بور و هایزنبرگ از بمب چه گفتند؟

بور و هایزنبرگ دو فیزیکدان برجسته قرن بیستم، در سپتامبر ۱۹۴۱ درست در بحبوحه جنگ جهانی دوم ملاقاتی داشتند که به یکی از بحث انگیزترین رویدادهای تاریخ علم بدل شده است. اهمیت آن دیدار به دلیل حرف هایی است که این دو دانشمند از انرژی هسته ای و همین طور سلاح هسته ای زده اند. سال ها بعد از آن ملاقات و بعد از جنگ، فیزیکدانان دیگر و مورخین علم ادعاهای عجیبی در مورد آن ملاقات مطرح کردند. حرف هایی از این دست که هایزنبرگ قصد داشته از بور اطلاعات بگیرد، یا اینکه بور اطلاعات هایزنبرگ را در اختیار آمریکایی ها قرار داده است. این مقاله سعی دارد ضمن بررسی این ملاقات نگاهی به رویدادهای آن سال ها و چگونگی ساخته شدن سلاح هسته ای بیندازد.
ورنر هایزنبرگ فیزیکدان آلمانی و برنده نوبل فیزیک یکی از برجسته ترین فیزیکدانان قرن بیستم است و نیلز بور دانمارکی که او نیز برنده نوبل فیزیک شد از شاگرد آلمانی اش مشهورتر است. سابقه آشنایی این دو فیزیکدان به سال های دهه ۲۰ و هنگام شکل گیری مکانیک کوانتومی بازمی گردد. هایزنبرگ پس از پایان دوران دکترا در آلمان به دانمارک رفت تا در موسسه ای در کپنهاگ دستیار بور شود. در آن سال ها کپنهاگ به مرکز فیزیک مدرن تبدیل شد و دانشمندان زیادی در آنجا گرد آمدند تا مکانیک کوانتومی را کامل کنند. نام های بزرگی چون ماکس بورن، ولفگانگ پاولی، پل دیراک و… به آن موسسه رفت و آمد داشتند اما در راس آنها بور و هایزنبرگ قرار داشتند. هایزنبرگ جوان خیلی زود به نتایج خوبی رسید و فرمول بندی ماتریسی خود از مکانیک کوانتومی را ارائه داد و همچنین اصل عدم قطعیت خود را مطرح کرد. بعد از این سال ها هایزنبرگ به آلمان بازگشت و در دانشگاه لایپزیگ مشغول تدریس شد و بور نیز در کپنهاگ ماند. پس از آن نیز هایزنبرگ به دانشگاه برلین رفت. همزمان با آن قدرت نازی ها در آلمان شدت می یافت. موج مهاجرت دانشمندان و فیزیکدانان همکار هایزنبرگ شروع شده بود، خیلی هایشان به دلیل ترس از یهودی بودن آلمان را ترک می کردند. اما هایزنبرگ کشورش را ترک نکرد. او شخصیتی احساساتی داشت و با وجود مخالفت با سیاست های رایش سوم، حس وطن پرستی اش اجازه مهاجرت را به او نمی داد. شروع دوران جدید برای او به معنی سازش بود: «در آغاز هر درس انسان ناچار بود دستش را بلند کند و سلام نازی بدهد. اما آیا من حتی پیش از به قدرت رسیدن هیتلر دستم را بلند نمی کردم و برای دوستانم تکان نمی دادم؟ آیا به راستی این یک سازش غیرشرافتمندانه محسوب می شد؟ انسان مجبور بود همه نامه های رسمی با جمله هایل هیتلر را امضا کند. سازشی اینجا، سازشی آنجا و بالاخره کجا باید خط فاصل را می کشیدیم؟ اما برای سازش باید حساب پس می دادیم و شاید هم بدتر از آن.» او عقیده داشت مردم باید سعی کنند از فاجعه جلوگیری کنند نه اینکه از آن فرار کنند. هایزنبرگ که در تابستان ۱۹۳۹ برای سخنرانی و همچنین دیدن همکارانش به آمریکا سفر کرده بود، از جانب آنها تشویق به ماندن شد. او در خاطراتش نوشته است:«آنها اصلاً نمی توانستند بفهمند که آدمی عقل به سرش باشد و به کشوری برگردد که به شکست آن یقین کامل دارد.» هایزنبرگ با یک کشتی تقریباً خالی که گواه از درستی استدلالات همکارانش داشت، درست قبل از شروع جنگ به کشورش بازگشت.
با شروع جنگ هایزنبرگ و دیگر همکارانش به خدمت فراخوانده شدند و کاری که از آنها انتظار داشتند استفاده فنی از انرژی اتمی بود. به این ترتیب هایزنبرگ و دیگر فیزیکدانان آلمانی که در آن کشور مانده بودند عضو اجباری باشگاه اورانیوم شدند. همان طور که هایزنبرگ در خاطراتش ذکر می کند، در آن زمان اعتقاد داشت که استفاده از انرژی اتمی زمان زیادی می برد. او ادعا می کرد که ساختن رآکتور بسیار آسان تر و کم هزینه تر از ساختن بمب اتمی است. «جدا کردن دو ایزوتوپ سنگین مثل اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۸ با اختلاف جرمی کمی که دارند و تولید آنها به میزانی که دست کم چند کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ از آن به دست آید، کار فنی غول آسایی است. اما در رآکتور اتمی تنها چیزی که نیاز داریم چند تن اورانیوم بسیار خالص به اضافه گرافیت یا آب سنگین است. این کار به تلاش کمتری، در حدود یک صدم یا حتی یک هزارم، نیاز دارد.» هایزنبرگ در قسمت هایی از خاطراتش ذکر می کند که اصلاً قصد کمک به ساختن سلاح هسته ای را نداشته و بیشتر به دنبال راه های صلح آمیز استفاده از این انرژی جدید بوده است. او می گوید هدفش به تعویق انداختن عملی شدن مطالعات نظری شان بوده است. «گرچه ما می دانستیم که ساختن بمب اتمی امکانپذیر است و روش دقیق ساخت آن را هم می شناختیم، اما اشکالات فنی این کار را از آنچه بود بزرگتر می پنداشتیم. بنابراین با کمال خوشحالی می توانستیم گزارش صادقانه ای از آخرین تحولات به مقامات ارائه دهیم و مطمئن باشیم که هیچ گونه اقدام جدی برای ساختن بمب اتمی در آلمان صورت نخواهد گرفت.»
● بور، استاد شگفت زده
در سپتامبر ۱۹۴۳ نیلز بور فهمید که گشتاپو در آلمان قصد دستگیری او را دارد. چند هفته بعد، در ۲۹ سپتامبر، او، همسرش و برخی دیگر که امیدی برای فرار از دانمارک داشتند با قایقی مخفیانه به سوئد گریختند. در روز ۶ اکتبر نیروهای انگلیسی بور را به تنهایی به اسکاتلند فرستادند که از آنجا به لندن رفت. بور در لندن با جان اندرسون شیمی- فیزیکدانی که مدیر پروژه بمب اتمی انگلیس بود ملاقات کرد و اندرسون خلاصه ای از برنامه انگلیسی- آمریکایی بمب را برای فیزیکدان دانمارکی توضیح داد. بنا به گفته آیگه، پسر بور که یک هفته بعد به پدرش در انگلستان پیوست و در تمام طول جنگ دستیار او بود؛ بور از روند پیشرفت برنامه انگلیسی- آمریکایی شدیداً غافلگیر شده بود. شاید شوکه شدن توصیف بهتری از وضعیت او باشد.
غافلگیری بور دو دلیل داشت. در طول دهه ۳۰ میلادی وقتی که فیزیک هسته ای در حال پیشرفت بود، بور در موقعیت های زیادی گفته بود که فکر می کند هر استفاده عملی از انرژی هسته ای غیرممکن است. اما وقتی در بهار ۱۹۳۹ جزئیات مهمی مربوط به شکافت هسته اورانیوم را فهمید، آن دیدگاه تغییر کرد. در دسامبر ۱۹۳۸ شیمی- فیزیکدانان آلمانی، اوتو هان و فریتس اشتراسمن کشف کردند که اورانیوم اگر با نوترون بمباران شود قابل شکافت است. لیزمایتنر دستیار اوتو هان حدس زده بود که هسته های اورانیوم در آزمایش ها دوپاره می شوند و بنابراین نام «شکافت» را بر روی این فرایند گذاشته بودند. در آزمایش ها از اورانیوم طبیعی استفاده می شد که ۹۹ درصد آن اورانیوم ۲۳۸ است و تقریباً ۷۰ درصد از یک درصد باقی مانده اورانیوم ۲۳۵ است که هسته آن ۳ نوترون کمتر از ایزوتوپ دیگر دارد. ایزوتوپ ها از لحاظ شیمیایی تمایزناپذیر هستند. آنچه بور فهمید این بود که به خاطر تفاوت های ساختاری تنها ایزوتوپ های کمیاب ۲۳۵ در آزمایش هان- اشتراسمن شکافته می شوند. او نتیجه گرفت که ساختن سلاح هسته ای تقریباً غیرممکن است، زیرا مستلزم جداسازی ایزوتوپ ها است که کاری بسیار مشکل است. بور در دسامبر ۱۹۳۹ در یک سخنرانی ادعا کرد، با وسایل تکنیکی حاضر خالص سازی ایزوتوپ های کمیاب برای تحقق واکنش زنجیره ای غیرممکن است. بنابراین زیاد عجیب نیست که چرا بور چهار سال بعد با فهمیدن آنچه متفقین قصد انجامش را داشتند شوکه شد.
● ملاقات جنجالی
دلیل دیگر غافلگیری بور را می توان در ملاقات او با فیزیکدان آلمانی ورنر هایزنبرگ در نیمه سپتامبر ۱۹۴۱ (تقریباً دو سال قبل از فرارش به انگلیس) ردیابی کرد. در آن زمان بیش از یک سال بود که آلمانی ها دانمارک را اشغال و یک موسسه فرهنگی آلمانی را در کپنهاگ تاسیس کرده بودند که کارهای تبلیغاتی انجام می داد. از فعالیت های این موسسه برنامه ریزی ملاقات های علمی بود و هایزنبرگ یکی از چندین دانشمندی بود که با برنامه این موسسه به کپنهاگ آمده بود. او که پس از سال ها به کپنهاگ بازگشته بود یک هفته را در آنجا گذراند و از موسسه بور دیدن کرد. در طول یکی از این بازدیدها بود که آن ملاقات تاریخی اتفاق افتاد. آنها چند ساعتی را بدون حضور هیچ کس با یکدیگر صحبت کردند. به نظر نمی رسد که هیچ کدام از آنها یادداشتی از جزئیات بحث برداشته باشند، بنابراین هیچکس کاملاً مطمئن نیست که در آن جلسه چه حرف هایی گفته شد. بور بعد از آن ملاقات این احساس را داشت که هایزنبرگ بر روی سلاح اتمی کار می کند. همان طور که آیگه بور بعدها یادآوری می کند: «هایزنبرگ این بحث را مطرح کرد که کاربردهای نظامی انرژی هسته ای چیست. پدر من چندان تمایلی به این کار نداشت و تردیدش را از مشکلات تکنیکی بزرگی که وجود داشت بیان کرد. اما به نظر او هایزنبرگ فکر می کرد امکان های جدید می تواند پایان جنگ را تعیین کند، اگر جنگ کمی بیشتر طول بکشد.» حال دو سال بعد، بور برای اولین بار از برنامه سلاح های هسته ای متفقین آگاه شده بود. اما آلمانی ها در طول آن دو سال چه کاری انجام داده بودند؟ هیچ تعجبی ندارد که بور در آن زمان شگفت زده شده باشد.
فهمیدن اینکه «امکانات جدید» دقیقاً چه معنایی می توانست داشته باشد جالب است و با بررسی تاریخ پیشرفت فیزیک هسته ای می توان حدس هایی در این زمینه زد. در اواسط دهه ۴۰ فیزیکدانان در هر دو طرف جنگ فهمیدند به جز شکافت اورانیوم یک روش کاملاً متفاوت برای ساخت سلاح هسته ای وجود دارد؛ عنصری که بعدها پلوتونیوم نام گرفت. آن عنصر کمی سنگین تر از اورانیوم است و خواص شیمیایی متفاوتی دارد، اما ساختار هسته ای آن به گونه ای است که مانند اورانیوم قابل شکافت است. پلوتونیوم برخلاف اورانیوم به طور طبیعی وجود ندارد و باید در یک رآکتور هسته ای با بمباران سوخت اورانیومی رآکتور به وسیله نوترون ها ساخته شود. با کشف این فرآیند، به معنای قطعی به قسمتی از پروژه ساخت سلاح هسته ای تبدیل شد. شکی نیست که هایزنبرگ وقتی با بور ملاقات کرد این واقعیت را به خوبی می دانست. او حتی سمینارهایی را برای مقامات بلندپایه آلمانی ارائه کرده بود که وجود چنین امکانی را توضیح می داد. آیا این چیزی بود که او سعی داشت به بور بگوید و اگر این طور بود، چرا؟ آیا هایزنبرگ می خواست از طریق بور برای آمریکایی ها و متفقین پیغام بفرستد یا می خواست از اطلاعات بور برای فهمیدن اینکه آنها تا چه حد پیشرفت کرده اند استفاده کند؟ شاید هم می خواست به متفقین بفهماند که آلمان هیچ پیشرفتی نکرده است. بور چطور؟ آیا او چیزی از ملاقاتش با هایزنبرگ به آمریکایی ها گفت؟ تمامی این سئوال ها و حدس ها و گمان ها هنوز سال ها بعد از آن ملاقات مطرح است و هنوز جواب قطعی و دقیقی برای آن وجود ندارد.
یکی از داستان های جالب در مورد ملاقات بور و هایزنبرگ ماجرای طرحی است که هایزنبرگ در طول ملاقات به بور داده است. معلوم نیست که آیا هایزنبرگ آن شکل را در طول ملاقات کشیده است یا قبل از آن. با توجه به عادت فیزیکدانان هنگام ارتباط با یکدیگر تصور بر این است که او شکل را همان موقع و برای توضیح ایده هایش کشیده است. در هر حال باید به دنبال این سئوال باشیم که آن شکل چگونه در دسامبر ۱۹۴۳ راهش را به آزمایشگاه لس آلاموس باز کرد. آن شکل حاوی اطلاعات مهمی بود از اینکه آلمانی ها چگونه سلاح هسته ای را طراحی می کردند. کسی که از وجود این شکل مطلع شد، جرمی برنشتاین فیزیکدان آمریکایی است که به جز مقالات و کتاب های تکنیکی و تخصصی، سال ها یکی از نویسندگان اصلی مجله نیویورکر بود. او در سال ۱۹۷۷ طی یک سری مصاحبه با هانس بته وجود آن طرح اسرارآمیز را کشف کرد. بته که در سال های جنگ عضوی از پروژه منهتن تحت نظر رابرت اپنهایمر بود، از وجود شکلی صحبت می کرد که نیلز بور هنگام سخنرانی در لس آلاموس به آنها نشان داد. بته در این مصاحبه گفته است: «هایزنبرگ یک طرح به بور داده بود و بور بعدها این طرح را برای ما در لس آلاموس آورد. آن شکل به وضوح طرحی از یک رآکتور بود، اما واکنش ما هنگام دیدن آن شکل این بود که آلمانی ها واقعاً دیوانه اند. حتماً می خواهند رآکتور را روی لندن بیندازند!» تنها کمی بعد از جنگ بود که دانشمندان حاضر در لس آلاموس فهمیدند، آلمانی ها دقیقاً می دانستند با رآکتور چه کار کنند. حداقل باید گفت به طور نظری این را می دانستند و به طور عملی به نتیجه نرسیده بودند وگرنه امروز به جای هیروشیما و ناکازاکی باید لندن را اولین قربانی سلاح های هسته ای می دانستیم. قبل از انتشار این مصاحبه ها از جرمی برنشتاین در نیویورکر هیچ کس چیزی از آن شکل نمی دانست و این جریان داستان ملاقات بور- هایزنبرگ را از حدس و گمان خارج کرد. اما برنشتاین برای اطمینان از صحت حرف های بته با اشخاص دیگری هم تماس گرفت. او به دنبال کسانی گشت که آن زمان در لس آلاموس بودند، اما اپنهایمر مرده بود، بور مرده بود، بیشتر آنها مرده بودند. اما یک نفر هنوز زنده بود؛ ویکتور وایسکوف دوست نزدیک رابرت اپنهایمر. او هم ادعا می کرد که طرح را ندیده اما چیزهایی درباره آن شنیده است. ولی آیگه پسر بور به کلی وجود چنین چیزی را انکار می کرد. برنشتاین سرانجام با تحقیق و مصاحبه با افراد مختلف به این نتیجه رسید که هایزنبرگ خودش چیزی به بور نداده است، اما بور آن شکل را پس از صحبت های هایزنبرگ کشیده است. حتی حدس می زنند که بور چیزهایی را هم به آن طرح اضافه کرده باشد، که حاصل پژوهش های خودش بعد از ملاقات بوده است. در هر حال چیزی که همه تائید کردند این است که آن شکل و نوشته هایش دست خط خود هایزنبرگ نبوده است. اما اصلاً چرا هایزنبرگ چنین صحبت هایی را مطرح کرده بود؟ آیا می خواست بور نتایج مطالعات او را بررسی و تائید کند؟ آیا می خواست به بور نشان دهد که آلمانی ها با مطالعه بر روی رآکتور به دنبال استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای هستند؟ نیات هایزنبرگ هنوز در ابهام است و شاید هیچ گاه روشن نشود، چرا که حتی خود او در خاطراتش که در کتاب«مرزهای فیزیک» (در فارسی «جزء و کل») نوشته است، چیز زیادی از آن ملاقات بحث انگیز مطرح نکرده است. تنها به وحشت بور از شنیدن نام سلاح هسته ای اشاره کرده است و اینکه بور توجه زیادی به موانع فنی مورد اشاره هایزنبرگ نکرده است.
● نامه ها و نمایشنامه ها
گویا موضوع ملاقات بور و هایزنبرگ آنقدر جذاب بوده است که به دنیای هنر نیز کشیده شود. «کپنهاگ» نام نمایشنامه ای است که مایکل فریان در حدود سال ۹۸ نوشته و به روی صحنه برده است. این نمایشنامه داستان آن ملاقات را با سه شخصیت اصلی که روح هایزنبرگ، بور و همسر بور هستند به تصویر می کشد. اما همه چیز از روی حدس و گمان است و در واقع هیچ کس از یک نمایشنامه نویس انتظار تحقیقات مستند را ندارد. مورخان برای یافتن منابع مستند باید بیشتر از اینها صبر می کردند، قرار بود خانواده بور نامه های وی را در سال ،۲۰۱۲ پنجاه سال پس از مرگ بور، منتشر کنند. اما این همه ابهام و حتی اتهام به بور باعث شد که آنها تصمیم بگیرند این کار را ده سال زودتر انجام دهند، برای همین آن نامه ها در سال ۲۰۰۲ منتشر شدند. قبل از آن تمام چیزی که مورخان علم می دانستند بر پایه حرف های مبهم و گاه متناقض بور و هایزنبرگ بود که از منابع دست دوم به دست آمده بود. بور در آن نامه ها به دفعات تاکید می کند که خاطره شفافی از ملاقات با هایزنبرگ دارد و یادداشت های بسیار دقیقی از آنچه هایزنبرگ گفته بود برداشته است. او ادعا می کند که هایزنبرگ متقاعد شده بود که اگر جنگ با پیروزی آلمان پایان نیابد، باید تصمیم به استفاده از بمب اتم بگیرد. بور می گوید برخلاف حرف های بعدی هایزنبرگ سکوتش در طول صحبت به خاطر شوکه شدنش از این نبود که فهمیده بود شکافت از لحاظ تکنیکی امکانپذیر است، بلکه به این خاطر بود که قبلاً نفهمیده بود آلمانی ها بر روی بمب کار می کنند و در مورد متفقین هم تا سال ۱۹۴۳ که به انگلستان فرار کردند این را نمی دانست. بور مدعی است هایزنبرگ به دانمارک رفته بود تا بور و دیگر فیزیکدانان دانمارکی را متقاعد کند تا با آلمانی ها در پروژه باشگاه اورانیوم همکاری کنند. اما این اسناد را باید با دقت و احتیاط بیشتری بررسی کرد، چرا که حداقل ۱۶ سال پس از پایان جنگ نوشته شده اند و ادعای بور برای یادآوری دقیق و شفاف شاید زیاد قابل اعتماد نباشد. پس هنوز هم این سئوال مهم پابرجا است: «هدف هایزنبرگ از آن ملاقات چه بوده است؟»

منبع : /cph-theory.persiangig.com

منبع : پایگاه علمی دانش پژوهان