曼哈頓計劃(Manhattan Project)
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美國陸軍部于1942年6月開始實施的利用核裂變反應(yīng)來研制原子彈的計劃，亦稱曼哈頓計劃。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，并按計劃制造出兩顆實用的原子彈。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制、應(yīng)該努力的方向，甚至費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)研究機構(gòu)的能力。當(dāng)時美國經(jīng)濟已經(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)的報告中，強調(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。6月17日，布什給羅斯福準(zhǔn)備了一份將核計劃全部交給軍隊領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行的詳細(xì)報告。羅斯福立即批復(fù)了布什的報告。
到1941年12月6日，美國正式制定了代號為“曼哈頓”的絕密計劃。 羅斯?？偨y(tǒng)賦予這一計劃以“高于一切行動的特別優(yōu)先權(quán)”。 “曼哈頓”計劃規(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。科學(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驗所無法比擬的。
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。軍隊把整個計劃取名為“代用材料發(fā)展實驗室”，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。因為馬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。美國整個核研究計劃不久后取名為 “曼哈頓計劃”。
曼哈頓計劃的最終目標(biāo)是趕在戰(zhàn)爭以前造出原子彈。雖然在這個計劃以前，S?執(zhí)行委員會就肯定了它的可行性，但要實現(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驗室。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驗室主任。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。但實驗室到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)家都反對實驗室的軍事化，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，基地的軍隊負(fù)責(zé)實驗室建設(shè)、后勤供應(yīng)和安全保障。這就保證了實驗室內(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，掌握著整個實驗進(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，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個人知道全盤的計劃。其實，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，洛斯阿拉莫斯計算中心長時期內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的計算，但大部分工作人員不了解這些工作的實際意義。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。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30分，世界上第一顆原子彈“胖子”試驗成功。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。
曼哈頓計劃不僅造出了原子彈，也留下了14億美元的財產(chǎn)，包括一個具有9000人的洛斯阿拉莫斯核武器實驗室；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驗室；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驗室。
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，將原曼哈頓工程的全部財產(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。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驗室，其中最著名的有芝加哥附近的阿貢國家實驗室和紐約長島的布魯克海文國家實驗室(BNL)。這兩個實驗室為高能物理的發(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驗室的加速器AGS發(fā)現(xiàn)J粒子的，并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
