美国核研究的发展和“曼哈顿工程”的建立*

耿 志

一、美国成为世界物理学的中心

相比欧洲而言，在19世纪和20世纪之交，包括物理学在内的美国自然科学学科发展都较为滞后。“尽管美国有自己首屈一指的常春藤联盟校，但它的19世纪科学教育仍然承认欧洲的最高权威地位”。*Gordon Fraser, The Quantum Exodus: Jewish Fugitives, the Atomic Bomb, and the Holocaust, New York: Oxford University Press Inc., 2012, p.28.1893年，美国物理学权威学术期刊《物理评论》(PhysicalReview)创刊，但直到40年之后才具备国际影响力。美国物理学会(American Physical Society)则成立于1899年。另外，“1914年Who’sWhoinScience一书列出的536位物理学家中，西欧各国共350多人，而美国只占131人，在数量上的差距是明显的。质量上的差距也较显著，当时美国只有A·A·迈克尔逊一人获诺贝尔物理学奖”*赵佳苓：《美国物理学界的自我改进运动》，《自然辩证法通讯》1984年第4期，第29页。阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊(Albert Abraham Michelson, 1852-1931)，波兰裔美国犹太物理学家，芝加哥大学教授，1907年因“发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究”获得诺贝尔物理学奖，成为第一个获得诺贝尔奖的美国人。。尤其受传统实用主义的影响，美国物理学科偏重于实验物理学，“截至1910年，美国大学仅有一个数学物理学教授的职位，而同一时期西欧就有50多名数学物理教授，其中德国有16名。翻开物理学史，可以看到，除了世纪之交的吉布斯外，美国直到20年代前期，还没有一位重要的理论物理学家”*赵佳苓：《美国物理学界的自我改进运动》，第30页。约西亚·威拉德·吉布斯(Josiah Willard Gibbs, 1839-1903)，耶鲁大学教授，美国数学物理学家和物理化学家，奠定化学热力学基础。。

尽管20世纪20年代美国物理学在“自我改进运动”(self-improvement movement)*1921年发端于加州理工学院，历时十年，是美国物理学界引进和学习欧洲先进理论，提高本国的理论和研究水平的运动，为30年代美国物理学的繁荣奠定了基础。的影响下取得了较快的发展，但这一时期美国高校物理学专业的教材大多来自欧洲，教学水平同欧洲相比还存在较大的差距，尤其缺乏像欧内斯特·卢瑟福、尼尔斯·玻尔、马克斯·博恩等这样的学术巨星。为获得国际顶尖的教育，在洛克菲勒基金会和卡内基协会的赞助下，美国的物理学专业的学生，特别是核物理领域，仍然需要前往欧洲，尤其是前往德国，进行朝圣。仅在1926年至1929年间，就有32位美国年轻的物理学者曾在作为世界量子物理学中心的德国学习过。比如罗伯特·奥本海默(J. Robert Oppenheimer)于1925年从哈佛大学毕业后，先后在剑桥的卡文迪什实验室和德国的哥廷根大学深造，1927年在哥廷根大学获得博士学位后，则前往瑞士苏黎世大学和荷兰莱顿大学做进一步研究，直至1929年回国。

20世纪30年代，美国的物理学发展开始呈现繁荣的景象。这不但是由于“自我改进运动”带来的积极影响，还由于越来越多在欧洲学有所成的年轻物理学家开始回国并脱颖而出，比如加州大学伯克利分校的欧内斯特·劳伦斯(Ernest O. Lawrence)于1930年建造了世界上第一台粒子回旋加速器；普林斯顿大学的罗伯特·范德格拉夫(Robert J. Van de Graaff)为给粒子加速器提供能量于1931年建成能产生2000万伏高电压的起电机。

此外，最重要的推动力是大批的欧洲物理学家，主要是德国的犹太血统或配偶为非雅利安血统的物理学家，因政治迫害移民美国，从而极大地推动了美国物理学的发展。“早在1933年以前，已经出现一种数量相对较少、但质量十分可观的有犹太血统的德国物理学家向美国移民的趋势”，“在所有那些逃离纳粹德国的1400多名流亡科学家中，约100名物理学家在1933—1941年间在美国找到了避难所并获得了新生……正是他们，为美国迅速成为世界科学中心提供了不可或缺的关键性的智力支持”。*李工真：《文化的流亡：纳粹时代欧洲知识难民研究》，北京：人民出版社，2010年，第288、294页。

剑桥大学的约翰·康韦尔(John Cornwell)指出：

1933年的上半年，德国物理学界失去了大约25%的人员，包括爱因斯坦(Albert Einstein)、弗兰克(James Franck)、古斯塔夫·赫兹(Gustav Hertz)、薛定谔(Erwin Schrödinger)、赫斯(Rudolf Hess)和德拜(Peter Debye)——全都是诺贝尔奖获得者。其他时期失去的诺贝尔获奖者包括，斯特恩(Otto Stern)、布洛赫(Felix Bloch)、博恩(Max Born)、维格纳(Eugene Wigner)、博特(Walther Bothe)、加博尔(Dennis Gabor)、赫维西(George de Hevesy)和赫茨贝格(Gerhard Herzberg)，以及数学家里夏德·库朗(Richard Courant)、赫尔曼·威尔(Hermann Weyl)和埃米·诺特(Emmy Noether)。失去的物理学家大多都是具有高原创性和独到经验的科学家，他们是无可替代的。几乎一半的德国理论物理学家都离开了，其中一些是在量子力学和核物理领域的顶级专家。*John Cornwell, Hitler’s Scientists: science, war, and the devil’s pact, New York: Penguin Group, 2003, pp.139-140.

另外，在流亡美国的物理学家当中，还有像恩里克·费米、列奥·齐拉特这样来自德国以外国家的著名学者，有一些则是到美国之后陆续获得了诺贝尔奖。麦乔治·邦迪指出，“这样高水平的人对美国科学来说是永久性的财富，许多人很快就觉得自己像到了家一样，生活愉快，这也不是无足轻重的小事。”*麦乔治·邦迪：《美国核战略》，褚广友等译，北京：世界知识出版社，1991年，第43页。

因此，在20世纪30年代，世界物理学的中心便由欧洲转移到了美国。法国物理学家保罗·郎之万(Paul Langevin)曾就爱因斯坦移居美国半认真地说过，“这是一个重要事件。其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆去一样。当代物理学之父迁到了美国，现在美国就成了物理学的中心了。”*罗伯特·容克：《比一千个太阳还亮：原子科学家的故事》，钟毅、何纬译，北京：原子能出版社，1991年，第29页。

二、难民物理学家对美国政府介入核研究的推动

在1932年英国物理学家詹姆斯·查德威克(James Chadwick)发现中子之后，美国的物理学家也同欧洲物理学家一样热衷于用中子进行人工放射性研究。其中差一点发现裂变的是加州大学伯克利分校一名跟随欧内斯特·劳伦斯从事粒子回旋加速器研究的博士生菲利普·H·埃布尔森(Philip H. Abelson)。他后来回忆道：“那时，我正在找寻确定铀的裂变。如果我快一点点，我可能就是裂变的发现者了，因为我有必要的工具和必要的知识。事实上，在一两天之内，我确认了铀裂变的一种产物，而在接下来的两个月里，我确认了大约十五种产物。”*Interview with Dr. Philip Hauge Abelson by Amy Crumpton at Washington, D.C, June 19, 2002. http://www.aip.org/history/ohilist/28104_1.html.

1939年1月16日，尼尔斯·玻尔和他的合作者比利时物理学家莱昂·罗森菲尔德(Lèon Rosenfeld)抵达纽约，参加1月26日在华盛顿召开的第五届美国理论物理学年会，接着在普林斯顿大学从事几个月的讲学和研究。在此之前的1月3日，奥地利物理学家奥托·弗里施(Otto Frisch)将裂变的解释告诉了玻尔。因此，玻尔和罗森菲尔德带来了关于裂变的最新消息，引发了美国物理学界的震动。在17日晚普林斯顿大学物理学学者们的一个俱乐部聚会上，罗森菲尔德不经意透露了迈特纳和弗里施关于裂变的解释，“自然这引发了相当的轰动，我想，甚至当晚人们就给加利福尼亚和其他地方打长途电话。无论如何，在接下来的几天之内，所有具备示波器的美国实验室都正试着制造出裂变”。*Interview with Dr. Leon Rosenfeld by Thomas S. Kuhn and John Helibron at Carlsberg, July 22, 1963. http://www.aip.org/history/ohilist/4847_3.html. 弗里施在玻尔动身前往美国之前告诉了他和他婶婶莉泽·迈特纳(Lise Meitner)关于对德国化学家奥托·哈恩(Otto Hahn)所做实验的裂变解释，玻尔向弗里施承诺，要等哈恩的文章发表以及弗里施的文章投送出去之后，再公布关于裂变之事，但是他在途中向罗森菲尔德谈到了裂变之事，但未告诉罗森菲尔德他所做的承诺。抵达美国当天，玻尔因有事留在纽约，罗森菲尔德先抵达普林斯顿大学，而罗森菲尔德以为弗里施的文章已经投送出去了，所以公开了发现裂变之事。

在玻尔和罗森菲尔德之前两周抵达美国的恩里克·费米(Enrica Fermi)，因妻子是犹太人被迫移居美国，任教于哥伦比亚大学。在获悉裂变的消息后，费米与哥伦比亚大学的另一名物理学家约翰·邓宁(John R. Dunning)为首的研究小组开始利用粒子回旋加速器深化有关铀裂变与链式反应的实验研究。而1938年1月从英国移居到美国的匈牙利犹太物理学家列奥·齐拉特(Leó Szilárd)*又译为齐拉或西拉德，1898年出生在布加勒斯特。1922年在爱因斯坦、普朗克、劳厄等大师所在的柏林大学获得物理学博士学位，后在威廉皇帝化学研究所从事博士后研究，1924年在其导师劳厄的理论物理研究所担任助手和无薪讲师，与爱因斯坦成为同事和好友，两人曾一起注册了十七项技术专利。1933年3月底逃离德国，9月抵达英国，倡导建立学者救助委员会(Academic Assistance Council)，1936年该组织更名为“科学与学术保护协会”(the Society for the Protection of Science and Learning)。至二战爆发，这一由卢瑟福任主席的组织安置了超过2600名难民学者。由于一直未取得理想且固定的职位，齐拉特于1938年1月移居美国， 1943年成为美国公民。战后他转向生物学研究，执教于芝加哥大学，1964年5月去世。齐拉特被认为是“不安分的”且最具独特预见性的科学家，尤其是政治预见性，是他最早向英国和美国政府呼吁应重视核能的潜在利用价值，尤其在美国政府决定研制原子弹方面发挥了重要的推动作用，被一些人誉为“原子弹之父”。，此时也正在哥伦比亚大学从事客座研究。当他得知哈恩-施特拉斯曼的研究成果后，他表示，“我立刻明白了，这些略重于它们所对应电荷的碎片一定会释放出中子，如果在这一裂变过程中能够释放足够的中子，那么维持链式反应自然应当是可能的。H·G·威尔斯预言的所有事情对我而言突然似乎都是真实的了。”*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, New York: William Morrow and company, INC., 1970.p.53.赫伯特·威尔斯(Herbert G. Wells，1866-1946)是英国著名小说家、历史学家、社会学家，他创作了多部科幻小说，其中1914年出版的《获得自由的世界》(The World Set Free)，描写了原子弹的问世和人类的核战争场面，原子弹(atomic bomb)这一说法即最早出自该书。尽管只是虚构的科幻场景，但促发了匈牙利犹太物理学家列奥·齐拉特(Leó Szilárd)思考制造原子弹的现实可能性，使得齐拉特成为第一个为引起英美政府重视这种可能性而四处奔走的科学家。

事实上，尽管此时裂变已经被发现、维持链式反应是可能的，但是无论从理论的角度还是从现实的角度说，前面还有许多难题需要克服，因为“产生一种受控链式反应与用它作为一种大规模动力来源或一种爆炸物之间的技术距离，好比发现火与制造蒸汽机车之间的差距”。*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, Pennsylvania: Maple Press, 1945, p.37.齐拉特只是比其他人更敏锐地意识到了裂变所带来的深远意义和令人忧虑的前景而已。

在1月25日给他的研究赞助者、纽约犹太银行富商刘易斯·斯特劳斯(Lewis L. Strauss)的信中，齐拉特写道：

首先，显而易见的是，这种新型的反应所释放的能量一定比所有之前已知的要大得多得多，可能是两亿电子伏，而不是通常的三百万至一千万电子伏……这些可以导致产生大规模的能量和辐射，也可能会不幸地导致制造出原子弹。这一新发现复活了我在1934年和1935年但在过去的两年里我差不多放弃了的对于这方面的所有希望和担忧。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.62; Lewis L. Strauss, Men and Decisions, New York: Doubleday & Company, Inc., 1962, p.172.由于父母身患癌症先后于1935年和1937年病逝，使得施特劳斯意识到美国医院用于治疗癌症的放射性元素镭的稀缺，当时镭的价格是1克5万美元，于是他决定赞助这方面的研究工作。1937年底，齐拉特和另一名德国难民物理学家阿尔诺·布拉施(Arno Brasch)通过朋友介绍找到斯特劳斯，得到了他的赞助，研制浪涌发生器，用以研究高能状态下的放射性元素。战后，斯特劳斯是原子能委员会首批五名委员之一，1953年7月任该委员会主席。

二战结束后，齐拉特曾开玩笑地说，他、费米和其他物理学家应当为在20世纪30年代中期没有开展铀实验而获得诺贝尔奖，否则希特勒可能会制造出原子弹，从而征服世界。*William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, New York: Skyhorse Publishing, 2013,p.293.另外，齐拉特还频繁与其他两名移居美国的匈牙利物理学家爱德华·特勒(Edward Teller)和尤金·维格纳(Eugene Wigner)联系，向他们断言能够产生链式反应。*Interview with Dr. Eugene Wigner by Charles Weiner and Jagdish Mehra at Princeton University, November 30, 1966, http://www.aip.org/history/ohilist/4964.html. 维格纳1930年10月从柏林前往普林斯顿大学谋求一个临时的讲席，1935年获得终身职位，后在威斯康星大学工作两年，1938年6月回到普林斯顿。特勒从哥廷根大学离开后首先前往哥本哈根大学，后辗转伦敦大学学院，1935年落脚在美国乔治·华盛顿大学。

于是，他们共同向国际物理界的同行们呼吁对研究成果的发表实行自我审查制度，即在论文发表前对可能出现的军事后果进行仔细的评估，避免客观上助推德国在核军事领域的研发。

由于同费米之间存在研究思路和性格上的差异，以及费米此时认为链式反应的可能性最多百分之十，齐拉特从他的朋友、哥伦比亚大学物理学教授本杰明·利博维茨(Benjamin Liebowitz)处借得2000美元用于自己开展探询链式反应可能性的研究。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.54-55. William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.333-334. 费米工作勤奋严谨、有条不紊，但有些保守。齐拉特则一直被认为是一个古怪的人，人们经常看见他的地方是在公园的长凳上而不是实验室，他总是在冥想而很少受到现实规律的限制，是一个人们眼中的“异端分子”和“不切实际的空想家”。然而，两人并未因隔阂而完全排斥研究合作。另外，由于刘易斯·施特劳斯此前在浪涌发生器方面的投资遭受损失，使他不敢对齐拉特的实验研究慷慨解囊，特别是齐拉特也一时提供不出链式反应一定会取得成果的证据和保证，所以齐拉特转而向利博维茨寻求赞助。3月3日，齐拉特与任教于纽约城市学院的沃尔特·津恩(Walter Zinn)在哥伦比亚大学的普平实验室(Pupin)验证了铀裂变的过程能够释放出的次级中子数大约为2.3。他后来回忆道：“那天晚上，在我的脑海中已经几乎不怀疑，这个世界正走向悲剧。”*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.55.

于是，一方面齐拉特倡议建立“科学合作协会”(the Association for Scientific Collaboration)，以募集核研究所需资金及协调研究工作，另一方面他认为应当尽快将相关情况告知美国政府，“他比当时的任何其他人更确信，链式反应对于一场即将到来的世界战争的输赢是重要的”，“他一直要求同联邦政府进行接触，以使政治领导人能充分了解到在发展核弹方面必须超过纳粹的紧迫性”。*William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, p.339；斯坦利·布卢姆伯格和格温·欧文斯：《美国氢弹之父特勒》，北京：原子能出版社，1991年，第90—91页。

1939年3月16日，德国吞并了整个捷克斯洛伐克，欧洲铀矿的主要产地约阿希姆斯塔尔落入希特勒之手。同一天，在齐拉特、维格纳、费米的要求下，哥伦比亚大学物理系主任、研究生院院长乔治·佩格拉姆(George B. Pegram)打电话给美国海军作战部长的技术助理斯坦福·胡珀海军少将(Stanford C. Hooper)，希望他能接见费米，听取相关情况介绍。另外，佩格拉姆让费米随身携带他写的一封介绍信，信中提到：

……哥伦比亚大学物理试验室的实验已经表明，使化学元素铀释放出它巨大能量的条件是可能找到的，这意味着有可能利用铀作为一种爆炸物，它每磅释放出比以往所知的任何炸药多100万倍的能量。我个人的感觉是，可能性并不太大，但是我的同事们和我都认为，仅仅这种可能性就不容忽视。因此我今天早上打了电话……主要是安排一条通道，使我们的实验结果得以(如果情况必要的话)转达给美国海军的有关当局。

恩里科·费米教授——他与西拉德博士、津恩博士、安德森先生以及其他人一起，一直在我们的实验室里从事这一问题的研究工作——今天下午赴华盛顿，准备今晚向华盛顿的哲学学会作讲演，并且明天将留在华盛顿。他将打电话给您的办公室；如果您希望见他，那么，他将乐于更为确切地告诉您有关这一问题的目前认识状况。*劳拉·费米：《原子在我家中——我与恩里科·费米的生活》，上海：上海人民出版社，2005年，第187—188页。埃米利奥·塞格雷：《原子舞者：费米传》，上海：上海科学技术出版社，2006年，第124页。

第二天，费米在海军部向胡珀、一些海军技术官员、陆军军械局官员以及海军研究实验室(成立于1923年)的两名文职科学家讲述了一个小时的中子物理学和哥伦比亚研究小组的研究概况，但面对提问，过于谨慎的费米“也疑心他自己的预言是否确实可行”。*劳拉·费米：《原子在我家中——我与恩里科·费米的生活》，第190页。尽管海军部出于礼貌而表示他们有兴趣保持联系，但“费米嗅到了屈尊的味道而感到心灰意冷”。*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb,New York: Simon & Schuster, 1986, p.295.只有当时在场的一位名叫罗斯·冈恩(Ross Gunn)的海军研究实验室技术顾问，对费米的讲述产生了兴趣。冈恩从事潜艇动力方面的研究，在华盛顿第五届理论物理学年会期间聆听过费米的发言，他正渴望找到一种不需要燃烧氧气的能源。

6月1日，冈恩给海军研究实验室的主管哈罗德·鲍恩(Harold G. Bowen)海军少将写了一份报告，指出了此项研究对于潜艇发展的重大军事潜在价值。*Lewis L. Strauss, Men and Decisions, pp.436-437.三天后，在鲍恩的建议下，海军工程局向卡内基研究院(Carnegie Institution)拨款1500美元，对铀作为一种动力源进行研究，尽管卡内基研究院出于相关规定未接受这笔拨款，但同意开展相关研究工作。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, California: University of California Press, 1990, p.15.美国物理学家就核研发问题同政府部门的首次接触事实上没有取得任何结果。

然而，齐拉特仍然打算引起美国政府对研发原子弹问题的重视。特别是4月6日和19日法国的约里奥-居里答复称，他不愿意接受科学成果发表的自我审查制度，使得齐拉特更意识到警告美国政府的紧迫性。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.74, 78-79.此外，齐拉特认为，由于当时在美国难以获取足够量的重水，却每年生产数以百吨计的石墨，因此石墨是链式反应最适宜的减速剂。*Letters of Leo Szilard to E. Femi, July 3 and July 8, 1939, in Bush-Conant Files Relating to the Development of the Atomic Bomb, 1940-1945(以下为Bush-Conant Files), Records of Office of Scientific Research and Development, Record Group 227, National Archives Microfilm Publications, M1392, Washington D.C., 1990. Roll 13, Folder 217.他的这个判断后来被费米的实验所证实，1942年12月2日费米在芝加哥大学(哥伦比亚大学的研究小组后并入芝加哥大学的研究团队)成功研制了世界上第一个可控的自持性链式反应的铀—石墨反应堆。美国物理学家汉斯·贝特后来评价道，“齐拉特以一种十分重要的方式对于也许是曼哈顿工程最重要的分项的及早成功做出了贡献”。*William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb. p.396.

6月底在普林斯顿大学召开的美国物理学会年会上，齐拉特遇见了冈恩，并向他请求海军对铀—石墨项目研究的支持。7月10日，冈恩告诉齐拉特，尽管海军研究实验室非常希望展开合作，但“由于有关政府服务合同方面的种种限制，达成任何一种确实对你有帮助的协议几乎是不可能的”*From Ross Gunn to Leo Szilard, July 10, 1939, in George McJimsey, ed, Documentary History of the Franklin D. Roosevelt Presidency(以下为DHFDRP), Vol.43: The Atomic Bomb, Development and Diplomacy, LexisNexis, 2009, Document 1, p.1; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.90.。而且，此时海军研究实验室感兴趣的实际是潜艇的动力源，并非原子弹的研发。在失望之余，齐拉特同尤金·维格纳进行了商谈，他们讨论的议题不自觉地转到了防止德国人获取比属刚果的铀矿石问题。他们决定通过齐拉特的师友爱因斯坦与比利时国王的母亲伊丽莎白的个人关系(在移居美国之前，爱因斯坦曾在比利时短期居住)，来提醒比利时政府采取相关行动。

7月12日*关于时间的另一种说法是7月16日，见Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.304.，齐拉特和维格纳前往纽约长岛(Long Island)，拜见了正在度假的爱因斯坦。令他们吃惊的是，当提到裂变和链式反应时，爱因斯坦表示，“我根本没思考过这个问题”。事实上，爱因斯坦已多年没有关注原子物理研究领域的新进展。但是，“凭着因他在德国的经历而变得敏锐的政治觉悟，他答应将尽其所能提供帮助”。“为了在这一令人生畏的武器方面抢在纳粹德国之前，他同意敲响关于原子弹的警钟，即使它可能会被证明是错误的”。爱因斯坦对给比利时国王母亲写信有些犹豫，最终决定给他相识的一位比利时政府内阁大臣写信，由比利时驻美国大使转交。由于涉及到外交问题，维格纳提出应将此事告知美国国务院，如果通过国务院照会比利时政府，则更容易受到重视。最终，三人一致同意将递送一份爱因斯坦信件的复本给国务院，如果国务院在两周内未表示反对，他们就将信件寄出。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.83; William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.360-361; Gordon Fraser, The Quantum Exodus: Jewish Fugitives, the Atomic Bomb, and the Holocaust,New York: Oxford University Press Inc., 2012, p.166.

然而，抵美不久的齐拉特并不熟悉应如何恰当地与美国政府打交道。鉴于施特劳斯是前总统赫伯特·胡佛(Herbert Hoover)的支持者，于是，他向一位他和施特劳斯的共同朋友，曾在柏林结识的奥地利裔难民经济学家、前德国国会议员古斯塔夫·施托尔珀(Gustav Stolper)请教。通过施托尔珀的推荐，齐拉特会见了雷曼公司(Lehman Corporation)的副总裁亚历山大·萨克斯(Alexander Sachs)。萨克斯曾为富兰克林·罗斯福1932年的竞选演说撰写过经济学方面的文本，后在美国国家复兴署工作了3年，1936年担任雷曼的副总裁，对核物理有着相当浓厚的兴趣。萨克斯认为，由于之前费米同军方的接触毫无结果，因此“应当非常明确地努力将问题提交到总统面前，此事应使用这样的措辞，即确保这个国家的安全免遭可怕的打击以及避免有关纳粹科学家将核研究转化成核武器的进一步进展的连续报告中所蕴含的那种危险”。萨克斯要求齐拉特起草一份致总统的信件，为增强罗斯福总统对此事的重视，信件最好能以爱因斯坦这样世界知名的物理学家的名义，然后再由齐拉特同时提交一份关于核研究概况及其政治意义的备忘录。*Conference with Dr. Leo Szilard, July 25, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 2, pp.2-4.于是，齐拉特决定不再将爱因斯坦的信件寄送给比利时政府官员以及同美国国务院联系，而是通过萨克斯直接将问题提交到总统面前。

由于维格纳去了加利福尼亚，7月30日齐拉特和特勒再次来到长岛爱因斯坦的度假地。爱因斯坦口授了一份简短的提纲，同意齐拉特随后根据需要草拟长短两个文本的信件。齐拉特拟就信件后立即邮寄给了爱因斯坦，爱因斯坦则在两封信件上都署上名，并决定将文本较长的那一封信件送呈罗斯福总统。

内容如下：

先生：

近来费米和齐拉特开展的一些工作，已书面告知了我，使我认识到，铀元素在不远的将来变成一种新的且重要的能量来源是可能的。看上去，所引起的形势的某些方面需要政府予以警惕，如果必要，则应采取快速行动。因此，我认为我有责任提请您注意以下事实和建议：

在过去的四个月中，法国约里奥的工作同美国费米、齐拉特的工作一样，都使这种情况成为可能，即在大块的铀中实现核链式反应。通过这种方式，将产生巨大的动力和大量类似镭的新元素。现在看上去几乎可以肯定，这在不久的将来能够得以实现。

这一新的现象也将用于制造炸弹，并可以想象，尽管还不太确定，威力极其强大的新型炸弹因而能够制造出来。一枚这种类型的炸弹，用船运载并在港口爆炸，极有可能毁掉整个港口及其周边的一些区域。然而，这种炸弹很可能的结果会是过于笨重，无法使用飞机运载。

美国只拥有数量不大的非常贫的铀矿，在加拿大和前捷克斯洛伐克有着一些较好的铀矿，而最重要的铀矿资源在比属刚果。

由于这种情况，您可能会认为，政府同在美国从事链式反应研究工作的物理学家们保持一些永久性接触是可取的。实现这点的一种可能的途径是，您将这一任务交予某个您所信任且大致能够以半官方身份开展工作的人。他的任务应涵盖以下几点：

(a)同政府相关部门接洽，使他们了解进一步的事态发展；为政府行动提出建议，对于美国获取铀矿石的供应问题予以特别的关注。

(b)通过联系愿意为这项事业做出贡献的个人私募基金，为目前正受到大学实验室经费限制的实验工作提供资金，如果获得这样的资金，或者能与拥有所需设备的工业实验室的合作，那么将加快实验工作。

我获悉，德国事实上已经停止出售已接管的捷克斯洛伐克矿山的铀矿石。德国采取如此早的行动也许可以从以下因素得到解释，德国外交部副外长的儿子冯·魏茨泽克(von Weizsäcker)是柏林威廉皇帝研究所的成员，目前那里正在重复进行一些美国人关于铀的工作。

谨致问候

阿尔伯特·爱因斯坦*From Albert Einstein to President, August 2, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 3, pp.5-6; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.94-96.

8月15日，齐拉特将爱因斯坦签名的信件和自己起草的关于近五年来核研究概况的技术备忘录一起交给了萨克斯。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.97-98; Memorandum of Leo Szilard, August 15, 1939, Bush-Conant Files, Roll 13, Folder 217.萨克斯在希望自己充当信使的同时，还建议了其他三个人选：金融家伯纳德·巴鲁克(Bernard Baruch)、麻省理工学院校长卡尔·康普顿(Karl T. Compton)和著名飞行员、社会活动家查尔斯·林德伯格(Charles Lindbergh)。最初，齐拉特打算请林德伯格，但强烈主张孤立主义的林德伯格批评罗斯福修改中立法的提议，使得齐拉特改变了想法。萨克斯对备忘录的内容提出了一些修改意见，25日齐拉特又将修改后的备忘录交还给萨克斯。

如同弗里施-派尔斯备忘录建议利用快中子一样，在备忘录中，齐拉特指出，尽管未得到大规模实验的证明，但慢中子产生链式反应几乎是可以肯定的，至于快中子是否能够引发链式反应目前并不确定，但如果在铀-石墨系统中利用快中子引发了裂变和链式反应，那么理论上制造出原子弹是现实可行的。大规模的实验还需要政府、企业和个人投入巨大的财力物力，虽然“如此大规模实验是成功还是失败，在目前还难以在任何确切的程度上做出预测”，但是“大规模实验应当进行，除非成功的可能性能够被实验基础上的有依据的保证所排除”。另外，除对铀—石墨反应系统的技术层面进行简要阐述外，齐拉特还提供了大概所需的经费数字和铀矿石数量，并提请美国政府应同美国、加拿大和比利时的生产铀矿石的公司取得联系，从而将铀矿资源控制在自己手中。为掩人耳目，可以声称铀矿石是为了医学目的而提炼获取镭。齐拉特提到，“如果这些举措涉及政府的财政义务，那么目前难以建议政府去建立铀矿石储备，但是，最好开始研究在以后如果需要的时候政府以何种方式建立这样一种储备的问题”。*From Leo Szilard to Alexander Sachs, August 25, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 5, pp.13-19.

战争的爆发使得萨克斯会见罗斯福总统之事直到10月11日才得以实现。考虑到罗斯福政务繁忙，萨克斯将爱因斯坦信件和齐拉特备忘录的内容加以综合概述，撰写了一份约800字的他自己的备忘录，并向罗斯福当面朗读，同时将那两份原始文件留给了总统。理查德·罗兹评价萨克斯的备忘录道，“这就是呈献给一国首脑的第一份关于利用核能制造一种战争武器的可能性的权威报告”*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.314.。

其内容如下：

亲爱的总统先生：

随着您修订《中立法》的计划接近完成，我相信您现在能够给我一个机会呈上一封阿尔伯特·爱因斯坦博士给您的信件，以及其他对于国防有着深远意义的与物理学家的实验工作相关的材料。

简而言之，六年来一直进行的有关原子裂变的实验在今年达到了顶峰。(a)列奥·齐拉特博士和费米教授发现，元素铀能够通过中子裂变；(b)打开了链式反应可能性的大门，即在这种核反应过程中，铀本身可以释放出中子。这一物理学领域的新进展展示出以下前景：

1.创造一种新能源，用于动力生产。

2.从这样的链式反应中释放出新的放射性元素，从而在医疗领域可以获得成吨而不是以克计的镭。

3.作为一种最终的可能性，制造出具有迄今难以想象的爆炸威力和波及范围的炸弹。就如爱因斯坦博士，在一封我将留给您的信中所说的，“一枚这种类型的炸弹，用船运载并在港口爆炸，极有可能毁掉整个港口及其周边的一些区域！”

另外，由于这项工作——用于动力、医疗和国防的目的——的现实重要性，有必要记住，相比比属刚果丰富的优良铀资源和居其次的加拿大、前捷克斯洛伐克的铀资源，我们铀的供应是有限且质差的。爱因斯坦博士和关注这一问题的小组的其余人员注意到，德国事实上已经停止出售其所占领的捷克斯洛伐克的铀。该行动一定与这一事实相关，即德国外交部副部长的儿子，卡尔·冯·魏茨泽克，是柏林威廉皇帝研究所一些目前居住在这个国家的大牌物理学家的助理，他们正致力于那些关于铀的实验工作。

意识到了所有这一切在同利用自由人文精神创造力的极权主义的历史性斗争中对于民主和文明的意义，齐拉特博士，征询了普林斯顿大学物理系主任E·P·维格纳教授、乔治·华盛顿大学的E·特勒教授的意见，试图通过建立科学合作协会，加强民主国家的物理学家之间的合作——例如巴黎的约里奥教授、牛津的林德曼教授和剑桥的狄拉克博士(Paul Dirac)——以及限制有关链式反应研究工作进展的公开发表，来促进美国的这项工作。随着今年夏季国际危机的发展，这些难民学者和我们当中同他们磋商过的其余人一致认为，尽早将他们的工作告知您并赢得您的协作，是他们的责任，也是他们的愿望。

鉴于德国入侵比利时的危险，与总部在布鲁塞尔的上加丹加矿业联盟做好准备工作变得迫切起来——最好通过外交渠道——将可获得的大量供应的铀运往美国。除此之外，有必要扩大和加速试验工作，在我们大学理论物理院系有限的经费下，这已不再能够进行下去。据信，我们主要化学和电力公司的热心公益的管理人员能够被劝说提供一定数量的铀化合物和石墨，并承担试验下一阶段可观的费用。一个替代方案是，谋求能够提供所需原料和资金的机构之一的赞助。对于上述每一种方案和所有的目的而言，采纳爱因斯坦博士的建议似乎是可取的，即您指派一名个人和一个委员会充当科学家们和政府部门之间的联络人。

基于以上所述，我希望能够代表这些难民学者亲自转达他们渴望为殷切接待他们的国家效力的想法，并呈上爱因斯坦博士的信件以及齐拉特博士同我讨论后所起草的一份备忘录、几篇刊登在科学期刊上的文章的复印件。另外，我代表他们求见您，是为了阐明有关比利时资源的供应、安排与政府和陆海军部的长期联络以及解决眼下所需原料和资金问题的政策思路。

此致

敬礼

亚历山大·萨克斯*From Alexander Sachs to President, October 11, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 6, pp.20-21; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.104-105.

罗斯福对萨克斯说，“亚历克斯，你的目的是要看到纳粹没有将我们炸飞掉”。他当即传唤他的军事助理兼负责安排接见事务的秘书(Appointments secretary，相当于后来的白宫办公厅主任)陆军少将埃德温·沃森(Edwin M. Watson)并吩咐道：“这需要行动。”*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.17; Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb. pp.313-315. 对于萨克斯会见罗斯福还存在不同的说法，见William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.376-377，以及罗伯特·容克：《比一千个太阳还亮：原子科学家的故事》，第73—74页。10月12日，在罗斯福的授意下，成立了一个由美国国家标准局局长莱曼·布里格斯(Lyman J. Briggs)*美国国家标准局(the National Bureau of Standards)，1901年根据国会法案成立，隶属商务部，前身为美国财政部标准度量衡局(the Office of Standard Weights and Measures of the Treasury Department)，其职责是监管、维护和发展国家度量衡标准，并为符合这些标准的测量提供手段和方法。标准局下设的实验室实际充当美国国家物理实验室的角色。1988年更名为国家标准和技术研究所(National Institute of Standards and Technology)。莱曼·布里格斯，1896年入职美国农业部物理实验室，1903年获得约翰·霍普金斯大学生物土壤学方面的哲学博士学位，成为土壤物理学的奠基者。1920年正式调入国家标准局，1932年由胡佛总统提名、1933年由罗斯福总统正式任命为标准局局长。为主席、包括两名军方的军火专家陆军中校基思·亚当森(Keith F. Adamson)和海军中校吉尔伯特·胡佛(Gilbert C. Hoover)的小型非正式委员会——铀咨询委员会(Advisory Committee on Uranium)，以充当政府与从事核研究的科学家之间的联络机构。

三、从铀咨询委员会到国防研究委员会

10月21日，布里格斯召开铀咨询委员会的首次会议。除了委员会的三名成员外，会议还包括了布里格斯的助手弗雷德·莫勒(Fred L. Mohler)、卡内基研究院地磁部的理查德·罗伯茨(Richard B. Roberts，代表其上司默尔·图夫[Merle A. Tuve])、萨克斯、齐拉特、维格纳和特勒(同时代表费米出席)。

齐拉特指出目前铀—石墨反应系统主要的不确定因素是缺乏石墨俘获中子的数据，如果这个数据较大，就不会产生链式反应；如果数据很小，则链式反应非常有希望；如果数据是一个处于中间的值，就需要通过大规模的实验去判定。然而，亚当森、胡佛和罗伯茨质疑链式反应的可能性。当讨论到政府经费的投入问题时，由于齐拉特私下认为“我们总的意图不是向政府要钱，只是要求政府的批准”，*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.85所以他事先没有准备申请之事。特勒则接过话头回答道：“这一研究的头一年我们需要6000美元，主要用于购买石墨”。后来特勒被责怪当时要的太少了，因为之前默尔·图夫告诉他需要15000美元。*斯坦利·布卢姆伯格和格温·欧文斯：《美国氢弹之父特勒》，第98—100页。

齐拉特回忆道：

亚当森认为，相信我们可能通过创造一种新式武器来为国防做出重大贡献可谓天真之极。他说，如果一种新式武器创造出来了，那么，要让人们知道这种武器到底有没有优点，一般需要经过两次战争的检验。然后，他相当卖力地解释说，最终赢得战争的因素不是武器，而是军队的士气……维格纳用他的尖嗓音说，对他来说，听到这些真是非常有趣……如果这是对的，那么，也许人们应该对军队的预算采取不同的看法，也许可以消减这种预算。

亚当森觉察到维格纳等人的不满，于是同意特勒建议的拨款数字以结束争论。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.85; William Lanouette and Bela Silard, Genius in the Shadow: A Biography of Leo Szilard, the Man behind the Bomb, pp.378-379.

这是美国政府为核研究拨付的第一笔费用，而最终用于制造原子弹方面的费用远远超过了美国政府的预期，“根据原子能委员会的资料，直到1945年底，曼哈顿计划(国防研究委员会、科学研究与发展局和曼哈顿工程区)的实际费用为19亿美元(以2014年美元购买力计算约为260亿美元)。”*总装备部科技信息研究中心编译：《美国核武器计划费效分析1940—1998》，北京：国防科技大学出版社，2006年，第31页。Consumer Price Index and Inflation Rates (Estimate), 1800-2014, Federal Reserve Bank of Minneapolis, retrieved 27 Feburary, 2014, https://www.minneapolisfed.org/community/teaching-aids/cpi-calculator-information.

随后，齐拉特交给了布里格斯一份10页的备忘录，阐述了如何证明铀能产生链式反应的研究思路。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.110-111.基于这份备忘录，布里格斯撰写了一份报告于11月1日提交给了罗斯福总统。该报告指出，铀裂变及链式反应能够释放大量的能量，可以将其用于潜艇动力及制造威力巨大的炸弹，虽然目前关于铀的链式反应还未通过实验得到证明，但是，“我们认为应当给予彻底调查这一问题足够的支持”。为此，报告建议，政府应提供相应的财政支持，为眼下测定石墨吸收截面的实验所需提供4吨纯石墨，如果初步的研究证明应继续研究下去，则提供50吨的氧化铀；为获得广泛的合作和更大的支持，邀请麻省理工学院校长卡尔·康普顿(Karl T. Compton)、亚历山大·萨克斯、爱因斯坦和佩格拉姆加入委员会。*From Lyman J. Briggs et al. to President, November 1, 1939, DHFDRP, vol.43, Document 11, pp.27-28.

11月17日，埃德温·沃森告知布里格斯，总统饶有兴趣地读了这份报告，并希望将它存档备查。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.20.此后便没了下文，直到1940年2月8日。

实际上，除了建议政府提供石墨和氧化铀外，报告中其他的一些建议不是泛泛而谈，就是从未付诸实施。齐拉特感慨铀咨询委员会首次会议后的几个月是“我一生中最奇怪的时期”，“我从华盛顿方面根本什么也没听到……我曾设想，一旦我们论证了在铀的裂变过程中会释放出中子，那么要引起人们的兴趣不会是难事，但是我错了……回想起来，这是令人难以置信的，从1939年6月到1940年春，美国竟然没有一个进行中的实验是冲着研究天然铀链式反应的可能性的”。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.115.

麦乔治·邦迪对此做出了下列解释。他认为，在萨克斯向罗斯福念他的备忘录之前，大谈了一段地缘政治以及美国发明家罗伯特·富尔顿(Robert Fulton)劝说拿破仑使用他所发明的汽船未果的故事，“萨克斯说起话来喋喋不休，甚至类似说教一般”，“他的一份备忘录竟错误地把裂变的发现归功于费米和齐拉特。罗斯福可以耐心地听别人讲话，但只是对那些很快就讲到要旨的人。看来至少可能是，总统根本就没有真正听明白萨克斯在讲些什么”。此外，邦迪觉得，罗斯福选择的铀咨询委员会主席——65岁的布里格斯，并不是一位精悍的实干家，“他对热心的非专业人员和外国人怀有戒心，满足于等待由聪慧而又谨慎的费米设计的实验按部就班地取得进展”，“但罗斯福几乎肯定了解他所用的这个人……如果在1939年10月罗斯福想要在其后的几个月里得到比布里格斯能提供的更多的成果，他本可以这样说的，或转而任用另外什么人”。而且邦迪指出，齐拉特“似乎没弄明白问题的症结所在：他指望政府在一个当时习俗很不同的国家里在一个科学问题上起带头作用”。*麦乔治·邦迪：《美国核战略》，第52—53页。

美国物理学会会长、芝加哥大学教授阿瑟·康普顿(Arthur H. Compton，卡尔·康普顿的弟弟)提到，虽然一些美国本土的物理学家也意识到了“核武器计划对于私人资源而言过于的庞大，但是，他们知道，在实验已经证明国家的安全需要对核计划大力支持之前，政府不会采取决定性的行动。在私人的支持下，这种前期的工作会取得更快的进展”，因此“政府铀咨询委员会的任命阻碍了而不是促进了美国铀研究的发展”。*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative, London: Oxford University Press, 1956, pp.29-30.当时美国的科学研究大多是靠私人或企业基金的赞助，比如前面提到的洛克菲勒基金会和卡内基协会，而往往不是寻求政府的支持。劳伦斯·巴达什指出，“政府支持研究的传统是薄弱的。例如从1935—1939年这段时期，陆军和海军每年花在研究方面的支出都不会超过微薄的700万美元。此外，也有可能是有意识地规避寻求政府的支持”。*Lawrence Badash, et al., “Nuclear Fission: Reaction to the Discovery in 1939,” Proceedingss of the American Philosophical Society, vol.130, No.2, June 1986, pp.224-225.

邦迪和康普顿的分析应该说是合情合理的。当时自持性的链式反应还未得到实验证明，只是理论上推测了其可能性，这在物理学家当中都存有争议，更别提制造原子弹。对于罗斯福等不具备物理学专业知识的官方人士来说，这些更是难以理解的。在罗斯福总统日常处理政务所做出的大大小小的决策当中，成立铀咨询委员会实际并不是一个多么重大且紧急的决定。他也许只是认为在爱因斯坦这样的大科学家的呼吁下，政府应当鼓励物理学家们去进一步探寻链式反应和研发原子弹的可能性，并未真正理解爱因斯坦信件所传达的重要含义。尤金·维格纳曾说，“让美国政府明白裂变的意义像是在糖浆里游泳。我们得知政府对异想天开的新项目并不感冒，而且没有一位科学家能够理直气壮地说，原子弹一定能成功”。*Gordon Fraser, The Quantum Exodus: Jewish Fugitives, the Atomic Bomb, and the Holocaust, p.167.因此，政务繁忙的罗斯福并未对这个问题给予特别的重视。

另外，就如埃米利奥·塞格雷指出的，“在1939—1940年，改进雷达成了美国主要科学家管理人员的头等大事”。*埃米利奥·塞格雷：《原子舞者：费米传》，第123页。在战争爆发的国际形势下，相比雷达，当时核研究的前景连海市蜃楼都谈不上，政府有限的财政经费和科学资源自然不会投入到这个领域。当然，这也使得齐拉特、费米等难民科学家有机会从事还未被美国政府列入机密并原则上禁止非本国科学家从事的核研究。

1940年2月8日，埃德温·沃森打算让总统再次注意铀咨询委员会的那份报告。他询问布里格斯是否需要补充些什么，20日布里格斯答复，实验所需的6000美元经费已经拨付，“这一实验将证明这项事业是否具有一种现实的实用性，希望几周内能够提供一份关于这一实验的报告”。*From Lyman J. Briggs to Watson, February 20, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 15, p.37.萨克斯则认为铀咨询委员会的报告“太过学术性了”。*From Alexander Sachs to Watson, February 15, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 14, p.36.

3月7日，萨克斯收到一封署名爱因斯坦实为齐拉特起草的信件。信中称：最近他同齐拉特和维格纳进行了会谈，得知德国政府已经接管了威廉皇帝物理研究所，该所正同威廉皇帝化学研究所一同致力于关于铀的秘密研究工作；另外，在链式反应问题上，齐拉特的研究思路比法国约里奥的研究思路更有希望。*From Albert Einstein to Sachs, March 7, DHFDRP, vol.43, Document 16, pp.36, 38-39; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.120-121.齐拉特再次鼓动爱因斯坦写信，是因为他不久前听说德国威廉皇帝物理研究所的所长、荷兰籍的诺贝尔奖得主彼得·德拜(Peter Debye)，由于拒绝加入德国国籍而被迫辞职，德拜在哥伦比亚大学访问时将德国的研究状况告诉了费米。费米认为德国的科学家分散在全国各地，难以齐心协力，齐拉特却警觉起来。另外，约里奥-居里又公开发表了一篇进一步证明链式反应可能性的文章，使得齐拉特感到非常不安。*Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.119.

3月15日，在齐拉特的催促下，萨克斯将爱因斯坦的这封信转交给罗斯福总统，并询问“是否及何时在您方便的时候就实验工作的真实进展和明朗化的某些现实问题进行商谈”。*From Alexander Sachs to President, March 15, DHFDRP, vol.43, Document 17, p.40; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.121-122.4月5日，罗斯福答复萨克斯，他已指示沃森安排一次由萨克斯、爱因斯坦和铀咨询委员会成员参加的会议。*From President to Alexander Sachs, April 5, DHFDRP, vol.43, Document 18, p.41; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, p.122.但是，罗斯福“在1944年以前没有再次就此事接见他”，而是认为通过铀咨询委员会“是继续这项研究最实际的方法”。*麦乔治·邦迪：《美国核战略》，第52页。

在一份给萨克斯的备忘录中，齐拉特专门阐述了他的研究思路对于军事利用核能的意义。备忘录设想了铀—石墨反应系统在慢中子和快中子作用下的两种不同情况。在前者中，1吨天然未浓缩的铀可以释放相当于大约3000吨燃料油的能量，用于海军舰只能够减轻自身的负荷，从而提高航行速度和增加作战半径。用这种方式制造的炸弹，不是特别有威力的理想武器，但在1公里半径内对人会产生致命的辐射危害，“强调这一点的原因在于认为，这种方式能够被一些其他国家当作武器在当前的这场战争中使用，可能在不久的将来”。在后者中，齐拉特首先指出，“目前并不知道这种方式的链式反应是否能够成为现实”，但如果可行，1吨未浓缩的铀可以释放超过300,000吨燃料油的能量，从而使大型的海军舰只无须使用燃料油，而且可以制造出威力不同凡响的炸弹，“基于这种链式反应基础上的一颗炸弹在靠近海岸的海上爆炸，其引发的滔天巨浪将造成沿海城市的毁灭”。*From Leo Szilard to Sachs, April 22, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 26, pp.66-69; Spencer R. Weart and Gertrud W. Szilard, eds., Leo Szilard: His Version of the Facts, Selected Recollections and Correspondence, pp.123-125.

此时，费米、图夫和芝加哥大学的哈罗德·尤里等人也已发现，相比快中子，慢中子更容易引发铀235裂变，但依靠慢中子裂变方式制造原子弹，在发生足够的反应之前，炸弹可能就会爆炸。使用快中子裂变的情况，则需要足够量的纯的或浓缩的铀235进行实验。在4月底华盛顿召开的美国物理学会的年会上，费米等人认为分离数公斤的铀235是下一步的主要目标，通过离心分离机是比较有希望的方法。

4月27日，铀咨询委员会召开了第二次会议。除委员会的三名成员外，海军少将鲍恩、萨克斯、佩格拉姆、费米、齐拉特和维格纳参加了会议，爱因斯坦如上次会议那样婉拒出席。萨克斯希望尽早开始大规模的实验，他对费米的保守态度有些不耐烦，较为认同齐拉特的观点。他表示，如果政府不愿意负责，他赞成尝试从私人渠道为实验提供资金；如果美国政府勇往直前，那么实验室里碰到的困难会趋于消失。然而，委员会最终还是打算视费米、齐拉特等人的进一步实验结果再做出是否开展大规模实验的决定。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.23.

5月14日，费米和齐拉特的实验取得令人欢欣鼓舞的阶段性成果，他们发现石墨的吸收截面为3×10-27平方厘米，只有原先预想上限的三分之一，而且如果使用更纯的石墨还能使之更小，这至少证明慢中子情况下链式反应的现实可行性。尽管制造原子弹需要快中子引发的铀235或钚239的裂变链式反应，但是，“实现慢中子链式反应似乎是我们知识发展过程中一个必要的初始步骤，成了对这一问题感兴趣的那些人的首要目标。说服军事当局和更持怀疑态度的科学家信服整个想法并不是白日梦，这似乎也是重要的一步”*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, p.42.。

有鉴于此及比利时正遭受德国军队的入侵，萨克斯几次写信给埃德温·沃森和罗斯福，希望再次面见总统，认为关于核研究进入了一个新阶段，建议政府增加资金支持力度，警惕德国对美国从比属刚果获取铀供应的威胁，并提出建立一个新的组织框架，以指导政府部门以外的工作、确保科学家们在应有的保密状态下进行试验研究以及充当政府与各大学之间的联系纽带。*From George B. Pegram to Sachs, May 14, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 33, p.80; From Alexander Sachs to Watson, May 11/15/23, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 30, Document 34, Document 35, pp.75, 81, 82-83; From Alexander Sachs to President, May 11, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 31, pp.76-77.

此时，欧洲战火扩大，法国正处于败亡的边缘。为加强美国科技界与政府的联系，动员科学界为美国可能卷入的这场战争服务，卡内基研究院院长、国家航空咨询委员会(National Advisory Committee for Aeronautics)主席、前麻省理工学院副校长、电气工程学家万尼瓦尔·布什(Vannevar Bush)，通过罗斯福总统私人顾问哈里·霍普金斯(Harry L. Hopkins)的牵线就此谏言总统。*舍伍德：《罗斯福与霍普金斯：二次大战时期白宫实录》(上)，北京：商务印书馆，1980年，第221—222页。在布什的回忆录中，他提到，由于希特勒在欧洲的挑战，早在1937年他和一些志同道合的科学家就意识到应动员科学界为美国的国防服务；到1939—1940年的“虚假战争”时期，他们一致认为美国迟早会卷入战争，且这场战争将是一场高科技领域的斗争，而当时的美国军事体系并未为这样的一场战争做好准备。*Vannevar Bush, Pieces of the Action, New York: William Morrow & Company, INC., 1970, pp.32-33.

于是，在他的建议之下，罗斯福总统决定成立国防研究委员会(National Defense Research Committee)，名义上隶属于1916年成立的国防委员会(Council of National Defense)*为整合各种资源服务于未来的战争，1916年8月24日威尔逊总统成立国防委员会，成员包括陆海军部长、内政部长、农业部长、商业部长等。10月又在其下设立了一个咨询委员会，最初成员为七名工业领域的专业人士。1921年，国防委员会暂停活动。但是，成立该委员会的法案并未失效，导致后来的几届政府部长淡忘了事实上还存在一个这样的委员会。国家航空咨询委员会则成立于1915年，是美国国家航空航天局的前身。1939年布什辞去麻省理工学院副校长职务前往华盛顿担任卡内基研究院院长，因主张为建立一支能够匹敌德国的强大空军而加强美国的航空技术研究，同年当选为国家航空咨询委员会主席。，由布什出任主席，实际直接对总统负责，经费最初由军方提供，后逐渐由总统行政办公室定期拨款。

6月15日，即巴黎被德军占领的第二天，罗斯福在给布什的信中提到：“希望在推进该委员会目标方面，你会通过与教育界、科学研究院所和工业部门的研究实验室达成的协议，安排进行类似能够证明为了促进战争手段的创新或改进是可取的这样的调查、实验研究和报告”；“你的委员会的工作并不是要取代陆海军部门目前正在他们自己的实验室或与工业界订立合同进行的任何出色的工作，而是希望你对这种工作进行增补”；美国国家科学院(National Academy of Science，成立于1863年3月)及其属下的国家研究委员会(Nation Research Council，成立于1918年5月)能够为国防研究委员会提供咨询和建议，国家标准局和其他政府实验室能够为委员会承担所需的研究任务。此外，罗斯福还特别指出，布里格斯的铀咨询委员会将成为国防研究委员会下属的机构之一。*From President to Vannevar Bush, June 15, 1940, DHFDRP, vol.43, Document 41, pp.96-98. 这封信实为布什起草，借用罗斯福名义签发的。

虽然国防研究委员会被要求协助军方的研究，但实际上布什拥有做出独立判断和决定的权利。国防研究委员会秘书欧文·斯图尔特(Irvin Stewart)提到，“有时委员会会拒绝承担军方要求的某项研究，因为它认为所需要的人力能够更好地用在更重要的或那些更可能成功的项目上。反过来，有时国防研究委员会会不顾军方的漠视、甚至反对，着手进行和支持一些项目。委员会的一些项目是在没有陆军和海军的支持下开始的，虽然军方后来对这些项目的大部分给予了支持。然而，大多数情况下，国防研究委员会承担的工作是应陆军、海军或两者的直接要求下进行的”。*Irvin Stewart, Organizing Scientific Research for War: The Administrative History of the Office of Scientific Research and Development, Boston: Little, Brown and Company, 1948, p.18.万尼瓦尔·布什则指出，国防研究委员会的成立使得铀咨询委员会，“无需通过时常是间接的军方机构渠道去获取经费”。*Vannevar Bush, Pieces of the Action, p.58.理查德·休利特和小奥斯卡·安德森评价道，“对于铀项目而言，它的创立是一件意义重大的事件。它使铀研究在资金上摆脱了对军方的单独依赖，更重要的是，它从一个非正式的特设委员会手中挽救了这一研究新领域”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.25.

6月27日，国防研究委员会正式成立。除布什外，其他最初的委员会成员是：哈佛大学校长、化学家詹姆斯·柯南特(James B. Conant)，麻省理工学院校长、物理学家卡尔·康普顿，国家科学院主席、贝尔电话实验室主任和电气工程学家弗兰克·朱厄特(Frank B. Jewett)，标准局局长莱曼·布里格斯，商务部专利局局长、律师康韦·科(Conway P. Coe)，加州理工学院研究生院院长、物理化学和数学物理学教授理查德·托尔曼(Richard C. Tolman)，海军研究实验室主管哈罗德·鲍恩少将和陆军参谋部战争计划司司长乔治·斯特朗准将(George V. Strong)。国防研究委员会下辖5个部门(Division)，共34个小组(Section)，铀咨询委员会则由布什直接领导。这里应该注意的是，国防研究委员会并非因单纯为了加强核研究而设立，实际上核研发只是当时该委员会负责的研究工作领域之一。

随后，布什对铀咨询委员会成员进行了调整。布里格斯仍为咨询委员会主席，基思·亚当森和吉尔伯特·胡佛被调整出去，增加了亚历山大·萨克斯、默尔·图夫、乔治·佩格拉姆、罗斯·冈恩、哈罗德·尤里、乔治·布赖特(Gregory Breit，威斯康星大学物理学教授)和杰西·比姆斯(Jesse W. Beams，弗吉尼亚大学物理学教授)。同英国的莫德委员会一样，出于安全保密方面的考虑，最初国外出生的物理学家都被排除在委员会之外。也就是说，弗里施、派尔斯、齐拉特、费米、维格纳等在英美流亡的物理学家，一度不被允许知道或参与讨论他们最先向各自所在国政府建议应予以重视的秘密。马丁·舍温指出，“无论如何，公平地说，难民科学家没有得到普遍的信任，至少许多联邦官员明显不愿意听信他们的意见”。*Martin J. Sherwin, A World Destroyed: Hiroshima and Its Legacies, New York: Alfred A. Knopf, 1973, p.29.

四、科学研究与发展局及“曼哈顿工程”的建立

就在罗斯福总统致信布什的前两天，铀咨询委员会召开了一次特别咨询小组会议，参加会议的是布里格斯、尤里、图夫、费米、齐拉特、佩格拉姆、维格纳和布赖特。会议建议委员会应筹措资金支持按照以下两条研究路线进行铀—石墨实验：

(1)进一步测算建议类型的反应中所涉及的核常数(nuclear constants)；

(2)使用被估算为链式反应维持下去所需最低数量的大约五分之一到四分之一的铀和碳进行中间实验。

为此，分别需要投入大约40,000美元和100,000美元。7月1日，布里格斯向布什汇报了上述建议。*Memorandum Report on Proposed Experiments with Uranium, 14 August, 1940, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.9月6日，布什答复布里格斯，国防研究委员会只能拨付40,000美元。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.26.

尽管这意味着只够进行核常数的测算，但哥伦比亚大学小组还是同国防研究委员会于11月8日签订了为期一年的合同，这也是国防研究委员会与美国高校、科研院所签署的第一个合同。此后，直到1941年11月，国防研究委员会同普林斯顿大学、康奈尔大学、约翰·霍普金斯大学、弗吉尼亚大学、芝加哥大学、加利福尼亚大学、明尼苏达大学、爱荷华州立大学、卡内基研究院、美孚石油发展公司和国家标准局签署了总数为十六项的与铀有关的科研合同，费用总计为300,000美元。*Stephane Groueff, Manhattan Project: The Untold Story of the Making of the Atomic Bomb, Boston: Little, Brown and Company, 1967, p.10.然而，与同一时期国防研究委员会投入到其他军事研究领域的费用相比，这个数字显得并不突出，例如为麻省理工学院放射实验室批准的预算达几百万美元，国防研究委员会下属的A部门的S组为较小的项目也花费了136,000美元。*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, p.50.

之所以出现这种情况，原因如之前所提到的两点：雷达是这一时期的研究重点；核研究的军事利用前景不确定。在1941年7月16日布什提交给罗斯福总统的第一份年度工作报告中，他用了12页的篇幅去谈论雷达，而只用了2页内容去描述铀问题。*From Vannevar Bush to President, July 16, 1941, DHFDRP, vol.43, Document 47, pp.112-174.在这一年左右的时间里，与核研究相关的工作进展主要是以下几个方面：

关于链式反应。费米、齐拉特的实验不但证明了石墨是适合的减速剂，而且测得天然铀在慢中子的轰击下所释放的中子数平均为1.73个。为增大这个中子系数，齐拉特提出使用块状铀与石墨块相隔摆放(即反应堆的称谓由来)，而不是将粉末状铀均匀地与石墨混合在一起，从而减少次级中子的非裂变吸收。但是，要确定能够引发链式反应的反应堆尺寸等数据，至少需要进行中间实验，由于缺乏合适的材料，一度被搁置。同时，芝加哥大学的阿瑟·康普顿尝试用铍做减速剂，但最后因大量生产合乎要求的铍存在很大困难而没有得以应用。另外，哥伦比亚大学的哈罗德·尤里尝试用重水做减速剂，但美国重水稀少，他首先要做的是通过氢气与水之间的催化反应，对重水进行浓缩生产。

关于铀235的同位素分离。哈佛大学的乔治·基斯佳科夫斯基(George B. Kistiakowsky)和哥伦比亚大学的尤里、邓宁等人尝试气体扩散法*根据气体分子运动学说和气体扩散定律，当气体混合物是在容器内时，轻分子的运动速度快，撞击器壁的机会多；重分子的运动速度慢，撞击器壁的机会少。如果器壁具有无数微孔，每孔只容许分子单独通过，则轻分子通过器壁的机会一定比重分子多。扩散结果是器内的轻分子相对地减少，富集于器外；器内的重分子相对地增加，并富集于器内。因此可以得到一定程度的分离。这种方法主要用于分离同位素。对分子量相差很小的混合气体，如铀235和铀238的六氟化物，必须连续进行多次，才能达到所需要的分离程度。从气态的六氟化铀分离铀235，但在多孔过滤膜的材质和制造方面一度遇到了阻力，而且整个过程达五千级，因此估计一个每天分离1公斤铀235的工厂需要过滤膜的总面积达几英亩，需要几千万美元。弗吉尼亚大学的杰西·比姆斯和哥伦比亚的卡尔·科恩(Karl Cohen)，尝试使用气体离心法*依靠离心力原理运作，可以加速分子以上大小的物质。当圆筒状物体开始旋转，六氟化铀气体就逐一通过各筒，逐渐累积纯化。气体分离法是取代早期气体扩散法的核武技术。最大优点是此法取得浓缩铀235可以比扩散法节省相当多能量。分离铀235，但是每天分离1公斤铀也需要22000个离心机分别开动，费用跟前者差不多。至于热扩散法*在具有两种温度差别很大的区域(或设备)内，含有不同分子量的气体或液体混合物，由于热对流的作用，不同分子量的分子有不同程度的扩散效应，因此，一类分子倾向于顺着热流动方向聚集在较冷区域，另一类分子倾向于聚集在较热区域。将富集的气体取向，即达到部分分离的目的。，哥伦比亚大学和明尼苏达大学的相关实验证明，要大规模进行气态的六氟化铀分离是不现实的，于是，卡内基研究院的菲利普·埃布尔森(Philip Abelson)和海军研究实验室的冈恩决定尝试液体热扩散法，在1942年获得一个同离心法和扩散法差不多的分离因素(衡量离心分离机性能的系数)。

关于快中子诱发裂变和链式反应的研究，是最遭到忽视的一个环节。卡内基研究院研究了天然铀的可能性，但是认为，即使快中子裂变和链式反应是可能的，所需的铀也被认为会超过30吨。卡内基研究院地磁部的负责人默尔·图夫为此考虑退出铀咨询委员会，“我不相信它是可能的，我想做一些与这场战争相关的事情，而不是遥远未来之事。我不认为德国人能够在这种最多是侥幸的事情上花费大量的精力和心血，也不相信他们会这样去做。不管怎样，我感兴趣的是核能，而不是核炸药”*Interview with Dr. Merle Tuve by Albert Christman at the Terrestrial Magnetism Laboratory of Washington, D.C., May 6, 1967, http://www.aip.org/history/ohilist/3894.html.。哈佛大学校长詹姆斯·柯南特在回忆录中也提到，“在那时我还没有意识到，超出一定大小的一块铀235在自发释放的快中子的作用下本身能够支持巨大能量的自持性的链式反应。换句话说，超出临界质量的铀235会成为一颗原子弹”。*James B. Conant, My Several Lives: Memoirs of A Social Inventor, New York: Harper & Row, Publishers, 1970, p.276.

较为重大的进展是在粒子加速器的帮助下发现93号元素镎和94号元素钚。1940年4月，加州大学伯克利分校的埃德温·麦克米伦(Edwin M. McMillan)和来访的菲利普·埃布尔森证实了中子轰击铀所产生的一种半衰期大约2.3天的放射性物质为93号元素镎。1941年2月，同是伯克利的格伦·西博格(Glenn T. Seaborg)与约瑟夫·肯尼迪(Joseph W. Kennedy)、阿瑟·沃尔(Arthur C. Wahl)证实了94号元素钚。相比镎，钚239像铀235一样容易被慢中子诱发裂变，这样就可以将天然铀238直接转变成钚239，从而省去了分离铀235的环节，为链式反应提供了一条新的途径。

然而，这一时期，无论是关于链式反应的研究，还是关于同位素铀235分离的研究，直接的目标并非军事上制造原子弹，而是作为核动力的工业化研究，至多是将核动力用于军事潜艇上。休利特和安德森指出，“1940年夏天，美国科学家首先将链式反应当作一种动力源看待，当然，他们所有人都考虑了制造炸弹的可能性。一些科学家相信，在实现链式反应的过程中，他们可以获得对如何利用它去制造一颗炸弹的理解。但是，美国的科学家没有将他们的思考首先导向制造一种武器”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.27.阿瑟·康普顿也提到，“没有一位布里格斯委员会成员真正相信，在这场正在进行之中的战争期间，铀裂变会变得极为重要……那些发起铀计划的人的关注中心不是国防，而是和平时期的一种能源”。*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative, pp.46-47.

当然，这多少跟美国此时尚未卷入战争从而缺乏英国那种全力以赴赢得战争的紧迫状态有关，“许多美国物理学家对美国会卷入战争表示怀疑，对他们而言，不存在考虑裂变炸药的燃眉之急”。*Lawrence Badash et al., “Nuclear Fission: Reaction to the Discovery in 1939,” p.223.因此，为即将到来的战争服务的国防研究委员会自然也不会重视非军事应用的科学研究或无法在这场战争中得以及时应用的军事研究。

尽管如此，还是有一些物理学家希望加快核军事研究的步伐。加州大学伯克利分校的欧内斯特·劳伦斯、麻省理工学院校长卡尔·康普顿、芝加哥大学的哈罗德·尤里等向布什呼吁，并对布里格斯领导的铀咨询委员会行动缓慢表达了不满。*Letter from K. T. Compton to Bush, 17 March, 1940, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.此外，布什从一位曾列席过英国莫德委员会4月9日会议的哈佛大学物理学家肯尼思·班布里奇(Kenneth T. Bainbridge)口中得知了英国核研究的进展状况。

于是，1941年4月18日，布什决定邀请国家科学院成立专家委员会对与铀相关的项目进行秘密评估，以判断是否应继续投入更多的资金和设备，以及是否应加快使铀项目服务于国防。*Letter from Bush to Jewett, April 15, 1941, Bush-Conant Files, Roll 2, Folder 7.专家委员会主席为阿瑟·康普顿，副主席为通用电气研究实验室前主任威廉·库利奇(William D. Coolidge)，其他成员包括加州大学伯克利分校的欧内斯特·劳伦斯、麻省理工学院的约翰·斯莱特(John C. Slater)、哈佛大学的约翰·范扶累克(John H. Van Vleck)和美国电话电报公司前首席工程师班克罗夫特·盖拉尔迪(Bancroft Gherardi，因病未参与)。

5月17日，康普顿提交了第一份评估报告，建议在未来的半年里加大研究力度，不能在军事利用核能上冒被敌人夺得先机的风险。

报告认为：核研究的军事意义取决于使用例如重氢、铍和碳作为减速剂的慢中子链式反应。按照现实可行性排序，军事应用有三种方式：在敌方领土上投放放射性裂变制品，这在实现链式反应后还需至少一年时间，即不早于1943年；其次，以核反应堆的形式为潜艇和其他舰只提供动力，这在实现链式反应后还至少需三年时间；最后，制造爆炸力巨大的炸弹，这需要三至五年时间去分离足够量的铀235，钚239也可能作为一种替代品，制造钚239炸弹在实现链式反应后还需一年时间。总体上，制造一颗炸弹的时间不会早于1945年。报告看好天然铀的链式反应前景，认为在获得全力支持的情况下一年半时间内应该可以实现。因此，建议全力支持铀—石墨反应堆的中间试验和建造重水的实验性工厂，并开展使用铍作为减速剂的实验研究，为此未来半年的费用预算大约350,000美元。对于同位素铀235的分离研究，由于需要建造规模和花费都很庞大的工厂，而且其设计方案目前还未确定，报告虽然赞成继续下去，但不认为是下一步的重点。*Report of National Academy of Sciences Committee on Atomic Fission by A. T. Compton to F. B. Jewett, May 17, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

就这份报告的内容来看，它实际上同1940年4月22日齐拉特致萨克斯的备忘录的观点相类似。它没有像英方的莫德报告那样明确地指出未来研发的重点是军事利用核能，即制造原子弹，将生产裂变材料铀235的重要性置于天然铀—重水链式反应的研究之上。

因此，布什认为，康普顿的报告的重点在于核动力研究，对于动员科学为目前这场战争服务的国防研究委员会来说，这是次要的目的，而报告对制造原子弹的方式方法论述很不明确，没有提到快中子裂变、临界质量和炸弹组合机制，并不能消除他对目前的战争中铀能够被制造成炸弹的担忧。布什致信朱厄特称，他想知道“将实验结果投入实际应用到底还有多远和多久”*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.39.。柯南特也表示，他对康普顿报告的反应是“几乎完全否定的”，“自由世界的防务处于如此危险的状态，以至于只有在几个月或者至多一两年内就可能产生结果的努力，才值得认真考虑……胜利之后，才有足够的时间去考虑与非军事工业目标相关的物理研究项目”。*James B. Conant, My Several Lives: Memoirs of A Social Inventor, pp.278-279.

于是，朱厄特为专家委员会增添了两名一流的工程师，贝尔电话实验室的奥利弗·巴克利(Oliver E. Buckley)和西屋公司(Westinghouse，又译为威斯汀豪斯公司)的刘易斯·查布(Lewis W. Chubb)。

在专家委员会从工程学的角度进行第二次评估的期间，在布什的推动下，6月28日，罗斯福总统签署行政命令，成立了科学研究与发展局(Office of Scientific Research and Development)，国防研究委员会隶属其下并从一个执行机构变为了一个咨询建议机构。布什担任科学研究与发展局局长，哈佛大学校长詹姆斯·柯南特任国防研究委员会主席和布什的副手，铀咨询委员会改组为科学研究与发展局下的铀小组(Section on Uranium，代号S-1)。国防与研究发展局的办公地点位于总统行政办公室所属的应急管理办公室之内，布什仍直接向罗斯福总统负责。

虽然机构方面做出如此调整主要是为了整合医学研究委员会(the Committee on Medical Research)，但同时也弥补了国防研究委员会自身所存在的以下不足：

首先，作为一个研究组织，国防研究委员会在成立后的一年当中，愈发显现出难以解决研究与开发脱节的问题，而军方在此方面也反应迟缓，“越来越明显的是，为了使国防研究委员会发起的研究变得最为有效，研究团队通过以工程开发为主的中间阶段去完成他们的项目是必要的”。*Irvin Stewart, Organizing Scientific Research for War: The Administrative History of the Office of Scientific Research and Development, p.35.其次，国防研究委员会与军方的实验室、国家航空咨询委员会是同级别的，难以将这三方面机构的研究工作整合起来。另外，从长远发展来看，国防研究委员会要获得一个稳定的经费来源就不能一直挂靠在国防委员会之下，需要成为一个正式的独立行政机构直接从国会获得拨款。科学研究与发展局的成立能够消除这些缺陷，但同当初国防研究委员会一样它并不是仅仅着眼于核研究的发展。

由于阿瑟·康普顿前往南美进行他的专业宇宙射线的研究，国家科学院专家委员会副主席威廉·库利奇负责起草并于7月11日提交了第二份评估报告。

报告虽然支持继续开展裂变研究，但是依然像第一份评估报告那样将重点放在天然铀的链式反应面，认为“这种方式看上去现在提供了比前一份报告提交时更多的可能性”。关于军事利用的前景，报告指出，“由于缺乏所需的重要数据，我们认为此时从定量或工程的角度对这些应用进行评估是不切实际的”。虽然报告提到了钚239这一最新研究成果并附上了一份欧内斯特·劳伦斯的关于钚239的备忘录，但没有重视备忘录中关于钚239在适宜的条件下进行快中子链式反应可能能够制造出“超级炸弹”的观点。*Report of National Academy of Sciences Committee on Atomic Fission, July 11, 1941 and Appendix: Memorandum Regarding Fission of Element 94 by Ernest O. Lawrence, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

第二份评估报告依然没有就军事利用原子能的前景做出确切的结论。柯南特指出，“这些含糊却又冠冕堂皇的句子无法使国防研究委员会任何一个成员感到满意”。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1. 这份文件是柯南特在1943年春对原子弹工程研发的历史做的阶段性回顾和总结，具体时间不详。因此，“政府负责任的代表们非常接近于将裂变研究从战时的计划中剔除出去”。*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative,London: Oxford University Press, 1956, p.49.

此时，加州大学伯克利分校的西博格和埃米利奥·塞格雷测算了快中子诱发钚239裂变的截面是天然铀的3.4倍，使利用钚239制造原子弹成为一种可能。查尔斯·劳里森(Charles C. Lauritsen)，又一位列席英国莫德委员会会议(7月2日莫德委员会的最后一次会议)的国防研究委员会成员，7月10日向布什汇报了莫德报告草稿审议的概况，也报告了一些英国科学家认为成功研制出原子弹的可能性超过了百分之九十，并强烈建议美国政府承担这一项目。*Letter from C. C. Lauritsen to V. Bush, July 11, 1941, Bush-Conant Files, Roll 2, Folder 9.

实际上，7月7日布什已从伦敦办事处收到了一份莫德报告草稿的副本，“这一报告给了布什和柯南特他们正在寻求的东西：一种前景，即在这场正在进行的战争期间，存在有充分理由的军事利用的可能性”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.43.在7月16日给总统的关于国防研究委员会一年来工作情况的报告中，布什提到，“一段时间以来，取得成功结果的可能性似乎是十分渺茫的……然而，最近出现的新知识使得制造一种超级炸弹可能不像之前看上去的那样是一件遥不可及的事”。*From Vannevar Bush to President, July 16, 1941, DHFDRP, vol.43, Document 47, pp.146-147.另外，伯明翰大学的马克·奥利芬特此时对美国进行访问，带来了英国研究的最新消息。

以上这些，促使布什、柯南特和一些美国物理学家观点最终发生转变，相信制造原子弹是可能的。

理查德·罗兹指出，“奥利芬特说服了劳伦斯，劳伦斯说服了康普顿，基斯佳科夫斯基说服了柯南特”。*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.377.而柯南特指出，“阿瑟·康普顿和欧内斯特·劳伦斯的观点对布什有着重要的影响”。*James B. Conant, My Several Lives: Memoirs of A Social Inventor, p.280.麦乔治·邦迪也指出，“一向深怀疑虑的柯南特在获悉(大概在9月)他的一位哈佛大学朋友与同事，物理化学家乔治·基斯塔科夫斯基已经审查了这个问题，并完全接受了铀235爆炸的可行性之后，他彻底改变了自己的观点……到了夏末，布什被说服了。战时生产一枚原子弹的可能性已经增大到足以使人感到必须不惜一切努力尽快查明是否能制造”。*麦乔治·邦迪：《美国核战略》，第64页。

10月3日，布什得到了莫德报告的最终文本。于是，他要求康普顿领导的国家科学院专家委员会着手进行第三次评估，并在柯南特的建议下提出将麻省理工学院化学工程师、国防研究委员会B部门的副主管沃伦·刘易斯(Warren K. Lewis)，哈佛大学化学家、国防研究委员会B部门成员乔治·基斯佳科夫斯基和芝加哥大学的物理化学家罗伯特·马利肯(Robert S. Mulliken)纳入到专家委员会之中。

另一方面，布什不打算将莫德报告的具体内容透露给专家委员会成员，希望他们能够独立做出自己的判断和结论。布什致信康普顿，建议专家委员会只需回答临界质量测算、同位素分离等技术方面的问题即可，无须关注政府政策层面的事情。*Letter from V. Bush to A. H. Compton, October 9, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.他在回忆录中指出，“我对德国的科学怀有深深的敬意。如果制造一颗原子弹是可能的，如果证明它拥有巨大的威力，那么在希特勒手中的结果确实能够使他奴役这个世界。如果美国全力以赴的努力能够完成这个困难任务的话，首先制造出原子弹是十分重要的。”*Vannevar Bush, Pieces of the Action, p.59.

布什决定不等专家委员会的第三次评估结果出来，而是立刻去寻求总统的支持。10月9日，布什在白宫向总统罗斯福和副总统亨利·华莱士(Henry A. Wallace)述说了莫德报告的主要结论，建议扩大研究以检验这些结论，要求授予他更大的工作权威，在以前花掉数万美元的基础上再投入数百万美元，召集最优秀的物理学家，共同商定最后可能成功的研究方向。同时，布什也强调，他的发言主要基于“对一些实验室研究进行初步计算的结果，不是被证实了的情况”，因此不能保证成功。一定程度上，这次会谈还讨论了铀原料的来源、德国的核研究进展和战后的核控制问题。另外，布什提出一些必要的工程最好同加拿大共同研发，为此需要与英方进行商谈。罗斯福同意由布什起草一封信件然后以他的名义发给丘吉尔。布什还建议成立一个类似董事会的机构，对政策层面的事务做出决定，以分担他所肩负的责任。*Memorandum for Dr. Conant from V. Bush, October 9, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.

于是，罗斯福指定成立了最高政策小组(the Top Policy Group)，作为他的顾问机构，成员包括副总统华莱士、科学与研究发展局局长布什、国防研究委员会主席柯南特、陆军部长亨利·史汀生(Henry L. Stimson)和陆军参谋长乔治·马歇尔(George C. Marshall)。但是，五位成员从未一起开过会，布什基本上都是同委员会的成员单独商谈工作。罗斯福决定将核问题的最终决策权掌握在自己手中，“政策是总统的特权。布什刚一提出来，罗斯福就一把夺了过去”，最高政策小组“是一个其缔造者从未让它开会的委员会”。*麦乔治·邦迪：《美国核战略》，第64—65页。

如果将1941年9月3日丘吉尔与三军参谋长的会议看作是英国政府决定实施核项目的开端，那么10月9日的白宫会议则具有同等重要的意义。休利特和安德森指出，“在终结于广岛和长崎的历程当中，此次白宫会议是一个有着头等重要性的事件”。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, p.46.而麦乔治·邦迪不但指出了会议的重要性，也精彩地分析了罗斯福做出这一决策的背后动机。他认为，罗斯福独揽决策权的这一决定，“是一人独断的，但它肯定也是正确的”。罗斯福政治上的敏锐使他觉察到了采取行动的紧迫性。行动背后的动机主要是，如果原子弹能够研制出来，最先成功的不应该是希特勒；其次是莫德报告起到了催化剂的影响。但是，它埋下了错误的种子，并因罗斯福一直坚持严格保密而加剧，造成了对原子弹以外的问题没有尽早进行有条不紊的及时考虑。*麦乔治·邦迪：《美国核战略》，第65—72页。理查德·罗兹则评价，“罗斯福对德国人的担心，远不如对获得如此具有决定意义的一种新的破坏手段的长期后果的担心……罗斯福正在思考的已经超越了为这场美国尚未卷入的战争研发原子弹，他在思考将会改变世界政治格局的军事发展”。*Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, p.379.

相比而言，邦迪的分析评价显得更为客观，罗兹的看法则有些夸大其词，尽管此次白宫会议确实谈到了战后的控制问题。

11月6日，康普顿提交了第三份评估报告，主要内容如下：

自我们前一份报告提交以来，在铀同位素分离方面已取得如此大的进展，以至于需要做出以下方面的考虑：

(1)尝试研制一颗裂变炸弹成功的可能性；

(2)这样一颗炸弹预计的破坏力；

(3)完成它的研发和正在进行的生产所预期的时间；

(4)所涉支出的初步预算。

1．裂变炸弹的条件

一颗具有超级破坏力的裂变炸弹可以由足够质量的铀235元素迅速组合在一起而产生。这一点看来与任何根据理论和实验得出的尚未尝试过的预测一样有把握……

2．裂变炸弹的破坏力

(a)炸弹的质量。在合适的条件下，产生爆炸性裂变所需要的铀235的质量，不可能小于2公斤，也不会大于100公斤。这些上下限相差极大的数字主要反映了在实验中铀235快中子俘获截面的不确定性，在获得大量分离的或浓缩的同位素之前，这些数据很难得到改进。然而，由于更大的炸弹拥有更大的破坏力，上下限之间的数量大小问题不是一个非常重要的问题。

(b)爆炸性裂变释放的能量。精确定位于最初瞬间的质量计算表明，在一次裂变爆炸中，会释放1%—5%之间的铀的裂变能量。这意味着每公斤铀将产生2×108—2×108千卡的热量，每公斤铀所能得到的爆炸能量因此相当于大约300吨TNT炸药的爆炸能量。

(c)裂变爆炸的破坏力。一颗炸弹所造成的破坏程度将取决于在遭毁坏地区外围所产生的压力波的大小。对于裂变反应这样持续时间如此短暂的爆炸而言，相当大部分的能量将以热的形式消散掉。考虑到这种情况，我们粗略估计，在空气中一次裂变爆炸如上述估计所释放能量的破坏力应该相当于大约30吨TNT/每公斤铀235。……爆炸产物的强烈辐射性对生命所造成的破坏性影响可能像爆炸本身的影响一样重要。

3．研发和生产必要的铀235所需的时间

(a)所需铀的数量。由于目前炸弹的破坏力已是战争中的一个重要因素，所以显而易见如果这种炸弹的破坏力增加了10,000倍，它们将具有决定性的重要意义，然而所需铀的数量将是很大的。如果摧毁德国的军事和工业目标需要500,000吨TNT炸弹的估计是正确的话，那么完成同样的任务则需要1—10吨铀235。

(b)铀235的分离。铀同位素的分离可以按需要量来进行。正在研发中的几种方法，至少其中两种看上去是肯定能够满足需要量的，并正接近实际测试的阶段，它们是离心法和多孔膜扩散法。其他的方法正处于考察之中或者需要研究以最终证明其更加优越，但是目前都远达不到工程阶段。

(c)生产裂变炸弹所需的时间。目前只能对裂变炸弹的研发、工程和生产所需的时间做十分粗略的估计，但是如果全力以赴于该计划，可以期望在三四年内获得相当数量的裂变炸弹。

4.费用的大略估算

……应预计建造同位素分离工厂的费用在50,000,000—100,000,000美元，为维持其运转，还需要大量的电力。其他与制造这种炸弹相关的费用大概会小些，在30,000,000美元左右。因为未获得统计费用所需的更精确的科学和工程数据，可以理解这些给出的数字只是最粗略的估算……

结论：必须认真考虑这种可能性，即几年内如本报告所描述的炸弹的使用或者类似利用铀裂变的东西可以决定军事上的优势。充分关注于我们的国防看上去需要紧急发展这一项目。*Report of the President of the National Academy of Sciences by the Academy Committee on Uranium, November 6, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

尽管前两份报告提到过铀在当前战争中可能具有的重要决定性，但这种可能只在第三份评估报告中得到明确的强调。第三份评估报告，没有提到费米的铀—石墨反应堆实验或者利用钚239的工作，但是这并不意味着康普顿没有认识到钚239的潜在价值。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.一方面是因为布什只对利用铀235制造原子弹感兴趣，这种方式似乎更为直接，成功的把握也更大；另一方面是因为当时对钚239的认识还有限，甚至不知道钚239在裂变中能够释放出中子，也一时难以生产大量所需的钚239；另外，即使利用铀235制造原子弹不成功，分离铀235 的工作也可以自然地导向核能工业化利用和钚239的生产，从而制造钚炸弹。

与《莫德报告》一样，这份报告论证了利用铀235制造原子弹的现实可能性，并建议进行相应的工程开发，但是，相比较而言，“英方的报告比美方更加乐观，他们报告中所提出的制造原子弹所需的工作量要比我们的少许多倍”*Arthur H. Compton, Atomic Quest: A Personal Narrative, p.59.。《史密斯报告》评价道，“科学院的那份报告比英国的报告更加保守，就如布什在1941年11月27日致罗斯福总统的信中所指出的那样，但是，对于为扩大工作的计划而提供额外的支持来说，它是足够乐观的了”*Henry D. Smyth, Atomic Energy for Military Purposes, p.54.。柯南特则指出，“这份报告不但流露出比前两份报告更勇敢的精神，而且在原子弹问题上也更明确。就如我已经提到的那样，这反映了当时美国已发生变化的充满了战争味道的氛围”。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.

康普顿提交报告的当天，布什就将相关情况告诉了陆军部长史汀生，显然他已有让陆军接手今后原子弹研发工程的想法。*The Henry L. Stimson Diaries, New Haven: Yale University Library, 1973, Reel 7, vol.36, p.5.11月27日，布什将第三份评估报告呈交罗斯福总统，并称他正在组建一个工程团队，并准备建造所需的工厂。*Letter from V. Bush to the President, November 27, 1941. Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.12月6日，柯南特代表布什宣布，“从即日起，所有的努力都是为了早日研制出原子弹，而不是生产动力”。*James G. Hershberg, James B. Conant: Harvard to Hiroshima and the Making of the Nuclear Age, New York: Alfred A. Knopf, 1993, p.153.

于是，S-1小组被进行了重组。*S-1小组的成员是：布里格斯(主席)、佩格拉姆(副主席)、劳伦斯(项目主管)、阿瑟·康普顿(项目主管)、尤里(项目主管)、伊格·默弗里(计划委员会主席)、亨利·温塞尔(Henry T. Wensel，技术助理)、比姆斯、布赖特、亨利·史密斯、塞缪尔·阿林森(Samuel K. Allison)和爱德华·康登(Edward U. Condon)。1942年5月23日，S-1改组为S-1执行委员会，柯南特任执行委员会主席，成员包括布里格斯、劳伦斯、阿瑟·康普顿、尤里和默弗里。原S-1小组的其他成员被任命为执行委员会顾问小组成员。同时，布什又设立了一个科学与研究发展局下属的计划委员会(Planning Board)，任命美孚石油发展公司的副总裁、化学家伊格·默弗里(Eger V. Murphree)为负责人，负责离心法生产铀235和工程开发方面的事务。哈罗德·尤里负责利用气体扩散法生产铀235，欧内斯特·劳伦斯负责电磁分离法，阿瑟·康普顿则负责链式反应的理论研究、原子弹的构造设计以及通过石墨堆和重水堆生产钚，费米和齐拉特的石墨反应堆研究小组隶属阿瑟·康普顿管辖的部门。电磁分离法、气体扩散法、离心法同位素生产铀235和通过石墨堆、重水堆生产钚239的工作同时并进，以避免一种方法失败造成被动不利的后果。

12月16日，此时美国已处于战争状态，在副总统华莱士召集的一次最高政策小组的会议上(马歇尔、柯南特及一些成员未出席)，布什表示，当完整规模的生产裂变材料的工厂开始建造时，应该由陆军方面接管研发工程，建议派一名受过科技训练的陆军军官去熟悉关于铀的整个问题。布什还提到，有关国际关系的事务由总统负责，他本人则负责有关技术问题的联络事务，但是关于在加拿大建立联合工厂之事已进行了一些讨论。*Memorandum for Dr. Conant from V. Bush, December 16, 1941, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2; The Henry L. Stimson Diaries, Reel 7, vol.36, pp.111-112. 布什深知罗斯福对美国海军在太平洋缺乏进取心和冒险精神以及海军部长弗兰克·诺克斯(Frank Knox)无法控制一些海军官员的不妥协立场感到不满，于是建议由陆军部接管原子弹项目。

1942年1月2日，布什宣布S-1小组不再隶属国防研究委员会，而直属于科学研究与发展局；科学事务由国防研究委员会主席柯南特、S-1小组主席布里格斯和各项目负责人负责，工程事务由计划委员会负责。*James B. Conant, A History of the Development of an Atomic Bomb, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 1.1月19日，罗斯福将第三份评估报告退还给布什，并附上简短的答复，“同意——已退回——我认为你最好将这份报告保存在你自己的保险柜里”。*Handwritten note from F. D. R. to V. Bush, January 19, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 4.

美国正式走上了原子弹的研发之路。

原子弹研制工作正式启动之后，布什、柯南特和美国科学家们信心满满地开始按拟订的计划展开研制原子弹的各项复杂但前景未定的工作。1942年1月24日，为集中研究力量，阿瑟·康普顿决定将哥伦比亚大学和普林斯顿大学的相关研究小组迁往芝加哥大学，组建一支统一的团队。1月14日，加州大学伯克利分校的劳伦斯利用37英寸回旋加速器，通过电磁分离法生产出18微克纯度在25%的铀235，为以后解决所需实验样品带来了希望。2月，劳伦斯基于37寸加速器制造出“卡留管”(Calutron)，提高了铀235的浓度和产量，并且打算进一步改进技术和设备。

与此同时，负责协调各大学和研究机构快中子反应实验的威斯康星大学物理学教授格雷戈里·布赖特和协助康普顿测算武器效力和测算快中子的加州大学伯克利分校教授罗伯特·奥本海默提出，原子弹的铀235球体的临界质量在2.5—5公斤之间，相比国家科学院专家委员会第三份评估报告所预计的2—100公斤更加精确。此外，奥本海默的测算还表明，原子弹爆炸能量的理论值为6%，大于第三份评估报告的2%，也就是说，估计可以产生大约2000吨TNT的破坏力。不久，奥本海默在康普顿的指派下接替了因与费米发生矛盾而提出辞职的布赖特。

3月9日，布什向罗斯福总统报告了最新取得的进展。报告体现出普遍乐观的情绪，“简而言之，最近的发展表明，研制原子弹的问题比我上一次向您述说该问题时我认为的还要重要。其材料明显比我们那时想的威力更强大，所需的数量似乎更少，实际生产的可能性也似乎更确定”。另外，布什在报告中建议，陆军应在1942年夏季加入到原子弹研制项目之中，以建造完整规模的工厂。*Report to the President from V. Bush by Letter, March 9, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2, Folder 4.在布什看来，科学与研究发展局只需保留科研工作，没必要自己去建立急需的庞大工程建设机构，将工程交与军方更有利于借陆军部的渠道获取原子弹研制所需的大量资金。*Vannevar Bush, Pieces of the Action, p.61.

罗斯福答复称，“我认为，不仅要在研发方面推进整个事情，还要相应考虑到时间问题。我不反对将未来的发展移交给陆军部，只要你自己确定陆军部为保证绝对机密采取了所有足够的措施”。*From President to Vannevar Bush, March 11, 1942, DHFDRP, vol.43, Document 50, p.180; Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.

在取得总统的同意后，布什与陆军方面进行了接触。陆军参谋长乔治·马歇尔任命了陆军后勤部队司令布里恩·萨默维尔中将(Brehon B. Somervell)的参谋长威廉·斯泰尔准将(Wilhelm D. Styer)负责陆军同S-1部门的联络事务。*Letter from Harvey H. Bundy to Bush, March 14, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.陆军要求布什编制四种生产裂变原料工厂所需的详细材料清单，陆军则将四个实验工厂的建造工作发包出去，在对其他战时工作造成最小影响的情况下，赋予S-1项目最高的优先权。6月10日，斯泰尔将一些未来工作的粗略的想法告诉布什。*Memorandum from Conant to Bush, May 14 & 25, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 2.

随后，布什和柯南特则依据斯泰尔的想法以及柯南特坚持四种同位素分离法同时进行的观点，给副总统华莱士、陆军部长史汀生和参谋长马歇尔写了一份报告，提出了研发原子弹的进一步详细计划。*Memorandum from Bush and Conant to H. Wallace, H. Stimson and G. Marshall, June 13, 1942, Harrison-Bundy Files Relating to the Development of the Atomic Bomb, 1942-1946(以下为Harrison-Bundy Files), Record Group 77, National Archives Microfilm Publications, M1108, Washington D. C., 1980, Roll 1, File 6.经上述三人同意后，6月17日布什将这份报告送交总统，得到罗斯福的批准。

这份报告主要指出：

负责这一研发任务各阶段的科学家们目前一致认为，通过释放原子能，制造出爆炸威力巨大的炸弹是可能的。特别是在参与的资深科学家和工程技术人员看来：一块大约5—10公斤的铀235或94号元素能够产生爆炸，其所释放的能量相当于几千吨TNT所释放的能量，爆炸能够被控制在所希望的瞬间发生。有四种方法可生产原料，而所有这些方法看起来都切实可行，但是目前还不能明确说其中哪一种方法优于其他方法。相当规模的生产工厂可以设计并建造出。根据时间安排来看，在制订有力的计划和赋予足够优先权的情况下，到1944年1月一座工厂能够开始生产，到1944年7月1日能够生产出少量的炸弹，但这几个月的每一方面都具有不确定性。

……劳伦斯、尤里、康普顿和默弗里提出过一些建议，这些建议得到了科学研究与发展局局长布什、国防研究委员会主席柯南特和斯泰尔准将的审查，斯泰尔受马歇尔将军之命关注项目进展。他们的审查意见如下：

(1)如果一个高水平的科学小组认为四种分离同位素的方法都能够成功应用，那么似乎可以肯定，只要有充分的时间和足够积极的努力，任何能干的敌人也能获得最终的结果。

(2)从科学工作人员和重要物资需求的角度看，快速实施所计划的项目显然要影响到其他重要事项。因此，在看上去能够达到的军事成果与妨碍其他事项之间必须做出选择。

(3)考虑到全部努力的开拓性质，只集中于一种实现结果的手段此时是不保险的。

(4)因此，看上去最好的办法是立即着手进行项目中对其他重要事项妨碍最小的方面，项目其他方面的工作可以在对可能导致的妨碍做更深入的研究之后确定可以去做再开始进行……*Report to the President from Bush by Letter, From Bush and Conant to H. Wallace, H. Stimson and G. Marshall, June 13, 1942, Bush-Conant Files, Roll 1, Folder 4.

同一天，陆军工程兵团的詹姆斯·马歇尔上校(James C. Marshall)被斯泰尔推荐负责S-1项目的建造工作。6月19日，在布什转达总统的批准意见后，詹姆斯·马歇尔立即上任开展他的工作，代号暂时为“DSM工程”(Development of Substitute Materials Project)。詹姆斯·马歇尔选择了波士顿的斯通—韦伯斯特工程公司(Stone & Webster Engineering Corporation)承担工厂、实验室等项目设施的建造工作。

然而，科学研究与发展局同陆军方面在“DSM工程”方面的分歧和矛盾很快就显现出来。其中，有两个问题最为突出。

一是关于气体扩散法和离心法分离同位素工厂的选址。由于需要充足且可靠的水源和电力供应，根据“战时生产委员会”(War Production Board)*成立于1942年1月16日，取代了原有的“优先供应与分配委员会”和“生产管理局”，旨在使和平时期的工业生产转向战时状态，确定原料和服务分配的优先权，禁止不必要的生产。1945年8月日本战败后该委员会解散，同年底被“民用生产管理局”取代。的建议，S-1执行委员会的专门小组考察并看中了田纳西州克林奇河流域(Clinch River)诺克斯维尔(Knoxville)以西的埃尔萨地区(Elza)，同时阿瑟·康普顿认为密执安湖以南的沙丘地区也是理想的选择。最终，布什和柯南特赞成选择诺克斯维尔的埃尔萨地区，并出于时间上的考虑要求陆军方面立即着手工程开发建设，但7月初詹姆斯·马歇尔提出一整套工程建设的标准，要求S-1执行委员会做出进一步的评估，并要求等待康普顿小组的实验性反应堆取得结果再做下一步的决定，致使工厂选址问题遭遇耽搁。*Richard G. Hewlett and Oscar E. Anderson, Jr., A History of the United States Atomic Energy Commission, vol.Ⅰ: The New World, pp.76-78. 二战期间，在美国、加拿大和英国共有30多个基地，多数在美国，承担“曼哈顿工程”的研究和生产任务，其中比较著名的是位田纳西州克林顿镇以南8英里的橡树岭负责生产铀235，华盛顿州里奇兰的汉福德负责生产钚239，新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯从事原子弹的设计和组装。

另一个是有关核项目在战时生产中的优先权问题。当核项目进入工程开发阶段，对于人、财、物的需求大幅增长，此时美国的战时生产不但要满足自身的需求，而且还要满足援助盟国的需要，核项目自然同其他战时工作存在竞争关系。布什和柯南特很快发现，符合工程开发资质的公司不但数量少，而且大部分正承担其他的战时工作，而萨默维尔的副参谋长卢修斯·克莱准将(Lucius D. Clay)只同意，在对主要物资供应影响最小的情况下给予核项目最高优先权，实际给予核项目AA-3级别的优先权，必要时可适用AAA级。这种附加前提条件的做法使得布什和柯南特感到要赢得时间研制出原子弹就必须争取至少AA-1或甚至是AAA优先权级别。布什8月29日就此写信给史汀生的特别助理哈维·邦迪(Harvey H. Bundy，负责与科学研究与发展局的联络)，要他向史汀生和马歇尔陈述相关情况。*Memorandum for Mr. Bundy from Bush, August 29, 1942, Bush-Conant Files, Roll 2, Folder 9; Memorandum for Mr. Bundy from Bush, August 29, 1942, Harrison-Bundy Files, Roll 4, File 58; The Henry L. Stimson Diaries, Reel 7, vol.40, p.42.

在此期间，詹姆斯·马歇尔将“DSM工程”总部设在了纽约百老汇的270大厦，这里毗邻斯通-韦伯斯特在曼哈顿的办事处和哥伦比亚大学。出于安保需要，在陆军工程兵团建筑部副部长莱斯利·格罗夫斯上校的建议下，8月13日“DSM工程”正式改名为“曼哈顿工程区”(Manhattan Engineer District，一般称为曼哈顿工程)。

9月17日，陆军后勤部队司令萨默维尔命令格罗夫斯接替詹姆斯·马歇尔负责“曼哈顿工程区”，格罗夫斯则将工程总部从纽约迁至华盛顿的陆军部大楼*后迁往田纳西州克林顿镇以南的橡树岭。。六天后，格罗夫斯的任命被正式公布，其本人被提升为陆军准将。格罗夫斯很快意识到，要完成他的新使命，目前的优先权是不够的。在他威胁要面呈总统的情况下，“战时生产委员会”主席纳尔逊(Donald M. Nelson)同意给予“曼哈顿工程区”的一些项目“以AAA级，或足够用的较低级的优先权”。*莱斯利·格罗夫斯：《现在可以说了：美国制造首批原子弹的故事》，第17页。Stephane Groueff, Manhattan Project: The Untold Story of the Making of the Atomic Bomb, p.14. 优先权级别是从AA-4到AA-1，AAA级适用于紧急情况。后来，格罗夫斯发现，对于“曼哈顿工程区”的一些项目，AAA级别有些过高，1944年7月1日最终接受了AA-1级。

与此同时，鉴于发生在詹姆斯·马歇尔身上的教训以及出于对核项目可能被整个陆军战时项目湮没的担心，在布什的建议下，9月23日成立了一个监管“曼哈顿工程”的高级委员会——“军事政策委员会”(Military Policy Committee)，对最高政策小组负责，这样一定程度上仍能使核项目处于非军方的控制之下，但又直接委托强有力的军方去完成研发原子弹的任务。*Record of Meeting Held September 23, 1942 in Office of Secretary of War, Harrison-Bundy Files, Roll 1, File 1.由于格罗夫斯坚持认为“一个三人委员会是理想的，委员再多就会有弊而无利”，*莱斯利·格罗夫斯：《现在可以说了：美国制造首批原子弹的故事》，第18页。最终委员会由布什担任主席(柯南特为候补主席)，其他两名成员分别是斯泰尔和海军少将威廉·珀内尔(William R. Purnell)，格罗夫斯则作为执行主管向“军事政策委员会”负责。*从史汀生日记看，最初的三位成员是布什、柯南特和格罗夫斯，当天会议后人事安排发生了变动，见The Henry L. Stimson Diaries, Reel 7, vol.40, p.93.另一方面，S-1执行委员会逐渐成为一个咨询机构和科学家、军方及工业部门之间的一个沟通机构，尽管战时一直未被取消，但是到1943年5、6月间基本不大发挥作用了。伊格·默弗里负责的计划委员会的工程采购和设计职能也逐渐被“曼哈顿工程区”所取代。

到1943年5月1日，“曼哈顿工程区”完全从科学研究与发展局手中将核项目研究和发展方面的合同转接过来，从此核项目不再属于科学研究与发展局的职责范围。

五、结论

第二次世界大战期间美国和英国联合开展的“曼哈顿工程”，成功研制出了人类历史上第一颗原子弹，从而使人类文明进入了一个新的时代。核时代的到来，不但对世界军事科技，而且对国家军事战略、外交战略、能源战略，以及国际关系格局，甚至是人类的未来，都产生了划时代的深远影响。

作为为赢得战争而实施的“曼哈顿工程”，实际上是在未有绝对成功把握的前提下不得不着手开展的，一定程度上属于“摸着石头过河”，但这并不意味着美国缺乏相应的知识基础、经济实力和技术条件。相反，自20世纪20年代以来美国的物理学，特别是核物理学，开始迅速向前发展，30年代欧洲难民物理学家的到来，则更进一步推动了这种发展趋势，使得美国成为了世界物理学的中心。另外，美国强大的经济实力和工业技术能力成为了成功研制原子弹的重要保障。直到1945年年底，曼哈顿工程的实际费用为19亿美元(以2014年美元计算约为260亿美元)*总装备部科技信息研究中心编译：《美国核武器计划费效分析1940—1998》，北京：国防科技大学出版社，2006年，第31页。Consumer Price Index and Inflation Rates (Estimate), 1800-2014. Federal Reserve Bank of Minneapolis, retrieved 27 Feburary, 2014, https://www.minneapolisfed.org/community/teaching-aids/cpi-calculator-information.。而美国自19世纪末以后是世界第一大工业国，具备研制原子弹所需的工程开发技术。可以说，当时世界上除美国之外没有任何其他国家能够在战争期间完成这样的巨大工程。“曼哈顿工程”的成功很大程度上预示了美国将在战后成为一个超级大国。

当然，“曼哈顿工程”的成功离不开欧洲难民物理学家的推动，正是像齐拉特这样的难民物理学家出于对纳粹德国首先研制出原子弹的恐惧和担忧，积极奔走游说，加上来自英国的相关技术情报，最终使美国政府认识到了制造原子弹的重要性和现实可行性，做出了开展“曼哈顿工程”的重要决定，而来自英国、法国和加拿大的科学家对“曼哈顿工程”也做出了一定的贡献。