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1941年哥本哈根密會的另一個疑點

關於1941年海森堡拜會波耳的羅生門，除了我在上一篇〈為什麼海森堡未造出原子彈〉所分析的，還有個蠻奇怪的史料，這件事在電影《奧本海默》所改編的原著傳記《奧本海默——美國的普羅米修斯》中也有寫到。1943年12月30日波耳抵達美國洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）後，向歐本海默等人轉述海森堡在那次會面所透露的訊息： 「波耳不只告訴他們海森堡證實了德國炸彈計畫的存在，他還展示了一張他說是炸彈的草圖，聲稱是海森堡本人畫的。不過只看了一眼，每個人就都認為草圖描繪的不是炸彈，而是鈾反應器。『天啊，』貝特看見那張草圖時說：『德國試圖對倫敦投擲反應器。』」 為什麼我覺得奇怪？因為波耳當時受到蓋世太保的監視，海森堡怎可能留下一張親筆所繪的反應器給波耳，萬一被蓋世太保拿到，海森堡肯定會因洩漏軍事機密而觸犯叛國罪，他何必留下會危及性命的證據？ 如果這張圖不是海森堡所繪，那麼就是波耳自己畫的了。他應該是在事後才憑記憶畫下海森堡向他描述的裝置（或者波耳辦公室有黑板的話，海森堡也可能畫在黑板上再擦掉），但因為誤把反應器當成原子彈，才會氣憤地對海森堡下逐客令，並在多年之後仍堅持海森堡當時的意思是正在全力研製原子彈。 那麼波耳為什麼要說是海森堡本人畫的？只因為他太害怕德國先造出原子彈，所以希望藉此讓美國更卯足全力趕工？（不過這張圖反而讓歐本海默第二天向葛羅夫斯將軍報告說：一個爆炸的鈾堆實際上是沒什麼用處的軍事武器。） 不過在電影《奧本海默》中，並沒有讓波耳展示這張圖，只是讓他以口頭說海森堡透露他們用的減速劑是重水。為什麼諾蘭在這裡反而沒有忠於原著？讓波耳從口袋拿出一張紙，聲稱是海森堡畫的原子彈草圖，這樣不是更有戲劇張力嗎？難道諾蘭也覺得海森堡不可能畫這張圖，才棄而不用這則史料？另一方面，波耳這樣的大師竟然看不出反應器不等於炸彈，似乎也有違他的人設？ 總之，這則史料還蠻耐人尋味的，不管就實際歷史或是就這部電影而言。

為什麼海森堡未造出原子彈？

如電影《奧本海默》所演的，由於德國物理學率先發現鈾的核分裂並釋出超乎預期能量，引起美國擔心納粹若有核武，後果將不堪設想，於是全力投入曼哈頓計畫，務求盡快做出原子彈對付德國。 結果後來發現德國在核能的研究根本還差得遠，按理說德國不乏這方面的專家，所佔領的地區又有開發原子彈所需的豐富資源，為什麼反而落後美國這麼多？德國主持核武計畫的是海森堡（Werner Heisenberg），有人相信他也不樂見納粹擁有原子彈，所以基於良心而故意拖延；有人則認為他始終為虎作倀，只是能力不足才做不出來。究竟哪個才是真相？ 矩陣力學 1924年，前一年剛獲得博士學位的海森堡也順利取得大學任教資格，他原本要在哥廷根大學擔任講師，同時擔任玻恩（Max Born）的助手，但一筆突來的獎助金，讓他得以前往丹麥跟隨波耳（Neils Bohr）做研究。波耳才於1922年獲頒諾貝爾物理獎，獲獎原因是九年前提出電子軌道量子化的原子模型；這正是吸引海森堡研究原子物理的原因，如今有機會蒙大師親炙，他當然要好好把握。 沒想到海森堡在哥本哈根待不到一年就取得巨大成果。他深入探討波耳的原子模型，發現其實根本無從得知電子軌道半徑的大小，唯一能觀測到的只有電子躍遷到另一軌道的前後，所吸收或釋出的電磁波頻率及能量差異。因此，他主張無需行星軌道這種古典模型的假設，而應該用觀測到的能量與頻率來描述粒子的行為。 第二年海森堡回到哥廷根大學後，經由玻恩與同僚約爾丹（P. Jordan）的協助（幫他用數學本來就有的矩陣運算處理複雜的計算），發表矩陣力學，為量子力學奠定數學基礎。 不確定性原理 1926年，海森堡受波耳之邀，重返哥本哈根大學講課，同時擔任波耳的助手。第二年他就發表了更令古典物理搖搖欲墜的「不確定性原理」（他用的德文原本是Ungenauigkeit，相當於英文的inaccuracy）──不可能同時精確測量出粒子的位置與動量。因為要知道粒子愈精確的位置，就得用波長更短的光來「照射」粒子，但光的波長越短，能量就越強，也就更會影響粒子的動量，所以永遠都會顧此失彼。 但波耳隨即給予當頭棒喝：這樣的解釋仍未脫古典物理的觀念，因為這等於承認粒子有確切的位置和動量，只是我們無法精確測量出來，但並非如此！波耳主張「互補原理」是萬物的本質，某樣性質總是和另一項性質互補，就像「波粒二象性」，粒子特性越明顯，波的特性就越不明顯，反之亦然，但這兩個互補的特性永遠存在。因此問客觀的位置與動量是什麼是沒有意義的，我們能掌握的只有觀測到的結果。 海森堡大澈大悟：並非測不準，而是原本就具不確定性；他隨後也改用德文的Unsicherheit與英文的uncertainty稱之。海森堡與波耳就此開創了哥本哈根學派，連同稍早玻恩對薛丁格方程式的機率詮釋，徹底改變了量子物理。海森堡成為物理界耀眼的新星，1932年獲頒諾貝爾物理獎後，更是躋身大師之列，他萬萬沒想到有一天亦師亦友的波耳會與他決裂。 哥本哈根之會 1941年9月中旬的某一天，海森堡來到哥本哈根大學拜會波耳。此時二次大戰已開打兩年，德國已閃電戰席捲歐陸，包括丹麥也在一年半前淪陷，海森堡深信無需原子彈，德國肯定也會取得最後勝利。（此時德國在東西戰線都勢如破竹，美國尚未參戰，要到年底在蘇聯的德軍受制於嚴寒天候，以及日本偷襲珍珠港迫使美國宣戰後，戰局才開始扭轉。） 是的，海森堡和同事們正在研究核反應器以及原子彈，儘管目前仍無太多進展，但戰爭結束後勢必會繼續進行。屆時不僅德國，包括英美等國的科學家，也都要面對是否應該研發武器的道德問題。這正是他特地來拜訪波耳的原因，希望恩師明白他並不願意也不會做出原子彈給德軍用於這次戰爭，但更重要的是，是否有可能也讓所有的物理學家都能同意不要致力於製造原子彈。 然而海森堡知道蓋世太保一直在監聽波耳，為了避免這番談話危及自己，因此他並未明白說出，而是以間接的方式小心謹慎地向波耳暗示。但大概他表達得太過隱晦了，反而造成波耳誤解，竟然憤而對他下逐客令，匆匆結束這場會面。海森堡沮喪地離開，心裡明白恩師從此與他恩斷義絕了……。 波耳記得的並非如此 不過當波耳看到歷史作家容克（Robert Jungk）在1958年出版的書中，按海森堡如上所述記載哥本哈根那次會面後，氣憤地下筆寫信給海森堡，要提醒他事實並非如他所言。波耳寫了好幾封，但一封都沒有寄出去，這些塵封的信稿直到2002年才公開，其中一封寫道： 「……。你在那裏的含糊其辭只讓我確信，在你的領導下，德國一定會盡全力研製原子彈。」 在另一封信中，波耳也說： 「你告訴我，你堅信這場戰爭如果持續夠久，最後的勝負關鍵將是核子武器，而我沒有感覺到你給了我任何暗示，說你和你的朋友正在往另一個方向努力。」 究竟海森堡是想避免各界指責他為虎作倀，才故意扭曲與波耳的談話內容，來美化自己的在戰爭中的角色？抑或波耳原本就對海森堡為納粹效力感到不悅，所以聽不進他的婉轉表態？ 如果說海森堡和波耳的此次會面因為沒有第三人證，成了各說各話的羅生門，那們是否有其它證據佐證德國未能開發出原子彈，真的是如海森堡戰後好幾次宣稱的，他是故意拖延，而不是不知道怎麼做？ 秘密錄音 1945年5月到6月之間，包括海森堡在內的十名負責核能研發的科學家被美、英兩國的特遣隊擄獲後，於7月初安置到英國劍橋附近的「農場會館」（Farm Hall）。他們渾然不知建築物內到處都安裝了竊聽器，錄下他們的對話。 當他們於8月6日晚餐前得知美國在廣島投下原子彈時，每個人都驚駭不已，他們在餐桌上的討論當然也被錄了下來，以下是摘錄其中的譯稿。 （前略） 哈恩（Otto Hahn，就是他最先發現核分裂）：「……。如果美國人有個鈾彈，那你就是二流的了，可憐的過氣海森堡。」 勞厄（Max von Laue）：「無知的！」 海森堡：「他們提到原子彈時有用到鈾這個字嗎？」 眾人：「沒有。」 海森堡：「那就跟原子沒有關係。雖然相當於兩萬噸的巨爆是很驚人。」 ……（眾人討論，略）…