“冶金实验室”选定芝加哥大学运动场西边看台下的一个回力球场,作为建立更大的原子反应堆的地点。赫金第校长已经禁止人们到校园里踢足球,运动场便变成了一个杂用的所在。物理学家们便在这里把“堆”建立起来。
最初还只是建小堆,因为所需的材料来得很慢。但每次装箱的材料运到时,他们的精神就为之一振。像安德生,就是个性急的人。他的身材虽然较瘦弱,却极有耐力。他可以昼夜不停地工作,也能带动同事们一道热情勤奋地工作。
有一次,一批箱子在星期六下午运到了。平时雇来开箱的工人都已下班。一位年龄稍大的教授看了那些箱子后轻轻地说:“那些人星期一上午会来开的。”
“那些人?管他!我们现在就来开。”安德生坚定地说。那位教授听了,也只好脱去大衣,两个人便一起动手干。
形势越来越紧迫。“德国会比美国更先研制出原子武器吗?”“这种武器一旦研制出来,会使他们赢得这场战争吗?”
这类回答不出来的问题,促使那些主持人不得不要求那些科学家们加紧工作。
到了1942年春天,成功在望了。在回力球场建立起来的一个小“堆”
已证明了一个临界体积的原子堆可以产生链式反应。
从小“堆”的实验中,积累了建立更大的“堆”的知识。现在需要建一个更大的“堆”来做更重要的试验了。
大概是在五六月份,费米和冶金实验室的一批人在印第安沙丘上,面对海风吹积的沙丘,他和斯德恩教授议论试验的问题。他们走在其他人的前头,用别人听不懂的话来交谈。因为人们虽然知道建立原子堆的事,但还不知道费米对原子堆的成功已经胸有成竹。链式反应的成功在当时还是一个秘密。费米可以和斯德恩谈是因为他是主持人之一。
建立大“堆”,要等待铀和石墨收购运来。这个时候,安德生便特意到轮胎橡胶公司订做一个橡皮布的方形气球。公司的人从来没有听说过方形气球,也不相信这种气球会飞。起初他们用怀疑的眼光看着他,但是这位青年人却一本正经地说出详细的规格,确切地告诉他们他所要的是什么。结果公司答应制作。
大约两个月后,公司把方形气球送到回力球场来了。来时气球折叠得整整齐齐,一经打开之后,便是一件从地板到天花板的庞然大物。
费米在哥伦比亚大学用罐头式的堆来试验时,可以从石墨的空隙中抽出空气。但要把他们现在想建的大“堆”装在罐头里,那就太不实际了。于是才想到了方形气球。必要时也可抽去空气。
回力球场并不大。当科学家们把气球打开来想把它摆好时,却看不见它的顶面。这里有一座活动升降机,是一种装在轮上,有一个平台可以拉上扯下的架子。费米便爬到平台上,让人家把他拉到可以看见顶面的地方。他就在那里发号施令:
“大家准备!”
“现在扯绳子把它拉起来!”
“再往右一点!”
“向左边拉紧绞轳!”
从下面望上去,他就像一位舰桥上的海军司令。因此有一个时期他就被伙伴们戏称为“海军上将”。
当方形气球的五个方向都稳固后,他们便开始在里面垒堆。他们要叠的是个直径26英尺的圆形堆,而用一个方形的气球罩着它。
用以支撑圆堆的是大块的本头。他们在气球里安放好一块木头后又来构想第二块的形状和大小。因此在回力球场和附近的木匠店之间,不断有些中学生来往。他们搬来了做好的木头,又带去了新木头的规格。
当那些物理学者动手垒石墨砖时,所有的东西都染黑了。石墨粉盖满了地板像舞场地板那样滑。披着外套和戴着护眼眼镜的人们,就在黑尘漫漫中滑来滑去。其中有一个女性,就是勒安娜·伍兹,她和男人们一样无法分别,也同样受指挥者叱责。
那些依照订单交货而不明其用场的木匠、机匠,以及那些协助垒堆的中学生,对于那漆黑一团的忙乱都感到奇怪。然而,要是他们知道最后的结果是造成原子弹的话,他们一定会把那座回力球场改名为魔鬼殿了。
随着圆堆的不断增高,物理学家们的工作难度也比预先设想的越来越大。
他们原计划圆堆的直径是26英尺,但最后几层却增加不上去,因而堆顶成为平坦的了。抽去空气证明不必要,气球也就并未封闭。堆的临界体积比预期的达成得更早。
从安放第一块石墨砖到圆堆完成只花了六个星期。完成那天是12月2日上午。
安德生这时已经十分疲倦,他是从头天晚上七点干到第二天凌晨两点。假若在夜里他将一根控制杆扳动一下,那么他就会使圆堆运作起来,而至少在技术意义上他将成为发动链式反应的第一人了。这种诱惑虽然很强烈,但他知道在道义上他不该这样做。这样做未免对不起费米了,因为费米是领袖。他阐明理论,指导研究,一些基本观念都出自他。领导最后试验和控制链式反应的特权和责任也都应该是他的。
“因此所有荣誉应该是属于费米的。”安德生在好几年以后还在对加蓬这样说。说这话时还不无怏怏之意呢。
齐恩这天也工作得很晚。他也有机会可以发动链式反应,但他却完全没有这个想法。他不管,那不是他的事。他的任务是发出购料订单,注意订的东西按时交到,监督石墨的碾制,督促其他的人做得更快更有效率。他用发脾气和叫喊来达到目的。六个星期内圆堆完成了,他才如释重负地轻松下来。
那三个被派去圆堆顶上的青年人感想如何,却没有人知道。他们被称为“敢死队”。他们像被派去注视可能发生的大火而准备随时灭火的消防队员。他们的任务是:如果发生什么意外的事,即圆堆的操作到了无法控制的时候,他们就必须把溶解了的镉淋下去——镉溶液会迅速吸收中子,阻止链式反应的发生。
惟一的女性伍兹镇定而从容,只有她那深黑色的眼睛露出了她的警觉。
这天上午聚集在回力球场的人中,只有一个是与“冶金实验室”没有关系的人,他就是杜邦公司的格林华特先生。他后来成为公司的董事长。这天他刚好来和陆军部的高级人物会谈。康普顿就把他带来参观。
当时,格林华特先生和他的公司正处在为难之时,不知如何决定。
陆军部已于8月份接管了铀的研究计划,并改名为“曼哈顿计划”,派格罗夫斯将军主持其事。格罗夫斯将军很有信心,在链式反应还未实现之前,他就已经督请杜邦公司大规模地建立原子堆了。
他们告诉格林华特先生:在一个原子堆里,铀分裂时会产生一种新元素——钋。钋大概适合于制造原子弹。他们曾把格林华特一班人带到伯克莱加州大学去参观钋的研究,然后又让他们来芝加哥与陆军部的首脑们会商。
格林华特很犹豫。他的公司是愿意为国家效力的。但对于原子堆和钋,他们却毫无所知。
康普顿也参加了会商。他决定破例请格林华特来观看原子堆的第一次操作。
试验即将开始,场里一片肃静。
除了那三个蹲在堆上的青年和年轻的物理学者乔治·威尔站在镉杆边听候命令行事之外,其余的人都跑到回力球场北端的悬楼上去。
费米担任试验总指挥。他那灰色的眼睛显示出全神贯注、镇定自若、充满信心。
“堆还没有开始操作,因为里面有一些吸收中子的镉。只要一根镉杆,便可以阻住链式反应。所以我们第一步是,除了威尔所掌管的一根外,要把所有的镉杆都抽出来。”
他说完时,别人就依着他的话去做。所有的步骤都是练习过了的。
因此费米便一直说下去,用手势来帮助他指挥。
“正如其他镉杆一样,这一根镉杆被抽出来时是可以自动控制的。
要是链式反应比我们所预料的更强烈,这根镉杆便会自动地再插到堆里去。”
“这支笔将记录下辐射的密度。当原子堆发生链式反应时,它将一直向上划上一条线,不会停止。换句话说,这是一条指数线。”
“现在我们开始试验!威尔要把那镉杆一节一节地抽出。我们将记录下尺度,看看堆的操作是否和我们估计的一样。”
“威尔要把镉杆停留在13英尺上,也就是说,镉杆还有13英尺留在堆里。”
“这时,计算器将响得更快,而那支笔则上升到这一点,然后停下来。”
“动手罢,威尔!”
大家都停止了呼吸,瞪大了眼睛盯着那支笔。费米颇有信心地露齿而笑。
这时计算器响得密了。指数笔向上移动,直到费米说它会停止的地方便停了下来。格林华特先生惊叹了一声。费米继续笑着。
他发出了更多命令。
威尔每抽出一节杆时,计算器便响得密一些,指数笔也升到费米预指的地方才停了下来。
费米知道,这是一次在一个大城市中心举行的新试验,必须万无一失。其实他自己深信,就是威尔一下子把镉杆全抽出来了,链式反应也只会慢慢增加,而只需把任何一根镉杆再插进去,反应便会停止。他只是不愿意有任何未能预见的现象来打乱试验的进行罢了。
这种新试验会带来什么危险,产生什么后果,都很难说。就理论上说,爆炸是不会有的,由于失去控制而产生致命辐射的可能性也不会存在。但是,他们试验的却是一种未知的事物,不敢说所有的疑问都有了绝对的答案。因此必须小心从事,不能鲁莽。
已是吃午饭的时候了,大家都没有饿肚子的感觉。但费米是一个依习惯行事的人,这时,他便高声地喊道:
“我们吃饭去!”
这句在特殊环境里、特殊时刻喊出的语言,久久地回荡在人们的耳边。后来,这句话竟成了被人们誉称的一句“世纪性名言”。
吃过饭,大家又回到原来的地方。格林华特这时已兴奋到迫不及待的样子。
但试验仍按部就班地进行下去,直到下午3点20分的时候。
费米又对威尔说:“再抽出来一英尺!”
接着他转身向悬楼上的人说:“行了,现在原子堆将发生链式反应了。”
计算器越响越密,指数笔直升上去,并不停定——链式反应在进行中了。
伍兹跑到费米身边,用略带恐惧的声音轻轻地问:“在怎样的情形之下它们才会发生危险?”
“敢死队”这时高度警惕着,准备随时使用液体镉。有没有意外,就在这一刹那间了。
什么意外也没有发生。
那群人注视着计算器和指数笔达28分钟之久。
原子堆一如他们所预期的那样运转着。
费米舒了一口气。有人欢呼,有人鼓掌。这次试验的成功,距原子弹的诞生,只有一步之遥了。