电影《奥本海默》奥本海默在已知有风险的情况下,依然选择继续原子弹实验,表现的是科学家的勇气还是疯狂?

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xxdddd 发表于 2023-8-1 20:12:02|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
预告片里,马特·达蒙扮演的负责人问奥本海默「are we saying that when we push the button, there is a chance that we destroy the world?」,奥本海默回复「chances are near zero」。科学家对「可能性」的判断可能与普通人不同,怎么理解奥本海默的这个判断?
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bggxl 发表于 2023-8-1 20:12:56|来自:北京 | 显示全部楼层
杜鲁门跟奥本海默说了who gives a shit about 你啊。你不干,自然有大把的人抢着干。下令扔原子弹的是我杜鲁门,我是民选总统,我代表了人民和体制。体制的齿轮运转起来了,你个螺丝钉还做梦你有什么选择权呐。
超导 发表于 2023-8-1 20:13:21|来自:北京 | 显示全部楼层
下面有答主谈到了具体的内容,就是泰勒等对核聚变更熟悉的科学家提出了瞬间释放能量有没有可能诱发大气中氮气的核聚变反应的问题。如果能够诱发,那么氮核聚变反应将会从实验场一直持续到全球,全球表面产生一次全面的核燃烧导致整个地球表面生物圈消失。结成一个硅壳。
这个结果听着很吓人是不?如果科学家不顾及这个结果执意冒险那科学家可以被称为疯子,应该上绞架,跟勇气一点关系没有。后续的计算和讨论认为氮气核反应的诱发和自持(持续点燃)的条件极端不可能达到,在现实的物理框架中不会存在。当然科学家从来不会说不知道的事情,只能说在理解的范围内不可能,如果出现属于上帝的神迹。并且科学共同体也不可能要求所有人达成共识,总有人不愿承认某个结果,就像我们楼某天就爆发过掀翻天的理论争吵。奥本海默实际上说过什么我不知道,但chances are near zero应该是包含了有些人依然不服气。我们知道的是绝大部分人都信服了氮聚变不会发生才签署的核爆实验认同。这是科学家的良知。
从这个事件引发出几个科学和人文的思考。一个是科学上的,关于核聚变中最关键的其实不是点燃,用几个核弹点燃氘氚是很容易的事情,关键是引发的核聚变能否产生链式反应。核聚变与核裂变的区别就在这里,核裂变把多余的中子打到一个个核元素里就可以诱发下一步核爆炸了,但核聚变并不是中子诱发,而是核碰撞。区别在哪里呢?如果在短时间内原子因为升温运动速度急剧增高,前者没关系,但后者由于迅速的热扩散作用最大的可能是高速运动的核子互相远离,无法相互碰撞,而高速核子与室温的核子碰撞很难发生核反应。那么初始的聚变反应无法链式传播,一下子就熄灭了。这是大家计算后的结果。哪怕少数氮气等离子化后发生聚变,这个聚变也无法传播,能量耗散要比核聚变放出的能量大。这是各国实现氢弹设计中的核心关键性问题。在地球表面实现氢弹爆炸是很难的事情,能做成的没几家,更不要说现在要实现的核聚变发电项目。
在给流浪地球二设计月球爆炸的情节上实际我们参考了这个设定。在流浪地球世界重核聚变可行,就像假设地球表面氮核聚变可行一样,足可以毁灭世界。那我们要设想的就是创造一个环境,让这个核聚变反应不至于由于气体扩散速度太快导致不能自持,因为我们选择了月面以下三百公里,固体的密度远要于气体的密度,在有限的空间里会形成一个核聚变束缚腔体。导致核聚变可以自持下去。当然这个条件随着核聚变的进行,碎裂和腔体扩大都会导致这个条件越来越松,最后导致无法自持,所谓的重核聚变终止。但没关系,如果大家对核能的威力有所了解,应该相信只要有三十公里的月岩参与反应,提供的能量足以解体月球。
当然大家不要害怕,人类在地下进行过很多次核实验了,没有一次产生过石头核聚变链式反应毁灭地球。因为科幻电影中的石头重核聚变在现实世界中是不会出现的(chances are near zero)。哈哈,不知道这样说会不会诱导出很多杞人忧天的人反对核聚变装置的继续研发。。。
人文方面的思考有两个方面。一个是核弹带来的世界改变。核弹的成功制造,给人类制造出一个恶魔,并且是无法遏制的恶魔,谁掌握了他就掌握了世界。世界和平或战争的权力从来没有如此掌握在极少数人的手里。我们有很多的理由来为自己辩护为什么我们不得不创造了这个家伙,但无法不面对以下这个事实。自第一颗核弹爆炸以来,世界和平就没有了,我们一直生活在核武器的恐怖平衡之下。人类已经没有退路,所有想独立生存的文明必须拥有自己的核弹。
目前人工智能的竞争非常像二战末的场景,哪怕知道这个有可能凌驾于人类文明之上,但如果竞争的一方在研究,那么我方不研究就是放弃自由的权利。这个是否是悖论?
第二个思考是奥本海默等科学家一直有心灵的愧疚,当第一颗原子弹爆炸威力展现之后,有不少参与其中的科学家当场崩溃。有的彻底退出了核研究,比如后来的寒春,她本是泰勒的学生,后来走到延安去从事农业技术开发,造福贫穷饥饿的百姓的普遍需求;还有些科学家铤而走险,冒着叛国罪的风险向美国的对立阵营透露了些许核弹机密,实现了核弹的恐怖平衡,而不是让他掌握在一方手里。三种不同的道路反应出科学家不同的态度和对人生的选择。
yangenqi 发表于 2023-8-1 20:13:29|来自:北京 | 显示全部楼层
都不是。
奥本海默选择继续这个实验,只是因为他的本心:
希望研究只用于示威。
所以,当广岛与长崎核爆后,他找到杜鲁门总统激动地说:
「总统先生,我的双手沾满了鲜血!」
然而,科学家的选择在政治面前,微不足道。
奥本海默跌宕起伏的一生,背后折射的更是科学与政治的关系问题。
1
当二战进入 1942 年上半年的时候,美国政府终于下定了决心:投入全部力量,全力研制一种闻所未闻的超级炸弹——原子弹。
这个起因如今很多人都已经知道:1939 年 8 月 2 日,以爱因斯坦为首的科学家们给总统罗斯福写了一封言辞恳切的信,希望总统下令全力研制核武器——德国人已经在海森堡的主持下率先开始了工作,如果这种超级炸弹掌握在泯灭人性的纳粹手里,那谁也不敢想象结局。
尽管之前从没有人做过这项工作,但可以想象,那将是一个非常浩大的工程。
于是问题也就来了:谁来领导这个工程?
是带头写信的爱因斯坦吗?他的能力、资历和威望自然是够了,但因为其他一些方面的原因,这位天才科学家是最先被排除的。
那么,是不是应该在当时从四面八方汇聚到美国来的诺贝尔奖获得者中挑选一个呢?按理说,负责如此高端和机密的工程,「得过诺贝尔奖」应该是一个最低门槛。
但是,最终「曼哈顿计划」项目负责人名字被公布的时候,还是多少有些出人意料——那是一个并没有获得过诺贝尔奖的科学家:尤利乌斯·罗伯特·奥本海默。
2
如果把智商和学历作为一个门槛的话,那么奥本海默无疑是够格的。
1904 年 4 月 22 日,奥本海默出生在纽约一个富有的德裔犹太人家庭,父亲是纺织行业的企业家,母亲是画家。
放到现在,奥本海默足以让周围人羡慕——他是个富二代,又是个超级天才。
看看奥本海默的成长经历吧:在幼年时就受母亲影响涉猎艺术、文学、哲学、历史、科学和语言等各个领域,11 岁因为在矿物研究方面的成绩成为纽约矿物俱乐部年纪最小的会员,18 岁从纽约菲尔德斯顿文理学校以第一名的成绩毕业(美国很多政商和文化界名人都出自这个学校),后考入哈佛大学化学系。
在哈佛大学,别的同学一般只选 4 门课程,他选了 7 门,但还是抱怨「作业太少」。
他只花三年时间就以「优秀」的成绩从哈佛大学毕业了,在他的毕业照片上有一句特别注明:「他只做了三年大学生。」
大学毕业后,奥本海默来到了欧洲,觉得自己当初的化学专业有些无聊,深深迷上了物理。
彼时的人类物理世界,正在进行一场翻天覆地的革命:1924 年,德布罗意提出「物质波」假说;1925 年,海森堡提出「矩阵力学」,泡利提出「不相容原理」;1926 年,薛定谔提出「薛定谔方程」,玻恩对波函数做出概率解释……
在一个崭新而宏大的物理世界面前,奥本海默立刻被深深吸引。
他先是进入英国剑桥大学著名的卡文迪许实验室,师从物理大神卢瑟福(被称为法拉第后最伟大的实验物理学家,1908 年诺贝尔化学奖获得者)。
但卢瑟福认为这名天才弟子更适合研究理论物理,于是奥本海默受玻恩(量子力学奠基人,1954 年诺贝尔物理学奖获得者)引荐去了著名的哥廷根大学。
在那里,奥本海默遇到了当时全世界物理学界的顶尖天才们:玻尔、狄拉克、海森堡、泡利等等。
这段学习生涯对奥本海默产生了巨大影响,也让他的天赋得到了充分发挥。
玻恩曾回忆奥本海默在他手下做研究生时,经常打断别人(包括老师在内)的演讲而走上黑板拿起粉笔开始写方程式:「这样会更好。」
后来很多学生联合起来给玻恩写了一封抗议信,玻恩将这封信悄悄放在奥本海默很容易看见的地方,于是奥本海默后来参加讨论时就明显收敛了很多。



年轻时的奥本海默1927 年,奥本海默因在量子力学方面的研究而获得博士学位,没多久后决定回到美国。
当时美国诸多名校竞相向奥本海默发出任教邀请,但他最终选择了加州大学伯克利分校——据说一个原因是那里图书馆的古典文学书籍收藏不错。
毫无疑问,从智商、学历和资历上,奥本海默是够格的。
但是,参与「曼哈顿计划」的科学家们,哪个不是「天才 + 学霸」?从二楼向这些科学家丢块砖头,很难不砸中一个诺贝尔奖获得者。
但是,奥本海默能够成为领导,恰恰也是因为这点。
3
最坚定推荐奥本海默的,是欧内斯特·劳伦斯。
欧内斯特·劳伦斯是高能粒子回旋加速器的发明者,也是 1939 年诺贝尔物理学奖的获得者,同时,也是加州大学伯克利分校的物理学教授。
最初,负责「曼哈顿计划」的美国军方主持人格罗夫斯将军内定的主持人是劳伦斯,但劳伦斯和另一名卓越的实验物理学家康普顿却坚持推荐以理论物理见长的奥本海默。
劳伦斯的推荐理由简单却有说服力:「曼哈顿计划」是一个要凝聚全世界最顶尖大脑的「超级工程」,但越是一流的科学家,就越有些「恃才傲物」,必须要有一个既懂科学又懂管理的人才来把这批人管理起来,有效运转,最快达成目标。
谁最合适?奥本海默最合适。
奥本海默似乎天生就是一个管理型人才,他演讲有说服力,待人有亲和力,与整个美国物理学界的顶尖科学家都关系良好,同时,他自己在业务能力上又不会被同行看低。
在淘汰了一批「忠诚度可疑」(比如移民到美国)的顶尖科学家之后,格罗夫斯和军方人员再三审核了奥本海默的家庭成分和忠诚度(出生在美国成了当时奥本海默的加分项),在要求劳伦斯写下保证书后,终于任命奥本海默为整个「曼哈顿计划」的首席科学家和总实验室主任。
奥本海默不辱使命。
作为耗资 25 亿美元、最多时参与人数超过 50 万的「曼哈顿计划」的总指挥,奥本海默充分展现了自己的科学素养和管理才能。
在他的游说和鼓动下,玻尔、费米、查德威克等当时世界最顶尖的物理学家和诺贝尔奖获得者都加入了该计划。
在奥本海默的领导下,他们全身心投入,高速运转。
奥本海默把原本分散在英国、加拿大和美国各地从事原子弹相关工作的实验室全部集中到了一起,亲自选定新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯作为总实验基地,统一领导工作。
在那个人迹罕至的地方,一度聚集了超过 6000 名世界顶尖的科研工作者。
奥本海默从科学实验到医疗卫生,到地区交通,甚至到科学家孩子上学的问题都管了起来。
他自己每天只睡 4 个小时,早上 7 点由他吹响第一声起床哨,敦促大家开始一天的工作。
奥本海默的付出得到了美国军方和科学家们的一致认同,连一向挑剔、与奥本海默不和的核物理学家爱德华·泰勒(后来他发明了氢弹,被称为「氢弹之父」)在参与「曼哈顿计划」后也感慨:「我不知道奥本海默是怎样做到这一切的,但是没有他的话,这项工程不知道什么时候能成功。」
1945 年 7 月 16 日清晨 5 点 30 分,人类历史上第一颗原子弹在洛斯阿拉莫斯附近的阿拉莫戈多沙漠爆炸成功。
在爆炸的一瞬间,现场受邀观看的 1000 多名观众欢呼雀跃,而作为总设计师的奥本海默,望着那片腾空而起的蘑菇云,却从心底里感到了恐惧。
他忽然想到了自己经常读的印度梵文诗选段(奥本海默会包括梵文在内的 8 种语言):
漫天奇光异彩,有如圣灵逞威。
只有一千个太阳,才能与其争辉。
……
我是死神,是世界的毁灭者。
4
事实上,在原子弹研发进入尾声时,奥本海默的信念就已经产生了动摇。
在那段时间,从欧洲传来了苏军攻克柏林,希特勒自杀的消息。
而在美军鏖战的太平洋战场,日军也已经节节败退,失败也只是时间问题。
这让那些夜以继日研发原子弹的科学家们失去最大的动力——早日研制出原子弹,是为了不让纳粹德国抢先,如今这个威胁已经消除了。
在盟军已经完全可以取得战争胜利的情况下,科学家们陷入了良心的自责:这种超级杀人武器的问世,还有必要吗?包括奥本海默在内的科学家们提出了一个天真的建议:能不能只选择一块无人区,做一个示威性轰炸?
这个建议很快被美国政府否决了——「曼哈顿计划」历时三年,耗费数十亿美元,如果不用于实战,不产生结果,怎么向国会交代?怎么向纳税人交代?怎么向那些反对人士交代?
1945 年 8 月 6 日和 8 月 9 日,日本的广岛和长崎先后被投下一颗原子弹,十多万人在白光一闪间灰飞烟灭。
当年 10 月,奥本海默辞去了洛斯阿拉莫斯实验室主任的职务,重新回到了加州大学伯克利分校任教。
此时的他早已声名鹊起,受到全世界瞩目。
两年后,奥本海默当选为美国最权威的普林斯顿高级研究所所长,并出任美国政府能源决策机构美国原子能委员会下属的一般顾问委员会主席。
这是当时一个科学家能在美国得到的最高政治地位,奥本海默用他自己的能力和表现,开了科学家影响美国政府决策的先河。
只是,因研发核武器登上这个台阶的奥本海默,却转而说服美国政府停止和限制核武器研究。
因为作为一名科学家,他认为他和他领导的团队并没有增加全人类的福祉,而是给整个文明的未来蒙上了一层阴影。
《杜鲁门传》中专门记录了这样一个情节。
奥本海默见到了当时的美国总统杜鲁门,对他激动地说了一句话:「总统先生,我的双手沾满了鲜血。」
而杜鲁门的回答比奥本海默还要激动:「沾满鲜血的是我!你手上的血还没有我一半多呢!这件事你就留给我来操心吧!」在奥本海默离开后,杜鲁门对身边的人表示今后再也不想见到这个人。
而奥本海默依旧没有认识到美国政府对发展核武器的决心。
1946 年 7 月 1 日,美国在比基尼岛试爆第四颗原子弹,奥本海默拒绝出席参观,事先还写信给杜鲁门请求放弃这次爆炸试验。
杜鲁门对奥本海默再一次做出评价:
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zhangdongsheng 发表于 2023-8-1 20:14:12|来自:北京 | 显示全部楼层
大部分成功的人,依靠运气的除外。大多数依靠能力吃饭的有个特点就是执著。
而搞科研的,大部分都会有个非常严重的好奇心。
风险啥叫风险?带着乌龟壳里面还有机会碰到地震呢!
最基础的科学素养,量化分析和概率预算!
没有什么不可能的,未知的去探索,有想法就去实验,有理论公式验证数据和实验验证。原子弹的实验并算开创性的未知领域。
而是属于工程实验领域,很多风险是可预测,可预防的。
在普通人眼里或许是勇气和疯狂,在一些醉心科学的人眼里。他们需要考虑的只有一个问题,把实验搞成功!
按照马洛斯需求原理分析,很多科学家他们的追求多数在第五层,自我价值的实现。
更极端的人,他们生命的意义就是探索未知或者完成自己的工程实验。
用通俗的定义讲,就是上头了,魔怔了,杠上了。
大部分文科生电影导演之类的,去探究理科生的内心~很难。容易存在各种表现失真。

一些人文情怀更扯淡!真正的科学家属于没有善恶是偏执狂。真理之下,众生平等
fifa8808 发表于 2023-8-1 20:14:35|来自:北京 | 显示全部楼层
这个桥段表现的是经过艺术加工的历史事实,大概谈不上“勇气”或“疯狂”。

  • 按照参与者事后回忆,爱德华·泰勒在 1942 年提出核爆也许能让大气中的氮聚变为碳和氧、造成远比估计范围大的破坏,从摧毁新墨西哥到烧毁地表不等;泰勒将这想法讲给了汉斯·贝特[1]、奥本海默等。
  • 从今天的角度看,这显然不可能。原子弹根本没有能力提供这需要的强大压缩,现阶段的太阳也不能大量进行碳氮氧循环(根据太阳中微子,CNO 循环占当前太阳内部核反应的约 1%[2]),你需要一颗步入晚年的巨大恒星,或者动用各种坍缩天体。
  • 你当然可以说“当年没人真的知道这回事”,但洛斯阿拉莫斯的大部分科学家当时就不觉得这真能发生——他们运用当年的科学理论进行了计算,非常确定第一颗原子弹不可能让地球大气剧烈燃烧。不仅如此,他们计算出,即使未来造出体积超过 1000 立方米的巨型核炸弹来点地球大气,大气参与反应产热的速率也低于热辐射散失的速率,反应无法自我维持。1946 年 8 月 23 日,科学家们提交了相关报告[3]。



  • 1945 年 7 月 15 日,测试区下着大雨,研究人员纷纷担心测试能否如期进行。或许是为了缓解紧张气氛,费米相当随意地打赌“炸弹是否会点燃大气,如果会,它是只会摧毁新墨西哥还是会摧毁世界”,据说现场有几个人下了注。
  • 似乎只有康普顿等寥寥数人相对认真地对待这种可能性。1959 年,一篇专题文章称,康普顿在多年后对记者说,如果当时计算显示失控反应摧毁地表的可能性“超过百万分之三”,他就不会同意进行试爆;计算结果说服了他。
  • 试爆前,洛斯阿拉莫斯的大部分研究人员预测第一颗原子弹释放的能量将接近 2500 吨 TNT 炸药,而费米认为会有近 1 万吨。费米提前计算了冲击波能将掩体处的纸片吹出多远,并在起爆后 40 秒将纸片撒到风中,验证了他的预测。
1975 年,霍勒斯·达德利[4]在《原子科学家公报》上发表文章《终极灾难》,声称核武器引发的连锁反应有可能点燃大气中的所有氮和海洋里的所有氢、烧熔地球,并引用了上述百万分之三的数字[5]。1976 年,汉斯·贝特在《原子科学家公报》上发表文章《终极灾难?》,反驳说这不是概率问题,用核武器在大气和海洋里引起连锁聚变反应是不可能的[6]。贝特说,虽然他和达德利一样反对核战争,但是“完全没必要在反对核战争的众多充分理由里添加这种根本不正确的理由”。
很快,罗杰·巴泽尔[7]也出来发文,称达德利描述的连锁反应是不可能的:即使动用具有不切实际的高产量和不切实际的高产量重量比的幻想核武器,地球大气和海洋也无法跟着聚变。
那之后,达德利简短回应了这些批评,修改了他的假设,认为失控反应的可能性仍然存在。
《原子科学家公报》时任主编伯纳德·费尔特评论说,达德利描述的反应需要太阳内部的条件。贝特关于全球核武库不可能在地球上诱发失控连锁聚变反应的观点仍然被广泛接受。

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