏林学习
在那儿他目睹了纳粹的发迹
西拉德开始担心这对于科学界和世界 将会意味着什么
西拉德确实忧虑 因为他已直面了纳粹暴行
他对同事们发出了警告 而他自己在希特勒掌权后不久就离开了
他试着要让尽可能多的朋友一起离开纳粹德国
他看到这种恐怖是如何在蔓延着
但许多才华横溢的物理学家留在了德国
而西拉德害怕那只是时间问题
直到有人能找到利用E=MC^2之力量的办法
并且造出炸弹
事实上 那第一步已悄然进行了
科学家们已确定出他们所需要的 将质量转化为能量的物质种类
是的 辐射能已应用于医学领域...
放射性碘
所以如果你同时在看着和听着 当听到滴答声时
放射能即E=MC^2在运作中
像镭和铀这样不稳定的元素不断地分裂为
更小的元素就为了变得更为稳定
实际正在发生的事就是 一个不稳定原子中心的微小质量
同时以能量的方式释放出来 通过放射能的形式
但找到可根据E=MC^2而能够释放出能量的 正确物质种类
只是答案的一部分
这种发光的特性非常不稳定 结果就是放射能量
我们称之为辐射能
自然状态的辐射能原本被认为是极具潜在利用性
但对它了解得越多
也就意识到会同时产生热量的 辐射能这种特别的形式
不是非常有效的
所放出的热量相当少
这是放射性碘 现在我要喝下这个
对于产生实在效力来说 天然放射性只不过是太温和了
因此科学家们开始发展改进这性质的方式
在德国 英国及美国
都建起了大型机器以产生出核子分裂
即将原子核破开
许多人希望这也许能释放出潜藏在
原子中的巨大能量
起初期望值很高 但一次次地 他们遭遇了爱因斯坦说过的矛盾之处
他们常常得要用上比可得到的多得多的能量
将物质转换为能量的可能性
就如同在一片漆黑中射鸟
还是在没有几只鸟的一个国家当中
看起来好象爱因斯坦终究是对的
E=MC^2只是理论上的远见卓识
而不是产生巨大能量的实用方案
但接着爱因斯坦的朋友 西拉德得以初见端倪
这发生在1933年的一天
他突然意识到大家都一直在用着错误的方法
从物质中释放出能量的尝试中 包含有称为阿尔法粒子的东西
西拉德认为它们对于这尝试来说是错用的工具
阿尔法粒子由2个质子和2个中子构成
带有一个正电荷
理论上是通过在核子处粉碎这些粒子
就可能炸裂开来 将一些质量
转为能量
经证实还不足以成功
尽管时有进展
加速器已建成 得以加阿尔法粒子加速 至获得越来越大的能量
但它仍需要获得比从这个过程中实际 取得的更多的能量
西拉德认识到问题就在于一个不可见力
即阿尔法粒子的正电荷
因为目标原子的核子也是带正电的
这就像磁铁间可相互排斥
核子和阿尔法粒子所带的相同正电荷 也会相互排斥
正是这电荷间的排斥
阻碍了顺利将阿尔法粒子的核子粉碎
阿尔法粒子本身带有一个正电荷
核子带有一个正电荷 因此两者相互排斥
每次将阿尔法粒子向核子冲撞去时
都有使其转向这边或那边的趋势
西拉德意识到所需要的
是能够直接撞向带电核子正中心的一种粒子
而他认为他知道该如何做到
即新近所发现的中子
中子是个亚原子粒子 只有一个阿尔法粒子质量的1/4
而且它也不带电荷
西拉德论述道 如果能将一个中子冲撞向原子核
就不会有排斥现象
反而可能会与核子本身结合在一起
这样的话核子会变得非常不稳定
可能就会分裂
如此这般
它就会根据E=MC^2释放出 它巨大能量库的一部分
这的确是个惊人的发现
中子不带电荷
因而可以不偏不倚地接近核子
甚至可能粘在一处并发生反应
实际上那时中子对核子施加的冲撞
类似于月球撞上地球的效果
这一种方式也许得以使这有着些许不稳定的核子
不自禁地吸收某种东西
而使得它会更加不稳定并产生分裂
使用中子只是西拉德的首个灵思
他接着有了另一个
而这一个对于原子弹的制造至关重要
西拉德计算出如果用中子撞击一个原子
当原子分裂时 它不仅仅会释放出能量 还会多出两到三个中子
而那些中子接着可能会进一步地分裂其它原子
每一次的撞击发生就导致一点微量的 质量转化为巨量的能量
这连锁中每一步产生的能量会不断翻倍再翻倍
这是一个连锁反应
因此典型地说来 你会得到两个额外的中子
那两个额外的中子会接着发生另一个裂变过程
又产生了两个中子 这样你就有4个中子
就这样会达到8个 16个 32个
也就产生这种翻番的连锁反应过程
其中的潜能显而易见
因为每一个这样的步骤都会产生巨大的能量
西拉德的想法如此卓越
就在于头一次 这是一种从原子中获取能量的方式
而不用注入大量的功
你所要做的就是释放出一个微小中子
以引发一个不可遏止的连锁反应
西拉德其实已发现了释放地球上E=MC^2力量的方式
但这是个使他惊恐的发现
西拉德对于中子想法的第一个反应
即这是可成为潜在性武器的东西
他接着想到如果他可以有这种主意
那么他的那些留在德国的同事们当然也会想到
而这确实令他惊恐
于是在1938年 第二次世界大战爆发前不到一年时
有消息来自于他在德国的前同事
这些消息确实向西拉德敲响了警钟
聚在一处参加例行会议的数个国家的科学家们
听到了一份极具重要性的报告
通由丹麦而至的来自德国的消息称
德国物理学家哈恩(Hahn)和斯特拉斯曼(Strassman)
刚刚证实在中子轰击下铀原子
确实分裂成为两部分
在柏林的一所实验室内 德国研究组撞上了好运
他们成功获至核子分裂
即西拉德之理论上连锁反应的第一个步骤
在物理学上 这是个巨大的突破
因为在那时之前 这只是个理论 尽管理论很伟大
但也需要通过实验来证实
而正是那个实验性确证才真正是突破性的事件
意味着理论千真万确
在数月之内 纳粹开始贮备铀
稍后他们将成立一个军事炸弹项目
纳粹的财力大量投入裂变的研究
核子物理将要应用于战争
对西拉德来说 科学不可能再是中立的
你是位科学家 和我一样
最好要记住那点 让军队玩他们自己的游戏
我不认为我们做得到
我们在德国的前同事中的一些人就是 很高兴与军队合作
如果他们情愿如此愚蠢 那是他们的选择
他们仍是优秀的科学家 有些是顶尖的
而军队会给予他们所需要的一切协助
但我们也有优秀的科学家 也有一些是顶尖的
因此你想让我们在实验室里参与战争?
这的确就是西拉德想要做的
德国科学家们已完成了西拉德理论的第一部分
即利用中子获得核分裂
现在我们得要确定这个过程中的 其它步骤可否实现
到1939年的7月 在哥伦比亚大学的实验室内
西拉德和他的同事恩里科·费米(Enrico Fermi) 进行了一项实验
显示出连锁反应是可行的
现有实实在在的机会 能够利用E=MC^2来造出炸弹
西拉德意识到人类的命运如今是在科学的手中
于是他决定利用这个时代最负盛名的 科学家之声望及影响力
来警告自由世界纳粹原子弹出现的可能性
而那就是为什么于1939年7月
他拜访了他的老朋友
西拉德的使命是向爱因斯坦说明
他于1905年构思出的公式
E=MC^2
在铀元素的作用下有着全新而可怕的应用
西拉德一直是那种 坚信自己肩负拯救世界之使命的人
而突然间通过一个科学发现
产生了一个世界可能需要被拯救的 非常现实的情况
教授先生
我需要您的帮助
当他敲门时 脑海里有很多思绪
西拉德来告诉爱因斯坦关于他最近的 连锁反应的研究工作
以及这个突破意味着一种炸弹现在已是 一个切实的可能
Daran habe ich gar nicht gedacht(德语)
我从未想过到那个
有时我认为很少想其它的东西 过去6年来没想过
第二次中子反应
翻倍的中子裂解翻倍的原子 如此这般
成倍的中子裂解 成倍的原子 如此这般
你确定这连锁反应会一直继续下去?
那正是费米和我一直在研究着的
那么 那么能量的释放能翻倍
想想看 这反应会极巨大
我知道
但只要想想 只要想想这个
比如一个原子装置给带入了 比如说是
纽约
假设这样一颗炸弹被艘般给带到纽约港
再假设它给引爆了
会造成怎样的破坏?
而不久这样的炸弹就能在希特勒的掌握之中
这封信里我们该说什么?
爱因斯坦一听到这个 他稍加考虑
仅有几分钟的时间就意识到'没错
这正是E=MC^2的含意'
就在那时他的抽象和平主义 如果可以这么说的话
就会变为一个极为实际的问题
'我个人可以做些什么来限制
这些人用来造这种武器的可能性'
这位著名的和平主义者开始给总统写信
在过去四个月中 已成为可能的是...
号召美国造出有史以来最强大的武器
...建立起核子连锁反应 只要用上一定量的铀
- 要更大 - Huh?
更大 ... 大量... 大量的铀
可以想见 已可确定的是
一种极为强大的新型炸弹可以给造出来
有多强大?
你知道有多强大
罗斯福知道吗? 我们是否应该直白地说 这不是普通的炸弹?
是的 我们得这么做
几乎已确定这会在未来成为现实
太泛泛了 '未来'
我们需要说明德国人可以随时实现它
因此我相信我有责任来提醒您请注意
以下的事实和建议
您真诚的阿尔伯特·爱因斯坦
白宫 1939年10月11日
八周后 爱因斯坦的信给送达至白宫
我认为由爱因斯坦写的任何信件
都会受到总统的注意
罗斯福的回应是
'因此你担心纳粹会把我们都炸上天'
'是的' 如此这般他召来了军事助理并指示
这需要采取行动
如今的问题在于谁会首先造出原子弹
是美国人 还是纳粹
在新墨西哥州的荒野
美国政府设立了代号为'曼哈顿'的绝密计划
爱因斯坦的信
促成了世界上还仅所未见的科学和军队
之间规模空前的合作
政府花费了约22亿美元
而换算成当今美元的话就相当于 400或500亿美元
和以后将人送上月球的费用相当
这被认为对于盟军的安危是绝对至关重要的
曼哈顿计划将一些物理界中最为杰出的 头脑聚集起来
其中有许多是逃离纳粹的欧洲科学家
包括西拉德
爱因斯坦自己未在其中
科学家们受到的是纳粹可能抢先得逞这种担心的驱策
但在炸弹完成前的1945年5月
所有的谋划都变了
纳粹投降了
代表美利坚合众国的军队 我接受你们的投降
欧洲的战争现已结束
对于曼哈顿计划的一些科学家 以及对于爱因斯坦来说
当时美国已没有理由使用原子武器来对付谁
大部分科学家是理想主义者 其中一些是非常天真的理想主义者
爱因斯坦也许就是其中之一
他确实在站在抵抗的角度来考虑
力图阻止德国人用上这种炸弹
但尽管也不再有从德国来的任何威胁
在洛斯阿拉莫斯(国家实验室)的 研究仍继续着
在1945年7月 纳粹战败后的两个月 炸弹已成形
对抗日本的血腥战役仍如火如荼
将军们以及政治家们相信这种原子弹
可以使战争迅即结束 并挽救数千条盟军生命
西拉德害怕的是在这种炸弹在没有事先给予
特别警告的情况就给用上了
他在同僚中组织了一个请愿活动 呼吁总统给予这个警告
但现已无法阻挡住这种炸弹的使用
他们已斥巨资 他们已获得了可以迅速 赢得战争的一种武器
而在那种情形下他们会用上它
目标已选定
即日本城市广岛
在1945年8月一个晴朗的早晨 首枚原子弹被投下了
它在空中坠落了43秒
然后由一粒中子引发了西拉德的连锁反应
当首个铀子原子分裂 其释放出的能量
仅能够使一颗砂粒动一动
接着的连锁反应一发不可收拾
到连锁反应的最后阶段
有近两百万的百万的百万级的铀原子产生裂变
近0.6克的质量给转化为
惊人的12.5千吨TNT的能量
都仅仅在6/10之微秒时间内
那就是连锁反应以及E=MC^2的力量
仅0.6克的质量转化出的能量
就夷平了城市
这颗依照现代标准来说相当小的广岛原子弹
差不多是瞬间致7万人于死地
导致的辐射病以及火灾造成了另外7万人的死亡
它催毁了城市中80%或90%的建筑
这绝对是毁灭性的
而世界也将从此改观
这场全然的破坏都因为E=MC^2的应用而产生
现在是早上9点的"东部战事时间" CBS早间新闻
目标广岛的大小大致相当于田纳西州的 孟菲斯市或德州的圣安东尼奥市
而那枚原子弹已扫平了广岛四又十分一 平方英里的面积
那地区的日本人已告诉我们实际上 广岛上的每个生物
均已被烧死 而死伤者多得不可计数
爱因斯坦对广岛事件的反应是惊骇
以一种非常恐怖的方式 他的公式
首次以某种形式向全世界进行了论证
爱因斯坦认为他对于原子弹的发展负有一些责任
因为没有他于1939年写给罗斯福总统的信
不会有炸弹能得以于1945年给投在广岛上
爱因斯坦的信至关重要 因为要是没有它
美国就不会开始及时地研制这种炸弹
在二战结束前就制出了一枚
在其晚年 爱因斯坦开始坚信 书就那封信是一个错误
在我一生中犯了个错误 就在我将那封信签发给罗斯福总统
建议应研制这种炸弹之时
但也许对此我能得到宽恕
因为我们都感到有很大的可能性
德国人正在研究这个课题而他们可能成功
用上原子弹而成为"优等民族"
当核子武器军备竞赛开始时 他的不安感也增长起来
爱因斯坦意识到这些核子武器对整个 世界来说是一种威胁
他曾说道 子弹杀人 核子武器灭城
在他看来 那种威胁对文明未来造成的危险
比其它的都要更为迫切
在他生命的最后十年当中 爱因斯坦再度用上了他的声望
这一次是警告全世界正面临着灭绝危险
他积极活动以反对核子武器的扩散和发展
他的最后行为之一就是签署了份公共声明 号召全世界的领导人结束战争:
这是我们要向您们呈现的问题
严重 可怕而且无法避免
我们应该使人类灭亡 还是人类应该弃绝战争?
但E=MC^2还有另一方面的应用
只在爱因斯坦死后才变得明了
这是个总而言之更加奇妙的方面
因为科学家们继而发现E=MC^2不仅仅是 具破坏性的等式
还是个具创造性的终极等式
我们知道一小份质量就可转换成巨大的能量
但这等式的另一方面告诉了我们些其它的事
也即是能量可能重新浓缩为质量
这是个发生在我们宇宙出现之始时的过程
始于称为"宇宙大爆炸"的能量爆发
150亿年前
宇宙大爆炸中发生的一个纯能量奇点
经过数十亿年的时期发展并浓缩为材料和物质
那种能量慢慢地转化为构成宇宙中万物的物质
你可以将早期宇宙的经历想象为 一个漫长的E=MC^2的实现过程
宇宙始于一个能量团并慢慢地转化为物质
我们银河系中的一切 以及我们星球上的一切
甚至于我们
在某种意义上所有一切都起因于 正潜在运行着的爱因斯坦等式
因此已发生的一切以及我们在此的原因
正是以E=MC^2为基础
遗憾的是爱因斯坦生前未能见到 他的等式正既是创造性等式
也是毁灭性的
政治着眼于当下
而一个等式是着眼于不朽
一百年前当他演绎出那等式时
爱因斯坦丝毫不知他那公式会引向何方
E=MC^2将改换科学的面貌以及 我们对于世界的理解
为善 亦为恶
欢迎光临"纪录片之家" www.jlpzj.com