奧本海默出生

【歷史上的今天】1904年4月22日原子彈之父、曼哈頓計劃領導者羅伯特·奧本海默出生

羅伯特·奧本海默

人物簡介

羅伯特·奧本海默，美國猶太人物理學家，曼哈頓計劃的主要領導者之一。1945年主導製造出世界上第一顆原子彈，被稱爲美國“原子彈之父”;同時，他在原子能的控制與利用方面所從事的廣泛的政治活動也深刻地影響人類社會。

奧本海默的研究範圍很廣，從天文、宇宙射線、原子核、量子電動力學到基本粒子;他還擅長於組織管理能力，精通八種語言。奧本海默造出第一顆原子彈後成爲舉國上下人盡皆知的英雄，但噹噹原子彈試爆成功時，他內心產生了深深的負疚感。1954年，轟動一時的“奧本海默案件”又將他推上風口浪尖，最終獲得平反。1967年，奧本海默病逝，火化後骨灰撒到維爾京羣島。

主要經歷

奧本海默1904年出生於紐約一個富有的德裔猶太人家庭。他的父親朱利葉斯·奧本海默年輕時從德國移居美國，是一位成功的商人。母親埃拉·弗裏德曼是一位畫家。奧本海默家境富裕，從小就受到了很好的教育。

奧本海默是一位少有的天才，公認的神童。他在5歲時即能夠收集地質標本。

1921年，奧本海默以十門全優的成績畢業於紐約道德文化學校，因病延至次年入哈佛大學化學系學習，臨近課程結束時，他選修了著名實驗物理學家布里奇曼講授的的一門高等熱力學，使他第一次對物理學產生了興趣--這門科學觸動了他心中的"原子情結"，因而他全身心地投入了布里奇曼領導的科研項目，並決定畢業後申請去英國劍橋大學卡文迪許實驗室繼續深造。

1925年，奧本海默提前以優異的成績畢業於哈佛大學，並由布里奇曼推薦來到劍橋三一學院。其後，他又轉戰當時歐洲理論物理學研究中心之一的德國格廷根大學，師從M。 玻恩從事研究，他與玻恩合作，發表了"分子的量子理論"一文，奠定下研究分子光譜的基礎，樹立起分子研究的經典，並由玻恩指導於1927年獲得博士學位。

1927年夏，奧本海默學成歸國，先去哈佛大學，然後到伯克利加州大學和帕薩迪納加州理工學院任教。其間1928-1929年他曾又赴歐洲，先後在萊頓大學和蘇黎士大學與艾倫菲斯特和W。泡利一起切磋研究，其後的工作也深受泡利影響，始終矚目於物理學發展的最前沿。他曾早在1930年就預言正電子的存在，在1931年指出有整數和半整數不同自旋的粒子有不同的理論結構，並結合當時有關宇宙射線和原子核物理的大量觀察實驗結果，對種種基本粒子的性質進行了描述、計算和說明，未及而立之年，他已確立起自身在美國物理學界的領先地位。

與此同時，奧本海默也逐步展示出他作爲一個優秀教師的潛能和素質。他的周圍總是聚集着一羣才華橫溢、思想敏銳的優秀青年，伯克利逐步成爲美國的理論物理中心，他培養出的年輕物理學家後來也大多成爲物理學界的頂尖高手，並由此形成美國物理學界著名的理論物理學派。

1942年，是奧本海默人生的一大轉折，他被任命爲戰時洛斯阿拉莫斯實驗室主任，負責製造原子彈的"曼哈頓計劃"的技術領導。

奧本海默戰後很快就回到加州大學和理工學院，1947年又任普林斯頓高等研究院院長，並於次年任美國物理學會主席。

1945年至1953年，奧本海默成爲美國政府和國會制定原子能政策的主要顧問之一，包括擔任過兩屆美國政府原子能委員會的總顧問委員會主席。他懷着對於原子彈危害的深刻認識和內疚，懷着對於美蘇之間將展開核軍備競賽的預見和擔憂，懷着堅持人類基本價值的良知和對未來負責的社會責任感，滿腔熱情地致力於通過聯合國來實行原子能的國際控制和和平利用，主張與包括前蘇聯在內的各大國交流核科學情報以達成相關協議，並反對美國率先製造氫彈。然而，奧本海默的政治理念和從政經驗顯然是過於單純幼稚了，在艾森豪威爾上臺後，麥卡錫主義甚囂塵上之時，成爲政治迫害的對象。

1953年12月，艾森豪威爾決定對奧本海默進行安全審查並吊銷其安全特許權。1954年4月12日至5月6日長達四周的安全聽證會上，以他早年的左傾活動和延誤政府發展氫彈的戰略決策爲罪狀起訴，甚至懷疑他爲蘇聯的代理人，這就是轟動一時的"奧本海默案件"。原子能委員會的保安委員會和原子能委員會以2：1和4：1的多數，決定剝奪奧本海默的安全特許權，從而結束了他的從政生涯和藉助於原子能來尋求國際合作與和平的政治理想。

退身政壇以後，奧本海默全身心地投入普林斯頓高等研究院的教學和管理，把他的教學風格和管理才能在這兒發揚光大，並組織了一系列重要的國際學術活動，促進了其間量子場論的發展。

1965年，奧本海默患了肝炎，身體不佳。他於1966年退休，1967年2月18日在普林斯頓死於喉癌，許多科學家參加他的葬禮，遵照他的遺囑，將他火化，骨灰撒到維爾京羣島。“原子彈之父”奧本海默是50年代麥卡錫主義的受害者，是冷戰年代美國恐共病和陷害狂潮下的犧牲品。奧本海默沒有得過諾貝爾獎，但他的成就絕不亞於任何一位諾貝爾獎得主。

曼哈頓計劃

美國陸軍部於1942年6月開始實施利用核裂變反應來研製原子彈的計劃，亦稱曼哈頓計劃(Manhattan Project)。該工程集中了當時西方國家(除納粹德國外)最優秀的核科學家，動員了10萬多人蔘加這一工程，歷時3年，耗資20億美元，於1945年7月16日成功地進行了世界上第一次核爆炸，並按計劃製造出兩顆實用的原子彈。整個工程取得圓滿成功。在工程執行過程中，負責人L.R.格羅夫斯和R.奧本海默應用了系統工程的思路和方法，大大縮短了工程所耗時間。這一工程的成功促進了第二次世界大戰後系統工程的發展。

1939年9月，第二次世界大戰在歐洲爆發了，情報也顯示，德國已經在海森堡的主持進行原子彈的研究。美國羅斯福總統下達總動員令，成立了最高機密的曼哈頓計劃，目標是趕在德國之前製造原子彈。主持人是雷斯理·格勞維斯少將，格勞維斯不顧陸軍情報單位的反對，選定奧本海默爲發展原子彈計劃主任。如此迅速地把剛剛於1939年在實驗室裏發現的原子裂變現象，應用於大規模殺傷性武器的研製，衆多科學家，包括以和平主義者著稱的愛因斯坦在其中起到了推動作用，他們的動機，主要是由於納粹德國對這種武器的加緊研製嚴重威脅着整個人類文明，但也並不排除奧本海默曾提及的其它原因，如爲了早日結束戰爭，以及對於原子科學的技術應用的好奇和冒險意識等等。然而，要把原子核裂變所提供的理論上的可能性，真正變成軍事上可靠易行的原子武器，其間所須克服的理論、方法、材料、直到技術工藝上的種種難題，無疑是對於人類才智的極大挑戰。奧本海默告訴軍方，想製造原子彈，就必須集中一流科學家和最好的設備於一個社區內，並統一指揮部統籌。

1942年8月，奧本海默被任命爲研製原子彈的“曼哈頓計劃”的實驗室主任，在新墨西哥州沙漠建立洛斯阿拉莫斯實驗室，整個計劃的經費是20億美元，總工作人數10萬。“氫彈之父”泰勒協助奧本海默組織在羅沙拉摩斯工作的團隊，1943年有4000名科學家進駐洛斯阿拉莫斯，著名的科學家費米、波爾、費曼、馮紐曼等大師級物理學家皆在其內，開始原子彈的研發工作。泰勒因執意研究“超級炸彈”，跟奧本海默起了不少衝突，後來泰勒作證指控奧本海默同情共產黨，造成奧本海默處境的困難。洛斯阿拉莫斯實驗室成功地製造了第一批原子彈，隨後在阿拉摩高德沙漠上空引爆，併發出耀目閃光及冒起巨型蘑菇狀雲。1945年8月6日上午8時15分17秒，美國在太平洋蒂尼安島上的空軍基地朝日本廣島投下了第一枚原子彈。當原爆乍起，他想到了古印度《摩訶婆羅多經》中的《福者之歌》：“漫天奇光異彩，猶如聖靈逞威，祇有千隻太陽，始能與它爭輝。”

奧本海默領導着整個團隊完成了這場杜魯門所盛讚的“一項歷史上前所未有的大規模有組織的科學奇蹟”，從而不僅驗證了科學技術的巨大威力，爲儘早結束戰爭作出了貢獻，也爲自己贏得了崇高的聲譽，成了舉國上下人所共知的英雄。他被人們譽爲“原子彈之父”。

奧本海默極限

1936年﹐奧本海默等首先討論了由簡併中子態物質構成的緻密星體﹐即中子星的平衡和穩定性。這種星體的性質﹐主要由自引力和簡併中子壓力二者之間的平衡決定。利用廣義相對論的無轉動球對稱星體結構方程﹐並用理想費密氣體方程作爲中子物質的物態方程﹐奧本海默等證明﹐存在一個臨界質量M ≒0.75M ﹐M 表示太陽質量。當星體的質量小於M 時﹐存在穩定的平衡解﹔反之﹐沒有穩定的平衡解。中子星的質量上限M 就是奧本海默極限。如果採用更接近實際的中子物態方程。奧本海默極限的數值將不同於原來的數值。由於目前有關密度大於 10克/釐米時的物態方程還不確定﹐中子星的質量上限也不確定﹐一般可取爲2M 。

奧本海默極限(TOV極限，也叫奧本海默-沃爾科夫極限)即是中子星的質量上限，類似於白矮星質量上限的錢德拉塞卡極限。如上節所述，奧本海默和沃爾科夫得到的中子星質量上限約爲0.7倍太陽質量，這在今天看來應該是錯誤的，當今的結果在1.5至3倍太陽質量之間。對於質量小於此極限的中子星，支持星體的內部壓力來自中子與中子之間的強相互作用以及中子本身的量子簡併壓力;而對於質量大於此極限的中子星會在自身引力的作用下崩潰，從而坍縮爲一個黑洞，理論上在其他途徑的內部壓力支持下還可能成爲其他形式的星體(例如在夸克簡併壓力的支持下坍縮爲夸克星)。但由於對這些理論上的夸克簡併物質瞭解相對中子簡併物質更少，一般天體物理學家相信，除非有實際觀測的反例證實，中子星在超過這一極限時都會直接坍縮爲黑洞。

一顆熱核能源耗盡的星體﹐如果質量大於奧本海默極限﹐不可能成爲穩定的中子星。它的一種可能歸宿是經過無限坍縮形成黑洞﹐另一種歸宿是形成介於中子星與黑洞之間的其他類型的緻密星。