氢弹突破的荣誉争议:Teller与Ulam
摘要
本文探讨了1951年氢弹突破中Edward Teller和Stanislaw Ulam的贡献争议。通过分析科学家的不同观点,揭示了荣誉分配的主观性:Teller获得约三分之二认可,Ulam约三分之一。文章强调这一突破不仅改变了全球地缘政治,也反映了科学发现中合作、竞争和个人洞察的复杂互动。

1951年初,Los Alamos的科学家Edward Teller和Stanislaw Ulam提出了一个突破性构想,最终促成了氢弹的诞生[1]。他们的设计使美国在冷战初期获得了优势,尽管苏联和英国很快也独立取得了相当的进展。
该设计突破的技术细节至今仍属机密。本文不讨论技术细节,而是讲述这一构想提出后迅速引发的争议——特别是关于谁应获得荣誉的问题。Teller和Ulam都是才华横溢、意志坚定且常常难以相处的人,彼此间几乎没有好感[2,3]。他们相互矛盾的叙述,加上同样杰出的同时代人的回忆,揭示了科学突破是如何从合作、竞争和独立灵感的闪光等复杂混合中产生的。
Edward Teller和Enrico Fermi。
从左下角顺时针依次为:J. K. Knipp、Nick Metropolis、Stanislaw Ulam、Ray G. Herb、Edwin McMillan和Robert R. Davis。(照片:John "Mike" Michnovicz/鸣谢Toni Gibson,1946年)
这些并非无谓的争吵:Teller明确拒绝共同签署氢弹专利——拒绝共享荣誉——并且拒绝参加1952年在太平洋进行的Ivy Mike试验。他的缺席被解读(至少部分如此)为一种抗议,源于Los Alamos科学实验室主任Norris Bradbury决定不让Teller领导Mike的工程工作——这是一个完全合理的决定。
Teller-Ulam论文在聚变历史上的地位可与1940年Frisch-Peierls关于裂变的备忘录相提并论(如Cameron Reed在2025年7月《核新闻》中的优秀文章“Frisch-Peierls备忘录:核历史的重要文献”所述[4-6])。氢弹从根本上改变了世界的地缘政治。它通过核武库和军事工业综合体的迅速扩张遏制了苏联的野心,支撑了“大规模报复”等战略,影响了军控协议,并最终帮助塑造了全球核秩序——体现在《不扩散核武器条约》与和平反应堆技术的传播中。然而,近年来这一秩序一直面临压力[7]。除了政策层面,“炸弹”在文化、社会和集体意识中给公共生活投下了深深的阴影[8]。
美国的热核概念研究可追溯到1942年,与曼哈顿计划期间的裂变研究并行开展[9,10]。其中一个动机是担心纳粹德国可能正在研制聚变武器(实际上,他们进行了一些尝试但失败了)。Enrico Fermi首次提出了基本构想:裂变装置的能量可以点燃次级燃料中的聚变,氘因其丰富性被认为是最有希望的候选者。Teller曾倡导后来被称为“经典超级”的各种版本,但计算——最初由人工“计算机”进行,后来由机器进行——不断显示该设计会失败。聚变能量增益与能量损失之间的平衡被证明是不利的。
在苏联1949年出人意料的原子弹试验之后,杜鲁门总统指示美国优先发展热核武器。一个杰出的团队集结起来:Carson Mark、Stanislaw Ulam、Robert Richtmyer、Conrad Longmire、Marshall Rosenbluth、Dick Garwin、John Wheeler、Kenneth Ford和Norris Bradbury与回归的曼哈顿计划老兵们一起工作,包括Enrico Fermi、Edward Teller、Hans Bethe和John von Neumann。
然而,进展依然渺茫,直到1951年2月,Ulam提出了一个使用压缩的两阶段“盒中炸弹”设计。Teller补充了辐射驱动压缩的关键见解。他们的报告“论异相催化爆轰I”(LAMS-1225;1951年3月9日)记录了解决方案的第一部分。不久之后,Teller与Frederic de Hoffmann合作,扩展了能量增益和损失的理论,记录在LAMS-1230(1951年4月)中。这些进展共同催生了“新超级”,并在1952年11月1日Eniwetok环礁的Ivy Mike试验中取得了惊人的成功证明[11]。
本文总结了那个时代的一些领军人物——美国科学的巨人——如何描述这些事件。他们的回忆不仅受到技术见解的影响,也受到友谊、忠诚和人性特质的影响。对“谁应获得荣誉”的评估不可避免地取决于是否考虑解决方案的两个阶段:(1)Ulam的初始概念和Teller的辐射阐述,以及(2)Teller对能量学的推导。两人在他们各自的叙述中都承认了这两个部分。Hans Bethe在其详细而引人入胜的历史中也使用了这种“两部分”框架[12]。最终,任何试图分配百分比的尝试都是主观的。
时间线令人震惊:从杜鲁门的指示到全尺寸热核试验仅用了两年半时间。在某些方面,这甚至比裂变炸弹的研制更为非凡。物理更为复杂;计算工具原始,尽管具有开创性(ENIAC);实验验证的机会有限。其成功并非必然。与裂变武器不同,几乎没有中间试验来确认进展。一个例外是1951年的Greenhouse George实验,它产生了第一个持续燃烧的氘氚聚变等离子体。燃料比裂变材料更容易获得,但仍然需要新的工业能力,特别是用于液化氘[11]。
图1. Teller与Ulam以及归因的相对荣誉,显示了意见范围,背景为1952年Ivy Mike试验的图像。同一人物(Teller、Ulam、Bethe、C. Mark)列出多个数值是因为他们的意见有所变化。平均这些意见得出荣誉分配为64% ± 30% Teller,36% ± 30% Ulam。
图1显示了意见范围,背景为Mike试验的图像。美国核学会期刊《聚变科学与技术》(FST)中的一篇较长文章提供了图1中命名的科学家的详细叙述和引述[13]。Teller和Ulam随着时间的推移改变了他们的评估,随着年龄增长,他们越来越确信自己的主导作用。
Teller关于此事的最早著作,1955年发表在《科学》期刊上的“许多人的工作”,相当慷慨[14]。在Teller 1979年与里根总统科学顾问Jay Keyworth的对话中,则表现出更多苦涩,其中Ulam的作用被最小化。Teller的《回忆录》在讨论Ulam“使用裂变爆炸压缩氘,它会燃烧”的想法时也缺乏慷慨,称“他的建议远非原创”[15,第316页]。Teller说,“压缩曾被各种人提出过”,这在一定程度上是真实的,但Teller省略了Ulam提出通过分阶段实现高压缩的事实。当在他的书《Better a Shield than a Sword》中讨论氢弹突破时,他甚至没有提到Ulam。
