“没有卫生间的高级公寓”

佐佐木力

一

一九三八年末，在柏林的一个化学研究所，化学家奥托·哈恩（Otto Hahn）和他的助手注意到了一个特殊的科学现象。他发现如果用中子去撞击某种形态下的极重元素铀，将会出现数个极轻元素，同时也释放出新的中子。哈恩当时并不完全理解这种自然科学现象，他给居住在瑞典的原同事、女科学家莉泽·迈特纳（Lise Meitner）写了一封信，随信附上了实验报告，同时向她询问这种现象的理论意义。迈特纳和她的外甥一起，确认哈恩说的这种现象类似于生物的细胞分裂，甚至认为这种核分裂是人类历史上具有划时代意义的发现。

哈恩和迈特纳对于核分裂现象的发现以及理论解释传到了丹麦的尼尔斯·玻尔那里。一九三九年初，玻尔旅行来到美国普林斯顿，于是当时住在那里的爱因斯坦也知道了这件事。在此期间，年轻有才华的美国物理学家罗伯特·奥本海默（Robert Oppenheimer）也开始关注这个特殊的物理学现象。

以上仅是对自然科学史上大大改变了历史的原子核分裂发现的简单记述。实际上，作为原子核分裂的理论前提，一九一三年玻尔提出了原子模型—以质子为核心的原子核的旋转是电子的旋转；此外，二十世纪二十年代中叶德国的沃纳·海森堡（Werner Heisenberg）、瑞士联邦理工大学教授奥地利人薛定谔（Edwin Schr.dinger），以及更为年轻的英国的狄拉克创建的量子力学尝试通过力学来解释细微的原子世界。量子力学提出了与牛顿在十七世纪提出的古典力学不同的自然法则，而且在一九三二年通过实验证实了不仅存在设想中构成原子的质子和电子，而且还存在电性上呈中性的中子。一九三二年末，量子力学的主要创始人海森堡、薛定谔、狄拉克共同获得了诺贝尔物理学奖。原子核分裂的发现及其理论解释，是对这个微观世界的科学历史进行补充的一个重要的新发现。

核分裂被发现的一九三八至一九三九年间，世界政治史上也处于巨大的转折期。在德国，一九三一年一月末，纳粹希特勒掌握了政权，一九三九年九月一日进攻波兰，第二次世界大战爆发。爱因斯坦因害怕希特勒控制下的纳粹德国会将核分裂用于制造炸弹，于是写信给美国总统罗斯福，催促其确保铀的安全以防止用于制作原子弹。而这发生于大战爆发前夕的一九三九年八月上旬。

二

一九三九年，与核裂变的发现一道，人们知道了只要损失一点点质量就能产生巨大能量的事实。人们同时也意识到，若核分裂不受控制，只要中子连锁性撞击铀235这一同位素，就会引发连锁性裂变，因此有可能借此开发出一种比普通的化学性炸弹威力大得多的炸弹。而只要对核分裂稍加控制使其速度放慢，从而缓慢地释放出能量，这时候就可能被利用来进行原子能发电。实际上，伴随着这种核分裂将会产生一种对人体伤害非常大的放射线，但是当时新的战争迫在眉睫，人们对于这个后果的戒备心并不强烈。

“放射线”这个名称是由研究放射性元素、出生在波兰、活跃于法国的著名女科学家玛丽·居里（Marie Curie）命名的。镭，也是拥有这种物理学特性的物质之一。在居里于一八九八年发现并命名“放射线”之前，一八九五年秋天德国物理学家伦琴（Wilhelm Konrad R.ntgen）发现了一种光线状自然现象，它虽然和光线相似，但可以穿透普通的较薄的物体，却会被金属等坚硬的物体遮断。这种放射线，因其化学成分尚不明确，而代数中用X来表示未知数，所以给它取了个名字叫“X射线”（通俗的名称也叫“伦琴射线”）。拥有释放“放射线”能力的物质被称为“放射性物质”（radioactive material）。其能力被称为“放射性”（radioactivity）。置于放射线或者放射性物质的环境中被称为“被辐射”。尤其是原子弹爆炸产生的“被射”被称为“原子弹受害者”。

放射线由α射线、β射线、γ射线、中子线等组成，其中也包含了和光线相似的最原始的X射线，放射线对生命是有害的。今天，我们已经明确地知道α射线事实上是氦原子核，β射线是高速电子，γ射线是原子核释放出来的光子=电磁波。X射线也是光子=电磁波，但因为它不是原子核释放出来的，因此有别于γ射线。二者都具有极强的穿透性，只要不用厚厚的铅或铁对它进行遮断，它的穿透就不会停止。中子线的穿透性更是强得多。

重金属元素之一的铀元素来自矿山开采，但能引起原子核裂变的是其中的铀235，对人体有害。从矿山开采来的铀，一般来说由两种同位素—铀238和铀235组成，能参与核裂变的后者仅占整体的0.7%，即只有微量的存在，剩下的都是铀238。因此，需要获取铀235含量多的，容易进行核分裂的浓缩铀用于核分裂。但是，如果对铀进行控制、燃烧，将会生成自然界中只有少量存在的钚。钚的同位素钚239有剧毒，人类只要微量接触就能导致死亡。此外，核辐射减少到一半的期间被称为“半衰期”，它的半衰期是两万四千年。“钚”这个名称来源于“地狱之王”即冥王普鲁托，是一种极其恐怖的元素。实际上，原子弹开发最初的牺牲者就是因为钚。

通过铀235的核分裂，细微的物质损失换来的是巨大的能量。爱因斯坦在一九○五年将特殊相对论公式化的时候得出能量和物质相互转换的公式是E = mc

（E表示能量、m表示质量、c表示光速），这个公式同样适用于核分裂。这时的分裂片是放射性物质（例如碘131、铯137等），同时也释放放射线。由此产生的物理性状态极其不稳定，如果用文学的表达手段可以说是“处于极度的兴奋状态”。如前文所述的那样，如果不控制核反应的话，产生的巨大能源就作为原子弹在瞬间爆炸，如果加以巧妙地控制，利用其进行原子能发电就成为可能。能够获得巨大的能量，对试图利用这个核反应的人来说，出奇的划算（benefit）。而另一方面，其产生的放射性物质或放射线将对人体带来巨大的损害。如果带来的只有好处那自然不成问题，但现代科技的普遍特征是给予巨大利益的同时，也会让人类背负巨大的危险。这是一个很大的问题。

三

战后的日本比世界上任何国家都认真地对待原子能，对其进行科学性考察，以及从医学角度解释其影响。作为成果之一的是一九七六年出版的武谷三男编著的《原子能发电》。武谷在战前就与汤川秀树和坂田昌一等人一起推进粒子物理学的研究，同时抵抗当时全体主义的日本政府，还因此在战前两度入狱。战后他作为呼吁同中国保持友好关系的马克思主义理论家被人们所熟知。他认为日本国民如果要反对原子弹爆炸，首先要“将战争中对中国和亚洲诸国采取的残暴行为做一个清算”。很多人阅读武谷编的书。我和晚年的武谷三男（一九一一至二○○○年）关系很亲密，他曾经到访过我在东京大学的研究室并发表过演讲。

日本人对原子弹爆炸有抵触感当然是因为经历了广岛、长崎的原子弹爆炸事件。但是，全体国民的抵抗运动没有获得美国政府的认可。一般的市民开始抵抗运动始于一九五四年三月。美国在南太平洋的比基尼群岛进行氢气炸弹实验的时候排放出了大量的放射性物质，导致一名日本渔民死亡。不仅是这位日本渔民，住在南太平洋岛上的居民也开始大量死亡，因为残存的放射能，导致许多年轻的女性流产或胎死腹中。为了抵抗美国政府的这种行为，东京的主妇阶层开始了反对运动。

以日本的武谷三男为代表的科学家很多，他们不仅反对原子弹同时也否定原子能发电，并不一定都是因为被当作核电站附属物的泄漏事故。放射性废弃物在日本一般被称为“死灰”（ashes of death）。重要的是，有效处理放射性废弃物的技术目前完全没有被研究出来。因此，前文所述《原子能发电》将原子能发电比作“没有卫生间的高级公寓”。对于核辐射诱发癌症的可能性，似乎人类接受一定量以下（称为“阈值”）的辐射被认为是安全的，但是因为没有科学根据，所以直截了当地说就是错误的。国际辐射防护委员会（ICRP）认为这种“线性无阈值”（LNT=Linear Non-Threshold）模型的想法（即使低辐射也被认为是危险的）是正确的，但是国际原子能机构（IAEA）的诸多国家则不承认这种观点，认为只是一种“假说”。但是，这种反对论是错误的。低辐射所带来的伤害，无法简单地加以解释，但已经被确认。作为原子能推动来说这是大家不愿意看到的，因此从政治的角度考虑，仅仅认为它是一种“假说”。

当然，自然界存在的辐射也会对人体造成不好的影响，而且X射线也不是安全的。从维持人体健康的有益角度进行评价，只是因为其在“容许”的范围内，可以被接受而已。实际上，在X射线被发现的最初阶段，在无防护措施下使用它的人们遭受了巨大的伤害，很多人甚至死亡。居里夫人就是由于多次进行放射性元素的相关实验，而患白血病去世的。现代日本是全世界最频繁使用X射线的国家，因此批判的声音很强烈，有节制地在CT扫描等身体检查中使用X射线的呼声也越来越强烈。

核电站事故的发生有各种各样的原因。原子能发电需要数量庞大的冷却水，在福岛核电站事故中，由于地震和海啸的原因电源全部被切断，冷却失败，于是炉心自身熔解了，覆盖原子炉的炉罩被吹走。不用说，结果就导致了大量的放射线、放射性物质大范围扩散。福岛核电站事故被定到了最高的七级，同苏联切尔诺贝利核电站事故同级。

我出生于大地震震源的宫城县的太平洋海域相反方向的山村加美町。那个地方于二○一四年成为放射性废弃物最终处理场的有力候选地之一。也就是说，“死灰”有可能要被带到拥有美丽自然森林的我的故乡。当然，几乎无一例外，加美町的全体居民都反对日本政府的这一计划。

四

一九七九年三月十六日，一部名为《中国综合症》的电影开始上映。电影讲述了这样一个故事并向世人提出警告：美国的核电站发生炉心熔解的大事故，其底部蕴藏的放射性物质穿过了地球中心，甚至有可能到达地球另一端的中国。可能因为有著名的女演员参演，电影广受好评。比起电影本身，“中国综合症”这个标题更为有名。“综合症”（syndrome）的意思是中国也卷入其中的“症候群”。上映不久后的三月二十八日就发生了三里岛核电站事故，使这部电影更加具有话题性。这是因为核电站事故从虚拟转化成了现实。我当时正在附近的普林斯顿大学研究生院上学，当时美国东海岸的居民受到了很大的冲击。

二十一世纪以来，中国迅速成为一个科技大国。作为中国科学院的一名成员，我觉得这是值得庆贺的事。但是，我对核电站的安全性、对放射性废弃物的考虑是否足够十分担忧。英国很有影响力的周刊《经济学人》在福岛核电站事故一周年的时候发行了特刊《原子能能量—失败的梦》（Nuclear Energy： The dream that failed），当说到继切尔诺贝利和福岛核泄漏事件之后最有可能发生核电站事故的国家时，提到了中国（二○一二年三月十日至十六日号，15页）。这是在评价中国原子能技术现在的实力之高的基础上做出的论断。在中国发生核电站事故不是“杞人忧天”，“中国综合症”也许已经成为现实的危险。

有一个女研究生曾经来听我有关科学哲学的讲座，关于核辐射的科学特性，她是这么说的：“教授！我们对这些事是多么无知（ignorant）啊。”我觉得，在成为核能发电大国之前一定要让除了从事核能开发的科学家、技术人员以外的普通人知道，放射性物质是多么强大的“死灰”，它对人体会造成多么坏的影响。在我工作的中国科学院雁栖湖校区张贴着这样的告示牌—“低碳减排 绿色生活”（Low Emission Green Life）。“碳”指的是二氧化碳等碳化合物，中国政府为了减少其排放正在努力着。但是，我不能认可仅将“Low Emission”限定为“低碳减排”。以日本为代表的世界各国现在都以零放射线释放作为第一目标。我希望中国能为了实现这个目标开始尽自己最大的努力。当然，首先最重要的先决条件是，必须掌握伴随原子能科技而产生的放射能的科学性知识。切尔诺贝利核泄漏事件中排放出了相当于广岛原子弹爆炸数百倍的放射性物质。我们必须要从这次事件中吸取教训。与此同时，二○一一年在脱原子力方向上迈出第一步的德国政府的环境政策比日本更加先进。德国政府致力于脱原子力研究的主要原因如下：第一，目前还找不到核废弃物的安全的处理方法；第二，核能发电技术不容许细微差错，是不可控制的；即使是低辐射水平，也可能通过细胞问题对人体产生不好的影响。德国在对战争的反省上，也走在日本前面。我作为科学史家、科学哲学家，以及一辈子的“中国的老朋友”，我衷心祈祷中国人不要成为核辐射的牺牲者。