二战的科学

雷达对不列颠战役的胜负影响很大。雷达是美国海军发明的，是无线电探测和测距的缩写，它的工作原理有点像蝙蝠寻找猎物的方式。发射器发射出信号，它会被接收到的物体反射，根据接收到的信号，你可以判断，是否有东西进来了。但它是如何发展起来的呢?亚当·墨菲采访了达克斯福德帝国战争博物馆的克雷格·默里。

雷达当然不是英国人发明的，但它是英国人用来做它应该做的事情的。德国人提出了一种用于德国海军舰船的想法，但从未真正付诸实践。但是实际的技术，无线电测向技术，从无线电发展的早期就已经存在了在20世纪初，人们用它来定位事物，通常是天气，船只。你无法知道某物有多远，但你可以确定它在哪里，如果这有意义的话。更多的是“我们知道它在那里”，但技术是如此有限，它只能用于相对短期的气象事件，比如即将到来的风暴或雾。20世纪20年代发生了一件事，一个叫罗伯特·沃森-瓦特的苏格兰物理学家，他在气象局工作但他在国家物理实验室的无线电研究部门工作，那是一种联合实验室;他对无线电波很感兴趣。

他为Met系统开发了一个叫做“赫夫达夫”的系统，它基本上能立即给你一个修正;英国气象局用它来为飞行员编写天气报告，这样他们就可以知道风暴什么时候来了。所以他有这个。之后，我想大概是在1927年，英国气象局和国家物理中心的实验室合并到这个新实验室，他开始负责。他在1931年与阿尔弗雷德·威尔金(Alfred Wilkin)进行了一场比赛，他们据此发表了一份报告，称附近的飞机导致了信号的减弱。基本上，力量来了又去;如果你在听收音机，这有点令人恼火，声音进来，出来，消失，扭曲，剪辑。有了这三件事，他们就有了在雷达上工作的基础。因为早在20世纪初，他们就意识到金属会反射无线电信号，而事实上，在一个地区出现的飞机会扭曲信号。这是一种存在某种东西的想法。

亚当-但这怎么能转化成一个完整的军事传感基础设施呢?就像所有优秀的间谍故事一样，都是从死亡射线开始的。

克雷格- 1934年的蒂泽德委员会，基本上是在那里研究防空…因为当时的理论，以及一些被提出的理论，是炸弹袭击者总是会通过的，你无法真正防御他们，因为我们不知道他们什么时候来，等等。1934年，英国皇家空军进行了一次大型演习，大约350架飞机被分成两组:一组是轰炸机，一组是战斗机防御者，他们得到的唯一信息是来自地面观察员的袭击报告。他们发现70%的轰炸机可以在没有遇到战斗机的情况下袭击伦敦。所以这并不好。当时也有谣言流传——这也是蒂泽德委员会开始联系沃森-瓦特的地方——有谣言说，使用无线电信号可以产生死亡射线。任何有头脑的人都知道这是胡扯，完全是胡说八道;但是英国皇家空军、空军部和蒂泽德委员会说:“好吧，我们需要检查一下，因为如果里面有什么东西，你肯定不希望德国人得到它;因为如果他们真的拥有它，当他们的轰炸机进入时，他们会击落空中战斗机，反之亦然。”所以他们想，“我们至少要通过科学来检验一下。 Let science decide if it's bunk or not". Wilkin is given the task by Watson-Watt to have a look at it, and pretty much quickly turns and says, "it's nonsense, it'll never work. But I'll tell you what it does do, the radio waves: it can detect incoming objects." And this is reported back to the Tizard Committee, and they're like, "yeah, thanks for telling us, we kind of knew that. We hoped what you'd say was that the death ray thing is bunk, and it is; but we like this, this is interesting what you've got here on incoming things."

亚当-所以有了一种新的可能扭转局势的方法，这就需要在科学上投入大量资金。

克雷格:1935年他们发现了一些东西，他们可以在一百英里外发现有东西来了。在36年之后的一段时间里，他们成功地让塔工作起来，这样他们就可以确定来袭袭击的高度。直到1940年，我们才有了这些旋转雷达，我们现在想到的这些雷达可以探测内陆。事实证明，因为德国人统治法国的速度相对较快，所以他们把飞机设在了加莱，所以他们原本以为从很远的地方飞来的东西现在却从英吉利海峡对岸20英里的地方飞来。我总是喜欢把它想象成有点像美国军方在20世纪60年代发明的互联网。它没有可以被击倒的中心;我是说，这也适用于雷达站。飞行员凭直觉不会飞到桥塔附近，这很可怕，因为那里有电线，那是自找麻烦;轰炸它们也非常困难，因为它们是一个格子结构的塔，爆炸往往会出来，所以很难摧毁。即使你设法摧毁了它们，邻近的车站也可以接管它的影响，所以它们相互补偿。 So it's a nigh-on impossible tasks for the Germans to remove this system, coupled with the fact that they don't fully understand what it does, and they don't really get the radar is picking them up. They just don't seem to get the radar thing at all.

第二次世界大战期间进行了许多科学研究，其中很多都是开创性的。但是很多可怕的事情也是以科学的名义做的。尤其是在集中营里对不情愿的人进行的实验。那里发生了什么，谁是受其影响的人?亚当·墨菲采访了牛津布鲁克斯大学医学史教授保罗·温德林。

保罗-希姆莱将集中营视为人类实验的真正资源，这是他在第二次世界大战期间开发的资源。一直持续到战争结束，其中一种实验是传染病实验，他们试图找到预防性免疫。其他类型的研究工作是为了军事目的，在达豪集中营，有关于航空的实验，关于低压的，所以战斗机飞行员必须做快速下降的操作，这样他们就不会昏厥。问题是昏迷的原因是什么。所以在囚犯身上做了低压实验，这些囚犯被带到死亡的边缘。所以死亡的过程在这些压力室里被严肃地研究，然后尸体被解剖。当时，德国的大脑研究人员对大脑进行了研究，其他的是冷水实验，体温过低，如果战斗机飞行员跳伞进入英吉利海峡冰冷的水中会发生什么。

这些实验不仅针对集中营的囚犯，也针对儿童精神病患者。例如，儿童精神病患者也被关进压力室，或者接受免疫实验。会有人死于实验。然后尸体会被解剖。我们可以看到门格尔双胞胎，这些是1943年底收集的双胞胎，门格尔在许多辛提人和罗姆人身上做了实验，有些人甚至因为他们眼睛的颜色不同而被他杀死。所以弄清这些不同的群体是很重要的，这些人是谁，有多少人幸存下来，为了得到一个更精确的数字，为了能够识别每个人的名字，看看他们写了什么关于他们的经历，以及实验研究对象的经历是什么。

亚当-你是怎么做到的?说出75年前在人身上进行的实验的名字。这是一项艰巨的任务。

保罗:所以有些实验有真实的研究记录，比如在达豪的疟疾实验，尽管纳粹党卫军在战争结束时下令销毁所有的实验记录。事实上，一些囚犯保留了尽可能多的研究记录。他们把它们藏起来，保存起来，因为他们首先确信，每个人都应该是可识别的。其次，很可能会对关键罪犯进行审判，这样他们就需要证据。我们有记录布痕瓦尔德集中营研究结果的日记。有两本本打算销毁的日记实际上被找到了。另一个重要的来源是补偿。通常情况下，赔偿申请是不成功的。门格尔双胞胎一直被拒绝，直到20世纪80年代中期。德国联邦财政部总是说，“哦，那不是人体实验。 You were just being measured." But still the testimony of the person from the twin block is an important testimony. So we have a named person and we can collate the named testimonies to see how many there were. And so there is a very, very large number of testimonies and records of these experiments, which simply, and have to be, should be collated. And that's one of the things I've been trying to do. I work with roughly 30,000 testimonies from the time, to try and reconstruct them in terms of what's known about the experiment. So you have to put the testimony into an experiment, which one can document. And so you try and turn anonymous numbers of victims into named persons

亚当-这样的任务并不容易。肯定会有障碍。

保罗:其中一个困难是病人保密，因为一些档案保管员认为，噢，这是医疗资料，所以你不能透露病人的名字。我认为这是一个错误，因为受害者在实验之前是非常健康的，而实验是一种暴力，一种无端的暴力，人们不应该把它当作一种严肃的医学，人们应该把它当作一种出于意识形态目的而造成的伤害，就像有人被殴打一样，所以大屠杀的受害者，他们的名字被认为是完全可以接受的。我的观点是，受害者需要有至高无上的地位，他们的后代是谁或不是谁真的无关紧要。他们应该被命名。他们的经历应该被记录下来，特别是如果他们被杀害的话。重要的是要有记录，这是我们能做的最少的事情来纪念他们，他们应该有作为一个人的尊严，而不是一个研究对象。

具有讽刺意味的是，最大的障碍是保密，我实际上认为这保护了肇事者而不是受害者。去年8月，法兰克福大学神经学研究所给了我一份大脑样本的清单，我注意到，“哦，其中两个样本的数量与1940年从华沙寄来的样本数量相同。”我可以在德国军事档案中找到大脑解剖报告，然后一直追踪到法兰克福神经学研究所。为了科学目的，大脑被从循环中取出。它们被称为展览收藏，这并不是唯一一次我们发现战争中阵亡人员的尸体标本，被保存在博物馆或科学收藏中。非常重要的是，这些身体部位，它们提供了一个窗口，让我们回顾被杀的人，他们的生活，他们的身份，一方面，重建这个人的身份是非常重要的:

他们是谁?为什么他们的大脑会被德国军队和占领军保管呢?另一方面，从科学的角度来看，身体部位发生了什么，为什么德国人在战争期间和战后时期，非常满足于保留大量的这些标本，并说“哦，好吧，杀害和保留这些标本与纳粹的目的无关，这就是为什么这个人死了。”我认为这很值得怀疑。然后就会有适当纪念这个人的问题，他们不应该只是作为多余的科学材料被扔掉，而是应该给这个标本一个有尊严的葬礼，并有身份证明。我认为最重要的是身份认同。

当你读到这个话题时，你经常听到的一件事是“做了很多可怕的事情，但至少有一些有用的科学从中产生。”在这一切邪恶之中，还是有一些善行的。”这样的评估准确吗?

保罗-无论如何，这都不是普通的科学。这是出于意识形态原因在极端情况下进行的科学研究，也是不道德的科学研究。所以我们的第一个问题是这真的是正确的科学吗?当你可能有人被杀，但有囚犯研究助理经常破坏正在进行的研究时，这是好的科学吗?这是破坏的一个问题。第二个问题是对实际受害者的压力。第三个问题是，为了取悦纳粹高层，比如海因里希·希姆莱等，结果是伪造的。虚假的图表和虚假的统计数据将被构造出来。总的来说，它讲述了很多纳粹的暴行，剥削和迫害。它并没有真正告诉你很多关于科学的东西，它实际上是一个关于如何不做科学的教训。

谈论战争的科学，而不谈论结束战争的科学，是一种疏忽。1945年8月15日，在日本广岛和长崎被投下两颗原子弹后，第二次世界大战结束。来自新泽西州史蒂文斯理工学院的核历史学家亚历克斯·韦勒斯坦告诉亚当·墨菲为什么他们决定进行这样的研究……

亚历克斯:在发现核裂变之后，也就是说你可以用中子分裂铀原子，许多科学家和许多不同的国家开始怀疑你是否可以将其应用于武器目的。直到1942年他们得到了一份来自英国的报告英国科学家得出结论对于像美国这样的国家来说制造核武器是非常可行的相对快速和相对便宜这导致了曼哈顿计划的开始。另一方面，他们一开始非常害怕德国人可能会制造原子弹，任何可以制造原子弹的迹象，他们不仅认为这是他们可以制造的迹象，而且认为德国人可能正在制造原子弹。他们假设，一方面因为核裂变是在德国发现的，另一方面因为他们认为假设最坏的情况是最安全的，他们在德国人后面。后来他们才知道事实并非如此，但直到很久以后才知道。

亚当:所有的原子都有一个被称为原子核的核心，里面充满了质子和中子，但有时原子核太满了，会使原子不稳定。那种原子是放射性的。随着时间的推移，它会分解成更稳定的元素，每次分解，它都会释放出一点点能量。但是你要如何把这一点点能量变成可以夷平城市的炸弹呢?

亚历克斯:所以要制造核弹，最困难的部分是获得核弹的燃料。这就是所谓的可裂变物质。它是一个足够高的原子浓度，可以随意地分裂和分裂其他原子。这是浓缩铀，这是钚。所以这两项构成了这个项目的大部分工作，无论是花费、努力、劳动力还是时间，都是为了建造能够生产这种炸弹燃料的设施。你还需要很多科学家。在这项工作的早期，军方首脑格罗夫斯将军正在寻找一位科学家，他可以管理整个企业，并成为他的得力助手。最后他选择了罗伯特·奥本海默。他是加州大学伯克利分校的理论物理学家，也在加州理工学院任教，他是一个不寻常的选择，因为他以前从未做过任何大规模的管理项目。他不是那种科学家。 He was a chain smoking cigarettes while drawing equations on a Blackboard in a small room with 10 students kind of scientist. But he ended up being quite able to the task and quite accomplished at it. They had quite an array of scientific luminaries, both American and foreign involved in the project. And this was part of its success was having sort of the cream of the crop, not only of the United States, but the cream of the crop of many European countries, including many people who had fled the Germans and had very strong vested interests in making sure that the Germans did not win the war or get an atomic bomb before the Americans.

亚当-放射性的概念是几十年前玛丽和皮埃尔·居里在他们的实验室发现的。那么，从事曼哈顿计划的科学家们真的了解他们必须做的事情的范围吗?

Alex -他们进入整个领域的时候，对如何在工业规模上做这些工作知之甚少。所以他们的任务是从这些基本的概念证明到全面的应用，基本上是一步完成的。这对科学家和工业界来说都是极不寻常的。结果是，比如，如果你像他们那样扩大反应堆的规模，它们会工作一段时间，然后就会停止工作。所以这是一种困难，大多数这些问题，这些规模化的问题，它们正是如果你试图在这么短的时间内把任何东西规模化会发生的事情。他们并不完全了解所有这些材料对健康的影响。因此，他们在制定安全指南的同时，也在开发新的人造物质，这些物质以前从未被创造出来，他们不知道它们对健康的影响。所以他们做了很多事情，在一个更理想的情况下，你会放慢一些速度。弄清楚，比如说，钚的毒性有多大，然后提出安全准则。所以他们在做这些非常危险的实验——他们称之为“挠龙尾实验”，在这个实验中，你基本上是尽可能地接近一个你无法控制的连锁反应，然后远离它。 And they did have several accidents even during the war. After the war, they had two accidents that actually killed people. But even during the war there's, in their files, they have amazing writeup of how they're trying to figure out the critical mass of enriched uranium in water, and it got much more radioactive than they expected. They concluded that everything was fine, it didn't blow up or burn anything down, but one of the hair of the scientist who was working on it did fall out. And you read that in retrospect you think, wow, that's, that's really not very safe. That's not much margin for error at all. If your hair is falling out, it's a pretty bad sign. So these are just some of the examples, but take those couple examples and multiply them by a thousand and you get a sense for how much unknown there was across the entire edifice of this project.

亚当-那他们对这东西的作用知道多少呢?它会夺去生命，夷平城市，还有死于放射性物质泄漏的人。

亚历克斯-他们知道这会引起很多火灾。他们知道爆炸压力会造成很大的破坏。他们大致知道哪个区域会受到影响，但还有很多事情他们不知道。奥本海默估计的伤亡人数太低了。他估计广岛可能会有2万人死亡，更确切地说是10万人，后来他说，这个错误让他很困扰。他们严重低估了辐射的影响。他们真的认为，如果你离得足够近，会受到辐射的伤害，你无论如何都会死于爆炸和火灾，辐射不会产生太大的影响。他们错了。原因是，你知道，现实生活比某种物理的，简单的物理模拟要复杂得多。有时候，你可能会在某种程度上幸免于所有其他影响，但辐射是你将面临的主要影响。 And so their later estimates is that maybe as many as 20% of the deaths were directly attributable to the radiation.