曼哈頓計(jì)劃(Manhattan Project)
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美國陸軍部于1942年6月開始實(shí)施的利用核裂變反應(yīng)來研制原子彈的計(jì)劃，亦稱曼哈頓計(jì)劃。為了先于納粹德國制造出原子彈，該工程集中了當(dāng)時西方國家(除納粹德國外)（包括美籍華人核物理學(xué)家吳健雄女士等）最優(yōu)秀的核科學(xué)家，動員了10萬多人參加這一工程，歷時3年，耗資20億美元，于1945年7月16日成功地進(jìn)行了世界上第一次核爆炸，并按計(jì)劃制造出兩顆實(shí)用的原子彈。整個工程取得圓滿成功。在工程執(zhí)行過程中，負(fù)責(zé)人L.R.格羅夫斯和R.奧本海默應(yīng)用了系統(tǒng)工程的思路和方法，大大縮短了工程所耗時間。這一工程的成功促進(jìn)了第二次世界大戰(zhàn)后系統(tǒng)工程的發(fā)展。
1942年初，美國科學(xué)家雖然對原子彈的機(jī)制、應(yīng)該努力的方向，甚至費(fèi)用和時間都有了大致的構(gòu)想，但核研究的龐大工程已經(jīng)超過了科學(xué)研究機(jī)構(gòu)的能力。當(dāng)時美國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)轉(zhuǎn)向戰(zhàn)爭，沒有一家工業(yè)公司能在短期內(nèi)完成有關(guān)生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)。美國核研究的負(fù)責(zé)人之一布什認(rèn)為，只有軍隊(duì)以最高優(yōu)先權(quán)，才能在戰(zhàn)爭結(jié)束前生產(chǎn)出核原料來。1942年3月9日，他在給羅斯?？偨y(tǒng)的報(bào)告中，強(qiáng)調(diào)了原子彈的光明前景，提出把全部的研制和生產(chǎn)管理移交給軍隊(duì)。6月17日，布什給羅斯福準(zhǔn)備了一份將核計(jì)劃全部交給軍隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行的詳細(xì)報(bào)告。羅斯福立即批復(fù)了布什的報(bào)告。
到1941年12月6日，美國正式制定了代號為“曼哈頓”的絕密計(jì)劃。 羅斯?？偨y(tǒng)賦予這一計(jì)劃以“高于一切行動的特別優(yōu)先權(quán)”。 “曼哈頓”計(jì)劃規(guī)模大得驚人。由于當(dāng)時還不知道分裂鈾235的3種方法哪種最好，只得用3種方法同時進(jìn)行裂變工作。這項(xiàng)復(fù)雜的工程成了美國科學(xué)的熔爐，在 “曼哈頓”工程管理區(qū)內(nèi)，匯集了以奧本海默為首的一大批來自世界各國的科學(xué)家?？茖W(xué)家人數(shù)之多簡直難以想象，在某些部門，帶博士頭銜的人甚至比一般工作人員還要多，而且其中不乏諾貝爾獎得主。“曼哈頓”工程在頂峰時期曾經(jīng)起用了53.9萬人，總耗資高達(dá)25億美元。這是在此之前任何一次武其實(shí)驗(yàn)所無法比擬的。
在參謀長聯(lián)席會議主席馬歇爾的支持下，美國軍方同意按原S?委員會(負(fù)責(zé)鈾研究的一個機(jī)構(gòu))的建議，開始建設(shè)4種分別采用不同方法的鈾同位素分離工廠和其他的研制、生產(chǎn)基地。軍隊(duì)把整個計(jì)劃取名為“代用材料發(fā)展實(shí)驗(yàn)室”，指派美國軍事工程部的馬歇爾上校負(fù)責(zé)全部行動。
由于馬歇爾上校循規(guī)蹈矩，與科學(xué)顧問們又合不來，使研究計(jì)劃優(yōu)先權(quán)的升級和氣體分離工廠地址的選擇拖延了兩個月。9月，政府戰(zhàn)時辦公室和軍隊(duì)高層領(lǐng)導(dǎo)決定，領(lǐng)導(dǎo)修建美國國防部大樓五角大樓的格羅夫斯上校接替馬歇爾上校。格羅夫斯在赴任之前，被提升為準(zhǔn)將。
格羅夫斯在上任后不到48小時內(nèi)就成功地把計(jì)劃的優(yōu)先權(quán)升為最高級，并選定田納西州的橡樹嶺作為鈾同位素分離工廠基地。因?yàn)轳R歇爾上校的總辦公室最初將設(shè)在紐約城，他們決定把新管區(qū)的名稱命名為“曼哈頓”。于是，“曼哈頓工程區(qū)(或簡稱為曼工區(qū))”就這樣誕生了。美國整個核研究計(jì)劃不久后取名為 “曼哈頓計(jì)劃”。
曼哈頓計(jì)劃的最終目標(biāo)是趕在戰(zhàn)爭以前造出原子彈。雖然在這個計(jì)劃以前，S?執(zhí)行委員會就肯定了它的可行性，但要實(shí)現(xiàn)這一新的爆炸，還有大量的理論和工程技術(shù)問題需要解決。在勞倫斯、康普頓等人的推薦下，格羅夫斯請奧本海默負(fù)責(zé)這一工作。為了使原子彈研究計(jì)劃能夠順利完成，根據(jù)奧本海默的建議，軍事當(dāng)局決定建立一個新的快中子反應(yīng)和原子彈結(jié)構(gòu)研究基地，這就是后來聞名于世的洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室。奧本海默憑著他的才能與智慧，以及他對于原子彈的深刻洞察力，被任命為洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室主任。正是由于這樣一個至關(guān)重要的任命，才使他在日后贏得了美國“原子彈之父”的稱號。
奧本海默開始時對困難估計(jì)不足，認(rèn)為只要6名物理學(xué)家和100多名工程技術(shù)人員就足夠了。但實(shí)驗(yàn)室到1945年時，發(fā)展到擁有2000多名文職研究人員和3000多名軍事人員，其中包括1000多名科學(xué)家。
鑒于大多數(shù)科學(xué)家都反對實(shí)驗(yàn)室的軍事化，格羅夫斯同意加州大學(xué)成為洛斯阿拉莫斯名義上的管理單位和合同保證單位，基地的軍隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、后勤供應(yīng)和安全保障。這就保證了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的自由學(xué)術(shù)討論。奧本海默鼓勵科學(xué)家們大膽地討論原子彈的有關(guān)科學(xué)問題，提出即使看門人的意見，也會對原子彈的成功有一定的幫助。奧本海默注意傾聽任何人的意見，掌握著整個實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。有些參與核研究的物理學(xué)家后來回憶說，他們自己甚至都不如奧本海默清楚自己工作的細(xì)節(jié)和進(jìn)展。在很多問題上，都是由于奧本海默的決斷才取得突破，保證了原子彈研制時間表的執(zhí)行。奧本海默在科學(xué)家、普通職工和政府官員中的威望越來越高。洛斯阿拉莫斯素有“諾貝爾獎獲得者集中營”之譽(yù)，人們稱奧本海默為這個集中營的“營長”。奧本海默沒有獲過諾貝爾獎，卻擁有如此高的個人威望，他的組織才能與人格魅力由此可見一斑。
在“曼哈頓工程區(qū)”工作的15萬人當(dāng)中，只有12個人知道全盤的計(jì)劃。其實(shí)，全體人員中很少有人知道他們是在從事制造原子彈的工作。例如，洛斯阿拉莫斯計(jì)算中心長時期內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，但大部分工作人員不了解這些工作的實(shí)際意義。由于他們不知道工作目的，所以也就不可能使他們對工作發(fā)生真正的興趣。后來，有一個年輕的說明了他們是在做什么樣的工作。此后，這里的工作達(dá)到了高潮，并且有許多工作人員自愿留下來加班加點(diǎn)。經(jīng)過全體人員的艱苦努力，原子彈的許多技術(shù)與工程問題得到解決。1945年7月15日凌晨5點(diǎn)30分，世界上第一顆原子彈“胖子”試驗(yàn)成功。8月6日和9日，美國分別在日本的廣島和長崎投下了原子彈。隨著蘇聯(lián)軍隊(duì)出兵我國東北，日本天皇于14日宣布無條件投降，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束了。
曼哈頓計(jì)劃不僅造出了原子彈，也留下了14億美元的財(cái)產(chǎn)，包括一個具有9000人的洛斯阿拉莫斯核武器實(shí)驗(yàn)室；一個具有36000人、價值9億美元的橡樹嶺鈾材料生產(chǎn)工廠和附帶的一個實(shí)驗(yàn)室；一個具有17000人、價值3億多美元的漢福特钚材料生產(chǎn)工廠，以及分布在伯克利和芝加哥等地的實(shí)驗(yàn)室。
1946年7月，在原子彈研制成功一周年之際，美國參、眾兩院經(jīng)過激烈的爭論，通過了一項(xiàng)由參議員麥克馬洪提出的議案。杜魯門于8月1日簽署命令，提案開始正式生效，這就是《1946年原子能法令》。它標(biāo)志著美國戰(zhàn)時核計(jì)劃的結(jié)束和新的過渡時期的開始，也成為和平時斯整個美國原子能發(fā)展的指導(dǎo)綱領(lǐng)。
《1946年原子能法令》正式生效后，格羅夫斯領(lǐng)導(dǎo)的曼哈頓工程在國會和政府的同意下，繼續(xù)支撐著整個核計(jì)劃。當(dāng)美國新的原子能委員會組成后，杜魯門決定在1946年的最后一天晚上12點(diǎn)，將原曼哈頓工程的全部財(cái)產(chǎn)和權(quán)力移交給原子能委員會，從而正式開始了一個新的過渡時期。原子能委員會設(shè)有四個部：研究部，它控制一切與原子能有關(guān)的研究；生產(chǎn)部，它擁有并控制一切生產(chǎn)裂變材料和原子能的設(shè)施，組織核裂變材料的生產(chǎn)；工程部，它指導(dǎo)一切與原子能發(fā)展有關(guān)的設(shè)備和工程；軍事應(yīng)用部，它處理與軍備有關(guān)的原子能事項(xiàng)。原子能委員會總部也從橡樹嶺遷到了華盛頓。
后來，美國政府決定建立國家實(shí)驗(yàn)室，其中最著名的有芝加哥附近的阿貢國家實(shí)驗(yàn)室和紐約長島的布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室(BNL)。這兩個實(shí)驗(yàn)室為高能物理的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，特別是丁肇中教授，就是于1974年利用布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的加速器AGS發(fā)現(xiàn)J粒子的，并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
