1939年1月16日，星期一，我在普林斯頓大學講授完上午的課后，便乘火車去紐約，然后步行穿過市區(qū)趕往哈德遜河碼頭。丹麥物理學家尼爾斯·玻爾——幾年前我曾與他共過事——今天將搭乘德羅特寧霍姆號輪船抵達這里。玻爾計劃在普林斯頓高等研究院做幾場演講，并與他的朋友，當時執(zhí)教于高等研究院的愛因斯坦會面。我這趟就是來迎接玻爾。

12年來，玻爾與愛因斯坦，這兩位也許是當時世界上最為杰出的物理學家，一直就支配亞原子領域物質運動和變化的絕妙理論——量子力學——的意義與解釋爭論不休。玻爾認為，不確定性和不可預言性是該理論的內在本質，因此也是我們所處的這個世界的本質。而愛因斯坦則堅持決定論的世界觀，他無法相信上帝會玩“擲骰子游戲”。多年來，愛因斯坦提出了各種思想實驗。這些實驗起初時似乎暴露出量子力學結構的缺陷，但玻爾總是能夠將每一個這種證據反轉過來，比以往更清楚地表明，他的以概率為基本特征的量子理論的“哥本哈根解釋”的穩(wěn)固性。但在玻爾這次訪問的大部分時間里，談論的卻是核裂變而不是量子的神秘性質。這種新現象是他從丹麥出發(fā)前才聽說的。在越洋的旅行途中他一直在琢磨這件事情。

決定去迎接玻爾的并非只有我一個人。我在碼頭等待的時候，看到意大利物理學家費米（Enrico Fermi）和他的太太勞拉（Laura）以及他們的兩個孩子也出現在那里。他們是兩周前剛到美國來的。費米長得短小精干，孔武有力，是個習慣優(yōu)雅、生活規(guī)律而且大腦一刻不停地在轉動的人。勞拉膚色黝黑但很漂亮，在嫁給費米之前主修工程與科學，后來以作家聞名。有人打趣說，費米在1938年12月到瑞典領取了諾貝爾獎之后，是因為在回意大利的途中迷了路才來到紐約的。但事實上是他們希望擺脫祖國意大利的法西斯政權，因為勞拉是猶太人。這是一趟精心策劃秘密實施的旅程，他們來到紐約，那里的哥倫比亞大學有個教席正虛位以待。

1930年愛因斯坦與玻爾在布魯塞爾。他們在這里進行了著名的論戰(zhàn)

（照片由保羅·埃倫菲斯特拍攝，承蒙美國物理學會埃米里奧·塞格雷視頻檔案館提供）

費米來到碼頭是想邀請玻爾在前往普林斯頓之前先在紐約與他待上一天。玻爾腦中的核裂變新聞想必也會引起費米的極大興趣，費米可同樣是頂尖的核物理學家。然而事情就這么蹊蹺，第一個得知這個新聞的卻是我本人，而不是費米。

玻爾得知核裂變這件事是在他和他的兒子埃里克正要從哥本哈根搭乘火車前往古騰堡（德羅特寧霍姆號輪船的起錨地）的前四天——1月7日。當時，一位在玻爾的哥本哈根理論物理學研究院工作的由德國移民到丹麥的物理學家奧托·弗里施（Otto Frisch）找到玻爾，向玻爾透露了由他（弗里施）和他姨媽莉澤·邁特納（Lise Meitner）在12月份的最后一周所發(fā)展的核裂變基本假設，以便用來解釋德國化學家奧托·哈恩（Otto Hahn）和弗里茨·斯特拉斯曼（Fritz Strassmann）在他們位于柏林的實驗室里所發(fā)現的令人困惑的結果。實驗中當哈恩與斯特拉斯曼用中子（不帶電的亞核粒子）轟擊鈾材料時，他們發(fā)現有證據顯示該過程中有鋇元素產生。由于在周期表上鋇元素與鈾元素相距很遠，而且鋇原子核要遠比鈾核輕，因此他們不能理解這個實驗結果。為此哈恩給在瑞典的邁特納寫了封信描述了這個謎團。邁特納是一位物理學家，她在為逃避迫害而離開德國之前曾經在柏林與哈恩共事多年。當時她的外甥弗里施正好來度假，于是兩人便在圣誕節(jié)的除夕到樹林里一面散步——他滑著雪橇，她走路——一面討論柏林實驗室中的這個結果。突然間他們恍然大悟：鈾原子核肯定是分裂成大的碎片，導致形成其他元素的原子核，這其中就包括鋇原子核。

玻爾聽了弗里施給出的這個解釋后立刻表示贊同?！昂?，我們一直以來真是不開竅！”他說，“哦，但這個解釋真是太絕妙了！事實肯定就是這樣的?！?sup>玻爾有一個有準備的頭腦，他對原子核的了解在當時可謂無出其右。他立刻看出核裂變的解釋非常合理——盡管直到那時之前，他和其他核物理學家都認為原子核最多只能分裂出微小碎片。

玻爾這趟美國之行，除了帶著兒子埃里克以外，隨同的還有一位年輕同事萊昂·羅森菲爾德（Léon Rosenfeld）。羅森菲爾德此行的角色是玻爾的學術秘書和交談對象，任務是協助玻爾整理一路上琢磨出來的設想，記錄下玻爾與愛因斯坦交流時所迸發(fā)出的星星點點的思想火花，以便將來出版之需。在九天的越洋行程中，玻爾想得更多的是核裂變的問題，而不是與愛因斯坦見面時將要討論的議題。玻爾一路上都在與羅森菲爾德討論核裂變問題（玻爾住的特等客艙里有一面黑板可供他們討論之用）。當玻爾上得岸后，和我以及費米握手時，他對于理論上如何解釋核裂變機制已經有明確的思路。在隨后的幾個月里，這個問題將是我們討論的重點所在。

1936年，弗里施在他位于哥本哈根的實驗室中

（承蒙哥本哈根玻爾檔案館提供）

但在登岸后的彼此寒暄時他對核裂變卻是只字未提。按他的個性和處世原則，他想等邁特納和弗里施對提出核裂變這個概念的優(yōu)先權得到認可之后再將這一消息傳播開來。甚至在玻爾與費米共處的一天當中，他對此也是守口如瓶。這種克制想必使玻爾頗為難熬。當時，費米剛因中子轟擊原子核的研究而榮獲諾貝爾獎。事實上，他在幾年前就已經在位于羅馬的實驗室里發(fā)現核裂變反應，只是不明所以。他曾將這些結果看成是產生出比鈾還要重的元素的證據，而不是鈾的裂變現象。甚至在1934年當德國化學家伊達·諾達克（Ida Noddack）認為事實上費米已經使鈾核發(fā)生裂變的時候也沒人予以注意，因為在當時這個想法實在太過超前。（我們不禁想到，如果當時諾達克的這個設想是由男性提出而不是由女性提出，會不會更容易為人們所接受？）事后回想起來，20世紀30年代中葉物理學家和化學學家在核裂變現象上的盲點真可謂上蒼的恩典——如果當時是德國或其他地區(qū)的科學家按照諾達克的建議去做，那么就很有可能是德國而非盟軍首先擁有原子彈，世界歷史或許就會因此而改寫。

1937年，在哥本哈根莉澤·邁特納與意大利物理學家塞格雷（Fmilio Segrè）進行激烈討論

（承蒙哥本哈根玻爾檔案館提供）

在碼頭寒暄之后，玻爾和他的兒子同意留在紐約與費米盤桓一天，羅森菲爾德則跟我先回普林斯頓。他可以先在拿騷俱樂部安頓下來，等候玻爾的到來。當時羅森菲爾德并不知道玻爾希望讓邁特納和弗里施享有這個發(fā)現的優(yōu)先權的考慮，在火車上就將這個重大發(fā)現告訴了我，我當時非常興奮。這可是我們一直忽略了的核子行為的新模式。

星期一，玻爾抵達紐約的當天，是物理系期刊俱樂部例行聚會的日子。在一學期里每周的周一這一天，教職員、研究生和客座訪問學者將一起出席非正式的晚間聚會，由與會者介紹物理領域的新發(fā)現——通常是剛發(fā)表的最新結果。當時正好是由我負責安排期刊俱樂部的事務，因此在我從羅森菲爾德那里得知有關核裂變的信息后，我當即決定改變議程，邀請羅森菲爾德就核裂變現象做一場20分鐘的簡短報告，他答應了。因此當玻爾在第二天得知我們已經揭秘此事后，他感到非常沮喪。但玻爾的為人向來低調和寬厚，他并沒有責備羅森菲爾德或我。

羅森菲爾德的報告引起轟動。所有人都立刻明白這不僅僅是核子的另一種有趣行為那么簡單；它至少意味著存在鏈式反應并釋放出大量能量的可能性。在那個年代，物理學家不可能立刻沖到電腦前用電子郵件將這個消息瞬間傳播到全球各個角落，他們也沒有長途電話可供使用。因此盡管這個消息在當晚的期刊俱樂部引起轟動，但還是經過好幾天才散布到國內的其他實驗室。

那天，來自哥倫比亞大學的著名實驗物理學家拉比（I.I.Rabi）正好在普林斯頓并且聆聽了羅森菲爾德的報告。奇怪的是他并沒有立刻將這個消息轉告給他的新同事費米。反倒是哥倫比亞大學的年輕教員威利斯·蘭姆（Wil-lis Lamb，和拉比一樣，日后都成為諾貝爾物理學獎獲得者）后來才將這一消息告訴了費米。蘭姆于1月20日星期五早晨乘火車趕到普林斯頓，一方面是為了和我一起繼續(xù)我們在某些計算上的合作，另一方面是為了參加當天下午的理論研討會。他吃了晚飯，并和普林斯頓的一些朋友做了些交流，然后趕半夜兩點的火車回去，于凌晨四點左右回到紐約?！白管囄一緵]怎么睡，”蘭姆后來告訴我說，“我趕到浦品實驗室去找約翰·鄧寧（John Dunning，當時是負責哥倫比亞大學回旋加速器的教授），但沒有找到他，卻遇見了尤金·布思（Eugene Booth，博士后研究人員）和赫布·安德森（Herbert Anderson，昵稱Herb，費米的學生），于是我把核裂變的事情告訴了他們。后來我找到費米并告訴了他這個消息。這是他首次聽說這件事兒，并顯示出極大的興趣?！碧m姆這個說法無疑過于克制了。

玻爾關于核裂變的正式報告是在1月26日，即羅森菲爾德在期刊俱樂部做的口頭報告的10天以后。玻爾的報告是在華盛頓特區(qū)的喬治·華盛頓大學的理論物理學大會上做的。會議由俄裔理論物理學家喬治·伽莫夫（George Gamow）主持。伽莫夫當時是喬治·華盛頓大學的教授，他在移民美國之前曾在丹麥的玻爾研究院工作過一段時間。我們系的系主任哈里·史密斯（Henry Smyth）很爽快地答應了玻爾的請求，同意我離開普林斯頓幾天去參加大會。但我因為事先與學生有約，因此沒有赴會。

大會期間，丹麥的弗里施和美國的幾個研究小組已經用物理實驗（而不是化學實驗）證實了裂變現象的存在——這些實驗都直接探測到裂變發(fā)生時所釋放出的巨大能量。說來也奇怪，一種效應，要經過多年的艱苦探索才得以發(fā)現，但要證實它則僅需幾天時間就夠了。這個確認過程之所以如此容易，全在于裂變過程會產生大量的能量。當時許多實驗室都已經掌握了中子轟擊靶這項實驗技術，因此一旦物理學家知道他們要尋找的是什么，很快就知道實驗需采用鈾靶，選用適當的探測器，并對裂變所產生的大的能量脈沖特征峰進行測量。在哥倫比亞大學，赫伯特·安德森只花了一天時間——1939年1月29日，星期日——就完成了整個實驗測量。

在玻爾的報告發(fā)表的幾天以后，大概是1月30日星期一的上午，物理學家路易斯·阿爾瓦雷茲（Luis Alvarez）——另一位日后的諾貝爾獎獲得者——正在加州大學伯克利分校的校園理發(fā)廳里理發(fā)。他邊理發(fā)邊看報紙《舊金山紀事》。當瀏覽到一則有關玻爾宣布核裂變的發(fā)現的專題報道時，阿爾瓦雷茲不待理發(fā)師剪好頭發(fā)，便躍起直奔大學的輻射實驗室。他把這則消息告訴了他的學生菲爾·阿貝爾森（Phil Abelson）。第二天阿貝爾森就通過實驗確認了核裂變現象。于是阿爾瓦雷茲邀請同事羅伯特·奧本海默（Robert Oppenheimer）到實驗室來查看這一證據。也就幾分鐘，奧本海默便從懷疑轉而相信這個事實。按照阿爾瓦雷茲的描述，奧本海默在一刻鐘內就在腦海里復現了整個過程，并想象出鏈式反應。

裂變物理學領域的研究就此展開。但對這個現象的牢靠的理論解釋仍付之闕如。

和大多數物理學家一樣，當時我之所以對核裂變感興趣，純粹是因為這個現象揭示了基礎科學所研究的自然本性，而不是因為它可以用來建造反應堆或原子彈。在1939年，盡管我們已了解了核裂變現象，知道鏈式反應很可能大有用途，甚至在第二次世界大戰(zhàn)已在歐洲全面爆發(fā)之后，我對核裂變的興趣依然還是只在授業(yè)解惑，做研究，希望更深入地了解這種自然本性。我是慢慢地才意識到自己或許有義務運用所學到的技能來為國家效力的。兩年之后，也就是1941年秋天的一天，我正和我的絕頂聰明（而且相當風趣）的研究生迪克·費曼（Dick Feynman）討論一個令人振奮的研究性問題時，系主任史密斯在實驗室里找到我讓我坐下并說道：“約翰，你最好將你和費曼的工作告一段落。你肯定很快就要參與到戰(zhàn)事上來?！彼圆惶摗驮谖覀兘徽労蟛痪茫毡居?941年12月攻擊了珍珠港，美國宣布參戰(zhàn)。我立刻開始尋找途徑，立志為戰(zhàn)事做出貢獻。

1942年初，美國各大學有大批的物理學教授和學生離開了實驗室和教室去尋找為戰(zhàn)爭出力的途徑，我也是其中一員。一部分人來到麻省坎布里奇的麻省理工學院的輻射實驗室從事雷達研究。一部分人則前往芝加哥、紐約，以及伯克利從事裂變研究。還有一些人則留在各自的大學校園里，轉換研究方向，以期為戰(zhàn)爭效力。在隨后兩年里，有大批的科學家集聚在新墨西哥州臺地、田納西州丘陵地區(qū)，以及華盛頓州東部沙漠里。我自己則在芝加哥和特拉華州的威爾明頓作短暫停留后于1944年秋天來到華盛頓州的里奇蘭（Richland），在漢福德附近的一座大型反應堆上工作。這座反應堆設計用來生產原子武器所需的钚。我的許多朋友則選擇前往新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室和田納西州的橡樹嶺國家實驗室工作。

到1944年10月25日，也就是漢福德的第一座反應堆啟動后的幾周后，德軍在意大利境內已順利推進到羅馬以北。而高山、雨水和泥濘則延宕著克拉克將軍指揮的盟軍越過佛羅倫斯向波河（Po River）推進的速度。我的弟弟喬（Joe，比我小三歲，那年30歲整）就在這一天犧牲了。喬擁有布朗大學的史學博士學位，當時他是克拉克軍隊的藍惡魔部隊（Blue Devils Unit）的一等兵。起初我們接到通知說他“作戰(zhàn)失蹤”，過了很久才證實他已經陣亡。經過了18個月，一直到1946年4月他們才發(fā)現喬的尸體，他的軀體已經腐化得只剩下一具枯骨，與一位戰(zhàn)友的骸骨并躺在當初陣亡的山丘的散兵坑里。如今，喬與其他4401名戰(zhàn)士一起被安葬在佛羅倫斯附近的占地70英畝的佛羅倫斯美國烈士陵園內。那是一處風景優(yōu)美的地點，無數白色十字架整齊排列，與附近的葡萄園和樹林形成強烈對比。每次我前往此地去祭拜喬，總是不禁要想，如果盟軍能夠提早一年發(fā)明出原子彈，我們是不是能夠挽回包括喬在內的眾多死難軍民的生命。據我估計，死亡的人數高達數百萬。

喬陣亡那天，位于田納西州的克林頓兵工廠（Clinton Engineer Works，一個包括整個橡樹嶺新建小鎮(zhèn)的綜合體）的鈾分離設備已經可以部分運行，并生產出若干克的濃縮鈾235（U-235），但距制造一個原子彈所需的幾千克的數量還為時尚早。同一地點的一處核反應堆也已生產出若干克的钚239（Pu-239），而要產出足夠量（數千克）的核燃料則要等到第二年夏天漢福德工廠全力運行之后。在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室里，科學家和工程師們也已經大體掌握了槍炮型武器的設計方法，只是他們還必須等待提煉出足夠多的鈾燃料才能使這種武器真正實用化。僅僅幾個月前，實驗才表明，如果要用钚做炸彈燃料，就必須將其設計成一種內爆型武器。1944年10月，一間重組的實驗室開足馬力剛好解決了內爆問題，并設計出能夠采用钚的武器。

1944年的夏秋之際，我收到喬從意大利前線寄來的明信片。明信片傳遞出的全部信息便是“抓緊！”1939年到1940年，報紙上關于鈾和核裂變的大量報道已使得明眼人稍作思考就會明白，盟軍，或是德國人、日本人，都正全力發(fā)展原子彈。對這方面喬比其他人更了解，他知道在1939年玻爾已和我合作發(fā)展核裂變理論。這個理論預言，同位素鈾235（以及當時尚未發(fā)現的同位素钚239）在慢中子的轟擊下會產生核裂變。他知道我曾放下普林斯頓的工作到芝加哥大學去從事戰(zhàn)時研究，并為此前往特拉華州威爾明頓的杜邦公司，隨后又轉到華盛頓州的偏遠地帶。他很容易判斷出我所從事的戰(zhàn)時研究的工作性質。

喬希望能有某種神奇的手段來結束這場恐怖的戰(zhàn)爭。因此他告訴我要“抓緊！”

我確信，如果科學家與政治當權人物能夠提早投入這項計劃，那么美國在英國和加拿大等盟國的協助下就能夠提早擁有原子彈，也就能提早結束戰(zhàn)爭——或許比1945年夏天還早一年。從1944年到1945年，戰(zhàn)斗與轟炸奪走了超過300萬條生命。由政府核準的殺戮總共奪走了至少1200萬條生命，包括對猶太人的大屠殺在內。死亡總數慘重得超乎我們想象，戰(zhàn)爭造成的損失是如此驚人，令人完全目瞪口呆。然而任何人都不能否認：如果原子彈計劃提前一年開始實施，戰(zhàn)爭就能提前一年結束，我們就可能挽救1500萬條生命，包括我的弟弟喬的生命。

1942年，格羅夫斯將軍接掌曼哈頓計劃之后，科學家與工業(yè)界被動員起來全力投入原子彈的制造，計劃得到快速推進。但那時距離我們了解核裂變的基本概念已經過去了3年，距離愛因斯坦寫信給羅斯?？偨y(tǒng)提醒他核裂變在軍事上的潛在重要性也已經過去了3年。

歷史固然不能重演，但我還是不禁會反思我自己的角色。我原本可以更早地了解德國威脅的嚴重性。如果當時我去嘗試，說不定我可以影響決策者。過去50多年來，我一直對弟弟的死亡無法釋懷，也很難排除這件事情對我的影響。但有一點是肯定的：一旦國家需要我，我就有責任接受征召以報效國家。

我在1939年與玻爾的合作又是怎么回事兒呢？當時我們對于原子核的研究主要是受好奇心的驅使，很少想到武器。那個時候他53歲，我27歲。玻爾是諾貝爾獎得主，領導著哥本哈根研究院，這所吸引著世界各地的研究人員來到地域狹小的丹麥。而我當時在普林斯頓任助理教授還不到一年，我的職責是協助推動高等研究院進入原子核物理學這一全新領域（在此之前，普林斯頓和我對此都沒有任何概念，只知道原子核是奇妙的小塊物質）。

1933年，也就是來到普林斯頓的5年前，我獲得了約翰霍普金斯大學的理論物理學博士學位。隨后，我先在紐約大學跟著格利高里·布賴特（Grego-ry Breit）教授，后來又在哥本哈根大學跟著玻爾總共實習了一年時間，這之后我又到北卡羅萊納大學做了三年的助理教授。在1938年來到普林斯頓之前，我已經結婚，并和太太珍妮特（Janette）有了兩個孩子。直到60年后的今天，除了休假以及在奧斯汀的得克薩斯大學度過愉快的10年時光之外，我們都一直住在這里。

玻爾在越洋旅行期間與羅森菲爾德的交談討論正是他的典型的工作方式。他喜歡站著、走著、在黑板上寫著來討論問題，而且?guī)缀蹩偸菚c在場的年輕同事進行討論。他在船上的工作方式與他回到哥本哈根研究所后的工作方式并無二致。在登上紐約碼頭的時候他已經確信，原子核的液滴模型能夠解釋裂變現象。第一個提出核子與液滴具有某種程度的相似性的是喬治·伽莫夫。玻爾擴展了這一概念，并用它來描述因受到轟擊而得到額外能量的原子核——即他所稱的“復合核”——的行為。

1930年前后的玻爾和愛因斯坦。核裂變研究使得他們很少有時間享受這樣愜意的同志般情誼

（照片由埃倫菲斯特拍攝，承蒙美國物理學會埃米里奧·塞格雷視頻檔案館提供）

盡管玻爾最初在提及核裂變時顯得猶豫，但幾篇早期文章的發(fā)表并未被耽誤。1939年2月，《自然》雜志連續(xù)三期刊登有關這個主題的論文。由邁特納和弗里施撰寫的第一篇文章發(fā)表在2月11日出版的這一期上（提交的時間是1月16日，也就是玻爾到達紐約的當天），文中建議用裂變機制來解釋用中子轟擊鈾靶產生鋇的現象。在玻爾旅行期間，弗里施已經在實驗室里觀察到裂變所產生的大量能量的“印記”。他關于這個實驗的另一篇文章也是在1月16日提交的，并于2月18日刊出。玻爾本人則在抵達普林斯頓之后隨即花了幾天時間撰寫了一篇短文，描述他關于核裂變的一般概念。為了不掠人之美，造成不經意搶在邁特納和弗里施之前發(fā)表，玻爾將論文完成日期注明為1月20日，并寄給弗里施請他轉寄給《自然》。文章在2月25日刊出。這三篇論文的發(fā)表標志著裂變物理學研究正式起步。

幾乎與此同時，玻爾詢問我是不是愿意和他一起對核裂變理論做更深入的研究。羅森菲爾德對這個課題不是很感興趣，經驗也比較少。另外，玻爾希望羅森菲爾德仍能夠專心為他的演講以及他與愛因斯坦的討論做記錄（兩位大師后來也的確進行了交談，但討論的范圍卻比原先計劃的縮小了許多）。我從1934年開始從事核物理學研究，1934～1935年期間又跟隨玻爾做博士后，他對我很了解，因此與他合作對于我是一種合理的選擇，于是我很爽快地就答應了，盡管從事裂變研究工作偏離了我那時非常感興趣的研究方向——超距作用。我曾經認為，粒子通過超距作用而作用到另一個粒子上的圖像是一種要比標準“場論”更簡單、更令人滿意的電磁學描述，場論則是一種將“物質”指派給空間電場和磁場的理論。

因此，玻爾和我都改變了彼此原有的研究方向，他（暫時）停止了對量子的研究，我則（暫時）停止了對電磁學的研究。

我們合作得相當愉快。那是一段令人振奮的日子。別人對我說，我的工作作風，甚至我的某些癖好都變得與玻爾類似。這恐怕是事實。我也喜歡和同事以輕松自由的交談方式來討論工作課題，而且多半是提出問題而非解答；在評價比我資歷淺的同事的研究結果時，我也總是會強調其優(yōu)點，給他們應得的鼓勵，建立起他們的自信心。但我們彼此對對方感興趣究竟是因為我對人對事要比他更簡單，還是我的行事風格根本就是從他那里學來的？我猜想可能兩者都有。

“裂變（fission）”這個詞是弗里施從細胞生物學領域借來的，用以描述新發(fā)現的原子核分裂成兩個大的碎片的核過程。當時弗里施詢問在哥本哈根工作的一位美國生物學家威廉·阿諾德（William Arnold），怎么稱呼細胞分裂現象，對方給出的就是這個詞。但玻爾對這個詞的用法并不看好?！叭绻胒ission作名詞，”他跟我說，“那么與它對應的動詞是什么？你總不能說‘原子核fishes’了吧。”于是我們開始合作的第一件事情，就是從我們在法恩樓二樓的辦公室跑到三樓的數學物理學圖書館，花了一個多小時查閱各種字典和參考書，以便找到玻爾中意的詞。但這些努力全都白搭了。經過幾次“挑出一個想想又否決了”之后，我們又回到“fission”上來，并沿用至今（玻爾一度稱能夠產生裂變的原子核為“splitter”，好在這個詞并沒有被沿用下來）。

在我看來，對玻爾也是如此，裂變似乎是個一眼看去就可信的事實。我覺得自己實在很笨，幾年前就該認識到原子核應該可以分裂。早在北卡羅萊納大學任教時，我的學生凱瑟琳·魏（Katharine Way）就用液滴模型研究過原子核的磁性。當時我們就知道，如果核旋轉得太快，她給出的方程無解。這個結果表明，原子核在高速自旋的狀態(tài)下會變得不穩(wěn)定并發(fā)生解體。思忖會不會有其他途徑使得核發(fā)生裂解，這對于我們原本是很自然的事情。假使我們當時能按照她的思路繼續(xù)深入研究下去，說不定我們早就想到裂變了。

普林斯頓大學給玻爾安排的辦公室是法恩樓208室。地上鋪有地毯，天蓬裝有吊頂，一面墻上固定著書柜，另一面墻上是一塊黑板，第三面墻則是一排的五扇窗戶，窗外是樹林。辦公室18英尺（1英尺=0.305米，下同）見方，相當寬敞，盡管談不上豪華。法恩樓以亨利·法恩（Henry Burchard Fine）院長的名字命名，主要是一幢數學館，同時也有部分物理學家在此辦公，里面還有一間相當好的法恩圖書館，典藏著數學和物理學文獻。我的辦公室是法恩樓的214室，與玻爾的辦公室只隔幾個門，陳設也基本相同。這為我們喜歡的面對面交流提供了很大方便。我們的研究討論大都以玻爾坐在或站在我的辦公室里的黑板附近開始。他會一面陳述著基于他的復合核模型所得出的概念，一邊在黑板上寫寫畫畫。很快，我們便輪流用粉筆在黑板上畫出草圖或寫下公式。等到我的辦公室開始顯得局促，玻爾會帶頭離開，我們便沿著法恩樓二樓的走廊邊走邊談，往往是轉了幾圈后停在玻爾的辦公室門前，于是我們進去用他的黑板來繼續(xù)交流更多的想法，直到我們決定分開各自進行思考或計算為止。有時候玻爾會顯得相當激動，他用粉筆用力地敲著黑板，粉筆便斷成幾節(jié)。黑板的左邊部分總是整齊地列著一個表單，那是玻爾要做的事情的清單，提醒他研究工作之外的職責。一旦工作告一段落或該去休息喝茶時，玻爾便會掀起地毯一角，將粉筆頭踢到地毯下面——他知道如果不這樣的話就會又被清潔工責罵了。

我們在討論時沒有想過將裂變用于制造炸彈或反應堆。我們只是想弄清楚這種新的核現象，而不是想要設計出什么東西。有一件事情是我們很快就認識到的：像鈾這樣的重核要分裂成為大的碎片，就必須先經過相當大的變形（我們假定核在吸收一個中子前呈球狀。現在我們知道，即使處于非激發(fā)態(tài)，鈾核以及其他大部分原子核也均呈橢球形——就像一個小橄欖球。但裂變要求球核暫時形變?yōu)榉钦Ｐ螒B(tài)）。

如果你把一個橘子切成兩半，這兩半會分開，但這對于原子核不成立。想象我們將一個鈾核切成兩個半球，這時兩個半球之間強大的核子作用力就會阻止這種分離。但如果我們采用某種方法讓被切下來的是一小塊，而且使它飛離的距離大于核子間的短程吸引力，那么這時長程的靜電力就會起主要作用，使得帶正電的兩個被分開來的部分因同號電荷相斥而高速飛離。我們將這種情形稱為核劈裂過程存在能量“壁壘”。到底需要多大的能量才能越過這個想象的能量壁壘，則取決于原子核分裂所采取的具體“路徑”（專業(yè)術語稱為反應道——譯注），就好比登山者從一地到另一地所需攀爬的高度取決于他選取這兩地之間的哪條路徑。玻爾和我所證明的是：裂變需跨越的能量壁壘有一個最小值，為此原子核在裂變過程中必須經過一連串的變化——從橘子狀到黃瓜狀再到大個花生狀，而不是像掰橘子那樣直接將其掰成兩半。這條“路徑”堪比登山者找到的兩地間最低的翻山越嶺途徑，使得他能在體力消耗最少的情形下由此及彼。一旦原子核獲得了恰好足夠的額外能量，并且形狀也變形得合適，那么此時核就會處在能量壁壘的峰頂，其內部粒子基團之間的結合力接近“消失”，導致各部分之間由于靜電斥力而分離。

那么是什么因素最先使原子核變形的呢？其實就是吸收一個中子所得到的額外能量。因為有這個額外能量，我們稱原子核此時處于“被激發(fā)”的狀態(tài)。激發(fā)態(tài)能夠以各種不同的方式影響原子核。其中之一就是使核處于交替變形的狀態(tài)——就好像雨滴，隨著能量增加，它會在球形和卵圓形之間反復交替。如果核的振動正好使它的能量超過了能量壁壘，那么這個核就不會回到初始形狀而是分裂開。在裂變過程中，處于激發(fā)態(tài)的核會在10-15秒的剎那間從橘子狀變形為黃瓜狀再變成花生狀。核也可以通過其他方式來釋放多余的能量，例如輻射出伽馬射線（電磁能的一種高能量子態(tài)），但發(fā)生這種情況的概率很小。鈾原子核一旦吸收了額外能量而處于激發(fā)態(tài)，它多半會選擇裂變而不是其他途徑。

當時緊鄰玻爾辦公室隔壁的是物理系的尤金·威格納（Eugene Wigner）教授的辦公室（法恩樓209室）。威格納可是曼哈頓計劃的關鍵人物，也是我終生的朋友。他的這間辦公室雖在拐角，但有壁爐，以前曾是愛因斯坦的辦公室。1938年，高等研究院在市區(qū)的另一處地方蓋了新樓，愛因斯坦就搬過去了。威格納比我大9歲，是一位匈牙利流亡者，學的是化工，但真正使他聲名鵲起的卻是數學物理。他最為人所稱道的是他思維縝密且待人彬彬有禮。普林斯頓的研究生看到威格納總是為別人開門，便引用圣經故事調侃道：“都說富人上天堂難，可要讓威格納先你一步進門那更是難過穿針眼兒?！?963年，威格納因在物理學上的卓越成就而榮獲諾貝爾物理學獎。

玻爾和我在討論變形鈾核的能量變化時，自然會提出這樣一個問題：原子核在吸收一個中子從而獲得額外能量后，通過一系列形變導向核裂變而不是其他途徑的機會有多大？我認為這個問題與下面這個問題是類似的：一個絡合分子被給予額外能量后能夠分解成較小碎片的概率有多大？我知道威格納曾與柏林的物理化學家邁克爾·波蘭尼（Michael Polanyi）研究過這類問題，因此我希望和威格納談談，看他能否提供有用的線索。（每當研究遇到困難時，玻爾和我都會毫不猶豫地請教同事的意見）當時，威格納正因為吃了被污染的生蠔而染上黃疸病住在大學附屬醫(yī)院里。我來到威格納的床邊，他雖然臉色蠟黃但還是熱情地招呼我。他引導我沿著正確的方向去尋找答案。我這才能夠在一兩天內就得到了計算核裂變概率的公式，并回頭繼續(xù)與玻爾的合作。

我的辦公室與威格納的以及玻爾的辦公室中間隔著一個聚會場所，即二樓的大廳或叫茶室。每天下午，數學系和物理系的老師和研究生都會到這里喝上一杯。正像奧本海默說的：“茶室是我們彼此之間解釋我們弄不明白的事情的地方?！辈柡臀沂俏绮杈蹠某？?。與茶室相對的環(huán)形走廊的另一端是另一個大房間——法恩樓202室，當時是“教授休息室”，現在則更名為瓊斯樓（Jones Hall）202室，用作東亞研究的辦公場所。那間房間的壁爐上方的石臺上至今仍刻著愛因斯坦的名言：

上帝難以琢磨，但不邪惡。

換句話說，我們是有希望搞清事情的來龍去脈的。

法恩樓的旁邊是帕爾默物理實驗室，是物理系其他教授的辦公室、講堂、教學實驗室、儀器制造室、貯藏室，以及研究實驗室等所在。（后來我的辦公室也設在這里）帕爾默實驗室的閣樓上有一臺小型加速器，能夠將氘核（重氫同位素的核）加速。我們可以用這些帶電粒子來打靶，引起放出中子的核反應。通過調節(jié)氘核的能量，我們可以控制中子的能量，然后再用這種中子去轟擊其他的靶。從一月份開始，在玻爾和我進行理論研究工作的同時，在魯道夫·拉登堡（Rudolph Ladenburg）教授的指導下，兩位研究生——亨利·巴沙爾（Henry Barschall）和默頓·坎納爾（Morton Kanner）——也在帕爾默實驗室閣樓的加速器上開始了一系列實驗，試圖發(fā)現鈾裂變的概率（專業(yè)術語叫靶核的“截面”）隨轟擊中子能量變化的規(guī)律。他們的結果令人費解。他們發(fā)現，對于高能中子，與所預料，反應截面較大，而且截面隨著中子能量降低而減小。但令人驚奇的是，在中子能量非常低的情形下，反應截面又變大了。

那年冬天（1939年2月份——譯注）的一個早晨，喬治·普拉切克（George Placzek）與玻爾以及羅森菲爾德在拿騷俱樂部共進早餐。當時普拉切克33歲，有一頭黑色卷發(fā)，戴著眼鏡，鼻子很大，目光深邃，思維敏銳。他非常適合當演員，飾演聰明絕頂、精通多種語言的捷克科學家。實際上他確是如此。他生于捷克的摩拉維亞，在荷蘭獲得博士學位。在不到10年的時間里他已經與多位世界上最杰出的物理學家共事過，包括萊頓的保羅·埃倫費斯特（Paul Ehrenfest）、哥本哈根的玻爾、羅馬的費米，以及蘇聯哈爾科夫的列夫·朗道（Lev Landau）。他還曾在耶路撒冷的希伯萊大學任過教職，不久前剛在巴黎完成一項與奧地利物理學家漢斯·馮·哈爾班（Hans von Halban）的合作研究，因此沒人對他出現在普林斯頓感到驚訝。

佇立在普林斯頓帕爾默物理實驗室入口兩側的本杰明·富蘭克林和約瑟夫·亨利的雕像（馬修斯拍攝，承蒙普林斯頓大學提供）

我第一次遇見普拉切克是1934年在哥本哈根。和其他知識分子一樣，他在某些方面顯得笨手笨腳，但他很合群而且是一位非常風趣的人。他的最大特長就是善于提出引人深思的問題。在普林斯頓與玻爾共進早餐之前的幾周他在哥本哈根，告訴弗里施如何用最簡潔的方法來證明核裂變的存在——弗里施很快就這么做了。現在，在與玻爾的交談中，他看出巴沙爾、坎納爾和拉登堡所獲得的結果帶來了一個對裂變如何解釋的問題。“在快中子和慢中子條件下都出現大的反應截面，會有這等蹊蹺的事兒？”普拉切克說道，其實對玻爾何嘗不是如此?！鞍茨銓朔磻睦斫?，你會如何解釋這個現象？”

喬治·普拉切克，1946年

（承蒙美國物理學會埃米里奧·塞格雷視頻檔案館，魯道夫·皮爾斯藏品提供）

玻爾在早餐后步行穿過校園回到法恩樓，打算和我在那里會晤。途中玻爾向羅森菲爾德談起普拉切克的問題。突然間他說：“我明白了！”一到我的辦公室，他就把這個想法告訴了我：低能中子的大的反應截面一定是由豐度較低的同位素鈾235造成的，鈾235在天然鈾礦石中只占0.72％。而在高能情形下，則是豐度很高的同位素鈾238發(fā)生裂變，而且其反應截面隨著中子能量的提升而增大（達到某個值之后趨于平穩(wěn)）。低能量下的裂變行為受中子波動性質的影響。中子的能量越低，其波長就越長，因此就越能夠“夠到”靶核而與之發(fā)生相互作用。因此只要靶核——在本例中就是鈾235——能夠通過吸收低能中子而得到充分的激發(fā)，那么中子能量越低，發(fā)生裂變的概率反而越大。

玻爾和我趕緊檢查裂變過程的物理圖像，正如我們后來看到的，新概念與先前討論的圖像吻合得非常好。不同的同位素之間存在細微的差異，這種差異足以決定一種同位素在吸收了低能中子后是不是會發(fā)生裂變。對于低能中子，鈾235可以裂變，但鈾238就不行。這個思路讓我們開始考慮其他原子核是不是也有可能用低能中子作用來使其發(fā)生裂變。我們有一定的信心預言其他元素的哪種（已知或未知的）同位素能夠在低能中子的轟擊下發(fā)生裂變，而我在普林斯頓的同事路易斯·特納（Louis Turner）則率先看出這類（尚未發(fā)現的）同位素所具有的極大的潛在意義，這其中的一種同位素在周期表上的位置要比鈾高兩格（元素序號為94而不是92），其質量為239（而不是235）。這種元素在1941年被發(fā)現，被命名為钚，并且確實具有我們所預言的性質。工業(yè)發(fā)展史上最了不起的事件之一，就是盡管對钚的性質還不清楚，但卻能在第二次世界大戰(zhàn)期間由漢福德兵工廠生產出達數千克之多，并用于阿拉莫戈多的核彈試驗和對長崎的轟炸（投在廣島的是鈾彈）。

搞清楚組成原子核的中子和質子的一些簡單性質，那么有關裂變，甚至聚變以及核的各種其他性質就都可以理解了。中子和質子（二者合稱為核子）彼此之間以大致相同的作用力相互吸引。這兩種粒子屬于稱作費米子的一類粒子（費米早在20世紀20年代便描述過其性質）。這類粒子的一個重要特性是沒有兩個完全相同的費米子能在同一時間同一地點以完全相同的方式運動。就好像它們彼此都“不喜歡對方”。兩個質子只有在二者的運動方式不同的情況下——例如，二者的自旋取向有明顯差異——才能共存于同一個原子核中。同樣，兩個中子只有以不同的方式運動或自旋才能共處同一空間。但一個質子和一個中子可以配對和諧地運動而不受任何限制。這就好比身著紅色舞衣的舞者之間只能彼此兜圈而不能碰到對方，藍衣舞者之間也同樣有此限制，但紅衣舞者與藍衣舞者之間則可以在舞臺上相互擁抱。

由于質子與中子都是費米子，因此輕核所包含的中子和質子的數目可以完全相同或幾乎相同。例如，自然界中最常見的氮和氧（空氣的主要成分）的同位素分別是氮14和氧16，前者包含了7個質子和7個中子，后者包含8個質子和8個中子。而重的原子核則不遵循這種等粒子數法則。例如，鈾238的核就包含92個質子和146個中子。為什么數目會不相同呢？這是由于質子之間存在靜電排斥，而中子之間則沒有。對于較輕的原子核（最多含約16個質子），這種核子之間的靜電排斥力還不足以大到抵消吸引性的核力。但隨著質子數的增加，質子間的排斥力便會降低質子與中子以相同數目集結的傾向。因此隨著核越來越重，“中子過?！钡那闆r也就會越來越嚴重。

靜電排斥力不僅能解釋重核的中子過剩現象，而且也可以解釋為什么元素周期表會有終點，即超過某個限度，根本就無法存在穩(wěn)定的原子核。實驗室里曾產生過比鈾238還要重的核，例如钚239以及其他質子數高達112個的原子核，但它們都極不穩(wěn)定，其壽命遠比地球的數十億年要短。

原子核的這種組成方式對于核所具有的能量具有決定性影響。對于輕核，核通過聚變（兩個原子核合并成一個較重原子核）釋放能量；對于重核，核通過裂變（一個原子核分裂成幾個部分）釋放能量。輕核受吸引性的核作用力支配。因此核內核子數只要不超過某個臨界值，核的穩(wěn)定性隨核內核子數的增加而提高。由此我們似乎可以讓兩個氧原子發(fā)生聚變而產生硫原子核并釋放出能量，當然實際上這個過程并不可行。但我們卻可以將兩個氫原子核聚變成為氦核。這就是熱核武器的作用原理，也是我們發(fā)展未來實用的核電廠而予以密集投入的努力方向。

對于重原子核，電性力同樣可以解釋中子數過剩；為什么隨著核子的增加核會變得越來越不穩(wěn)定，最終導致元素周期表的終結，以及裂變也會釋放出能量。幾乎就在裂變現象被發(fā)現的同時，我們就了解到核裂變不只釋放出能量，還可能釋放出中子。發(fā)生裂變的原子核所擁有的中子數多于裂變后碎片核的中子總數，即中子在裂變前后有凈剩余。我們認為這些中子是以某種方式由裂變釋放出來的。實際上，不穩(wěn)定的富中子核通常會形成一些中子。正是這些額外的中子，才使得鏈式反應成為可能。

有些重原子核在吸收慢中子后會產生裂變，而有些則否，這是為什么呢？這里有兩個因素在起作用。一個因素與原子核的核電荷數對總質量的比值有關。對于給定的質量（和體積），核電荷數越大，則質子之間的電荷排斥作用就越強，直到原子核處于穩(wěn)定的邊緣狀態(tài)。這時哪怕增加一點點電荷或是減少一點點質量，都會引起原子核失穩(wěn)——核抵抗裂變的勢壘已經降得很低。玻爾和我發(fā)現，這個效應取決于某個計算量——質子數的平方除以核子總數。對鈾236，即鈾235吸收一個中子形成的核素，這個參數為922/236，即35.86；對鈾239，即鈾238吸收一個中子形成的核素，這個參數為922/239，即35.41。就這么小一點差別，但已足以造成巨大的不同后果！我們估計，引起鈾235裂變所需克服的能量壘要比鈾238裂變所需克服的能量壘低16％左右。

第二個因素是原子核偏好中子數（或質子數）呈偶數而非奇數。這種偏好是因為核子都是費米子，每個費米子的自旋取向都只取正反兩個方向之一。中子轟擊鈾235要比轟擊鈾238更“受歡迎”，這是因為在前一種情形下，吸收一個中子會形成偶數個中子；而在第二種情形下，吸收一個中子則會形成奇數個的中子。玻爾和我估計，鈾235的這個多出來的結合能就等于鈾238高出來的那16％的“勢壘高度”。

這些差異看似微不足道，但其造成的實際結果則很值得琢磨。由于只有很少的鈾235同位素可以用慢中子來實現裂變，而數量眾多的鈾238則不可以，因此第二次世界大戰(zhàn)期間必須設法以大規(guī)模的方式從鈾238中分離出鈾235。這項工作的難度相當大，以至于為了使田納西州的工廠能夠具備足夠的產能而花費的成本超過了10億美元（按今天的幣值估計則超過130億美元）。

對于我們現在所稱的钚239（在1939年它仍是假想的元素，當時我們稱其為“第94號元素”），我們有相當大的信心預言它能夠在慢中子的作用下實現裂變。其（吸收中子后的）電荷數平方與質量之比參數為942/240，即36.82，甚至還超過了鈾236的參數，因此更容易實現裂變反應。此外，原子核偏好偶數個核子數的性質也有利于钚239，這一點與鈾235相同。在這兩種情形下，吸收中子之后所形成的核都包含偶數個中子數（分別為146與144）。

起初，玻爾和我都沒有認識到我們關于钚239能夠實現裂變的研究結果的重要意義——雖然我們毫不懷疑這項預言的正確性。而路易斯·特納所看重的則是第94號元素與鈾在化學性質上差別的重要意義。將鈾235從鈾238中分離出來，雖說成功了，但所采用的20世紀40年代初期的技術使這種分離困難得幾乎不可能。而另一方面，在漢福德的反應堆成功制造出钚后，采用化學方法將钚與鈾和其他元素分離出來就容易多了。漢福德的產钚工程規(guī)模雖然也很龐大，但它在第二次世界大戰(zhàn)期間的成本投入卻只有鈾235分離成本的三分之一。

戰(zhàn)后，用于分離鈾235的大功率離心機已使這種分離的成本大大降低，钚239的生產也更為便宜。結果有6個小國家都試圖利用這些物質來制造核武器，有些還成功了。這些努力和成功都屬于秘密。但對于5個公開宣稱擁有核武器的國家（美國、英國、法國、俄羅斯和中國）來說，制造這些核材料相對容易，因此也使得它們擁有成千上萬枚核武器。

到玻爾于1939年4月離開美國返回丹麥時，他和我已經大體完成了我們的工作，但完善某些細節(jié)并寫成論文，包括繪圖制表，還是又花了我兩個月時間（自從我在約翰霍普金斯大學學了機械繪圖后，我開始喜歡親自繪制圖表）。玻爾有個習慣，就是為論文的發(fā)表與合作者反復討論很長時間，他總是力求達到盡可能高的準確性、普適性和明確性。但這次他卻一反常態(tài)，允許我直接定稿并投寄論文給雜志而無需將終稿呈送他過目。麻省理工學院的維克托·韋斯科夫（Victor Weisskopf）和英國伯明翰大學的魯道夫·皮爾斯（Ru-dolph Peierls）都與玻爾合作過，當他們知道我們這么高效地處理這篇關于裂變的論文時都表示驚訝和羨慕。我是6月28日將論文投遞到《物理學評論》期刊的，期刊編輯和評審人的處理也相當迅速，只花了兩個月的時間就將論文評審完畢并接受和刊?。p欄排了25頁篇幅），并發(fā)行面世。該期期刊于1939年9月1日出版，這一天正是德國入侵波蘭的當天。[巧的是，這一期的《物理學評論》還刊登了奧本海默與斯奈德（Hartland Snyder）合寫的一篇討論廣義相對論的一項神奇預言的文章：能量行將耗盡的恒星有可能在某個時刻坍縮成一個點。后來，引力坍縮現象激發(fā)了我的想象，我將這種坍縮后的實體稱為“黑洞”]我知道我們的論文不但會使美國與英國人感興趣，也會讓德國人與蘇聯人感興趣。

那個夏天，我去了安納堡參加密歇根大學的物理學暑期學校的授課和學習。我講核物理學。費米也在那兒，他講宇宙線。沃納·海森伯（Werner Heisenberg）——我之前在哥本哈根就已經認識他——也從德國趕來參加，作為量子力學的主要創(chuàng)立者，他講支配原子和原子核行為的理論。在周日下午的野餐會上，海森伯告訴我，他必須提前離開去“巴伐利亞的阿爾卑斯山區(qū)參加機槍射擊訓練”。

1939年的論文完成之后，我們又在1940年發(fā)表了兩篇后續(xù)論文。玻爾和我都認為，我們已經完成了對核裂變的研究。他希望回去繼續(xù)研究量子。我則希望回頭繼續(xù)研究電動力學，鉆研有關僅由粒子而不是由場構成的世界的概念。在這方面我得到了一位出類拔萃的研究生理查德·費曼的協助。1942年，他完成了題為《量子力學最小作用原理》的博士論文。這篇論文他花了3年時間，但我們合作發(fā)表的有關電動力學的論文卻直到1945年才完成，1949年才發(fā)表。多年來我一直孜孜以求的另一個設想是力圖將所有物質建立在電子和正電子（即反電子）的組成上。這項課題也因此被推遲。最后，在1946年，我發(fā)表了一篇有關多電子的文章。所謂多電子（polyelectrons）即指我所謂的幾乎所有種類的物質皆由電子和正電子構成這一概念。（結果，兩種這樣的物質還真的在實驗室被創(chuàng)造出來。我們熱切期待能看到更多的這類物質。）

沃納·海森伯，1936年

（承蒙美國物理學會埃米里奧·塞格雷視頻檔案館提供）

自然，玻爾和我都沒能真正完成有關裂變的工作。這項研究與戰(zhàn)爭的關系太過密切。1939年7月中旬，也就是我們的文章發(fā)表的六周前，萊奧·西拉德（Leo Szilard）和他的匈牙利同胞威格納一起來到愛因斯坦位于長島的夏季寓所拜訪他，希望他能幫忙提醒一些國家領導人注意利用鈾的鏈式反應來制造武器的可能性。西拉德希望愛因斯坦能寫信給比利時的伊麗莎白皇后（愛因斯坦與她很熟），要求她不要將比屬剛果的礦場開采的鈾礦石賣給德國人。威格納則希望能夠借助愛因斯坦的名聲去聯系美國政府。愛因斯坦不愿意直接寫信給比利時皇后，而是給比利時駐美大使寫了一封信（這封信并未送達，而是經專門渠道直接遞到了羅斯?？偨y(tǒng)的手中）。西拉德在物理學界之外交游廣泛，他與商界和金融界均有廣泛聯系。他聯系上俄裔財經學家，也是總統(tǒng)顧問的亞歷山大·薩克斯（Alexander Sachs）。薩克斯感到茲事重大，便同意將信呈交羅斯?？偨y(tǒng)。

初訪愛因斯坦的兩周之后，西拉德再度來訪。這次除了帶著威格納，又帶來另一位匈牙利人愛德華·特勒（Edward Teller）（在這兩次拜訪中，威格納和特勒除了作為物理學界同事的身份之外，還充當司機。西拉德喜歡住旅館而不是宅在家里，他喜歡大都市不喜歡田園鄉(xiāng)村，但卻從不學開車）。以西拉德為首，這三位匈牙利人寫了一封信打算經由愛因斯坦轉呈羅斯福。信件經過咨商后終于完成，并于8月中旬交到薩克斯手中。由于歐洲戰(zhàn)事紛亂讓總統(tǒng)抽不出時間，薩克斯一直到10月中旬才見到羅斯福。后來他自己說，他轉達了核裂變的重要性這個事實。

愛因斯坦在信的開頭引述了費米與西拉德的工作結果，并指出這些結果讓他感到“元素鈾在不遠的將來可能被證明是一種新的重要的能源”。他認為這種元素很有可能“被用來制造極具殺傷力的新型炸彈”。他強調比屬剛果是鈾的重要來源，并指出據報德國已經不再出售其所控制下的捷克斯洛伐克境內礦場的鈾礦石。愛因斯坦的信的主旨是要求政府與研究鈾的科學家建立聯絡渠道。真的要感謝薩克斯作為信使的有效性，這種聯系渠道很快就建立起來了。但愛因斯坦的信所亟欲表達的警示性與急迫性則又經過很長一段時間才引起政府的真正重視。

我當時還沉浸在象牙塔中，與政界或科學界的變革推動力量沒有來往，對這些事情也沒有任何介入。但是我對西拉德與威格納之間的討論內容是知道的，因為他們當時就在普林斯頓，和我咫尺之遙。他們在大廳或校園散步時，通常都是用匈牙利語邊走邊談，因此所談的大部分內容我都聽不懂，盡管我聽到他們的談話。和特勒一樣，這些從匈牙利來的流亡者都比我年長，因此閱世當然也更深。他們對于希特勒和法西斯所構成的威脅的關注比我更積極也更深刻。我到現在都經常捫心自問，為什么我沒能早一點試著參與到與鈾的研究有關的政治中去。我和玻爾的合作以及我與其他物理學家的交談讓我和其他人一樣明白裂變可能帶來的后果。

萊奧·西拉德，1949年

（照片由阿貢國家實驗室提供，承蒙美國物理學會埃米里奧·塞格雷視頻檔案館許可使用）

到現在我仍對自己當時畏葸不前，沒有為著哪怕是試著尋求某種渠道去促使政府實施裂變計劃而感到難過。年輕不是借口，27歲的年齡已足夠成熟，應能夠在重大事件中起一定的作用。身處學術邊緣也不是理由，我那時正身處裂變物理研究的最前沿。我欠缺的是遠見，看不出美國的重大利益陷入危機。

就這樣，我一度又回到自己的物理學研究和教學工作中。1940年，巴沙爾和我合寫了一篇有關于氦核對中子散射的論文。這篇文章，正像他后來看出的那樣，首次清楚地表明原子核里的核子的軌道運動和自旋運動之間存在耦合，這種機制被證明對理解所有核的核結構是重要的。1941年，我發(fā)表了兩篇有關核物理的論文和一篇（與拉登堡合寫）關于宇宙線介子（質量介于電子與質子的粒子）的論文。同年2月，西博格（Glenn Seaborg）與加州大學伯克利分校的同事一起共同發(fā)現了元素钚。一年后的1942年年初，他們獲得了幾微克的钚用于研究，并證實在慢中子作用下能夠產生裂變反應。1941年10月，即薩克斯傳遞愛因斯坦的信的兩年后，羅斯?？偨y(tǒng)批準全力發(fā)展原子彈。當年12月7日，日本攻擊珍珠港。這徹底打消了我和幾乎所有的美國物理學家對于是否應該參與與戰(zhàn)爭有關的研究的猶豫，我們全心投入。珍珠港事變幾周后，我同意加入阿瑟·康普頓（Arthur Compton）在芝加哥大學的冶金實驗室，并于1942年2月搬到那里。

1. 一般認為，玻爾與愛因斯坦關于量子力學解釋的這場爭論從1927年10月的第5屆索爾維會議算起。這年的3月，海森伯發(fā)表了他的不確定性原理；9月，玻爾第一次陳述了互補性原理，由此標志著量子力學理論的建立正式完成。10月，在布魯塞爾召開的索爾維會議上，愛因斯坦第一次公開明確表示反對量子力學。自此，雙方的分歧正式升級為論戰(zhàn)?！g注
2. 這段引文出自弗里施在其傳記《我記得的東西是那么少》（What Litt le I Remember，Eng-land：Cambridge University Press，1979）一書中的回憶。
3. 那時還不流行擁抱，玻爾就更不習慣這樣。他提到我時總是禮貌地稱呼我的姓“惠勒”。有意思的是，玻爾的太太瑪格麗特有一次告訴我，他希望我直呼其名“尼爾斯”，但我?guī)缀醪辉@么叫過他。
4. 拉比的全名原本叫作“以色列·艾薩克（Israel Issac）”，但由于開始上學時的一場誤會，他的名字被改成了“艾希多爾·艾薩克（Isidor Isaac）”。因此他發(fā)表文章時總是署名“I.I.Rabi”，而他的同事、朋友、妻子和姊妹們則稱他“拉比”或“拉伯（Rab）”。
5. 即理查德·費曼，迪克是其昵稱。——譯注
6. 槍炮型武器設計是在一個圓柱管里用一塊鈾材料去轟擊另一塊鈾材料，而內爆型武器設計則是在球狀核燃料物質周圍安置高爆炸藥，通過引爆對核燃料進行對稱的壓縮。
7. 研究院負責接待玻爾的奧斯瓦爾德·韋布倫（Oswald Veblen）告訴我，他原本認為這兩位泰斗之間見面后會發(fā)生激烈交鋒，結果什么也沒有發(fā)生，讓他感到十分驚訝。沒有跳腳，也沒有揮拳相向。愛因斯坦安靜地坐在那里，聆聽玻爾的演講，討論都留待私下會面時再說。
8. 這個比喻非常貼切，但過于簡潔，這里我們不妨多說幾句。雨滴在下落過程中隨著重力勢能的減少其動能在增加（假定雨滴的總機械能是個恒量），雨滴的下落速度加快。這時原先呈圓形的雨滴（你可以這么想象，起先雨滴的重力與上升氣流的熱壓強以及摩擦力平衡，雨滴處于勻速運動狀態(tài)，故呈圓形）就會被拉長成下頭大上頭小的卵圓形。而卵圓形的表面積要大于圓形表面積（等體積形狀中球形表面積最?。?，故此時雨滴的表面能（表面張力引起的勢能）要大于圓形時的表面能，因此其動能將會變小，即下落速度放慢，雨滴的形狀則向圓形回復，于是表面勢能再次減小，速度再次加快……如此往復直到雨滴落到地面。所以說，雨滴的下落過程是一個其形狀在圓形和卵圓形之間不斷交替的過程。核結構的液滴模型就是這么來的?！g注
9. Michael Polanyi（1891～1976年），英籍匈牙利猶太裔物理化學家和科學哲學家。于1913年、1917年在布達佩斯大學分獲醫(yī)學博士學位、物理化學博士學位。1920年任職于德國柏林威廉皇帝物理化學研究所，與愛因斯坦交換了一些書信和文章。1933年逃往英國，在曼徹斯特大學任職。后轉向哲學、社會問題的研究，是“朝圣山學會”的重要代表人物?！g注
10. 普通的氫核是一個帶正電的單個質子。氘核則由一個質子和一個中子組成（另一種更重的氫同位素氚則包含一個質子和兩個中子）。
11. 原句是“只占百分之一的四分之三”，即0.75％，準確的數據是0.7204％，其余的是鈾238，豐度99.2742％；鈾234，豐度0.0054％?！g注
12. 元素（包括鈾）的原子核都有確定數目的質子。所謂同位素（像鈾235和鈾238）是指原子核內有相同數量的質子但中子數不同的核素。同一核素的同位素具有不同的物理性質，但化學性質相同。
13. Alamogordo，美國新墨西哥州南部城市，1945年7月世界上第一顆原子彈就是在該市西南97千米處試爆的?！g注
14. 1939年9月1日出版的這期《物理學評論》已成為收藏家的收藏對象，據說在二手書市場上售價高達400美元。
15. 格倫·西博格（1912～1999年），美國核化學家，畢業(yè)于加州大學洛杉磯分校，1941年，與埃德溫·麥克米倫用回旋加速器加速氘原子轟擊鈾靶時發(fā)現了超鈾元素钚，隨后在芝加哥大學冶金實驗室創(chuàng)立了產钚的化工工藝流程，為核武器研制提供了關鍵的核燃料。第二次世界大戰(zhàn)后長期從事超鈾元素的合成和化學性質研究，先后發(fā)現了钚以后的9種超鈾元素（原子序數95～103）。1944年，提出錒系理論（即在元素周期表中存在與鑭系類似的錒系元素序列），為進一步人工合成超鈾元素指明了方向。1951年，與埃德溫·麥克米倫一起因發(fā)現超鈾元素而共同榮獲該年度諾貝爾化學獎?！g注