如果三位一体测试失败了怎么办？

今天是三位一体测试75周年纪念日。在过去的五年里，我对世界上第一次核爆炸的想法没有太大的变化，所以如果你想要我的“周年纪念照片”，你可以读一下。从那时起，我唯一真正改变想法的是，我去年夏天参观了这个网站，并在它周围的地区(索科罗、阿拉戈多等)呆了一段时间。这是一个美丽的国家，与我正常的(与纽约市相邻的)环境相比，它仍然感觉相当孤立和稀疏。在这样的地方，路程很长--去任何地方都要花很长时间，开车50英里也不是什么大不了的事。不管怎样，我相信在夏天晚些时候我会有机会发布更多关于那次旅行的信息，所以我现在就暂且不说了。

我最近一直在想的是一个问题，在今年周年纪念日的准备过程中，我被问了几次：“三位一体测试的重要性是什么？”我发现要回答比表面更多的问题是出人意料的困难。当然，我可以很容易地解释测试是什么、为什么要进行测试以及随后发生了什么。但在我看来，“重要性”意味着一个反事实的东西：从历史上看，如果没有发生，或者以不同的方式发生，一些不同的事情就会发生。

我以前写过关于反事实的文章，我想我觉得它们比许多历史学家更有趣。“官方历史学家”对反事实的回应是，“嗯，我们真的不知道可能发生了什么，因为知道没有发生过什么已经够难的了，”我可以共同签署这一点。但是，反事实的问题可以是一种专注于为什么我们认为某事不那么重要的方式，也可以是一种有用的方式来思考我们确实知道的过去。所以我经常发现它们是有用的练习，只要你不太看重它们的“现实”。(我一直是漫威的粉丝，如果呢？系列，以不那么理智的理由。)。

这让人感觉有点刺耳的一个原因是，我们很容易从“这就是历史是怎么发生的”滑到“这就是历史肯定是怎么发生的”。我们知道测试是“成功的”，这影响了我们对它和它的准备工作的所有想法。但利邦以这样或那样的方式失败的可能性并不都那么低。它可能有很多地方出了问题。

即使在三一行动之后，J·罗伯特·奥本海默(J.Robert Oppenheimer)估计“战斗部队”失败的可能性相对较高：

“小男孩”表现不佳的可能性相当小，应该忽略不计。第一次战斗的钚胖子给出低于最佳性能的可能性约为12%。能量释放低于5000吨的可能性约为6%，低于1000吨的可能性约为2%。它应该不会比我的千吨少很多，除非有些部件确实出了故障。

在目的地尝试在统计基础上确定胖子部件的可靠性可能是不可取的。另一方面，希望对计划热使用的部件进行最仔细的检查和测试。1个。

考虑到测试的风险，奥本海默的估计已经足够高了，但最大的问题是无法估计的部分：一个部件的故障。因为“小玩意儿”和它的武器化形式“胖子”有很多组件。他们都有失败的可能。内爆设计需要很多东西才能恰到好处地工作，以便同时爆炸(在纳秒测量的公差范围内)并正确形成压缩力，使固体金属钚核心对称收缩到其原始体积的一半以上。这就是他们一开始进行三位一体测试的原因：他们根本不知道是否可以做到，即使可以做到，他们也不知道效果会有多好。

因此，让我们为测试设想三种可能的“失败”模式。第一个根本不是真正的失败：在测试之前，“小玩意”已经达到了预期的成品率。这大约是4-5千吨，而不是原来的20千吨。因此，科学家们不会认为这是一次失败，但这将使钚炸弹比他们对铀弹的预测要小得多。为了简单起见，我们把它四舍五入到5千吨。

第二种可能性可能是他们认为合理的低端结果：数百吨TNT当量。比方说500吨，就选个数字吧。这意味着这个小玩意儿的表现将严重落后(他们的目标是至少一千吨)，但仍然是一件可用的武器。它不符合他们声明的可用原子弹的标准(他们将其设定为1千吨)，但它仍然是你可以投掷到敌人身上的东西。2个。

而第三种不光彩的可能性将是彻底失败，零核产额的“失败”。这将是奥本海默提到的真正的部件故障：爆炸系统的问题，或者镜头系统的重大缺陷。高爆系统将产生大约5吨TNT当量，这将摧毁“小玩意儿”并分散其钚。再说一次，这并不是完全不可信--这是一种新武器，这些部件是定制的，每个技术系统都有失败率。科学家们知道这是一种真正的可能性；他们中的一些人甚至打赌！

在三位一体试验之前，科学家们认为(以铀为燃料的)小男孩炸弹是他们的“大”炸弹，因为他们一直认为它能够击中至少5千吨，可能大约是15千吨。据猜测，(以钚为燃料)胖子的产量从几百吨到5千吨不等。胖子设计的优势是你可以制造更多的浓缩铀：1945年末，他们的生产率大约是每月相当于一枚小男孩炸弹的浓缩铀的一半，而每个月有三枚胖子炸弹相当于价值钚的钚。因此，他们认为他们未来可能的能力是每隔几个月就会有一枚大原子弹，中间还会有几枚较小的原子弹。实际的三位一体测试显示，胖子炸弹实际上比他们预期的小男孩炸弹威力更大。

在我看来，这些不同故障模式的技术影响相当简单。如果三位一体试验像他们预期的那样强大(5千吨)，那么他们对情况的看法就不会有太大变化-5千吨仍然是没有什么可嘲笑的。相反，如果是在低端(500吨)，那么这将是令人失望的，但仍在可能的范围内，我认为他们不会做太多不同的事情，从技术上讲，除了试图找出导致产量下降的问题是什么。

但是，如果这次试验完全没有给出核当量，我认为他们将不得不进行另一次试验。这当然是他们在失败时的最初计划。这充其量也就是几周的准备时间。最初的三一测试花了几个月的时间准备，但三一失败仍然会对塔造成破坏，并可能用钚污染现场。“又快又脏”的三位一体试验(他们只是在某个地方引爆了一枚)不会给他们提供所需的数据(面对彻底的失败，我认为他们不会认为“又快又脏”是可行的--特别是考虑到他们的钚储备是多么宝贵)。因此，我认为这基本上会使在日本使用钚炸弹的可能性至少推迟一个月左右。

如果原因是更邪恶的，比如蓄意破坏呢？(一个想法浮现在我几年前咨询过的曼哈顿电视节目中，这个节目不幸被取消了。)。我认为这将是“彻底失败”的结果，再加上更多的安全、焦虑和偏执。这就是说：一些非常不同的东西，并不是我完全有信心预测的东西，而是一个非常有趣的问题。

三位一体试验的成功告诉美国政策制定者和军事规划者，原子弹是有效的，随着时间的推移，他们将拥有相当数量的原子弹。如果失败，这两个问题都会受到不同程度的挑战。

一辆5千磅的三一可能不会有太大变化。同样，这也是人们的期望。不过，它可能已经改变了炸弹的部署方式。5千吨的爆炸造成的损失大约是15千吨的40%。4就原始效果而言，如果你今天在广岛上空以理想的爆炸高度引爆一枚5千吨的炸弹，你可能会导致47000人死亡(根据Nukemap的说法)，相比之下，15千吨的炸弹会造成8万多人死亡。那仍然是一件相当强大的武器。但它的威力将明显不如小男孩炸弹。因此，他们可能会想象将其用于摧毁整个城市以外的其他目的，比如针对特定的军事基地。但总体而言，我认为这可能“足够接近”，以至于他们现有的假设仍有可能得到维持。

另一方面，一枚500吨的三一炸弹的威力比他们希望的要小得多。如果今天投放在广岛，仍会造成1.5万人死亡。但这座城市的大部分地区仍将完好无损-心理影响将大大减弱。与15000吨的炸弹相比，它看起来相对微不足道。再说一次，我认为他们可能还在考虑使用它，但我不认为他们会“浪费”任何宝贵的东西-几个“保留”的目标在上面-他们会把这些留下来用来制造大型炸弹，并将较小的原子弹用于其他目的。因此，我认为这将真正动摇他们如何看待自己的武器库，以及他们对武器库的使用。

也有可能，这取决于他们认为自己对失败的理解程度，这可能也会影响他们对小男孩炸弹事件的敏感度。科学家们对枪型设计将会奏效抱有很高的信心，而且不需要进行全面测试就更容易确认其背后的原理。他们的信心会不会动摇？如果他们对三位一体试验的诊断告诉他们，雷管系统按计划工作，那么他们可能会担心他们对裂变炸弹的更深层次的理解是不正确的。但如果他们认为这只是一个组装问题-内爆设计独一无二的东西-那么他们可能仍然对枪式安排充满信心。

但政策制定者和军方高层可能会少得多的信心。在格罗夫斯之外，其他军方领导人都没有对炸弹有深刻的理解，在三一之前，有几位领导人对炸弹的前景表示了极端悲观。如果三一集团倒闭，就会强化这些观点。他们可能已经判断出整个产品还没有在黄金时段准备好，并破坏了任何使用计划，直到他们确信这不会令人尴尬为止。

而且，正如所提到的，三位一体计划的失败可能意味着他们的钚炸弹能力将极端延迟。我想他们还是想尽快使用铀弹。但他们知道，在一段时间内，他们将无法继续发动更多的袭击。也许他们会试图虚张声势，或者他们可能会轻描淡写，我不知道这样会造成多大的破坏。但我想他们会认为这是一个完全不同的情况。

这会有什么政治影响？杜鲁门得知三位一体试验成功的消息后非常兴奋，这极大地增强了他对战争结束的信心。我怀疑5千吨的结果不会改变这一点，但500吨的结果可能会减少这一点。如果彻底失败，我认为会出现相反的情况：他可能会对与苏联打交道以及日本无条件投降的前景感到更加沮丧。

那么，如果是这样的话，他会有什么不同的做法呢？我能看到他改变方法的两个地方是他与斯大林打交道，无条件投降的问题和波茨坦宣言。

在获得三一的成功结果后，杜鲁门对斯大林采取了非常强硬的立场。他认为，炸弹给了他第二次世界大战结束和随之而来的和平的筹码。虽然他没有试图争辩说苏联不应该对日本宣战或停止他们的入侵计划，但他不太相信自己需要苏联参战，也没有鼓励他们。如果没有利邦的信心，他会这么努力吗？我不确定他会不会这么做；他可能觉得苏联的入侵对于战争的结束来说太有必要了，不能冒着疏远的风险。如果他采取了一种更妥协的方式，这会对后来的冷战产生什么影响？冷战是一件复杂的事情，不是单一互动的结果，但有学者将它的形成和焦虑部分归因于杜鲁门后三位一体时代的虚张声势，所以它并不超出沉思的领域。

关于“波茨坦宣言”，有杜鲁门内阁成员和军事参谋人员试图在对日盟军格言中加一句话，以澄清天皇的立场。他们从截获的日本通讯中知道，即使是那些有兴趣寻求结束战争的日本最高司令部成员，这也是一个症结。但杜鲁门在国务卿詹姆斯·伯恩斯的推动下，对此进行了猛烈回击，刻意不让日本人在这方面“更容易”。人们可以争论这是不是正确的事情(这是另一个问题)，但如果他没有从利邦得到积极的消息，他会对日本采取如此强硬的立场吗？同样，我对此表示怀疑-他会对自己的立场不那么确定，可能会听从那些告诫他要温和的人的话。

他们还会按原定计划使用“小男孩”炸弹吗？“小男孩”炸弹将在波斯丹会议结束后立即投放。我认为这取决于他们认为三位一体试验失败的性质是什么-如果这是内爆装置的特定问题，那么我认为他们会按计划继续进行。如果是什么引起了他们更根本的疑虑，那么我想他们可能会等到这些疑虑得到解决。然而，我认为他们在原子弹问题上的信息不会受到太大影响；杜鲁门在广岛的声明基本上是“一颗炸弹”的声明(我不确定他是否意识到不久之后会有更多的炸弹到来)。

三一机场的失败会对第二次世界大战的结果产生重大影响吗？这个问题最终取决于你认为是什么原因导致日本人在8月10日提出有条件投降，然后在8月14日无条件投降，特别是取决于你认为长崎轰炸对日本最高司令部的决策有多重要。

导致日本投降的因素有许多重叠的，而且并不总是清楚每一个因素的权重有多大。轰炸广岛、苏联宣战入侵满洲里、轰炸长崎、美国拒绝有条件投降、日本下级军官未遂政变、加强常规轰炸等，都发生在不到一周的时间里。如果我们想象那份名单上唯一缺少的就是长崎，这重要吗？或者，如果长崎使用破坏性小得多的原子弹，会有什么关系吗？

虽然这些事情很难解开，但轰炸长崎显然给日军司令部留下的明显印象不如其他因素。这可能强化了导致投降提议的无望感，但目前还不清楚这对他们来说是必要的。日本人似乎并没有认真怀疑美国只有一枚原子弹，而且无论如何，其他因素--比如苏联的入侵--显然在很大程度上压在了他们的脑海里。

因此，即使三一集团没有取得成功，战争也会在当时结束，这并不是不可信的说法。话虽如此，日本投降的决定并没有以任何方式被夸大。如果日本人不在8月10日之前提供某种形式的投降，那会怎么样？他们是在第二个三位一体测试之前提供，还是在第二个炮式炸弹准备好之前提供？在这里，我们最终陷入了猜测的泥潭，超出了我们可以非常有信心地知道的范围。或者换一种说法，这就是你对战争结束有什么先入为主的看法：如果你是那种“轰炸做了”的人，那么你会喜欢那种解释，如果你是“苏联做的”那种人，你会喜欢这种解释。我持观望态度，尽管我倾向于认为长崎并不那么重要的解释，所以我认为战争几乎在同一时间结束。这是另一个问题，与更具争议性的“如果没有原子弹投到日本会怎样”是另一个问题。

如果是这样的话，那么三位一体测试对于这个特定的目的来说就不那么重要了，尽管这些外交决定可能会产生长期的后果。不过，有一件事是明确的：如果利邦失败了，我们会从不同的角度来讨论曼哈顿项目。“曼哈顿计划”似乎不会那么“不可避免”地成功，也许我们在谈论大型科学项目时也不会那么快地用典故来形容它。

整个讨论的讽刺之处在于，三位一体测试几乎总是被框定为一项重要而令人印象深刻的成就。但是，如果这仅仅意味着长崎被避免了，战争仍然结束了呢？在这种情况下，如果它没有运行得这么好，也许会是一件更好的事情。这么说感觉很异端，我不确定我是否相信。但这是一个

无论哪种方式，我认为很容易得出结论，三位一体测试“很重要”，至少从一开始提出的反事实标准来看是这样：如果它失败了，我们最终会来到一个有点不同的世界。一个有趣的问题是，那个不同的世界会比现在生活的世界更好还是更坏--这一点令人惊讶地不清楚。

罗伯特·奥本海默致托马斯·法雷尔(1945年7月23日)，核试验档案馆，NV0103571。[↩]。

到1944年5月，曼哈顿计划的指令是至少1000吨TNT当量的武器。威廉·S·帕森斯致莱斯利·R·格罗夫斯(1944年5月19日)，曼哈顿工程区通信(“绝密”)，1942-1946年，缩微胶片出版物M1109(华盛顿特区：国家档案馆和记录管理局，1980年)，第1卷，目标6，文件夹5，“在广岛和长崎投下第一颗原子弹之前和之后的事件”，5F子文件，来自(Capt.W.S.)。帕森斯。“[↩]。

J.A.Derry和N.F.Ramsey to L.R.Groves，“1945年5月10日和11日目标委员会会议摘要”，曼哈顿工程区通信(“绝密”)，1942年至1946年，缩微胶片出版物M1109(华盛顿特区：国家档案馆和记录管理局，1980年)，第1卷，目标6，文件夹5D，“目标的选择”。[↩]。

爆炸伤害的比例是三次根(作为W 1/3的幂，其中W是产量)，而不是线性的。所以要使爆炸效果加倍，你需要将产量增加一个。

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