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1951年，年僅23歲的理察·加文設計了世界首枚氫彈。次年，「常春藤邁克」的蘑菇雲直衝平流層，讓世人見識了恆星的怒火。但加文的名字既未出現在新聞中，也未被譴責或頌揚。
直到整整50年後，《紐約時報》公開的一段錄音，才將這位寂寂無名的天才推向台前——此時，他已是一名奔走大半生的控核鬥士。
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撰文|瞿立建
2025年5月13日，美國物理學家理察·加文（Richard Garwin）去世了，享年97歲。你可能沒聽說過這個名字，這不奇怪，他的傳記作者也說他「少有人聽說，卻擁有深刻的社會影響力」。
最能體現這一點的是，他才是第一顆氫彈的實際設計者。這一事實曾長期封存，除少數親歷者外幾乎無人知曉。氫彈權威史家理察·羅茲（Richard Rhodes）的氫彈史著作《黑太陽：氫彈秘史》（DARK SUN: The Making of the Hydrogen Bomb）長達700多頁，關於加文的篇幅不足一頁。
但加文並不以氫彈設計者身份為榮，反而將其視作終身負擔。他曾說：「如果我能揮動魔杖讓氫彈從未存在，我一定會這麼做。」
氫彈成功爆炸之後，加文一生致力於製作這根魔杖。
設計氫彈
理察·加文於1928年4月19日出生於美國克利夫蘭，自幼就顯示出語言和數學天賦，有很強動手能力，曾與哥哥一起拆了家裡買的第一台電視機，並重新組裝了回去。
加文16歲就高中畢業，入讀凱斯應用科學學院（今天的凱斯西儲大學的前身）。1947年，加文大學畢業，赴芝加哥大學讀研究生，師從恩里科·費米（Enrico Fermi）。加文僅用了兩年便獲得了博士學位，留校工作。
加文對各種各樣的問題都有深刻的洞察力，能提供明智的建議。圈子裡流傳著這樣一個笑話：
加文穿越到了大革命時期的法國，正等待被送上斷頭台。
第一名犯人躺好之後，劊子手鬆開繩子，刀片下落，結果在囚犯脖子一寸處停住了。法律禁止重複處決犯人，這個犯人便被釋放了。
第二名犯人發生了同樣的事情，也獲得了自由。
第三名犯人就是加文，他躺下之後，細緻觀察了斷頭刀，對劊子手說：「我知道斷頭台的問題在哪兒了。」
加文本人也很滿意這個笑話，得意於自己是問題解決高手的名聲。
有一天，加文問費米一個關於核彈的問題，費米為難地說，這裡無法給出回答，如果想知道答案，可以夏天到洛斯阿拉莫斯——美國研發核武器的地方。
1950年夏，加文一家來到了戒備森嚴的洛斯阿拉莫斯。
加文在洛斯阿拉莫斯的身份是政府顧問，這是他政府科學顧問生涯的起點。加文獲得了閱讀機密文件的權限，在圖書館泡了整整一周，遍覽原子彈相關的機密文獻。
洛斯阿拉莫斯是美國試驗、製造原子彈的地方，圖為大門。|來源：Los Alamos National Laboratory
一次，費米在食堂對一起就餐的科學家們說，自己遇到了第一個真正的天才，有幾個自認為是費米心目中的天才，故意挺起了胸膛。「他就是理察·加文。」費米說。由於費米的稱讚，加文在這個高智商人士聚集的區域小有名氣。
加文憑他的敏捷才思給理論物理學家愛德華·特勒（Edward Teller）留下了深刻的印象。特勒當時負責氫彈的理論設計工作。
特勒與數學家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆（Stanisław Ulam）一起工作，二人相處雖不融洽，但還是在1951年3月一起給出了氫彈理論框架——著名的「特勒-烏拉姆構型」（Teller-Ulam configuration）。該構型使用分級輻射內爆機制：初級裂變材料充當「扳機」，引爆產生的能量中超過80%以軟X射線形式輻射，形成的極端高溫高壓使次級聚變材料劇烈壓縮，引發聚變反應。
特勒-烏拉姆構型示意圖，左為初級裂變裝置，右為次級聚變裝置。|來源：Nuclear Weapons Frequently Asked Qustions
在2024年的一次訪談中，加文將特勒-烏拉姆構型歸功於特勒：「這完全是愛德華·特勒的功勞。烏拉姆是一位非常優秀的數學家……但數學家艾倫伯格（Samuel Eilenberg）曾說：『這就像一個裁縫。做的衣服有時候有三個袖子，有時候兩個袖子，只要形式漂亮就行。有時有用，有時沒用。這就是數學。』」
電影Adventures of a Mathematician劇照。右為愛德華·特勒，左為斯坦尼斯瓦夫·馬爾欽·烏拉姆，圖為二人在激辯氫彈設計。
特勒和烏拉姆於1951年3月9日發表的機密論文描述了二人提出的氫彈設計。｜圖源：Los Alamos National Laboratory
在當時，沒人知道特勒-烏拉姆構型是否可行。由於特勒和烏拉姆素來不和，再加上氫彈本身的道德爭議，研究一度陷入瓶頸。
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1951年5月，加文第二次來到洛斯阿拉莫斯，詢問特勒在氘聚變方面的進展，特勒看到了機會。他要求加文設計一個裝置，用實驗證明他和烏拉姆的理論設計可行：「我想做一個小實驗，說服最頑固的懷疑者，讓他們相信這行得通。」
加文後來回憶，特勒向他發起了「挑戰」，而不是「委託」。「我原本打算先用2萬噸當量小試牛刀，但覺得說服力不夠，於是索性決定直接上全尺寸。」
在和費米共用的一間辦公室里，加文開始著手設計。「那是一個非常小的房間，只有兩張桌子，我和費米隔桌相望，可以看到他的臉。」
7月25日，加文提交了裝置代號為「Sausage」（香腸）的機密報告，事無巨細地給出了各種參數，連用什麼螺栓都標註得清清楚楚，裝置內部會發生什麼，爆炸有多大能量，說得明明白白。
第一套加文裝置於1952年建成，命名為常春藤邁克（Ivy Mike）。這是一個龐然大物，高達6米，重74噸。
顯然，常春藤邁克無法投擲，沒有實戰價值。加文又花了幾周時間設計了可由轟炸機投擲的版本，然後離開了洛斯阿拉莫斯。
常春藤邁克（Ivy Mike）裝置。根據圖中坐著的男子可以體會該裝置的大小。|圖源：nuclearweaponarchive.org
1952年11月1日早上7:15分，常春藤邁克被引爆，一個比太陽內部更熱的大火球瞬間形成，直徑近5公里，熱浪波及方圓50公里的地方，蘑菇雲一路升騰到30公里高處，直衝平流層。爆炸當量達1040萬噸TNT，是摧毀廣島的原子彈的700倍。
加文並沒有在現場目睹常春藤邁克爆炸的震撼景象，那樣的景象早在他的腦海中一遍遍上演。
常春藤邁克爆炸形成的火球｜圖源：AEC/USDE
加文將氫彈從理論化為真實的武器方案，只花了兩三個月的時間，當時的他年僅23歲。他對此頗為得意：「能如此神速，唯一原因就是那篇報告完全由我一人撰寫。」
氫彈團隊的主要成員馬歇爾·羅森布魯斯（Marshall Rosenbluth）後來說，加文在團隊中的作用獨一無二，他能整合統籌不同領域的專家。「我是一個純粹的理論家，實驗工程類型的人也很多，但能充當兩者之間紐帶的人卻寥寥無幾。」
1952年，種種原因促使加文決定離開芝加哥大學——芝加哥治安不好，犯罪猖獗，他與一位教授關係不睦，也厭倦了粒子物理這種大科學項目。當年年底，他加盟了IBM公司設在哥倫比亞大學的沃森實驗室，從事基礎科學和應用技術研究。
1979年，特勒心臟病發作，從鬼門關回來後，他錄下了和朋友的一段談話。「（氫彈的）第一個設計，」特勒在錄音里說道，「是由加文完成的。」為了強調，也為了避免誤解，他又重複了一遍。
這段錄音連同加文氫彈設計者的身份，一起被塵封了整整22年。直到2001年4月，紐約時報將其披露於世，這段歷史才逐漸為公眾所知。
加文本人則認為，氫彈的誕生不可避免。「我可能把它的研發速度加快了一兩年，僅此而已。」——他既不享受榮譽，也不承擔道德責任。
但這並不意味著加文對他的造物無動於衷。
1954年，恩師費米因胃癌病重住院，加文來醫院探望。費米對他說，自己對核武庫的不斷擴張感到擔憂，後悔太少參與公共政策，沒能推動政府更有力地進行核裁軍。數周后，費米溘然長逝，終年53歲。
恩師的臨終遺言讓加文內心深受震撼，他從此走上了一條新的道路：為核軍控奔走呼籲，讓核武器沒有用武之地——「我盡我所能，以費米為榜樣。」
身居廟堂控核武
在IBM工作期間，加文更深入地參與了政府的科學諮詢工作，聲譽越來越高，從軍工技術組成員逐漸走向權力中心。1958年，他成為總統科學顧問委員會戰略武器專家組成員，負責為核武器以及運載或攔截核武器的飛彈提供專家建議。
1961年，約翰·甘迺迪就任美國總統。冷戰鐵幕之下，美國希望利用在科學和軍事方面的技術優勢威懾蘇聯。
1962年，美國開始實施名為「魚缸行動（Operation Fishbowl）」的系列高空核子試爆。魚缸行動的前兩次核子試爆以失敗告終，第三次核子試爆於1962年7月9日成功進行，使用的氫彈海星一號（Starfish Prime）爆炸當量幾乎是廣島原子彈的100倍。
美國科學家事前推測，爆炸發生在距太平洋400公里高處，不會給人類帶來多大麻煩，頂多讓射電天文學家在幾周內不得不忍受大量噪音。然而實際後果大大超出預料。檢測核子試爆的各種儀器設備因爆表而損壞，距爆炸中心約1445公里的夏威夷電力中斷，約300盞路燈被擊毀，大量防盜警報器被觸發，電話線路大面積中斷。核子試爆在高空產生的極光照亮了太平洋的大片區域，輻射帶損毀了美國、英國和蘇聯的多顆衛星。
海星一號（Starfish Prime）爆炸引起的極光。｜圖源：US Govt. DTRA
軍方計劃在當年夏天進行一次更高海拔的核子試爆——高度超過1300公里。為了儘快評估高空核爆的風險，加文作為這方面最權威的專家之一，被緊急邀請加入甘迺迪政府的總統科學顧問委員會。
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加文回憶，當時的甘迺迪總統擔心，核爆炸會「毀掉阿波羅計劃」。在和科學顧問的座談會上，甘迺迪詢問輻射影響能持續多久——「很長一段時間，」加文答道。他認為這個數字可能長達2到20年，輻射會將太空飛行員置於危險之中。甘迺迪很受打擊。1962年9月，原計劃的高空核子試爆被取消。
次年8月5日，美國與蘇聯簽署《部分禁止核子試爆條約》，禁止在外太空、大氣層和水下進行核子試爆，核子試爆只能在地下進行。這一條約是諸多因素促成的，但加文的分析被認為是一個重要轉折點。
1969年，尼克森總統上台，他希望與蘇聯簽署一份歷史性協議，限制兩國的核武庫。尼克森要求科學顧問尋找更可靠的方法來評估蘇聯核武庫規模，監視蘇聯的轟炸機、潛艇、飛彈等戰略核投送力量，以監督對方是否遵守協議。
新一代間諜衛星被視為計劃的關鍵。當時的舊式間諜衛星依賴膠片成像，從膠片曝光到情報分析需要間隔數周；一旦膠片用盡，這些造價不菲的衛星也只能淪為太空垃圾。
加文領導團隊評估方案，主張拋棄膠片，改用光電技術生成數字照片，實現實時數字下行成像。這比民用相機從膠片轉向數碼領先了數十年。
1971年9月，尼克森總統正式批准上馬採用這一方案的新型間諜衛星KH-11。1976年，KH-11首星被發射，其後續型號至今仍在運行。
KH-11被認為有助於緩解兩個超級大國之間的緊張局勢。通過衛星圖片可以實時掌握核彈發射裝置的位置信息，提高透明度，減少誤判。1972年，美蘇兩國簽署了歷史上首份限制雙方核武庫的協議——《反彈道飛彈條約》。
KH-11的意義不僅限於軍事，它還為十幾年後的哈勃空間望遠鏡留下了一筆豐厚的技術遺產——兩者的主鏡直徑相同，都是2.4米。
KH‑11「KENNEN」衛星的藝術想像圖。KH‑11項目於1971年獲批，1976年發射首星，其後續型號至今仍在運行。｜圖源：the space review
為了徹底關上潘多拉魔盒，加文幾十年來一直不遺餘力地推動全面禁止核子試爆。這是因為，氫彈體系和原子彈相比更為複雜，只能靠多次試爆逐步排錯、優化。可以說，禁止了核子試爆，就相當於切斷了氫彈的研發路徑。蘇聯解體，冷戰結束，加文看到了機會。
1993年，美國總統柯林頓宣布，擬推動全球各國全面停止核子試爆，連此前允許的地下試驗也要禁止。為此，美國國務院成立軍控與防核擴散委員會，任命加文為委員會主席。
對於柯林頓總統的提議，有人提出只禁大當量試驗，放行低當量核子試爆，美國也需要通過小型核子試爆來檢驗庫存武器是不是失效；有人反對說，這會讓一些國家鑽漏洞，應該以零當量為標準禁止任何核子試爆。
加文帶領團隊於1995年8月完成了一份技術報告，指出「一刀切」禁止核子試爆符合美國和世界的利益。計算機模擬和不發生核爆炸的次臨界試驗足可檢驗庫存核武器的安全性和可靠性。
報告出爐幾天後，柯林頓總統宣布，將尋求以零當量標準作為達成條約的條件。
《全面禁止核子試爆條約》於1996年9月10日由聯合國大會通過，9月24日，該條約在紐約開放簽署，包括五個核大國在內的71個國家簽署了該條約。
美國總統簽署之後還需要參眾兩院批准，條約才能生效。加文為此奔走呼告。遺憾的是，由於種種因素，他的努力功虧一簣，該條約於1999年10月13日被參議院駁回。
《全面禁止核子試爆條約》至今已有187個國家簽署，178個國家批准，但美、俄、中、以色列、伊朗、埃及簽署後沒有批准，因此至今未能生效。朝鮮、印度、巴基斯坦沒有簽署該條約，還多次進行核子試爆。
儘管如此，加文等人仍然在全球範圍內塑造了一種新局面，艱難達成的控核共識得到了擁核大國的認可。自1996年以來，美國等主要核大國再未進行過核子試爆，世界更加穩定、平靜。「你得做這些事，只要堅持的時間足夠長，總有一天能成功，」參議院否決條約後不久，加文曾這樣告訴記者。
光榮的一生
加文的一生遠非核武器所能涵蓋。他活躍在許多領域，思考的命題關乎人類前途與福祉：基礎科學、太空武器、地雷、流行病、潛艇、科學諮詢、糧食援助計劃、國家電網、放射性廢料處理……加文總是一往無前。
加文是最早根據楊振寧和李政道建議，驗證宇稱不守恆的科學家之一。他和萊德曼（Leon Lederman）等人得出了與吳健雄一致的結果，雙方論文在同期《物理評論》（Physical Review）上背靠背發表。加文還以堅實的理論分析和細緻的實驗，證偽了約瑟夫·韋伯（Joseph Weber）的引力波探測實驗。他向美國科學基金會施加影響力，引導引力波探測研究走向正確的軌道。2015年人類首次成功探測到引力波，相關科學家隨後於2017年獲得諾貝爾獎。據說，加文為此感到無比自豪。
在IBM，加文領導團隊研發出了眾多實用技術，如磁共振掃描器、雷射印表機、觸控式螢幕、眼控電腦、筆記型電腦硬體防護系統、超導計算機、自旋迴波記憶體等。很多發明已經深深融入我們的生活，還有一些發明被其他公司發揚光大，如GE和西門子將磁共振掃描器應用於醫療，iPhone讓觸控式螢幕流行世界。
對於科學家和工程師而言，加文對應用技術最大的貢獻是快速傅立葉變換（FFT）算法。雖然沒有直接參與發明，但他是FFT的助產士和推廣員。
2016年，歐巴馬總統授予加文總統自由勳章。|圖源：The White House
有一次，加文告訴記者，費米曾將氫彈稱為「邪惡之物」，理由是其毀滅性的威力，但費米錯了。
「那不是根本性的威脅，」他說。真正的危險在於「核武器泛濫」，極大增加了被盜、誤判和事故的風險——讓世界有可能從核平衡滑向毀滅的深淵。
從加文的警告裡，我們或許能窺見一個逝去時代的縮影——為全人類的福祉奔走，與核子戰爭的威脅對抗。這位老人的智慧和遠見，在戰爭陰影盤桓不散的今天，依然值得警醒和銘記。
參考文獻
[1]理察·加文的傳記：True Genius: The Life and Work of Richard Garwin, the Most Influential Scientist You've Never Heard of, by Joel N. Shurkin
[2]紐約時報專題報導：https://www.nytimes.com/2025/05/19/science/richard-garwin-hydrogen-bomb
[3]The Conversation紀念文章：https://theconversation.com/h-bomb-creator-richard-garwin-was-a-giant-in-science-technology-and-policy-256866
[4] Finkbeiner, A. Science,2013,341(6144),334–337.(https://doi.org/10.1126/science.341.6144.334)
[5]快速傅立葉變換算法，參考：https://ece.princeton.edu/news/ieee-commemorates-1964-demonstration-fast-fourier-transform-milestone-plaque