臉盲?難懂?看前劃重點! 一刷弄懂諾蘭新片《奧本海默》!【有備而來】01

《奧本海默》背景知識(科學家篇)最全科普:









物理人的必看電影,一部二十世紀物理學史詩的重要篇章,一個個讓人血脈沸騰的名字(量子力學、核物理、放射化學的諾貝爾獎得主群英薈萃,量子力學開山鼻祖有一半到場了),本人整理了這部電影所涉及到的主要科學家以及他們的扮演者,對比了一下照片,還是科學家本人更有魅力(這是全網(wǎng)最全資料沒有之一,請點贊):
1、奧本海默(曼哈頓計劃、洛斯阿拉莫斯實驗室、普林斯頓高等研究院、玻恩奧本海默近似):Cillian Murphy ... J. Robert Oppenheimer
著名美籍猶太裔物理學家、曼哈頓計劃的領導者,美國加州大學伯克利分校物理學教授,被譽為人類的“原子彈之父”。他三年讀完哈佛大學,1925年以榮譽學生的身份提前畢業(yè),隨后他到英國劍橋大學深造,加入到著名的卡文迪許實驗室,1926年,轉(zhuǎn)到德國哥廷根大學,跟隨量子力學主要創(chuàng)始人馬克思·玻恩研究,1927年以量子力學論文獲德國哥廷根大學博士學位,后來他來到著名的加利福尼亞大學伯克利分校任教,并創(chuàng)立了“伯克利理論物理學中心”。1942年8月,奧本海默被任命為研制原子彈的“曼哈頓計劃”的首席科學家,在新墨西哥州沙漠建立洛斯阿拉莫斯國家實驗室,整個計劃的經(jīng)費是20億美元,總工作人數(shù)10萬。奧本海默于1945年7月主導制造出了世界上第一顆原子彈。
奧本海默對量子物理學的貢獻最著名的工作是玻恩-奧本海默近似(搞量子化學計算的都知道),是與其導師玻恩合作完成的。這項工作的要旨是把電子當作量子力學的對象處理,而把原子核/離子當作經(jīng)典的對象處理,因此也叫準經(jīng)典的理論。玻恩-奧本海默近似是建立分子的量子理論的基礎。此外奧本海默也是研究中子星和黑洞的開拓者。有些人認為如果奧本海默不是去世太早的話,奧本海默的這些天體物理的工作有可能為其贏得諾貝爾物理學獎??偟膩碚f,奧本海默不算頂尖的物理學家,但奧本海默是美國本土第一代量子理論家,并是其中最優(yōu)秀的一個,這也解釋了為什么奧本海默是曼哈頓計劃的科學家團隊的總負責人。
2、海森堡(不確定性原理、矩陣形式量子力學,1932NP-Nobel Prize):Matthias Schweigh?fer ...Werner Heisenberg
德國著名物理學家,量子力學的主要創(chuàng)始人,哥本哈根學派的代表人物,他在近代物理學上的貢獻僅次于愛因斯坦和他的老師波爾。海森堡與愛因斯坦一樣,具有極高的理論物理學天賦。24歲時,就與波恩建立了量子力學的完備數(shù)學體系,成為矩陣力學。后來又提出“不確定性原理”,于1932年獲得諾貝爾物理學獎。他開創(chuàng)的量子力學理論,不僅改變了人們對客觀世界的重新認知,并由此發(fā)展出激光、晶體管、電子顯微鏡等現(xiàn)代設備,對現(xiàn)代科學推進具有極其重要地位。海森堡還完成了核反應堆理論。1939年,德國組織了由海森堡領導的科學家團隊研究核武器,史稱“鈾俱樂部”,成員包括1914 年諾貝爾物理獎勞厄,1954諾貝爾物理獎波特,物理學家蓋革(蓋革計數(shù)器)等著名科學家。當時,核裂變的發(fā)現(xiàn)者1944年諾貝爾化學獎哈恩和斯特拉斯曼也在德國。鈾俱樂部是曼哈頓工程的主要競爭對手。
3、玻爾(哥本哈根學派、氫原子玻爾模型、玻爾半徑,1922NP):Kenneth Branagh ...Niels Bohr
玻爾通過引入量子化條件,提出了玻爾模型來解釋氫原子光譜;提出互補原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學,他還是哥本哈根學派的創(chuàng)始人,對二十世紀物理學的發(fā)展有深遠的影響。1943年,玻爾被任命為英國的顧問與查德威克等一批英國原子物理學家去美國參加了“曼哈頓計劃”。玻爾由于擔心德國率先造出原子彈,給世界造成更大的威脅,所以也和愛因斯坦一樣,以科學顧問的身份積極推動了原子彈的研制工作。
4、愛因斯坦(相對論、光電效應,1912NP):Tom Conti ...Albert Einstein
20世紀30年代后期,愛因斯坦得知了德國科學家開始研究制造原子彈的消息。聯(lián)想到這種可怕的武器可能落入納粹手中,愛因斯坦決定暫時放棄和平主義原則,與匈牙利核物理學家利奧·西拉德合作推動美國的核計劃。西拉德幫愛因斯坦寫了一封信,敦促時任美國總統(tǒng)羅斯福進行原子彈研究,促成了曼哈頓計劃。
5、泰勒(氫彈之父、楊振寧導師):Benny Safdie ...Edward Teller
泰勒是曼哈頓計劃的早期成員,于1942年受邀加入奧本海默在加州大學伯克利分校的夏季研討會,計劃開展原子彈的研制工作。泰勒在二戰(zhàn)期間加入了洛斯·阿拉莫斯實驗室的理論部,在此期間開始形成他氫彈的構想,即使它在戰(zhàn)時并沒有被優(yōu)先考慮(因為只是單單制造原子彈就已經(jīng)夠困難了)。然而,泰勒對原子彈研究也有重要貢獻,尤其是原子彈內(nèi)向爆炸物理機制的理論計算。
6、勞倫斯(回旋加速器、勞倫斯伯克利實驗室、1939NP,吳健雄的大導師):Josh Hartnett ...Ernest Lawrence
1930年設計和制造出第一臺高能粒子回旋加速器,為此榮獲1939年諾貝爾物理學獎。二戰(zhàn)期間參與曼哈頓計劃,主管用電磁法分離制造原子彈用的鈾同位素工作?;瘜W元素周期表中第103號元素鐒以及加利福尼亞州伯克利和利弗莫爾的兩所勞倫斯實驗室都是為紀念他而命名的。
7、費米(費米子、費米狄拉克統(tǒng)計、中子物理、核反應堆、理論實驗雙料天才、李政道導師,三體中提到的費米悖論。。。1938NP):Danny Deferrari ...Enrico Fermi
1926年,費米發(fā)現(xiàn)了一種新的統(tǒng)計定律—費米-狄拉克統(tǒng)計。他發(fā)現(xiàn)這種統(tǒng)計適用于所有遵循泡利不兼容原理的粒子,這些粒子現(xiàn)在被稱為費米子。費米-狄拉克統(tǒng)計和玻色子所遵循的玻色-愛因斯坦統(tǒng)計是量子世界的基本統(tǒng)計規(guī)律。1934年他在原先的輻射理論和泡利的中微子理論基礎上提出了β衰變理論。在人工放射性被發(fā)現(xiàn)后不久,他實驗演示了幾乎所有元素在中子轟炸下都會發(fā)生核變化。這個工作促使了慢中子和核裂變的發(fā)現(xiàn),被授予了1938年諾貝爾物理學獎。1938年12月,德國科學家奧托哈恩首次在實驗中發(fā)現(xiàn)核裂變,合作者邁特納隨后在《自然》發(fā)表論文給予理論解釋,首次提出核裂變理論,費米隨即重復實驗證實了該結論,并提出了著名的鏈式反應模型,并篩選出兩種最適應于鏈式反應的元素鈾235和钚239。1942年12月1日,在芝加哥大學,費米指導下設計和制造出來的人類第一臺可控核反應堆首次運轉(zhuǎn)成功,命名為“芝加哥一號堆”。這是原子時代的真正開端,因為這是人類第一次成功地進行了一次核鏈式反應。隨著這項實驗的成功,曼哈頓計劃得以順利推進。費米在這項工程中作為一位主要的科學顧問,繼續(xù)發(fā)揮著重要的作用。
8、費曼(量子力學路徑積分、量子電動力學、費曼圖、費曼物理學講義,1965NP):Jack Quaid ...Richard Feynman
費曼通過他的重正化理論,一舉解決了困擾整個物理學界多年的難題,為現(xiàn)代量子力學的建立做出了杰出貢獻。1940年代初,年輕的費曼就已經(jīng)顯露他在物理學上的非凡天賦,這使他在博士畢業(yè)之前便收到了“曼哈頓計劃”的邀請。他的工作是幫助計算核爆炸的量級。在曼哈頓計劃期間,他與物理學家貝特共同推導出了核武的“貝特-費曼效率公式”。除此之外,“曼哈頓計劃”有一個非常根本但又十分重要的問題,就是隨著工作開展急劇增加的計算量,那時候沒有電腦,全都只能人工計算,這在很大程度上拖慢了工作進度,費曼發(fā)明了一個讓運算并行實施的方法,大大提升了效率。
9.馮諾依曼(計算機之父、博弈論、跨界科學全才)(本片沒出現(xiàn))
曼哈頓計劃在工程實踐時遭遇的幾乎每一次阻礙困難,都是馮諾依曼出面解決,可以說沒有馮諾依曼,曼哈頓計劃幾乎不可能完成。他指導了原子彈最佳結構的設計,確保其體積不大可以裝進一架轟炸機。他親自設計了一枚棱鏡構成內(nèi)爆裝置,在第一次核試驗中獲得了成功。他是少數(shù)幾個主張內(nèi)爆方法的人之一,并最終計算出了一個數(shù)學公式,表明如果內(nèi)爆能以至少95%的精度保持球形的幾何形狀,該方法就是可以實現(xiàn)的。馮·諾依曼還計算出,如果爆炸在目標上方一定距離引爆,而不是在擊中地面時引爆,爆炸的有效性將會提高。這大大增加了原子彈的殺傷力,也減少了爆炸產(chǎn)生的塵埃量。
10、維格納(原子核吸收中子、維格納效應,1963NP)(本片沒出現(xiàn))
曼哈頓計劃中,維格納領導了一個團隊,主要任務是設計讓鈾產(chǎn)生衰變的核子反應堆。他計算并設計了世界上第一個原子反應堆,還設計了第一個水冷核反應堆。他也是第一個提出使用水以確保減慢中子安全性的人。世界上大多數(shù)核電站仍在研究這一概念。
現(xiàn)在,他被認為是世界上第一位核反應堆工程師。
11、西拉德(核反應堆):Máté Haumann ...Leo Szilard
美籍匈牙利核物理學家、美國芝加哥大學教授,曾參與美國曼哈頓計劃,1933年構想出了核鏈式反應、1934年申請到了以中子為基礎的核反應堆專利。1939年協(xié)助阿爾伯特·愛因斯坦致信美國總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福(史稱“愛因斯坦—西拉德之信”),促成了美國的曼哈頓計劃。1942年12月,他與恩利克·費米等人在芝加哥大學建立起了人類第一臺核反應堆“芝加哥一號堆(Chicago Pile-1)”。
12、查德威克(中子,1935NP):(本片未出現(xiàn))
1932年,英國物理學家查德威克證明,這種輻射不是之前認為的γ射線,而是一種質(zhì)量相當于質(zhì)子,但本身不帶電荷的粒子。這就是我們說的中子。由于不帶電,它不會受到原子內(nèi)電磁力的影響,可以直沖原子核而去,只是在距原子核極近的地方,才會受到核力的影響。這個優(yōu)點,讓中子成為理想的“碎核利器”。查德威克擔任曼哈頓計劃英國小組的組長,支持英國全力投入“曼哈頓計劃”,放棄戰(zhàn)爭期間實行任何自主計劃的幻想。憑借丘吉爾的支持,他努力落實格羅夫斯提出的所有協(xié)助要求。
13、拉比(核磁共振、1944NP):David Krumholtz ...Isidor Rabi
物理學家,發(fā)明家,核磁共振儀的發(fā)明者。1930年代,伊西多·拉比發(fā)現(xiàn)在磁場中的原子核會沿磁場方向呈正向或反向有序平行排列,而施加無線電波之后,原子核的自旋方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這是人類關于原子核與磁場以及外加射頻場相互作用的最早認識。由于這項研究,拉比于1944年獲得了諾貝爾物理學獎。他于1950年成為“美國物理學會”的主席。他于1952年至1956年在美國原子能委員會的“總顧問委員會”任職。他于1952年至1956年擔任“美國原子能委員會”主席。
14、路易斯·阿爾瓦雷斯(共振態(tài),直線加速器,1968NP):Alex Wolff ...Luis Alvarez
《美國物理學雜志》評選為20世紀最有才華和創(chuàng)造力的實驗物理學家之一。1968年,因為“對基本粒子物理學作出的決定性貢獻”,路易斯·阿爾瓦雷斯被授予該年度的諾貝爾物理學獎。1944年,阿爾瓦雷斯來到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯,為曼哈頓項目工作。在那里,他為钚彈設計了一種新型的電子引爆方式。
15、漢斯·貝特(恒星能量,核武器效率公式--貝特-費曼公式,1967NP):Gustaf Skarsg?rd ...Hans Bethe
師從物理學家索末菲。為逃避納粹迫害,貝特于1935年離開歐洲來到美國。貝特因在1938年解釋了為什么恒星能夠在長時間里向外釋放如此之多的能量而獲得諾貝爾獎。貝特任曼哈頓計劃的洛斯阿拉莫斯實驗室理論物理部主任,計算核武器效率的公式就叫貝特-費曼公式。
16、帕特里克·布萊克特(云室,宇宙射線,1948NP):James D'Arcy ...Patrick Blackett
英國物理學家,曾任英國皇家學會會長,1948年諾貝爾物理學獎獲得者。布萊克特在科學上的重要貢獻是改進了威爾遜云霧室和照相技術,創(chuàng)制了自動計數(shù)控制的云霧室照相技術,借助于它來研究宇宙射線得到了許多重要發(fā)現(xiàn)。另一個重要貢獻是對原子核的人工嬗變的研究,原子核的人工嬗變?yōu)槿嗽煨略氐於嘶A。第二次世界大戰(zhàn)期間,布萊克特在G.湯姆孫的領導下從事原子彈研究,他極力主張把這一研究集中到美國進行,以提高效率和保證安全。他也是奧本海默在劍橋的小老板,二人相處的不好,以致于奧試圖用一只毒蘋果去毒死布。此事在奧父親的介入下,奧并未受到起訴。但被要求去看精神病醫(yī)生。
17、范內(nèi)瓦·布什(曼哈頓計劃,計算機,搜索引擎):Matthew Modine ...Vannevar Bush
是二戰(zhàn)時期美國最偉大的科學家和工程師之一。戰(zhàn)時他創(chuàng)立的美國科學研究局(OSRD)對美國取得二戰(zhàn)勝利起到了關鍵性的作用,當時幾乎所有的軍事研究計劃都出自于范內(nèi)瓦的領導。其中最著名的莫過于“"曼哈頓計劃”。其后,他先后參與了從氫彈的發(fā)明、登月飛行直到“星球大戰(zhàn)計劃”的眾多重大的科學技術工程。美國政府依據(jù)布什的建議和構想批準成立的國家科學基金會(NSF)和高級研究規(guī)劃署(ARPA)等科研機構保證了美國在尖端科技領域的長期領先地位。
18、庫爾特·哥德爾(邏輯學大師,計算機和AI理論之父):James Urbaniak ...Kurt G?del
著名數(shù)學家,奧本海默和愛因斯坦的朋友。
19、內(nèi)德梅耶(正電子,合作伙伴被授予諾獎):
Devon Bostick ...Seth Neddermeyer
內(nèi)德梅耶領導的E-5研究小組對內(nèi)爆式構型進行研究。
20、康普頓(康普頓效應,1927NP,吳有訓導師)
(本片未出現(xiàn))
美國著名的物理學家,“康普頓效應”的發(fā)現(xiàn)者,1927年諾貝爾物理學獎得主。 1922年,康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn),有些散射波的波長比入射波的波長略大,他認為這是光子和電子碰撞時,光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子,康普頓假設光子和電子、質(zhì)子這樣的實物粒子一樣,不僅具有能量,也具有動量,碰撞過程中能量守恒,動量也守恒.按照這個思想列出方程后求出了散射前后的波長差,結果跟實驗數(shù)據(jù)完全符合,這樣就證實了他的假設。這種現(xiàn)象叫康普頓效應。用經(jīng)典電磁理論來解釋康普頓效應遇到了困難??灯疹D借助于愛因斯坦的光子理論,從光子與電子碰撞的角度對此實驗現(xiàn)象進行了圓滿地解釋??灯疹D效應第一次從實驗上證實了愛因斯坦提出的關于光子具有動量的假設。揭示了微觀粒子的波粒二象性,這在物理學發(fā)展史上占有重要的地位。1941年11月6日,康普頓作為國立科學院鈾委員會主席,發(fā)表了一篇關于原子能的軍事潛力的報告,這篇報告促進了核反應堆和原子彈的發(fā)展。康普頓曾參與曼哈頓計劃,任芝加哥大學冶金實驗室主任,1942年12月與恩利克·費米等人協(xié)作建立起了人類第一臺核反應堆“芝加哥一號堆(Chicago Pile-1)”。退休后,他發(fā)表了《原子探索》一書。這是一部名著,它完整而系統(tǒng)地匯集了曼哈頓計劃中所有同事的研究成果。
21、西博格(钚,超鈾元素,1951NP):(本片未出現(xiàn))
美國著名化學家、1951年諾貝爾化學獎得主、世界著名高等學府加州大學伯克利分校校長(1958-1961年)。1940年他與麥克米倫等人共同發(fā)現(xiàn)了94號元素钚。在第二次世界大戰(zhàn)期間,他領導的芝加哥大學冶金實驗室,創(chuàng)立了生產(chǎn)原子彈材料钚的化學流程,這是核武器研制成功的一個關鍵步驟。
22、尤里(氘,1934NP):(本片未出現(xiàn))
美國宇宙化學家、物理學家。1931年年底,發(fā)現(xiàn)氘(重氫,氫的同位素),1934年榮獲諾貝爾化學獎。制造原子彈必須把鈾235和鈾238分離開來。尤里負責研究分離方法。
23、弗蘭克(弗蘭克-赫茲實驗,1925NP)(本片未出現(xiàn))
德國著名實驗物理學家(后加入美國國籍),1925年諾貝爾物理學獎得主 。詹姆斯·弗蘭克與赫茲測定了使電子從原子中電離出來應需要多大能量的問題,即著名的“弗蘭克-赫茲實驗”。他們讓具有一定能量的電子與水銀蒸氣分子發(fā)生碰撞,借以計算碰撞前后電子能量的變化。實驗的結果明確地表明:電子在與水銀原子碰撞時,電子嚴格地損失4.9電子伏特的能量,也就是說,水銀原子只能接收4.9電子伏特的能量,這個事實無可非議地說明了水銀原子具有玻爾所設想的那種“完全確定的、互相分立的能量狀態(tài)”。所以說,弗蘭克-赫茲實驗是能量轉(zhuǎn)變量子化特性的第一個證明,是玻爾所假設的量子化能級的第一個決定性的證據(jù)。弗蘭克早期任德國哥廷根大學物理系主任兼物理學教授,從1938年起一直擔任世界頂級學府美國芝加哥大學物理系教授直至去世。美國曼哈頓計劃期間,弗蘭克與同在芝加哥大學的著名物理學家費米、阿瑟·康普頓等人一起建立了人類第一臺核反應堆(“芝加哥一號堆”)。為了紀念他,芝加哥大學成立了著名的弗蘭克研究院,與費米研究院并列為物理系兩大研究院。
24、科南特(哈佛大學化學系主任、哈佛大學校長,科學促進會和教育理事會會長,美國國防研究委員會主席,美國原子能委員會總顧問委員會委員):
Steve Coulter ...James Conant
科南特任哈佛大學校長期間,提出了著名的“非升即走”的大學教師聘任制度。。。科南特是奧本海默的堅定支持者。
25、克勞斯·??怂梗ǖ聡锢韺W家)Christopher Denham ...Klaus Fuchs
克勞斯·福克斯在原子能理論領域所具有的聲望使其被吸收入英國科學家小組,前往洛斯-阿拉莫斯與美國同行在“曼哈頓工程”框架內(nèi)共同工作。其他自己百度吧。
26、塞伯爾(原子彈代號命名者)Michael Angarano ...Robert Serber
美國物理學家。塞伯爾于1934年加入了加州大學伯克利分校的奧本海默研究小組,該小組由國家研究委員會資助,從事博士后研究工作,塞伯爾甚至還曾一度負責監(jiān)管奧本海默的研究生。塞伯爾于1938年離開伯克利,前往伊利諾伊大學香檳分校任教。1942年4月,他又重新回到了奧本海默的團隊,其任務是研究湯姆森和康普頓關于臨界質(zhì)量和炸彈效率的評估報告。1943年4月,洛斯阿拉莫斯實驗室組建之初,參與者中對整個項目有大致了解的人只有少數(shù)幾個,其中有當時34歲的塞伯爾以及該實驗室的主任、塞伯爾的前合作者奧本海默。為了使研究團隊中的新人盡快熟悉情況,塞伯爾發(fā)布了一系列關于核武器物理學的講座。講座的內(nèi)容是自1938年末發(fā)現(xiàn)核裂變到洛斯阿拉莫斯實驗室成立這段時間所進行的相關研究。愛德華·康登把這些講座筆記做成了一份報告,在1992年該報告由塞伯爾作了注釋并以書的形式得以出版,這就是《洛斯阿拉莫斯入門》?!堵逅拱⒗谷腴T》是一份非同尋常的文件。讀過之后會有一種身臨其境的感覺,似乎來到洛斯阿拉莫斯計劃的執(zhí)行之初。在其24頁的篇幅中,塞伯爾巧妙地總結了已有的核裂變相關知識并為未來工作及可能出現(xiàn)的挑戰(zhàn)制定了一份頗有先見之明的路線圖。在洛斯阿拉莫斯期間,塞伯爾發(fā)展了相關的流體力學理論。他還根據(jù)設計形狀為原子彈創(chuàng)造了代號——“小男孩”(鈾槍)、“瘦子”(钚槍)和“胖子”(钚內(nèi)爆)。1945年9月初,塞伯爾是第一支進入廣島和長崎的美國團隊的一員,評估損壞情況,并收集碎片進行為期五周的任務測試。
27、奧托哈恩(核裂變反應,1944NP):(本片未出現(xiàn))
德國放射化學家和物理學家。1938年他與合作者在用中子轟擊鈾核的過程中,使鈾核發(fā)生裂變。核裂變的意義不僅在于中子可以把一個重核打破,關鍵的是在中子打破重核的過程中,同時釋放出能量。核裂變的發(fā)現(xiàn)無疑是釋放原子能的一聲春雷。在此之前的人們對釋放原子能的爭議中,懷疑論者還占上風,不少人以為要打破原子核,需要額外供給強大的能量,根本不可能在打破的過程中還能釋放出更多的能量。人工核裂變的試驗成功,是近代科學史上的一項偉大突破,它開創(chuàng)了人類利用原子能的新紀元,具有劃時代的深遠歷史意義。奧托·哈恩也因此榮獲1944年諾貝爾化學獎(哈恩的助手德國著名女科學家邁特納也有非常重要的貢獻,她在《自然》發(fā)表文章第1個解釋了哈恩的核裂變試驗,并創(chuàng)造了核裂變這個詞,但可惜沒有獲獎,哈恩把諾貝爾獎金的一部分分給了邁特納,但之后哈恩不再提邁特納的貢獻,但幾十年后,二人還是一笑泯恩仇,保持了長久的友誼,二人也都支持原子能用于和平事業(yè),反對核武器。由于猶太身份,她在戰(zhàn)前離開了德國,并拒絕了曼哈頓計劃的邀請)。
從1938年奧托哈恩發(fā)現(xiàn)核裂變到1945年原子彈試驗成功,只有短短7年時間,量子物理的第一批天才科學家包括理論創(chuàng)立者、運用量子力學的實驗物理學家和化學家、理論物理學家、早期計算機科學家,以及戰(zhàn)爭的推動都起到了關鍵作用。
即使是紀錄片,也讓學物理的人激動不已,諾蘭讓這份激動心情×10,三個小時,最不嫌枯燥的一撥人。這種史詩式個人傳記電影 肯定和商業(yè)大片不一樣,更接近文藝片,注定不會討好所有觀眾,但諾蘭的這類片子大概率會在影史上熠熠生輝。
奧本海默極簡年譜:
1904年4月22日 生于紐約。1911年-1921年 紐約道德教化學校(Ethical Culture School)。1915年 入選紐約礦物學會,次年在學會舉辦地質(zhì)學講座,年僅12歲。1922年-1925年 三年即以最高榮譽(summa cum laude)從哈佛大學畢業(yè)。在哈佛大學,奧本海默深受布里奇曼(Percy.W.Bridgman)教授的影響。布里奇曼教授是一位極具獨創(chuàng)性的偉大的實驗物理學家。奧本海默貪婪地學習,他說,“我喜歡這里……我學了比我應學的更多的課程,我住在圖書館的書架上,在智力上突襲這個地方?!?除了學習物理和化學,他還學習了拉丁語和希臘語。他用三年時間完成了四年制課程(他獲得博士學位的速度甚至更快:僅兩年)。1925年-1927年 赴英國劍橋大學卡文迪許實驗室(Cavendish Laboratory)和德國哥廷根大學學習,并于哥廷根大學獲得物理學博士學位(1927年)。奧本海默是受玻恩的邀請前往哥廷根大學的,并在那里結識了不少當時的著名物理學家,如玻爾,狄拉克等人。獲得博士學位后,奧本海默前往荷蘭萊頓和瑞士蘇黎世做了短暫訪問。在萊頓他同埃倫費斯特合作,在蘇黎世他同泡利一起工作,這對奧本海默以后的科學生涯產(chǎn)生了很大影響。博士期間(1927年),奧本海默與玻恩合作發(fā)表了一篇著名的論文《分子的量子理論》(Zur Quantentheorie der Molekeln. Ann. Phys.84,(1927) 457-484.)。在這篇論文中,他們展示了如何將問題分為兩部分:一個描述電子圍繞固定原子核的運動,另一個描述核骨架的運動(振動和轉(zhuǎn)動自由度)。此即著名的玻恩—奧本海默近似。這一方法至今仍然是處理分子的基礎。1929年 在加州理工學院和加州大學伯克利分校任教。奧本海默在兩校同時任教。在任教的十多年里,他在兩地之間往返“通勤”,秋天和冬天在伯克利,春天學期從4月開始,在(加州理工)帕薩迪納。他的許多合作者和學生都和他一起通勤。奧本海默在伯克利建立了一個世界級的理論物理系,或者說,屬于他的理論物理學派。在那個年代成長起來的大多數(shù)最優(yōu)秀的美國理論物理學家都曾在人生的某個階段接受過奧本海默的訓練。其中很多是他的研究生,還有一些是他的博士后。他們親切地叫他“奧皮”(Oppie)。奧本海默的早期研究特別致力于亞原子粒子的能量過程,包括電子、正電子和宇宙射線。他還在中子星和黑洞方面做出了開創(chuàng)性的工作1930年 奧本海默完成了一篇重要論文《關于電子和質(zhì)子的理論》(On the theory of electrons and protons, Phys. Rev.35, (1930) 562-563.),本質(zhì)上預言了正電子的可能性。奧本海默通過涉及對稱性的非常有力的論證表明,正電荷不可能有質(zhì)子的質(zhì)量,而必須和電子的質(zhì)量相同。這隱含地預言了三年后發(fā)現(xiàn)的正電子。遺憾的是,他對狄拉克方程的有效性持懷疑態(tài)度,這使他無緣發(fā)現(xiàn)正電子。1932年 計算了相對論性電子的能量損失。1933年安德森(Carl. D. Anderson)在宇宙線中發(fā)現(xiàn)正電子,這促使奧本海默立即著手計算了低能下正電子產(chǎn)生截面。他還利用自己的電子對產(chǎn)生理論解釋了宇宙線中的簇射。此后奧本海默和他的助手卡爾森(J. F. Carlson)及學生斯奈德(H. Snyder)一起,發(fā)展了一套優(yōu)雅的大氣簇射多重性(multiplicity)的數(shù)學理論,著名物理學家H.貝特評論說,“這是一個利用數(shù)學工具處理物理現(xiàn)象的杰作?!蓖?,他和他的學生將注意力轉(zhuǎn)移到了核物理領域。奧本海默在這一領域最重要的貢獻是著名的奧本海默-菲利普斯過程(Oppenheimer-Phillips process)。1934年 他和法里(W. H. Furry)一起發(fā)展了狄拉克方程的一種場論,把電子和正電子以相同的地位處理。這篇論文包含了現(xiàn)代形式的電子-正電子理論。他和他的學生還發(fā)現(xiàn)了真空極化現(xiàn)象。1936年-1942年 涉嫌參加美國共產(chǎn)黨的活動1939年 發(fā)表了20世紀物理學中最偉大的論文之一,從理論上暗示了黑洞的可能性。早在1936年奧本海默就對中子星物理很感興趣。1939年的早些時候,奧本海默與學生沃爾科夫(G. M. Volkoff)證明了中子星不可能無限致密。他們將廣義相對論和量子力學結合來描述中子流體(Neutron fluid)。用論文中的話講,“對于一個球?qū)ΨQ分布的冷中子系統(tǒng),如果這些中子的總質(zhì)量超過0.7Msun(Msun為太陽質(zhì)量),那么其對應的時空不可能是場方程的靜態(tài)解?!睋Q句話說,這一結論確立了穩(wěn)定中子星質(zhì)量上限,后來更細致的天體物理學計算表明這一上限實際上在1.5~3Msun之間,此即著名的托爾曼—奧本海默—沃爾科夫極限(Tolman–Oppenheimer–Volkoff limit)。該極限引起一個重要問題:對于質(zhì)量足夠大的中子星內(nèi)核,持續(xù)地坍縮會導致什么后果?奧本海默和學生斯奈德一起研究了引力引起的大質(zhì)量恒星的坍縮(On continued gravitational contraction, Phys.Rev.56,(1939) 455-459.),得到一個重要結論:“恒星傾向于隔絕自己和遠方觀測者的任何交流;只有其引力場存在……盡管從遠方觀測者看來,建立這種漸近隔離需要無限時間,但對于恒星物質(zhì)的共動觀測者來說,這個時間是有限的,而且可能相當短?!边@幾乎就是黑洞的預言了。遺憾的是,這一結果在當時未引起足夠的重視。1940年-1941年 奧本海默的注意力轉(zhuǎn)移到了介子(meson)理論和利用介子解釋核力的嘗試。1942年10月15日 被委派在新墨西哥州建立并運作絕密的洛斯阿拉莫斯實驗室,其后三年領導曼哈頓計劃,全力發(fā)展原子彈。1945年7月16日 第一顆原子彈的三一試爆(The Trinity test)獲得成功,試爆地點位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯以南100英里的阿拉莫戈多(Alamogordo)靶場的貧瘠平原上。1945年11月2日 在洛斯阿拉莫斯向其他物理學家發(fā)表告別演說,譴責在未來戰(zhàn)爭中使用原子武器。1945年-1952年,奧本海默是最重要和最受尊敬的美國和國際原子能政策顧問之一。1946年 因?qū)β逅拱⒗箤嶒炇业念I導而獲得總統(tǒng)嘉獎和勛章。1947年-1966年 擔任新澤西州普林斯頓高級研究院(IAS)主任。在他的領導下,IAS成為世界著名的物理學中心之一。奧本海默本人其時已經(jīng)成為美國物理學界、乃至自然能科學界的代表性人物。1953年 被指控為共產(chǎn)黨員,并向蘇聯(lián)泄露了原子彈秘密。1954年 6月29日 美國原子能委員會(Atomic Energy Commission)正式剝奪了奧本海默的最高機密安全許可,結束了他與原子能計劃的關系。1963年 林登·約翰遜(Lyndon Johnson)總統(tǒng)授予奧本海默著名的費米獎(Fermi Award)。1967年2月18日 在普林斯頓因喉癌去世,享年62歲。
歷史人物與演員之間:
原子彈,不僅確立了二戰(zhàn)的結局,也成為冷戰(zhàn)格局的核心要件, 可以說從原子彈誕生之日開始,整個人類世界都為之產(chǎn)生了深刻而久遠的巨大變化,至今核武器仍是世界政治格局的重要結構因素。作為原子彈之父,研制并打造原子彈的奧本海默處于科學、技術、工業(yè)、政治交匯的洪流之中,針對他的爭議,以及美國政府曾經(jīng)對他的政治迫害,都使得他的人生經(jīng)歷特別值得我們了解和思考。
朱利葉斯·羅伯特·奧本海默,美國理論物理學家。他在第二戰(zhàn)期間的曼哈頓計劃中擔任洛斯阿拉莫斯國家實驗室的主任(當時該實驗室負責核武器設計研發(fā)),也就是核武器研發(fā)技術負責人,因此奧本海默也被公認為“原子彈之父” 。本片就是圍繞他的人生,尤其是在曼哈頓計劃中主持核武研發(fā)的過程、三位一體核實驗、以及戰(zhàn)后作為美國原子能委員會顧問因其左翼思想傾向而引發(fā)的安全聽證會,通過這些焦點,來映射出他頗具宿命論色彩的人生路途。
奧本海默的故事絕不僅僅是一個受到政治迫害的科學家這么簡單,他對宗教尤其是印度教的巨大興趣和哲思、在科學領域的貢獻、對科學教育的推動,神秘且時而傲慢的個人魅力,以及對政治的理解與參與甚至被政治的迫害,都使得他多維的人生頗為值得探索和研究,希望諾蘭的這部電影可以呈現(xiàn)出一個復雜立體的奧本海默。

本文接下來主要是介紹影片中的部分真實歷史人物,以及其背景和幕后的演員:??
奧本海默的扮演者基利安·墨菲來自愛爾蘭,他曾與諾蘭多次合作。我對他的印象是從《驚變28天》確立的,之后也參與過不少影視大作,但貌似一直沒能大火,直到他主演劇集《浴血黑幫》,使得他的演技得到了更多的認可和推崇,影響力進一步提升,預祝通過第一次作為主演與諾蘭的再次合作,可以讓墨菲的演繹生涯更上一個臺階。
萊斯利·格羅夫斯,曼哈頓計劃的負責人,隸屬于美國陸軍工兵部隊,加入曼哈頓計劃時候被升任為準將,著名的五角大樓就是他于1941年帶領施工建造的,他的風格是實干、忠于職守并能很好的領導團隊完成任務。扮演格羅夫斯的是巨星馬特·達蒙,達蒙的喜劇式風格應該可以和墨菲的表演相得益彰,為緊張甚至有些驚悚的本片帶來一抹幽默質(zhì)感。
凱瑟琳·奧本海默是奧本海默的妻子,同時也是一位生物學家,她還有一個特殊身份,是美國共產(chǎn)黨黨員,她在奧本海默結合之前有過兩段婚姻,在和奧本海默交往時,還處于第二段婚姻之中,后來是因為懷孕,就先和前夫離婚再與奧本海默結婚,可謂是一位敢愛敢恨的女性,據(jù)說在奧本海默因原子彈而成名后,她染上了酗酒的毛病。片中飾演凱瑟琳的是著名一線女演員艾米莉·布朗特,她近些年在銀幕上呈現(xiàn)了諸多強悍的獨立女性形象,不知道在本片中諾蘭與布朗特會如何打造這位獨特的女性。
吉恩·塔特洛克, 畢業(yè)于斯坦福醫(yī)學院的美國精神病學家,她是奧本海默的前女友,也是一位美國共產(chǎn)黨黨員,左翼人士,據(jù)說她是奧本海默左翼思想的引路人,奧本海默曾經(jīng)兩次向她求婚卻遭到她的拒絕,也是她因為與奧本海默的關系,在曼哈頓計劃之前就遭到了美國政府的秘密調(diào)查和竊聽,最后她因為患有明確的臨床抑郁癥而于1944年自殺。本片中扮演塔特洛克是英國女演員弗洛倫絲·皮尤,2020年因參演《小婦人》獲得奧斯卡最佳女配角提名,她被大眾所熟知是在漫威電影《黑寡婦》中扮演寡姐的妹妹葉蓮娜。
劉易斯·施特勞斯,影片中的重要“反派”,保守派政治人士,艾森豪威爾執(zhí)政期間任美國原子能委員會主席,在杜魯門總統(tǒng)時代是委員會委員,其實此時他就與奧本海默有過交集,他本人對奧本海默抱有敵意,認為后者的左翼思想色彩是核武項目安全的潛在問題。任職原子能委員會主席后,他認為首先必須撤銷奧本海默的安全許可并將奧本海默排除出委員會,所以他也是1954年安全聽證會的推動者。他的扮演者是鋼鐵俠小羅伯特·唐尼,這也是唐尼第一次與諾蘭的合作,估計唐尼在此片中會與墨菲有矛盾對手戲,還是相當期待的。
尼爾斯·玻爾 丹麥著名理論物理學家,1922年就因研究原子結構及其輻射而獲得諾貝爾物理學獎,海森堡的老師,與愛因斯坦就量子力學相關概念的論戰(zhàn)為世人所熟知,他對核武器的研發(fā)也有著重要的推動作用,玻爾因反納粹而逃離德國,國產(chǎn)著名話劇《哥本哈根》說的就是波爾與他的學生海森堡在1941年那次著名的成為歷史公案的私人會面。同時他與曼哈頓計劃的重要關系,這使得他也會成為本片中戲份可能不多但絕不可忽視的一個角色。扮演玻爾的是著名演技派英國演員肯尼思·布拉納,近期除了他自導自演的大偵探波洛之外,在諾蘭的上一部電影《信條》中,他演繹的反派安德烈也令人印象深刻。
談到海森堡,這部電影中也有呈現(xiàn),德國物理學獎維爾納·海森堡是量子力學的創(chuàng)始人之一,提出了著名的不確定性原理,1932年就因創(chuàng)立了量子力學而獲得了諾貝爾物理學獎。由于他服務于納粹政府,也被后人有所詬?。煌瑫r他也理所當然的成為納粹德國核武器計劃的技術帶頭人,奧本海默等科學家們就是擔心以他為代表的納粹德國科學界會率先研制出核武器,才決定一定要搶先研制,以免納粹擁有毀滅世界的力量,這點應該也是本片故事的發(fā)端。本片中扮演海森堡的是德國演員馬提亞斯·施維赫夫,他因為在《紅男爵》中扮演一戰(zhàn)德國傳奇飛行員里希特霍芬而成名。
羅伯特·賽博,美國物理學家,曼哈頓計劃中研制出的三枚原子彈“小男孩、瘦子、胖子”的命名就源自于他,他對曼哈頓計劃基本原理、任務目標的培訓課程被印刷成手冊,成為每一個參與該項目科研人員的必修課?!都~約時報》評價他為“原子彈降生時智慧的助產(chǎn)士”。片中扮演賽博的演員相信不少人看著眼熟,他就是在李連杰與成龍聯(lián)袂參演的電影《功夫之王》中扮演美國少年杰森的邁克爾·安格拉諾。
理查德·費曼是我個人非常喜愛的理論物理學家,也是諾貝爾物理學獎獲得者。他參與到曼哈頓計劃之中時年不到25歲,但立刻展現(xiàn)出了優(yōu)秀的能力以及“超人”的幽默感,這也是費曼本人一貫的重要特征。在本片中扮演青年才俊之費曼博士的是因為黑袍特工隊而成名的杰克·奎德,他是著名演員梅格·瑞安和丹尼斯·奎德的兒子,個人感覺他來演繹費曼從形象和喜感上都頗為傳神。
莉莉·霍尼格捷克裔美國化學家,她本來是應聘打字員而進入曼哈頓計劃的,后來因為她的科研能力被認可,而被招募到研究钚元素的項目小組中。她同時是一位女權活動家,后來曾參與請愿,希望不要將核武器直接應用于日本,而應在無人島上進行威懾性實爆以逼迫日本投降。片中扮演霍尼格的是美國女演員奧莉薇·瑟爾比,她曾參演過艾略特佩奇的成名作《朱諾》,我對她的印象則是在《特警判官2012》中她所扮演的新人女警官卡珊卓·安德森。
歐內(nèi)斯特·勞倫斯美國物理學獎,因發(fā)明了回旋加速器而獲得了1939年諾貝爾物理學獎,他在曼哈頓計劃中基于回旋加速器設計制造了電磁型同位素分離器,以用于提煉濃縮鈾。著名的華裔女實驗物理學家吳健雄就是他的學生。影片中扮演歐內(nèi)斯特的是曾經(jīng)著名男演員喬什·哈奈特,他曾在《珍珠港》中演繹大本的好哥們丹尼而成為偶像型明星,在剛剛上線的黑鏡第六季中,也有他的精彩演繹。
愛德華·泰勒,匈牙利裔美國理論物理學家,他是曼哈頓計劃早期的策劃者之一,在與費米的交流中,開始對核聚變武器產(chǎn)生濃厚興趣,并逐步從原子彈的研發(fā)中轉(zhuǎn)向氫彈(比較特立獨行不按照既定計劃執(zhí)行),這使得他成為后來大家公認的“氫彈之父”,他也是積極倡議對日本使用核武器以證明實力與決心的科學家之一。在對奧本海默的安全聽證會上,作出了不利于奧本海默的證詞,也是科學圈內(nèi)唯一一個同意撤銷奧本海默安全證明的人士,這之后被學界以及社會人士所詬病。泰勒也更積極的參與到政治之中,倡導通過核武器來提升國家力量,因此也被坊間描繪為瘋狂科學家,據(jù)說他還是庫布里克的著名反戰(zhàn)影片《奇愛博士》的靈感來源之一。片中扮演泰勒的是美國演員本·薩弗迪,他同時也是一位導演兼編劇,2019年一部頗為獨特的電影《原鉆》就是他自編自導的作品。
最后介紹的是愛因斯坦,其實應該不必介紹了,全世界最著名的科學家,開創(chuàng)了偉大的相對論,也被人們普遍認為是最智慧的科學家形象。愛因斯坦的扮演者是一位來自蘇格蘭的老演員湯姆·康蒂,他其實和諾蘭合作過,并且曾在著名影片《戰(zhàn)場上的圣誕快樂》中扮演勞倫斯上校,不過我對他的強烈印象,則是在老友記系列中,他飾演艾米莉(曾與羅斯有過短暫婚姻)那位搞笑的父親。
篇幅以及有限的影片信息執(zhí)行,有關《奧本海默》中的重要人物與演員只能先介紹到這里。還有太多的重要歷史人物出現(xiàn)在本片中,也都由具有相當咖位的演員所飾演。比如由影帝加里奧德曼飾演的時任美國總統(tǒng)杜魯門、千星之城中的戴恩·德哈恩、同為奧斯卡影帝的拉米-馬雷克、卡西·阿弗萊克等,很多人物估計僅僅是在影片中一帶而過,但無論背景和在歷史中的影響,都值得我們更多的關注和挖掘。
曼哈頓計劃云集了除德國外,西方世界一大批來自各學科頂級的科學家與科研人員,絕不僅僅局限于物理學。據(jù)統(tǒng)計前后有近700名科學家以及60萬人參與了該項目,因此,僅就這一點也絕對應該配得上一部由頂級導演執(zhí)導,且眾星云集的史詩電影,期待能夠在第一時間,走進電影院欣賞到這部影片!





