بور و هايزنبرگ از بمب چه گفتند؟

بور و هايزنبرگ دو فيزيكدان برجسته قرن بيستم، در سپتامبر ۱۹۴۱ درست در بحبوحه جنگ جهانى دوم ملاقاتى داشتند كه به يكى از بحث انگيزترين رويدادهاى تاريخ علم بدل شده است. اهميت آن ديدار به دليل حرف هايى است كه اين دو دانشمند از انرژى هسته اى و همين طور سلاح هسته اى زده اند. سال ها بعد از آن ملاقات و بعد از جنگ، فيزيكدانان ديگر و مورخين علم ادعاهاى عجيبى در مورد آن ملاقات مطرح كردند. حرف هايى از اين دست كه هايزنبرگ قصد داشته از بور اطلاعات بگيرد، يا اينكه بور اطلاعات هايزنبرگ را در اختيار آمريكايى ها قرار داده است. اين مقاله سعى دارد ضمن بررسى اين ملاقات نگاهى به رويدادهاى آن سال ها و چگونگى ساخته شدن سلاح هسته اى بيندازد.

هايزنبرگ شاگرد ممتاز

ورنر هايزنبرگ فيزيكدان آلمانى و برنده نوبل فيزيك يكى از برجسته ترين فيزيكدانان قرن بيستم است و نيلز بور دانماركى كه او نيز برنده نوبل فيزيك شد از شاگرد آلمانى اش مشهورتر است. سابقه آشنايى اين دو فيزيكدان به سال هاى دهه ۲۰ و هنگام شكل گيرى مكانيك كوانتومى بازمى گردد. هايزنبرگ پس از پايان دوران دكترا در آلمان به دانمارك رفت تا در موسسه اى در كپنهاگ دستيار بور شود. در آن سال ها كپنهاگ به مركز فيزيك مدرن تبديل شد و دانشمندان زيادى در آنجا گرد آمدند تا مكانيك كوانتومى را كامل كنند. نام هاى بزرگى چون ماكس بورن، ولفگانگ پاولى، پل ديراك و... به آن موسسه رفت و آمد داشتند اما در راس آنها بور و هايزنبرگ قرار داشتند. هايزنبرگ جوان خيلى زود به نتايج خوبى رسيد و فرمول بندى ماتريسى خود از مكانيك كوانتومى را ارائه داد و همچنين اصل عدم قطعيت خود را مطرح كرد. بعد از اين سال ها هايزنبرگ به آلمان بازگشت و در دانشگاه لايپزيگ مشغول تدريس شد و بور نيز در كپنهاگ ماند. پس از آن نيز هايزنبرگ به دانشگاه برلين رفت. همزمان با آن قدرت نازى ها در آلمان شدت مى يافت. موج مهاجرت دانشمندان و فيزيكدانان همكار هايزنبرگ شروع شده بود، خيلى هايشان به دليل ترس از يهودى بودن آلمان را ترك مى كردند. اما هايزنبرگ كشورش را ترك نكرد. او شخصيتى احساساتى داشت و با وجود مخالفت با سياست هاى رايش سوم، حس وطن پرستى اش اجازه مهاجرت را به او نمى داد. شروع دوران جديد براى او به معنى سازش بود: «در آغاز هر درس انسان ناچار بود دستش را بلند كند و سلام نازى بدهد. اما آيا من حتى پيش از به قدرت رسيدن هيتلر دستم را بلند نمى كردم
و براى دوستانم تكان نمى دادم؟ آيا به راستى اين يك سازش غيرشرافتمندانه محسوب مى شد؟ انسان مجبور بود همه نامه هاى رسمى با جمله هايل هيتلر را امضا كند. سازشى اينجا، سازشى آنجا و بالاخره كجا بايد خط فاصل را مى كشيديم؟ اما براى سازش بايد حساب پس مى داديم و شايد هم بدتر از آن.» او عقيده داشت مردم بايد سعى كنند از فاجعه جلوگيرى كنند نه اينكه از آن فرار كنند. هايزنبرگ كه در تابستان ۱۹۳۹ براى سخنرانى و همچنين ديدن همكارانش به آمريكا سفر كرده بود، از جانب آنها تشويق به ماندن شد. او در خاطراتش نوشته است:«آنها اصلاً نمى توانستند بفهمند كه آدمى عقل به سرش باشد و به كشورى برگردد كه به شكست آن يقين كامل دارد.» هايزنبرگ با يك كشتى تقريباً خالى كه گواه از درستى استدلالات همكارانش داشت، درست قبل از شروع جنگ به كشورش بازگشت.
با شروع جنگ هايزنبرگ و ديگر همكارانش به خدمت فراخوانده شدند و كارى كه از آنها انتظار داشتند استفاده فنى از انرژى اتمى بود. به اين ترتيب هايزنبرگ و ديگر فيزيكدانان آلمانى كه در آن كشور مانده بودند عضو اجبارى باشگاه اورانيوم شدند. همان طور كه هايزنبرگ در خاطراتش ذكر مى كند، در آن زمان اعتقاد داشت كه استفاده از انرژى اتمى زمان زيادى مى برد. او ادعا مى كرد كه ساختن رآكتور بسيار آسان تر و كم هزينه تر از ساختن بمب اتمى است. «جدا كردن دو ايزوتوپ سنگين مثل اورانيوم ۲۳۵ و اورانيوم ۲۳۸ با اختلاف جرمى كمى كه دارند و توليد آنها به ميزانى كه دست كم چند كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ از آن به دست آيد، كار فنى غول آسايى است. اما در رآكتور اتمى تنها چيزى كه نياز داريم چند تن اورانيوم بسيار خالص به اضافه گرافيت يا آب سنگين است. اين كار به تلاش كمترى، در حدود يك صدم يا حتى يك هزارم، نياز دارد.» هايزنبرگ در قسمت هايى از خاطراتش ذكر مى كند كه اصلاً قصد كمك به ساختن سلاح هسته اى را نداشته و بيشتر به دنبال راه هاى صلح آميز استفاده از اين انرژى جديد بوده است. او مى گويد هدفش به تعويق انداختن عملى شدن مطالعات نظرى شان بوده است. «گرچه ما مى دانستيم كه ساختن بمب اتمى امكانپذير است و روش دقيق ساخت آن را هم مى شناختيم، اما اشكالات فنى اين كار را از آنچه بود بزرگتر مى پنداشتيم. بنابراين با كمال خوشحالى مى توانستيم گزارش صادقانه اى از آخرين تحولات به مقامات ارائه دهيم و مطمئن باشيم كه هيچ گونه اقدام جدى براى ساختن بمب اتمى در آلمان صورت نخواهد گرفت.»

بور، استاد شگفت زده

در سپتامبر ۱۹۴۳ نيلز بور فهميد كه گشتاپو در آلمان قصد دستگيرى او را دارد. چند هفته بعد، در ۲۹ سپتامبر، او، همسرش و برخى ديگر كه اميدى براى فرار از دانمارك داشتند با قايقى مخفيانه به سوئد گريختند. در روز ۶ اكتبر نيروهاى انگليسى بور را به تنهايى به اسكاتلند فرستادند كه از آنجا به لندن رفت. بور در لندن با جان اندرسون شيمى- فيزيكدانى كه مدير پروژه بمب اتمى انگليس بود ملاقات كرد و اندرسون خلاصه اى از برنامه انگليسى- آمريكايى بمب را براى فيزيكدان دانماركى توضيح داد. بنا به گفته آيگه، پسر بور كه يك هفته بعد به پدرش در انگلستان پيوست و در تمام طول جنگ دستيار او بود؛ بور از روند پيشرفت برنامه انگليسى- آمريكايى شديداً غافلگير شده بود. شايد شوكه شدن توصيف بهترى از وضعيت او باشد.
غافلگيرى بور دو دليل داشت. در طول دهه ۳۰ ميلادى وقتى كه فيزيك هسته اى در حال پيشرفت بود، بور در موقعيت هاى زيادى گفته بود كه فكر مى كند هر استفاده عملى از انرژى هسته اى غيرممكن است. اما وقتى در بهار ۱۹۳۹ جزئيات مهمى مربوط به شكافت هسته اورانيوم را فهميد، آن ديدگاه تغيير كرد. در دسامبر ۱۹۳۸ شيمى- فيزيكدانان آلمانى، اوتو هان و فريتس اشتراسمن كشف كردند كه اورانيوم اگر با نوترون بمباران شود قابل شكافت است. ليزمايتنر دستيار اوتو هان حدس زده بود كه هسته هاى اورانيوم در آزمايش ها دوپاره مى شوند و بنابراين نام «شكافت» را بر روى اين فرايند گذاشته بودند. در آزمايش ها از اورانيوم طبيعى استفاده مى شد كه ۹۹ درصد آن اورانيوم ۲۳۸ است و تقريباً ۷۰ درصد از يك درصد باقى مانده اورانيوم ۲۳۵ است كه هسته آن ۳ نوترون كمتر از ايزوتوپ ديگر دارد. ايزوتوپ ها از لحاظ شيميايى تمايزناپذير هستند. آنچه بور فهميد اين بود كه به خاطر تفاوت هاى ساختارى تنها ايزوتوپ هاى كمياب ۲۳۵ در آزمايش هان- اشتراسمن شكافته مى شوند. او نتيجه گرفت كه ساختن سلاح هسته اى تقريباً غيرممكن است، زيرا مستلزم جداسازى ايزوتوپ ها است كه كارى بسيار مشكل است. بور در دسامبر ۱۹۳۹ در يك سخنرانى ادعا كرد، با وسايل تكنيكى حاضر خالص سازى ايزوتوپ هاى كمياب براى تحقق واكنش زنجيره اى غيرممكن است. بنابراين زياد عجيب نيست كه چرا بور چهار سال بعد با فهميدن آنچه متفقين قصد انجامش را داشتند شوكه شد.

ملاقات جنجالى

دليل ديگر غافلگيرى بور را مى توان در ملاقات او با فيزيكدان آلمانى ورنر هايزنبرگ در نيمه سپتامبر ۱۹۴۱ (تقريباً دو سال قبل از فرارش به انگليس) رديابى كرد. در آن زمان بيش از يك سال بود كه آلمانى ها دانمارك را اشغال و يك موسسه فرهنگى آلمانى را در كپنهاگ تاسيس كرده بودند كه كارهاى تبليغاتى انجام مى داد. از فعاليت هاى اين موسسه برنامه ريزى ملاقات هاى علمى بود و هايزنبرگ يكى از چندين دانشمندى بود كه با برنامه اين موسسه به كپنهاگ آمده بود. او كه پس از سال ها به كپنهاگ بازگشته بود يك هفته را در آنجا گذراند و از موسسه بور ديدن كرد. در طول يكى از اين بازديدها بود كه آن ملاقات تاريخى اتفاق افتاد. آنها چند ساعتى را بدون حضور هيچ كس با يكديگر صحبت كردند. به نظر نمى رسد كه هيچ كدام از آنها يادداشتى از جزئيات بحث برداشته باشند، بنابراين هيچكس كاملاً مطمئن نيست كه در آن جلسه چه حرف هايى گفته شد. بور بعد از آن ملاقات اين احساس را داشت كه هايزنبرگ بر روى سلاح اتمى كار مى كند. همان طور كه آيگه بور بعدها يادآورى مى كند: «هايزنبرگ اين بحث را مطرح كرد كه كاربردهاى نظامى انرژى هسته اى چيست. پدر من چندان تمايلى به اين كار نداشت و ترديدش را از مشكلات تكنيكى بزرگى كه وجود داشت بيان كرد. اما به نظر او هايزنبرگ فكر مى كرد امكان هاى جديد مى تواند پايان جنگ را تعيين كند، اگر جنگ كمى بيشتر طول بكشد.» حال دو سال بعد، بور براى اولين بار از برنامه سلاح هاى هسته اى متفقين آگاه شده بود. اما آلمانى ها در طول آن دو سال چه كارى انجام داده بودند؟ هيچ تعجبى ندارد كه بور در آن زمان شگفت زده شده باشد.
فهميدن اينكه «امكانات جديد» دقيقاً چه معنايى مى توانست داشته باشد جالب است و با بررسى تاريخ پيشرفت فيزيك هسته اى مى توان حدس هايى در اين زمينه زد. در اواسط دهه ۴۰ فيزيكدانان در هر دو طرف جنگ فهميدند به جز شكافت اورانيوم يك روش كاملاً متفاوت براى ساخت سلاح هسته اى وجود دارد؛ عنصرى كه بعدها پلوتونيوم نام گرفت. آن عنصر كمى سنگين تر از اورانيوم است و خواص شيميايى متفاوتى دارد، اما ساختار هسته اى آن به گونه اى است كه مانند اورانيوم قابل شكافت است. پلوتونيوم برخلاف اورانيوم به طور طبيعى وجود ندارد و بايد در يك رآكتور هسته اى با بمباران سوخت اورانيومى رآكتور به وسيله نوترون ها ساخته شود. با كشف اين فرآيند، به معناى قطعى به قسمتى از پروژه ساخت سلاح هسته اى تبديل شد. شكى نيست كه هايزنبرگ وقتى با بور ملاقات كرد اين واقعيت را به خوبى مى دانست. او حتى سمينارهايى را براى مقامات بلندپايه آلمانى ارائه كرده بود كه وجود چنين امكانى را توضيح مى داد. آيا اين چيزى بود كه او سعى داشت به بور بگويد و اگر اين طور بود، چرا؟ آيا هايزنبرگ مى خواست از طريق بور براى آمريكايى ها و متفقين پيغام بفرستد يا مى خواست از اطلاعات بور براى فهميدن اينكه آنها تا چه حد پيشرفت كرده اند استفاده كند؟ شايد هم مى خواست به متفقين بفهماند كه آلمان هيچ پيشرفتى نكرده است. بور چطور؟ آيا او چيزى از ملاقاتش با هايزنبرگ به آمريكايى ها گفت؟ تمامى اين سئوال ها و حدس ها و گمان ها هنوز سال ها بعد از آن ملاقات مطرح است و هنوز جواب قطعى و دقيقى براى آن وجود ندارد.

نقشه اى كه به لس آلاموس رسيد

يكى از داستان هاى جالب در مورد ملاقات بور و هايزنبرگ ماجراى طرحى است كه هايزنبرگ در طول ملاقات به بور داده است. معلوم نيست كه آيا هايزنبرگ آن شكل را در طول ملاقات كشيده است يا قبل از آن. با توجه به عادت فيزيكدانان هنگام ارتباط با يكديگر تصور بر اين است كه او شكل را همان موقع و براى توضيح ايده هايش كشيده است. در هر حال بايد به دنبال اين سئوال باشيم كه آن شكل چگونه در دسامبر ۱۹۴۳ راهش را به آزمايشگاه لس آلاموس باز كرد. آن شكل حاوى اطلاعات مهمى بود از اينكه آلمانى ها چگونه سلاح هسته اى را طراحى مى كردند. كسى كه از وجود اين شكل مطلع شد، جرمى برنشتاين فيزيكدان آمريكايى است كه به جز مقالات و كتاب هاى تكنيكى و تخصصى، سال ها يكى از نويسندگان اصلى مجله نيويوركر بود. او در سال ۱۹۷۷ طى يك سرى مصاحبه با هانس بته وجود آن طرح اسرارآميز را كشف كرد. بته كه در سال هاى جنگ عضوى از پروژه منهتن تحت نظر رابرت اپنهايمر بود، از وجود شكلى صحبت مى كرد كه نيلز بور هنگام سخنرانى در لس آلاموس به آنها نشان داد. بته در اين مصاحبه گفته است: «هايزنبرگ يك طرح به بور داده بود و بور بعدها اين طرح را براى ما در لس آلاموس آورد. آن شكل به وضوح طرحى از يك رآكتور بود، اما واكنش ما هنگام ديدن آن شكل اين بود كه آلمانى ها واقعاً ديوانه اند. حتماً مى خواهند رآكتور را روى لندن بيندازند!» تنها كمى بعد از جنگ بود كه دانشمندان حاضر در لس آلاموس فهميدند، آلمانى ها دقيقاً مى دانستند با رآكتور چه كار كنند. حداقل بايد گفت به طور نظرى اين را مى دانستند و به طور عملى به نتيجه نرسيده بودند وگرنه امروز به جاى هيروشيما و ناكازاكى بايد لندن را اولين قربانى سلاح هاى هسته اى مى دانستيم. قبل از انتشار اين مصاحبه ها از جرمى برنشتاين در نيويوركر هيچ كس چيزى از آن شكل نمى دانست و اين جريان داستان ملاقات بور- هايزنبرگ را از حدس و گمان خارج كرد. اما برنشتاين براى اطمينان از صحت حرف هاى بته با اشخاص ديگرى هم تماس گرفت. او به دنبال كسانى گشت كه آن زمان در لس آلاموس بودند، اما اپنهايمر مرده بود، بور مرده بود، بيشتر آنها مرده بودند. اما يك نفر هنوز زنده بود؛ ويكتور وايسكوف دوست نزديك رابرت اپنهايمر. او هم ادعا مى كرد كه طرح را نديده اما چيزهايى درباره آن شنيده است. ولى آيگه پسر بور به كلى وجود چنين چيزى را انكار مى كرد. برنشتاين سرانجام با تحقيق و مصاحبه با افراد مختلف به اين نتيجه رسيد كه هايزنبرگ خودش چيزى به بور نداده است، اما بور آن شكل را پس از صحبت هاى هايزنبرگ كشيده است. حتى حدس مى زنند كه بور چيزهايى را هم به آن طرح اضافه كرده باشد، كه حاصل پژوهش هاى خودش بعد از ملاقات بوده است. در هر حال چيزى كه همه تائيد كردند اين است كه آن شكل و نوشته هايش دست خط خود هايزنبرگ نبوده است. اما اصلاً چرا هايزنبرگ چنين صحبت هايى را مطرح كرده بود؟ آيا مى خواست بور نتايج مطالعات او را بررسى و تائيد كند؟ آيا مى خواست به بور نشان دهد كه آلمانى ها با مطالعه بر روى رآكتور به دنبال استفاده صلح آميز از انرژى هسته اى هستند؟ نيات هايزنبرگ هنوز در ابهام است و شايد هيچ گاه روشن نشود، چرا كه حتى خود او در خاطراتش كه در كتاب«مرزهاى فيزيك» (در فارسى «جزء و كل») نوشته است، چيز زيادى از آن ملاقات بحث انگيز مطرح نكرده است. تنها به وحشت بور از شنيدن نام سلاح هسته اى اشاره كرده است و اينكه بور توجه زيادى به موانع فنى مورد اشاره هايزنبرگ نكرده است.

نامه ها و نمايشنامه ها

گويا موضوع ملاقات بور و هايزنبرگ آنقدر جذاب بوده است كه به دنياى هنر نيز كشيده شود. «كپنهاگ» نام نمايشنامه اى است كه مايكل فريان در حدود سال ۹۸ نوشته و به روى صحنه برده است. اين نمايشنامه داستان آن ملاقات را با سه شخصيت اصلى كه روح هايزنبرگ، بور و همسر بور هستند به تصوير مى كشد. اما همه چيز از روى حدس و گمان است و در واقع هيچ كس از يك نمايشنامه نويس انتظار تحقيقات مستند را ندارد. مورخان براى يافتن منابع مستند بايد بيشتر از اينها صبر مى كردند، قرار بود خانواده بور نامه هاى وى را در سال ،۲۰۱۲ پنجاه سال پس از مرگ بور، منتشر كنند. اما اين همه ابهام و حتى اتهام به بور باعث شد كه آنها تصميم بگيرند اين كار را ده سال زودتر انجام دهند، براى همين آن نامه ها در سال ۲۰۰۲ منتشر شدند. قبل از آن تمام چيزى كه مورخان علم مى دانستند بر پايه حرف هاى مبهم و گاه متناقض بور و هايزنبرگ بود كه از منابع دست دوم به دست آمده بود. بور در آن نامه ها به دفعات تاكيد مى كند كه خاطره شفافى از ملاقات با هايزنبرگ دارد و يادداشت هاى بسيار دقيقى از آنچه هايزنبرگ گفته بود برداشته است. او ادعا مى كند كه هايزنبرگ متقاعد شده بود كه اگر جنگ با پيروزى آلمان پايان نيابد، بايد تصميم به استفاده از بمب اتم بگيرد. بور مى گويد برخلاف حرف هاى بعدى هايزنبرگ سكوتش در طول صحبت به خاطر شوكه شدنش از اين نبود كه فهميده بود شكافت از لحاظ تكنيكى امكانپذير است، بلكه به اين خاطر بود كه قبلاً نفهميده بود آلمانى ها بر روى بمب كار مى كنند و در مورد متفقين هم تا سال ۱۹۴۳ كه به انگلستان فرار كردند اين را نمى دانست. بور مدعى است هايزنبرگ به دانمارك رفته بود تا بور و ديگر فيزيكدانان دانماركى را متقاعد كند تا با آلمانى ها در پروژه باشگاه اورانيوم همكارى كنند. اما اين اسناد را بايد با دقت و احتياط بيشترى بررسى كرد، چرا كه حداقل ۱۶ سال پس از پايان جنگ نوشته شده اند و ادعاى بور براى يادآورى دقيق و شفاف شايد زياد قابل اعتماد نباشد. پس هنوز هم اين سئوال مهم پابرجا است: «هدف هايزنبرگ از آن ملاقات چه بوده است؟»