歷史未解之謎：德國二戰中有沒有造出原子彈
在科學史也是戰爭史上有一個謎案，那就是二戰時期德國有沒有造出原子彈。在1945年8月6日，和8月9日，美國在日本的廣島和長崎投下了兩顆原子彈，當時原子彈所產生的亮光超過一千個太陽亮度。此後日本不得不宣佈無條件投降。美國人的原子彈工程是在曼哈頓實施的，因此也叫曼哈頓計劃，整個計劃從1942年開始，到試爆成功只用了短短3年時間。
而德國呢？在 1939年就開始了原子彈計劃，可以說比美國提前3年，他們組織一個以海森堡為核心團隊的科學團隊，有100多位科學家參與了該計劃，計劃的名稱鈾俱樂部。當時德國真可謂人才濟濟，全世界最好的物理學家差不多有一半在德國，他們的物理學水平遠超其他國家。
這個隊伍有多豪華呢，我們舉例來說。核裂變誰發現的呢？奧托. 哈恩 (Otto Hahn) ，和他的助手弗里茲. 斯特拉斯曼 (FritzStrassmann) ，在1944年獲得諾貝爾原子彈理論基礎獎項，是量子力學最早的先驅之一。還有普朗克、發現X射線的倫琴，以及勞厄 (1914 年諾貝爾物理)、波特 (Bothe,1954諾貝爾物理)、蓋革 (蓋革計數器的發明者，他進行了 α 散射實驗)、魏扎克 (Karl vonWeizsacker)、巴格 (Erich Bagge)、迪布納 (Kurt Diebner)、格拉赫 (Walther Gerlach)、沃茲 (Karl Wirtz)……
至少在1933年之前，物理學研究世界中心就是在德國，二戰開始不久德國就佔領了波蘭、丹麥以及法國，那些物理學家大都沒有逃出去。原料其實也不缺，德國當時佔領了捷克斯洛伐克當時全世界最大的鈾礦，佔據了這麼多優勢，難道是希特勒不懂嗎？雖然希特勒是搞藝術出身的，但是他當時對於原子彈還是非常支持的，派自己的黨衛軍頭子希姆萊親自負責。
在如此天時地利情況下德國為什麼沒有造出原子彈呢？在二戰結束以後，海森堡作為戰犯被關押在了英國，他回到德國以後，在公開場合是這樣說的，他認為原子彈會引發巨大的道德爭論，出於對德國的熱愛，但不是納粹的熱愛，因此他們選擇了消極怠工，並誇大製造原子彈的難度，使計劃一拖再拖，因此德國沒能夠製造出原子彈。
言外之意，如果他一門心思去搞原子彈，德國是能夠做出來的。這事到底是如海森堡所說還是他有意隱瞞，在科學史上還有個專業名詞叫：海森堡之謎，有很多學術論文以及科普鉅著乃至文藝作品都在試圖解開這個謎底。尤其是以海森堡1941年前往丹麥首都哥本哈根與他導師會面為藍本的話劇最為出名，還有一本《比一千個太陽還亮原子科學家的故事》，這本書裡作者對海森堡做了個種辯護，並把海森堡設定成為一個有正義感的科學家。但是在科學界並不買賬，尤其歷史學家馬克沃克，他被認為是鈾俱樂部的權威學者，他認為德國這些物理學家瞭解核武器的原理及作用，沒有能夠造出原子彈是因為經濟原因，這也是我們很多人接受的觀點。
但是《環球》雜誌在2017年8月份一篇長文質疑了經濟原因的觀點，該文的作者是物理學家曼弗雷德.波普，他於1991年到2006年間擔任卡爾斯魯厄研究中心董事長，也就是說他有機會接受到這些科學材料，也有能力分析這些科學材料。他是如何分析其中的問題呢？
我們首先介紹下原子彈原理：第一，需要用快中子撞擊鈾-235或者鈈-235的原子核；第二，臨界質量的計算，以及發生鏈式反應所需要的最小裂變材料的質量。其實臨界質量的計算是原子彈開發中最簡單任務之一，知道臨界質量還遠遠不夠，距離造出原子彈還很遠。
最主要的原因是獲取核裂變成本非常高，另一方面是讓原子彈大部分物質發生裂變，比我們想象中要困難。
我們首先普及下原子彈物理學原理，其核心思想來自愛因斯坦的E=MC²，在核反應中，原子核在裂變過程中會釋放巨大能量。鈾-235和鈈-239此類重原子核在中子撞擊後，會裂變成兩個中等質量的核，同時釋放出2-3箇中子以及200兆電子伏特能量。在裂變過程中雖然一些中子消耗了，但是有新的重核產生裂變反應，只要新的裂變反應所產生的中子大於消耗的數量，裂變就可以繼續。
核裂變材料最重要的是第92號鈾有兩種同位素，最重要的是鈾-238，它有92個質子和146箇中子組成，加起來剛好是238，因此也叫鈾-238，鈾還有一個同位素鈾-235，它比鈾-238多出3箇中子，能產生核聚變的就是這種鈾-235，但是這種鈾-235含量非常低，只佔鈾礦的0.7%，所以要造出原子彈必須對鈾-235進行濃縮，通常要提純到93%。
鈾-235在核裂變的時候會釋放出中子，但是這些中子有些動能比較大，有些則比較小，那些超過光速5%的中子稱為快中子，他們是引發原子彈鏈式反應的子彈，每一個鈾原子裂變的時候會釋放2-5個快中子，每個快中子又去撞擊其他的原子，如果可裂變材料體積超過一個臨界大小，使得中子在廢除材料之前撞上另一個鈾原子的話，那麼就是鏈式反應了，因此這個最小體積也被成為臨界質量。
這個過程中中子的速度越慢，就越容易撞上其他原子，這就像你過馬路，速度越慢，被撞上的機率也就越高。因此在核反應中，為了控制中子的速度，會用到減速劑，通常是用重水，與周圍環境達到熱平衡並減速的中子，我們稱之為熱中子。一部分被鈾-238所捕獲，進而產生新的元素鈈，它比鈾-235更容易裂變，而且只需要更低的臨界質量，而且這個鈈反應堆中的生產成本也不是很高。
原子彈和反應堆不同，它不能含有減速劑，每一個原子彈爆炸的時候瞬間能達到幾百萬的高溫，核反應堆的溫度能達到3000C°，整個反應堆會變成氣態，並且開始膨脹，膨脹之後密度降低，鏈式反應便會終止。所以這個過程必須在原子分散之前完成，因此只有很少一部分材料發生裂變，一微秒內不到1%發生裂變。
波普認為，研究物理學歷史的人，必須懂得物理學知識，但是涉及鈾俱樂部的文章都不是物理學家寫的，也就是說他們給希特勒描繪核物理相關內容都是都犯有常識性錯誤。
1947年荷蘭出生的物理學家薩繆爾.高斯密特出版了一本關於鈾俱樂部的書，這本書的價值在於他曾經是美國特種部隊阿爾索斯行動的負責人，這個部隊曾經在佔領德國時候，收繳了大量的核物理相關材料，直到70年代，這些材料才歸還德國。
這本書對於德國為什麼沒有造出原子彈的原因，除了經濟因素外還有一些其他因素。
書中記載德國科學家計算出了了鈈的臨界質量，也做了小型的核武器測試，但是都沒有成功。
其中重要的元素鈈，相對於鈾-235，它更容易發生裂變，但是德國沒有收集這種元素的迴旋加速器的裝置，這個裝置在上個世紀二三十年代，很多國家都有製造過，但是德國直到戰敗，都沒有這樣的裝置，但是被德國佔領的丹麥，以及法國的首都都有這種迴旋加速器。可能是因為對這種新元素鈈，不瞭解，德國最終都沒有用這個裝置。
海森堡在1939年寫的第一份核能稿件描述：涉及原子彈需要濃縮的鈾-235，不僅需要緊湊的反應堆，而且生產這種高純度的鈾-235是一項開支非常大的工程，而且他認為這種核炸彈比一般炸彈威力大不了多少。
海森堡報告中確實計算出了鈾-235濃度必須接近75%，這個是正確的。但是他還介紹需要大量的減速劑，這個是錯誤的。他們當時認為核武器和反應堆有相同的工作原理，而且還需要相同的形式，這顯然錯誤的。
鈾俱樂部一些重要成員在二戰後，被關押在英國，在長達6個月的時間裡，在這所房子裡的談話都被祕密的記錄下來，美國科學家對於德國科學家談論問題感到驚訝，海森堡承認他臨界質量計算出現了嚴重錯誤，當時他計算所需要的核材料達到13噸，很多科學家後來看了海森堡的計算，認為他犯了典型的初學者的錯誤，因此駁斥了海森堡的謊言。
人們也喜歡一個永遠破不了的懸案，人們更喜歡一個謎一樣的海森堡，當然人們也喜歡這個世界，還是英雄多一點好壞人少一點好，但是啊，說實話，對於科學來說，人類的感情真的是多餘的。當我們要去探究真相的時候，最好呢，暫時把感情放到一邊，只有這樣，我們才能發現真相。海森堡也是個德國人，他有權利選擇不多，我們知道真相，卻毀掉一個德國英雄，但是作為科學家的精神，我們應該追求事物的本質。