《奥本海默》,原子弹背后的罪与罚

作者: 游世欢喜LatteSunset | 来源:发表于2023-09-11 12:25 被阅读0次

郑重声明:文章系原创首发,文责自负。

在古希腊神话故事中,火神普罗米修斯为了把代表人类文明标志的火带给人间,不惜付出一切获取被天王封藏的火种,义无反顾,成为人类超级英雄。

相信很多人都会对今年暑期上映的这部叫做《奥本海默》的电影有着莫名其妙、横空出世的感觉。

尽管身处异国他乡的旅途中,我也无畏辛苦拼了命地四处找寻影院,甚至还企盼是IMAX GT LASER,因为它是诺兰的、并且全程使用70mm IMAX格式的胶片拍摄的电影。

OPPENHEIMER

如果你已经不记得初中语文课本中那篇杨振宁所写的《邓稼先》;如果你不学物理,也不了解量子力学、核裂变,还不了解第二次世界大战、日本岛原子弹爆炸;更或许你没有看过《盗梦空间》、《信条》《致命魔术》、《星际穿越》或者《敦克尔克》、《蝙蝠侠》等电影,也不是它们的导演诺兰的死忠,那么你可能生命中根本就不会出现Oppenheimer(奥本海默)以及那个科学研究突飞猛进的年代。

如果是这样,你就更应该去看这部电影,因为从此你就会知晓原子弹爆炸的原理、原子弹投放的残酷;你会了解那段历史、了解世界、认识很多为科学进步而毕生呕心沥血努力的科学家们;你就会认识奥本海默,体会人生抵达巅峰后的身不由己的悲壮与苍凉。更会幸遇诺兰,从此一生有幸沉浸在诺兰诡异的解构语言中解读天才的电影光艳。

一部典型的诺兰电影,三个小时的影片,从学生时代,直至领导原子弹研制成功并投放,以及之后的人身政治迫害,一气呵成,诺兰用极其细腻的镜头描摹了美国原子弹之父奥本海默的一生。

影片采用了非主流的彩色画面的主观视觉与黑白画面的客观视觉非线性交叉叙事,一如地运用诺兰标志性的闪回、破解等后现代解构风格在主题上作深刻的探讨,把历史、战争、科学、政治较量、宿命、人性呈现的淋漓尽致。

你得佩服诺兰,太厉害,只是一部乏味的人物传记,却被他拿捏得张弛有度,仅用音画、节奏就把意象的桥架到你心底,再通过视觉语言的魔幻切线就调动得你的情绪万马奔腾般驰骋,丝毫没有控制力地跌进他悬念、情绪,节奏的漩涡,任由随波逐流。

太牛X!

丰富的镜头渲染着人物充满矛盾的内心世界,强而有力的控场,在IMAX出色的视听品质与跌宕传奇人生故事强烈冲击的助力下令全程无尿点。文学与戏剧异曲调性的服帖融合,相得益彰的配乐、高频交锋的台词调动裹挟着心底怦然亢奋的节奏、无一不激荡着内心的波澜起伏,加之全情投入的主题深、广度鞭辟入里的紧凑表达,强大卡司阵容的精湛飙戏,堪称电影天花板。

电影后劲强力,如烈酒,灼热思绪、纷乱心神,久久不平地流连于电影的叙事与细节、以及科技的进步与对人类的毁灭的不断辨析中。人类与自然,科学与生命,到底是什么关系?是互相尊重还是互相征服。

那么人呢?梦寐以求的成功到底是什么?被碾压得面目全非的人生到底又有多少无奈。

原子弹爆炸的机理

时间的镜头拉回到19世纪,资本主义经济在第二次工业革命推动下高歌猛进地发展,欧美国家自然科学研究空前高涨。1895年,德国物理学家Wilhelm Conrad Rontgen(威廉·康拉德·伦琴)在实验的物理装置中发现了一种具有极强穿透性,能量巨大的超高频率超短波长的电磁波,命名为伦琴射线,因当时对其性质不明,故又称作X射线。

X射线对不同组织密度的穿透性不同,可作为依据判定物体组织的性能。比如根据人体不同组织包括病理组织等的不同密度的差异穿透力而进行医疗诊断。基于这种放射性射线对于医学影像的重要性,科学家们开始不断探索寻求具有射线源的放射性物质。

到了1896年,法国物理学家Antoine Henri Becquerel(安东尼·亨利·贝克勒尔)发现铀盐自身就能产生天然的放射线,其穿透力可以媲美X射线。铀是最早发现的天然放射性元素。

几乎与此同时的1897年,英国物理学家Joseph John Thomson(约瑟夫·约翰·汤姆逊)在研究中发现了电子,这一发现证明了原子不是物质组成的最小单元,原子可以分割。

一年后的1898年,法国著名波兰裔科学家、物理学家、化学家Maria Skłodowska Curie(玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里,即居里夫人)与同事发现放射性比铀强百万倍的新放射性元素Radium(镭)。

随着放射性物质越来越多地被发现,科学家们开始探寻与研究放射性来自原子核哪里?人为变革原子核的意愿出现。

不稳定的放射性原子核会自发放出射线的现象称为Radioactivity(放射性)。放射性元素最终都会转化为另一种完全不同且稳定的元素,放射后会分解或衰变为更稳定的构型元素的过程称为Radioactive decay(衰变),衰变时放出的能量称为Decay energy(衰变能量)。原子序数在83(铋)或以上的元素都具有放射性。

1905年, Albert Einstein(阿尔伯特·爱因斯坦)提出著名的核动力质能方程

爱因斯坦核动力质能方程

其核心是指物体质量中蕴藏巨大能量,达到一定条件时,便释放。这一理论为核能的利用提供了理论依据。

Atom bomb(原子弹)就是利用铀或钚等容易裂变的重原子核在裂变瞬间释放巨大能量的原理而发生爆炸的,同时伴随大量辐射。

至此,原本为医学服务的对放射性物质的研究开始分支出核能研究。

核裂变链式反应

那么接下来的问题是:如何激发启动和控制原子核裂变?

1919年,英国物理学家Ernest Rutherford(欧内斯特·卢瑟福)使用天然铀辐射️中的α粒子轰击氮原子核,第一次实现了原子核的人工嬗变,即一种放射元素通过激发核裂变反应发生转化,开辟了人为变革原子核的途径。

1932年,卢瑟福的学生,英国物理学家James Chadwick(詹姆斯·查德威克)发现不受静电力影响的中子,适合轰击原子核,至此也证明了放射性来自原子核内部,这一发现敲开了人类进入核能时代的大门。

1934年,法国物理学家Joliot-curie夫妇(Frederic Joliot-curie,F·约里奥·居里和他的夫人Irene Joliot-Curie,I·约里奥·居里)。用α粒子轰击铝,首次人工产生了放射性元素。

同年,美籍意大利物理学家Enrico Fermi(恩利克·费米)改用经过减速的中子轰击原子核激发出更为强烈的核反应。

这意味着人工可以激发原子核产生放射性元素,又可以以最有效的方式启动核裂变反应的发生。

1938年,德国放射化学家和物理学家Otto Hahn(奥托·哈恩)和助手Fritz Strassmann(弗里茨·施特拉斯曼)在多次用中子轰击铀核实验中发现,铀核发生了裂变,分裂成两个其它元素原子核,并释放出巨大的能量,这一过程被定义为:Heavy nuclear fission(重核裂变)。

重核是质量数较大的原子或原子核,表示原子中的质子和中子数量比较多。理论上大于铁原子核质量数 (56)的即为重核,核反应中通常指铀核或钚核。

当铀或钚等重核元素被中子击中,一个重核裂变成两个轻核,同时会释放出neutron(中子),当每一次的核裂变中新产生的自由中子数的增值系数大于1时,核裂变就继续进行。

如果附近没有重核原子,那么这些中子将会以中子射线的方式飞走,成为辐射的一部分。但几千克的一块铀内的一个重核原子附近是一定具有无数个同类原子核存在的。新生中子再去轰击周围的重核使新的核发生分裂,从而产生裂变的连锁反应,即为核裂变链式反应。约里奥-居里夫妇率先证实了这一链式反应的可能性。

图中所示: Nroton:质子;Neutron:中子; Uranium 236: 铀236;Cesium =Cs :铯 ;Rubidium=Rb:铷;Initial neutron bombardment :最初的中子轰击;fission fargment  :细胞碎片;Energy:能量。

铀236原子被最初的中子轰击裂解成两个新原子:铯和铷。每次原子核破裂,会释放出中子和额外能量。新的中子继续攻击附近的原子核,链式反应持续。

The Nuclear Fission Chain Reaction核裂变链式反应

1939年第二次世界大战爆发前夕,丹麦物理学家Niels Henrik David Bohr(玻尔尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔),和美国物理学家John Archibald Wheeler(约翰·阿奇博尔德·惠勒)的研究指出,铀235比铀238更能发生裂变,而慢中子更能引起裂变。至此,关于释放原子核能的理论和实验依据均已经具备。

周而复始的重核裂变反应中,一微秒不到的时间内,一千克的铀中会有2.5x10的24次方原子核发生裂变反应,全部裂变释放的能量相当于2万顿TNT当量,相当于2700吨煤燃烧的能量集中于瞬间释放。

以电磁波方式射出的额外能量,以及一些放射形式的剩留的中子、逃逸的中子统称为放射性物质的辐射(Radiation)。

发生重核裂变链式反应的条件是控制临界体积(临界质量),即能发生链式反应的最小体积最小体积(最小质量)。

核裂变的铀由天然铀矿物资浓缩提取,这就是为什么铀资源引发全球争夺战的缘由。

科学家们已经清楚地认识到,只要链式反应一开始,无比巨大的能量就会在极短的时间内爆发出来。这使制造原子弹等核武器成为可能。

曼哈顿计划

电影中的曼哈顿计划,是指1942年6月,一项旨在通过核裂变反应,将原子能用于军事目的的美国陆军实验。该计划耗费20亿美金、历经三年,实现了人类文明有史以来的首次核爆炸,并按照预定计划将研制出来的,代号为Fat ManLittle Boy两颗原子弹,投在了日本的长崎、广岛。

1945年“三一”核试验时被放置于发射试验塔顶的核装置The Gadget。© Getty Images

计划源于1939年4月,纳粹德国召集了6名原子物理学家,决定开始制造铀的武器装置。同年9月,制定了“U计划”,开始秘密研制核武器。

深知原子武器对人类将会产生巨大灾难的丹麦著名核物理学家玻尔立即前往美国,与流亡在美国的科学家费米汇合,同时联合当时定居在美国的科学巨匠爱因斯坦,亲笔写信给总统罗斯福,呼吁美国尽快开始研制原子弹,以毒攻毒阻止这一灾难。

但美国总统一直举棋不定,没有足够重视,直到两年后珍珠港事件引爆太平洋战争,美国参战,并于1942年启动20亿美元作为原子弹研究经费,由奥本海默担任首席科学家。

1945年,代号为Thin ManFat Man和小男孩Little Boy的三颗原子弹成型,并于7月16日清晨,在美国实验基地试炸Thin Man成功。实验爆炸威力达到两万吨TNT当量。

1945年5月7日德国已经无条件投降,但之后的1945年8月6日和9日美国分别向日本广岛和长崎投掷了另外两颗原子弹,造成数十万人伤亡。

日本随即投降,原子弹让第二次世界大战提前结束。

奥本海默

诺兰导演通过影片带领我们探讨了这位原子弹之父的物理学家在曼哈顿计划前后对原子弹充满人性的内心世界与转化。他为人类带来和平的同时,内心与精神却承受了无以言表的苦痛。

J.Robert Oppenheimer(尤利乌斯·罗伯特·奥本海默),美籍犹太裔物理学家、时任加州大学伯克利分校物理学教授,是美国研发原子弹的曼哈顿计划核心人物之一,领导制造了世界上第一颗原子弹,被誉为原子弹之父。

他对原子核结构和核反应有着深入研究与见地,建立了核物理的一系列基本概念,并提出了Oppenheimer-Phillips过程的核反应机制,对物理学、原子核物理、天体物理学等众多领域都做出了巨大的贡献。

J.Robert Oppenheimer(尤利乌斯·罗伯特·奥本海默)
关于成功、关于人性

诺兰的这部史诗级传记大片对焦的并不是原子弹的制造和诞生,他更关注科学家在科研成就中对自然、战争于人类的人性取舍、忏悔与救赎,是关于人的生命中那颗一触即发的自我“原子弹”,是以电影的名义讨论了核武器之下和平与战争、个人前途与国家命运间何去何从的本真命题。

出生即衣食无忧的奥本海默,一直单纯地心怀远大科学愿景,攻克核反应及装置是对其研究领域的空前进步,当原子弹研发开始和它的预期如期而至时,他天真如孩童,满心欢喜地穿着军装意气风发、趾高气扬地穿梭于研发实验的大漠黄沙中的。

无可置疑,原子弹是毁灭性武器,它不仅对目标周围的环境和民众会造成触目惊心的灾难,更由于它在爆炸时会产生长期的放射性污染,对人类与生态环境都会造成千秋万代的危害。

当时,奥本海默与科学家们是知道按下那个按钮,即是核裂变链式反应不可控之际。而且在引爆装置里的是60千克的浓缩铀,这意味着它一旦启动,能有效完全发挥作用的话,就可能毁灭整个世界。他们一边清楚核武器的危害,另一边却更在乎成功,无论这种可能性有多小,他们还是按下了那个按钮,尽管那只按下去的手一直在颤抖。

整个世界因此发生变化。

三一(Trinity)核试爆炸现场,原子弹被引爆的那一刹,巨大的能量光令天地间一片死寂地空白,仿佛时钟停摆,万物生灵消失殆尽,那一刻,奥本海默潜在意识里的光环猛然被击碎:“现在,我成为了死神,世界的毁灭者。”

1945年7月16日,“三位一体”爆炸后0.025秒的画面。© U.S. Department of Defense

三周后的广岛、长崎原子弹爆炸后,死亡的哀嚎与胜利的欢呼隔空交织,游荡在庆祝核弹爆炸成功的集会上,奥本海默内心被创造出大规模毁灭性武器的罪恶感逐渐填充,如巨大的毒蛇盘亘在其思绪中肆意吞噬他成功的喜悦,那些比核爆还要震耳欲聋的爆裂声响,如穿透灵魂的Damocles利剑,难以解脱。那一刻开始,他幡然醒悟,那醒悟就像是被核辐射笼罩一样,令他不堪重负。他从此面无表情,从一个人,变成了“我的双手沾满了鲜血”的神。

奥本海默原本是不余遗力地攻克科学难题,却成为摧毁世界的死神。

电影最精彩的华章就在这里,诺兰用了很多细节进行诠释他的潜意识变迁,如同普罗米修斯一般:备受煎熬地给了人类火种,人类却不能控制火。奥本海默意识到作为几乎可以毁灭人类的武器,原子弹的使用与否于他,已经失控。

OPPENHEIMER

投放在日本的原子弹,尽管没有带来全球的毁灭,但科学家们无法摆脱负罪感,他们研究理论的初衷并不是拿出来用以战争中较力的。

奥本海默的道德正义感被激活与唤醒,他认为投放原子弹并没有必要,尽管它结束了那场战争,但核武器的破坏性促使奥本海默反对其进一步发展。在广岛长崎原子弹爆炸两个月之后,奥本海默辞职。

他开始反抗,也试图说服总统,游说国际对军备进行管制,他运用自己的国际声望与影响力发表演讲,反对核扩散和更具威胁的氢弹武器,但与政客的个人恩怨借二战后兴起的麦卡锡主义、反共情绪之名将他推入深渊。

1954年,在长达四周的一场所谓安全听证会,让这位国际原子弹顶级专家,如同剥光了外衣一般,面对政敌一手操控、设计的攻击。这场攻击以国家的名义,其实质并不代表国家或人民的意志,只是个人布局,就可以令奥本海默在政治游戏中被质疑对国家的忠诚。

这意味着一个国家的核弹功臣终生无法再接触国家的核弹研究机密,直到1967年,带着个人屈悲的奥本海默黯然离世。

奥本海默是大时代背景下科技发展塑造的神话,他研究理论的初衷是突破先进的科学与技术,一生力求拯救世界,可这先进技术却催生了战争,毁灭着人类,让人间成了罪恶的修罗场。他无力避免科学进步带来的灾难,甚至掌控不了作为顶级科学家自己的命运。他虽扶持美国核武器走上霸主地位,却将自己置于了神话殉道者的位置。

希腊神话中,为人类偷取火种的普罗米修斯,最后被天王宙斯用一条永远也挣不断的钢索,钉在了高加索山上的悬崖峭壁间,有鹫鹰每天都来啄食他的肝脏。

即使这样,普罗米修斯依旧让饱含情感的肝脏不断地自我补充。

The person I admire the most is probably someone who excels in many things, but still have their face covered with tears.
——J. Robert Oppenheimer

注:所有科学家及其研究成果、研究数据、图表均出自专业参考文献。

2023/08/27VBC

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