朗道團隊與蘇聯核計劃

摘 要： 蘇聯核計劃檔案材料解密之后，朗道團隊參與蘇聯核計劃的秘密也隨之浮出水面。朗道這位物理學界泰斗帶領自己的團隊解決了多項科研難題，在蘇聯核計劃實施的各個階段發揮著不可替代的作用。利用朗道創建的公式，蘇聯成功分離了氘和鈾-235，為核武器研發提供了裂變材料，其后朗道公式在蘇聯核武器研制中得到廣泛使用。朗道團隊創建和發展了核反應堆理論，推動了蘇聯工業核反應堆的建立。朗道團隊完成了沖擊波和爆炸波研究，提出通過爆炸壓縮核裝藥達到超臨界狀態的想法和原子彈內爆原理。在朗道的領導下，其團隊完成了原子彈爆炸有效因數和釋能的計算工作，并在氫彈的研發工作中做出了杰出貢獻。

關鍵詞： 朗道團隊;蘇聯;核計劃

Л.Д.朗道（Л.Д.Ландау）的物理學成就早已廣為人知，但朗道團隊①

在蘇聯核計劃中所做的貢獻卻塵封在歷史檔案中。1995年2月，俄羅斯聯邦總統頒布第160號法令，要求有關部門整理核計劃解密資料。1998—2010年間，《蘇聯核計劃》檔案文件匯編②

陸續得到出版。根據1996年杜布諾國際學術會議材料，俄羅斯又出版了題為《科學與社會：核計劃歷史》③

的學術論文集，共有三卷，分別于1997年、1999年和2003年出版。這些解密文件披露了朗道團隊解決核武器研發領域各種技術難題的事實。目前我國史學界對于朗道團隊在蘇聯核計劃中的貢獻尚未展開研究。2008年，俄羅斯科學家Б.С.卡洛別茨（Б.С.Горобец）出版專著《朗道圈子：英雄的一生》

Горобец Б.С.Круг Ландау： Жизнь гения.М.： ЛЕНАНД，2008.，詳細闡述了朗道坎坷而傳奇的一生，但對朗道參與蘇聯核計劃的相關情況只字未提。2009年，卡洛別茨出版了專著《朗道圈子：戰爭與和平物理學》

Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.М.： Книжный дом瘙爯ЛИБРОКОМ瘙爲，2009.，作者在該部專著中提及朗道參與蘇聯核計劃的過程，但更多的是論述朗道在科研和教育領域的成就。2009年，卡洛別茨又出版了專著《朗道與栗弗席茲的圈子》

Горобец Б.С.Круг Ландау и Лифшица.М.： Книжный дом瘙爯ЛИБРОКОМ瘙爲，2009.，關注的仍是朗道的學術成就，并未涉獵其與蘇聯核計劃的相關問題。可見，俄國史學界對此問題的研究尚未系統化。本文旨在對朗道團隊參與蘇聯核計劃的情況及貢獻進行相對系統的梳理。

一、朗道其人及其對蘇聯物理學的貢獻

朗道是蘇聯時期最有影響力的理論物理學家之一，為蘇聯理論物理學的發展做出了過人的貢獻。朗道1908年出生于巴庫，童年時期對數學情有獨鐘。他12歲時就掌握了微積分，表現出過人的數學天賦。1922年朗道考入巴庫大學數學物理系，1924年轉入列寧格勒大學。1926年，朗道發表了題為《論雙原子分子光譜理論》

Ландау Л.Д.К теории спектров двух атомных молекул.// Собрание трудов Л.Д.Ландау.Т.1（под.ред.Е.М.Лифшица）.М.： Наука，1969.С.11-18.的學術論文，完善了沃納·海森堡（Werner Heisenberg）和埃爾溫·薛定諤（Ervin Schrodinger）的量子理論。次年，朗道考入列寧格勒技術物理研究所的研究生班，并于1928年被蘇聯政府派往國外深造。朗道在柏林受到著名科學家阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）的會見，并就場論和量子力學等問題與其展開討論。

Горобец Б.С.Круг Ландау： Жизнь гения.С.33-34，56.不久，朗道來到哥廷根參加科學家馬克斯·波恩（Max Born）組織的討論班，在此他不僅學到很多理論物理知識，而且對這種討論式的授課方式十分推崇。朗道拜訪了海森堡，在蘇黎世與魯道夫·派爾斯（Rudolf Peierls）共同撰寫了題為《位形空間中的量子電動力學》

Ландау Л.Д.，Пайерлс Р.Квантовая электродинамика в конфигурационном пространстве.// Собрание трудов Л.Д. Ландау.Т.1（под.ред.Е.М.Лифшица）.С.32-46.的文章。1930年，朗道在哥本哈根參加了物理學家尼爾茲·玻爾（Niels Bohr）的討論班，后隨玻爾拜訪英國科學家保羅·狄拉克（Paul Dirac）。在英國劍橋大學的卡文迪許實驗室，朗道結識了對其一生產生重要影響的同胞П.А.卡皮查（П.А.Капица）。朗道還在蘇黎世與沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Pauli）展開了學術交流，并發表了題為《金屬的抗磁性》

Ландау Л.Д.Диамагнетизм металлов.//Собрание трудов Л.Д.Ландау.Т.1（под.ред.Е.М.Лифшица）.С.47-55.的論文。在國外深造期間，朗道扎實的物理學知識和忘我的工作精神深得世界頂級科學家的贊許，很多著名大學的實驗室都邀請他加入。然而朗道放棄了這些機會，于1931年回到蘇聯。

參見[俄]邁婭·比薩拉比著，李雪瑩譯：《朗道傳》，高等教育出版社2018年版，第34-35、44-49頁。

朗道在物理學領域創造了輝煌的成就，主要包括在量子力學和統計物理學中引入密度矩陣（Density matrix）的概念（1927），創立電子抗磁性的量子理論（1930），發現了描述磁疇（Magnetic domain）結構和各磁疇邊界磁矩性能特征的規律（1935年與栗弗席茲合作），發展了二級相變（Second order phase transition）的熱力學理論（1936—1937），創立和發展了超導體中間態理論，解決了超導相和正常相交替分布狀態的幾何問題（1937—1938），創建了核統計學理論（1937），以及氦-Ⅱ超導性理論和量子液體理論（1941—1942），奠定了量子電動力學的研究基礎（1954年與阿布利科索夫和哈拉特尼科夫合作），創建了費米液體理論（1956）和宇稱守恒（Parity conservation）定律（1957）。

См： Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.115-122; 邁婭·比薩拉比：《朗道傳》，第377-378頁;程民治、朱仁義：《朗道輝煌坦蕩而坎坷不幸的一生——紀念朗道誕辰100周年、逝世40周年》，《物理與工程》，2008年第5期，第52-53頁。 朗道與其弟子編寫的多卷本《理論物理教程》被譯成數十種語言，是迄今為止使用最為廣泛的物理學教程之一。朗道還是杰出的教育家，在教學和科研工作中嚴格要求自己的學生和團隊成員。朗道一生培養了眾多理論物理學家，比較著名的有43人，其中2人獲得諾貝爾獎，18人獲得院士頭銜。

Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.188-189.

二、朗道團隊參與蘇聯核計劃

1931年，國外訪學歸來的朗道回到了列寧格勒技術物理研究所。朗道在理論物理學方面的造詣十分深厚，但其性格有些孤傲，甚至與А.Ф.約費（А.Ф.Иоффе）所長交惡。

1930年，約費發現絕緣體厚度越小，其介電強度就越接近晶體破裂所需電力的強度極限。朗道回國后，通過計算證明約費的發現理論依據不足，這讓約費感到十分氣憤。約費此前曾指出朗道的《波動力學中的阻尼問題》一文毫無意義，朗道則聲稱約費不懂復雜的理論物理，二人不睦由來已久。參見邁婭·比薩拉比：《朗道傳》，第32、50-51頁。其后不久，朗道被迫到烏克蘭物理技術研究所工作。1932年9月，烏克蘭物理技術研究所取得了轟動世界的研究進展，蘇聯首次運用加速器從鋰原子核分離出阿爾法粒子，研究所將此事匯報給了斯大林。一時間，蘇聯各大報刊紛紛報道烏克蘭物理技術研究所取得的成就，宣揚蘇聯核物理實驗趕超了西方發達國家。但朗道并不認為這是一項重要的科研成果，而且還批評研究所斥巨資建造實驗室。在蘇聯科學院討論會上，朗道嚴肅地指出，“此項成果是重復約翰·科克羅夫特（John Cockcroft）和歐內斯特·沃爾頓（Ernest Walton）的實驗，

人類歷史上最早提出阿爾法粒子衰變理論的是格奧爾吉·伽莫夫（Георгий Гамов）。根據伽莫夫的理論，阿爾法粒子可以穿過高于它的勢壘（Potential energy barrier），這種現象叫“隧道效應”（Quantum tunneling），因而沒有必要用巨能質子轟擊原子核。根據伽莫夫的理論，科克羅夫特和沃爾頓兩位科學家首次在英國完成原子核分裂實驗，而烏克蘭物理技術研究所的相關實驗要比其晚幾個月。См： Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.21-23.并不屬于杰出的科學成果”。

Ранюк Ю.Н.Лабораторiя №1.Ядерная физика в Украüнi.Киiв： Акта，2001.С.108.英國物理學家派爾斯在訪問蘇聯時曾問朗道：“烏克蘭物理技術研究所的原子能實驗是否具有現實意義？”朗道不假思索地答道：“這是個復雜的問題，如果用帶電粒子轟擊原子核，那么轟擊的精度會很低。因為，粒子要經過較長的路徑才能與原子核相遇。在這個路徑中，粒子會受到原子電子的阻礙，只有一小部分粒子能夠到達原子核，其釋能也就非常低。如果用中子轟擊原子核，效果就大不相同，因為中子會快速與原子核相遇。如果有人能夠利用中子復制次生中子，那么上述問題就將迎刃而解。”

Воспоминания об Игоре Васильевиче Курчатове.С.190.

20世紀30年代，烏克蘭物理技術研究所很多科學家受到當局的懷疑，一些人被捕入獄，朗道被迫投奔莫斯科的卡皮查，后者時任蘇聯科學院物理問題研究所所長。但沒過多久，朗道還是被蘇聯當局逮捕。有關朗道入獄的原因眾說紛紜，有人認為，曾經被朗道開除的學生對其心生怨恨，向蘇聯當局“告發”朗道是德國間諜。朗道本人認為，自己的一個弟子為獨霸著作權而對其構陷。但解密檔案材料證實，朗道曾參與起草一份煽動群眾反對蘇聯當局的傳單，這在當時屬于顛覆國家政權的重罪。

華新民：《朗道和他的秘密檔案》，《科學文化評論》第6卷，2008年第2期，第96頁。朗道入獄后不久，卡皮查就給斯大林寫信，信中陳述了朗道的物理學成就，委婉地請求斯大林釋放朗道。1939年4月，卡皮查又給蘇聯當局二號人物莫洛托夫寫信，聲稱蘇聯物理學研究需要朗道的幫助，指出朗道對蘇聯科學發展的重要價值。卡皮查隨即向內務人民委員部最高領導貝利亞寫了擔保書，保證朗道不會再從事任何反政府的活動。

邁婭·比薩拉比：《朗道傳》，第108-109、118-119頁。由于卡皮查的積極營救，蘇聯當局釋放了朗道。

鑒于朗道在物理學領域的成就，1943年3月20日，核武器理論研究中心，亦即“2號實驗室”負責人И.В.庫爾恰托夫（И.В.Курчатов）向當時蘇聯人民委員會副主席М.Г.別爾烏辛（М.Г.Первухин）提交報告，闡述邀請朗道和卡皮查參加鈾問題研究的必要性。報告指出，“鈾彈的爆炸及其破壞力取決于原子的完全電離狀態，到目前為止，2號實驗室在這方面并未取得任何進展。要解決這個難題，必須邀請理論物理知識淵博的朗道教授。而選擇分離同位素的技術手段和設計相關設備，必須委托給實驗經驗豐富的卡皮查院士”。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.I，Ч.1.С.325.庫爾恰托夫的這份報告并沒有得到政府的批復。1944年11月24日，他又向蘇聯核計劃總負責人貝利亞提交了絕密報告，請求政府邀請一些重要的物理學家參與鈾研究相關工作。庫爾恰托夫在報告中強調：“2號實驗室目前利用氣體擴散法分離鈾-235的工作由И.К.基科因（И.К.Кикоин）負責，但此前卡皮查院士在這方面已取得一定的進展。因此，有必要邀請卡皮查擔任基科因團隊的技術顧問，委托其研究分離鈾-235的新方法，同時邀請其參與生產重水的工作。蘇聯科學院物理問題研究所理論部主任朗道是蘇聯最杰出的理論物理學家，邀請其參與鈾問題研究對于解決復雜的物理難題至關重要?！?/p>

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.I，Ч.2.С.163.庫爾恰托夫的請求仍未得到回復。1945年12月18日，庫爾恰托夫再一次向貝利亞遞交絕密報告，重申邀請朗道參與核計劃的重要意義。他直截了當地陳述，如果理論物理學家朗道能夠加入與工廠產品

因蘇聯核計劃屬于高度機密，所以用“工廠產品”來代替“原子彈”這個稱謂。Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.Ⅱ，Кн.6.С.43.相關的研究工作，那么2號實驗室將會取得巨大的成績，庫爾恰托夫懇請政府批準朗道教授參與2號實驗室的理論研究工作和學術討論會議。在庫爾恰托夫的一再堅持下，蘇聯當局于1946年2月11日通過決議，委托朗道團隊準備“工廠樣品”試驗的計算資料，主要任務包括解決原子彈爆炸釋能和有效因數的計算任務，

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.II，Кн.6.С.43-44.朗道團隊正式參與蘇聯核計劃。

三、朗道團隊對蘇聯核計劃的貢獻

20世紀40年代初，朗道團隊完成中子擴散（Neutron diffusion）、中子慢化（Neutron moderation）和鏈式裂變反應（Chain Reaction of nuclear fission）等理論的研究。

1943年，該團隊推導出分離同位素的數學公式，并設計出分離同位素的精餾塔。1944年，朗道團隊完成沖擊波和爆炸波的研究工作，提出原子彈內爆（implosion）原理。40年代中期，該團隊完成非均勻光柵理論（Nonuniform grating theory）研究工作，推動了蘇聯工業反應堆的建立。1946—1949年，該團隊完成原子彈爆炸有效因數和釋能的計算。50年代初，朗道團隊參與第一顆氫彈裝藥的設計工作，并完成氫彈有效因數的計算任務。朗道團隊在蘇聯核計劃實施中的主要貢獻可以總結如下：

1.創建朗道公式，奠定了分離氘和鈾-235的理論基礎。在蘇聯核計劃的最初階段，物理問題研究所還沒有參與原子課題研究，朗道團隊也沒有正式參與原子彈的相關研究工作。然而，庫爾恰托夫卻通過其他途徑委托朗道團隊研究分離同位素的理論，這是核工業領域最重要的科研任務之一。1943年7月7日，2號實驗室的М.И.科恩菲爾德（М.И.Корнфельд）等人向上級機關提交了《精餾法分離同位素的報告》，里面附有朗道和波梅蘭丘克的相關研究成果。為計算精餾法分離同位素的各項因數，朗道團隊推導出了數學物理公式，這個公式被稱為“朗道公式”。報告中記錄了科恩菲爾德等人利用朗道公式分離同位素的實驗，闡述了波梅蘭丘克設計用于分離同位素所使用的精餾塔的實驗。

См： Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.I，Ч.2.С.558-568.朗道團隊推導出分離同位素的公式后，1945年12月，蘇聯相繼建立利用氣體擴散法（gaseous diffusion process）分離鈾同位素的813綜合廠、利用氣體離心法（Gas centrifugal technology）分離鈾同位素的4號實驗室和利用電磁法（Electromagnetic method）分離鈾同位素的418廠。

Сиротинин Е.С.Московский университет и советский атомный проект.М.： Издательство МГУ，2005.С.21.在蘇聯科學家的努力下，借助朗道公式，蘇聯成功分離出了氘和鈾-235。到1949年，813綜合廠生產的鈾-235的濃度達到75%，1951年生產的鈾-235的濃度達到90%，鈾-235開始用于研制原子彈。

梁紅剛：《莫斯科大學與蘇聯核計劃》，《吉林大學社會科學學報》，2021年第4期，第221頁。

2.完成沖擊波和爆炸波研究，提出原子彈內爆原理。朗道與Я.А.斯莫羅金斯基（Я.А. Смородинский）共同完成了質子散射的研究，與斯塔紐科維奇完成了起爆和沖擊波的相關研究，在蘇聯首次提出原子彈內爆的原理，并設計出內爆裝置。斯塔紐科維奇在回憶錄中指出，“1944年，朗道和斯塔紐科維奇成功完成了收縮匯聚沖擊波和爆炸波的研究，此項研究奠定了原子彈內爆原理的基礎，對核武器研發具有決定性的意義”。

Бронштэн В.А.Кирилл Петрович Станюкович，1916—1989.М.： Наука，2005.С.56.1955年，匯聚沖擊波和爆炸波的研究成果首次在斯塔紐科維奇的專著《連續介質的不穩定運動》

Станюкович К.П.Неустановившиеся движения сплошной среды.М.： Гостехиздат，1955.中予以闡發。該專著對核裝藥中內爆裝置的設計和相關數值的計算進行了闡述。朗道團隊設計的核裝藥外部直徑為800毫米，內部直徑為320毫米。通過實驗測量，匯聚區爆炸物向裝藥內部表面擴散的質量速度值為3300米/秒，波前緣的速度值為13 200米/秒，炸藥密度在每立方米1600公斤條件下的壓力值為70帕斯卡。

Бронштэн В.А.Кирилл Петрович Станюкович，1916—1989.С.59，60.利用朗道和斯塔紐科維奇的研究理論可以計算各種爆炸物質的起爆壓力。根據他們的測量，梯恩梯（TNT）產生的沖擊波為18萬大氣壓強，當時德國氣體動力學家給出的參數是12萬大氣壓強，可見兩個參數的差別比較大，這說明在設計內爆原子彈時，核裝藥的壓縮級別是由沖擊波壓力決定的。蘇聯科學家Л.В.阿里特舒勒（Л.В.Альтшулер）曾指出，蘇聯成立多個專家組測量爆炸沖擊波的數值，最終測量結果與朗道團隊的數值十分接近。

Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.54-55.1946年7月20日，第一管理總局的科學技術委員會成立專家組，主要成員包括朗道、澤利多維奇和列維奇，其任務是在10天內完成蘇聯科學院化學物理研究所爆炸擴散測量數據的檢驗工作，并對倫琴射線的輻射能擴散、高溫高壓氣體的形成與冷卻、爆炸波的形成與擴散、中子擴散等過程的原始資料進行評估。8月29日，朗道與化學物理研究所Н.Н.謝苗諾夫（Н.Н.Семенов）院士共同對爆炸過程進行了理論闡述，并得到科學技術委員會的認可。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.Ⅱ，Кн.6.С.166，178.

3.完成原子彈爆炸有效因數和釋能的計算工作。1946年8月17日，А.П.亞歷山德羅夫（А.П.Александров）取代卡皮查擔任物理問題研究所所長，朗道團隊的主要任務轉為計算原子彈的爆炸釋能。原子彈爆炸是熱核中子裂變、擴散與釋能的連續過程，所有這些過程需要用非線性偏微分方程組（Nonlinear partial differential equations）來描述。1947—1948年，無論是物理學家還是數學家都無法解決這項難題。1947年，蘇聯第一顆原子彈的構造設計工作得以完成，下一個需要解決的問題是對原子彈爆炸釋能的評估。1948年，多位專家在庫爾恰托夫的討論會上對這個問題進行了探討。參加討論會的А.Н.吉洪諾夫（А.Н.Тихонов）提議利用有限差分法（Finite difference method）對爆炸進行直接計算，利用非線性偏微分方程組描述中子擴散及氣體動力學過程，而當時無論是理論上還是實踐中，利用差分法解決數學物理任務的做法都未曾有過先例。1948年，朗道、栗弗席茲和哈拉特尼科夫設計了原子彈爆炸的簡易模擬裝置，提出了利用常微分方程組（Ordinary differential equations）描述原子彈爆炸的原理。為此，庫爾恰托夫命令В.Я.卡利津（В.Я.Гольдин）負責研究相關常微分方程組的解法，А.А.薩馬爾斯基（А.А.Самарский）負責研究偏微分方程組的解法。計算原子彈爆炸過程同時要求解中子遷移（Neutron migration）方程和氣體動力學方程，1948年，數學家們嘗試利用單調差分格式來解方程組，1949年蘇聯完成了第一顆原子彈爆炸過程所有方程組的計算任務。

См： Самарский А.А.Прямой расчет мощности взрыва.Наука и общество： История советского атомного проекта （40—50-е годы）.Труды Международного симпозиума.Т.I.С.214-216.

1948年4月6日，《1948年科研工作專項計劃》得到蘇聯部長會議的批準，其中包含物理問題研究所關于核裝藥有效因數的計算方案，朗道、哈拉特尼科夫和栗弗席茲為該計劃的執行人。1948年5月，蘇聯在分析美國氫彈資料方面遇到了困難。蘇聯當局命令Б.А.萬尼科夫（Б.А.Ванников）和庫爾恰托夫盡快突破困境。根據專門委員會的命令，朗道負責計算美國氫彈爆炸的釋能，澤利多維奇負責研究氫彈的起爆和爆炸的過程。在他們的努力下，蘇聯完成了核情報的翻譯和研究工作，對美國核彈爆炸過程的各項數據進行了檢驗。

Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.58-59.根據1948年6月10日專門委員會第1990-774cc號絕密文件，朗道院士負責對РДС系列

РДС-1是蘇聯第一顆原子彈，是利用钚-239作為裂變材料的內爆型原子彈，裝藥為實體結構，于1949年8月29日完成引爆試驗;РДС-2是利用鈾-235作為裂變材料的火炮型原子彈;РДС-3是利用钚-239和鈾-235作為裂變材料的內爆型原子彈，裝藥是實體結構;РДС-4是殼式結構內爆型原子彈，利用钚-239作為裂變材料;РДС-5是殼式結構內爆型原子彈，利用钚-239和鈾-235作為裂變材料。Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.60.“工廠產品”的有效因數進行計算，具體時間安排如下：1948年11月1日前，完成РДС-1和РДС-2的計算;1949年1月1日前，完成РДС-3的計算;1949年6月1日前，完成РДС-4和РДС-5的計算。為協調和推進理論研究、數學計算和技術監督等方面的工作，2號實驗室成立工作組，成員包括朗道、澤利多維奇、Ю.Б.哈里頓（Ю.Б.харитон）和И.Е.塔姆（И.Е.Тамм）等科學家。1949年3月3日，哈里頓向第一管理總局萬尼科夫局長提交絕密報告，報告的題目為《РДС系列產品理論計算工作的總結》。報告指出：“朗道團隊和物理問題研究所數學部完善了有效因數計算的理論，并完成РДС-1、РДС-2和РДС-3系列產品有效因數的計算工作。這些計算工作主要涉及中子增殖、釋能威力、輻射擴散和原子層運動與壓縮。盡管相關計算工作還需要進一步校正，也需要科學實驗來驗證，但計算結果具有非常重要的價值?！?/p>

См： Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.Ⅱ，Кн.6.С.449-451，530-531.

4.創建和發展核反應堆理論，推動蘇聯工業核反應堆的建立。核反應堆是維持可控自持鏈式裂變反應的裝置，建造反應堆是核武器研發必不可少的環節。境外收集的核情報一定程度上推動了蘇聯核計劃的發展，但蘇聯工業重水反應堆（Heavy water reactor）的建造卻完全利用本國技術，而且這些技術當時已經超越美國。1940年，杰里多維奇與哈里頓闡述了反應堆中分裂鈾的鏈式裂變反應理論。朗道團隊中的古列維奇和波梅蘭丘克于1943年創建了中子共振吸收理論。在建立熱中子擴散理論方面，朗道提出的用熱常數描述鈾錠的方案具有決定性意義。1945—1947年，參與建立原子反應堆的科學家還包括Е.Л.法因貝格（Е.Л.Фейнберг）、И.М.弗蘭克（И.М.Франк）和В.С.弗爾索夫（В.С.Фурсов），但貢獻最大的當屬朗道團隊的阿西耶澤爾和波梅蘭丘克。1945—1947年，二人合著《中子多倍生成系統》

Ахиезер А.И.，Померанчук И.Я.Теория нейтронных мультиплицирующих систем（не была издана）.一書，書中系統闡述了核反應堆理論的相關問題，因內容屬于高度機密，所以當時未公開出版。在朗道的帶領下，А.Д.卡拉寧（А.Д.Галанин）和法因貝格研究了非均勻光柵理論。在設計反應堆時，蘇聯完全利用本國的理論和技術。第一個試驗反應堆建立后不久，蘇聯又建設了多個工業重水反應堆。在提出重水反應堆理論的同時，波梅蘭丘克還對量子場論和基本粒子理論進行了研究，他是蘇聯第一個意識到量子電動力學重要意義的科學家。

Иоффе Б.Л.“Труба”，почему она не прошла.Тяжеловодные реакторы в ИТЭФ.Наука и общество： История советского атомного проекта （40—50-е годы）.Труды Международного симпозиума.Т.Ⅱ.С.222-223.

1947年2月10日，第一管理總局的科學技術委員會聽取了朗道《關于核物理領域理論研究的報告》，庫爾恰托夫、亞歷山德羅夫和澤利多維奇等人先后發表了講話。最后，委員會通過決議：贊同朗道關于核反應領域的理論研究成果，委托朗道、澤利多維奇、波梅蘭丘克和塔姆在兩周內完成1947年核反應理論研究的報告。朗道團隊對核反應堆臨界質量（Critical mass）的理論研究發揮了重要作用。蘇聯科學院化學物理研究所與2號實驗室共同擬定的工作報告談道：“與核反應堆相關的理論研究都由朗道負責。1947年3月，朗道完成了核反應堆理論研究，緊接著開始研究核反應堆的臨界質量，并取得突破性進展，2號實驗室的討論課也由其主持?！?/p>

Кузнецова Р.В.，Селезнева Н.В.Исторический источник по изчучению истории советского атомного проекта.1940—1950-е гг.Наука и общество： История советского атомного проекта （40—50-е годы）.Труды Международного симпозиума.Т.Ⅱ.С.96.由此可見朗道團隊在核反應堆理論研究工作中的重要地位。

當時，蘇聯核武器研發的各個實驗室和設計院都處于國家安全部的嚴密監控之下。從1946年開始，朗道擔任3號實驗室理論部主任的職務，負責監督該實驗室的是國家安全部的Н.А.奧謝特洛夫（Н.А.Осетров）將軍。根據解密檔案材料顯示，奧謝特洛夫曾給當局提交了一份《關于將朗道從3號實驗室開除的報告》。奧謝特洛夫在報告中揭發朗道“不盡職”的行為，他并不十分清楚理論物理學家朗道在核計劃中的作用，要求所有人員必須遵守實驗室的規章制度，要求科研人員全天在崗。如果必須外出，科研人員要向保密科匯報自己的行蹤。因朗道很少去實驗室，奧謝特洛夫請求將其開除。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.Ⅱ，Кн.4.С.607.3號實驗室主任А.И.阿里漢諾夫（А.И.Алиханов）早就得知國家安全部打算向上級機關提交開除朗道的報告。因此，在奧謝特洛夫報告提交前一天，阿里漢諾夫就向貝利亞提交了自己的報告，懇請當局將朗道留在實驗室。報告中提道：“目前為止，3號實驗室正在朗道的領導下對核反應堆7號試驗裝置進行理論研究和計算。此項工作極為復雜，所得出的試驗數據和理論計算結果還不夠準確。兩年內，朗道與其團隊創建和發展了中子慢化理論，勾勒出了光柵理論的基本輪廓。在他的領導下，團隊成員波梅蘭丘克和卡拉寧將光柵理論應用于反應堆設計領域，我們不能沒有朗道，我請求將其留在實驗室?！?/p>

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы.Т.Ⅱ，Кн.4.С.605.報告再一次證明朗道在蘇聯核計劃中所發揮的不可或缺的作用。1949年3月30日，貝利亞責令別爾烏辛召集相關人員研究阿里漢諾夫的報告。幾天后，第一管理總局出臺決議，朗道繼續留在3號實驗室開展理論研究工作。

5.在氫彈研發工作中成就斐然。1946年初，朗道團隊的古列維奇、澤利多維奇和波梅蘭丘克等人向庫爾恰托夫提交了報告，提出利用原子爆炸作為起爆劑來實現氘的裂變反應，在蘇聯首次提出熱核爆炸的可能性。根據古列維奇的回憶，他和波梅蘭丘克對氘與輕核反應作為能量源的研究感興趣。澤利多維奇與哈里頓認為，如果用原子爆炸產生的沖擊波迅速加熱氘，那么輕核的熱能聚合就會實現。

Герштейн С.С.，Сюняев Р.А.Знакомый и незнакомый Зельдович.В воспоминаниях друзей，коллег，учеников.М.： Наука，1993.С.180-181.1948年3月，參加洛斯阿拉莫斯實驗室機密會議的美國科學家克勞斯·?？怂梗↘laus Fuchs）向蘇聯提供了一份代號為713а的情報，內容包含美國氫彈構造、聚變原理和爆炸威力的信息。

張澤宇：《蘇聯氫彈研制的啟動及其原因（1945—1950）——基于蘇聯解密檔案的研究》，《西伯利亞研究》，2020年第3期，第52頁。1948年6月，在塔姆的領導下，蘇聯成立了專門小組，旨在分析研發氫彈的可行性，成員包括朗道團隊的澤利多維奇和金茲堡。專家小組提出建議，一是按照?？怂骨閳笾忻绹b藥的構造設計氫彈，該類型氫彈代號為“РДС-6Т”，設計負責人是澤利多維奇。

См： Харитон Ю.А.，Адамский В.Б.，Смирнов Ю.Н.О создании советской водородной （термоядерной） бомбы.Наука и общество： История советского атомного проекта （40—50-е годы）.Труды Международного симпозиума.Т.Ⅰ.С.203-204.二是在研發РДС-6Т型氫彈的同時，根據蘇聯科學家薩哈洛夫提出的新的裝藥構造原理來研發氫彈，該類型氫彈的代號為“РДС-6С”，裝藥是由輕元素（氘、氚或者是二者的化合物）和重元素（鈾-238）交替組成的多相結構。

Рамонов Ю.А.Отец советской водородной бомбы.// Природа.1990.№8.С.21.因氘化鋰在爆炸時能產生大量氘，進而增加釋能威力，朗道團隊的金茲堡提議在裝藥中用氘化鋰取代液態氘。

Сиротинин Е.С.Московский университет и советский атомный проект.С.153.蘇聯當局決定，同時研究兩種構造的氫彈裝藥。

1953年8月12日，蘇聯第一顆氫彈РДС-6С試驗成功，該氫彈有效因數的計算工作主要由朗道團隊來完成。到1953年，科學家們意識到按美國裝藥結構設計的РДС-6Т型氫彈研發進入死胡同，該型氫彈有效因數的計算工作仍由朗道、栗弗席茲和哈拉特尼科夫等人來負責。朗道團隊另一名成員Б.Л.約飛（Б.Л.Иоффе）對計算結果進行檢驗時發現，最初的計算結果無法令人信服，但錯誤究竟出現在哪里，如何進行改正，約飛也無法做出解釋。此時科學家們對這樣的結果都不敢提及，因為蘇聯當局已為此付出了巨大的代價。為解決此問題，庫爾恰托夫再次邀請朗道。朗道果斷聲明，“這種裝藥構造本身存在著問題，并不是計算工作方面的疏忽。換言之，這種構造的裝藥是無法研發成功的”。栗弗席茲和波梅蘭丘克也表示沒有其他更好的解決辦法。朗道團隊的意見非常重要，蘇聯當局決定放棄研制РДС-6Т型氫彈。

Иоффе Б.Л.Без ретуши.Портреты физиков на фоне эпохи.М.： Фазис，2004.С.134.一些學者將朗道和塔姆做對比，認為在蘇聯核計劃中塔姆的功績更大，表現出的愛國主義情懷更深。但事實上早在朗道出國訪學期間，德國哥廷根大學和英國劍橋大學等眾多世界頂級學府都曾極力挽留他，允諾為其提供最好的科研條件，朗道婉言謝絕了這些邀請，毅然回到了蘇聯。在РДС-6Т型氫彈研究進入死胡同時，蘇聯很多科學家（包括塔姆在內）都知道此項研究注定失敗，為避免給自己帶來麻煩，他們沒有向當局明確說明這種結果。唯有朗道直接闡述此項研究不會有進展，呼吁政府放棄研發РДС-6Т型氫彈，使蘇聯避免了更大的損失。哈拉特尼科夫認為，朗道在蘇聯核計劃中所做的貢獻無人能及。

Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.76.

因檔案材料解密較晚，有些學者對于朗道團隊參與核計劃的意愿產生了懷疑。有人認為朗道團隊主要是出于對蘇聯當局的恐懼而被迫參與核計劃。

Горелик Г.Тамм и Ландау，теоретики в советской практик.//Знание-Сила.1987.№2.С.142，143.也有學者指出，在研發核武器的工作中，朗道團隊很多成員都產生巨大的心理壓力，他們擔心某些戰爭狂徒會不顧人類安全使用這些致命的武器。

См： Горобец Б.С.Круг Ландау： Физика войны и мира.С.78，80.蘇聯科學界的主流觀點是，朗道及其團隊參與原子彈研發是為打破美國的核壟斷，使世界兩大對立陣營在核武器方面保持平衡，避免任何一方對其他國家實施核打擊。

См： Фейнберг Е.Л.Эпоха и личность.Физики.Очерки и воспоминания.М.： Наука，1999.С.52; Герштейн С.С.，Сюняев Р. А.Знакомый и незнакомый Зельдович.С.80.蘇聯當局對朗道團隊的不信任是該團隊一些主要成員退出核計劃的重要原因。有文獻資料記載，朗道團隊中很多人對政府政策持批評態度，他們幾乎都是無黨派人士。

Каганов М.И.Школа Ландау： что я о ней думаю.Троицк，Тровант，1998.С.42.1953年開始，“反世界主義”運動和“反猶太主義”運動達到頂峰，而當時朗道領導的物理問題研究所理論部絕大多數科研人員是猶太人，朗道的理論部成為當局不信任的部門。為此，物理問題研究所成立第二理論部，由В.А.?？耍ě?А.Фок）擔任負責人。

Иоффе Б.Л.Атомные проекы： События и люди.М.： ЦСПиМ，2018.С.77-78.斯大林去世后不久，朗道及其團隊一些成員退出核計劃，繼續從事物理研究和主持物理討論課。一些年輕的科學家，主要包括哈拉特尼科夫、阿布利科索夫和米格達爾等人繼續為蘇聯核計劃效力。

綜上，朗道團隊參與蘇聯核計劃后，在核武器研發的各個階段發揮了重要作用：研發核武器要生產高濃縮的裂變材料，朗道團隊推導出的分離同位素的數學公式是生產裂變材料的理論基礎，是研發核武器的前提條件;朗道團隊研究和掌握了沖擊波、爆炸波、中子增殖、中子慢化等理論，推動了維持可持續鏈式裂變反應的工業反應堆的建立，解決了核武器研發領域內最為核心的技術難題;計算有效因數是推斷核武器能否成功爆炸的關鍵，而計算釋能可以評估核武器爆炸的威力，這些技術問題也主要由朗道團隊完成;在第一顆氫彈的研發過程中，朗道團隊參與了氫彈裝藥構造設計，完成了氫彈有效因數的計算工作，從而在蘇聯核計劃中發揮了舉足輕重的作用。

責任編輯：宋 鷗 鄭廣超

The Landau Team and Soviet Nuclear Program

LIANG Hong-gang

（School of Foreign Languages，Changchun Normal University，Changchun，Jilin，130032，China

）Abstract：After the declassification of the archives of the Soviet nuclear program，the secret of the participation of the Lev Landau team into it had been revealed.Leading his team to solve numerous scientific research problems，this physics giant played an irreplaceable role in all stages of the Soviet nuclear program.Using the formula created by Landau，the Soviet Union successfully separated deuterium and uranium-235 to provide fissile materials for nuclear weapons research.Since then，Landaus formula has been widely used in the development of Soviet nuclear weapons for years.Creating and developing the theory of nuclear reactors，the Landau team promoted the establishment of industrial nuclear reactors in the Soviet Union，completed the study of shock waves and explosion waves，proposed the idea of reaching a supercritical state through explosive compression of nuclear charges and established the principle of atomic bomb implosion.This team completed the calculation of the effective factor and energy release of the atomic bomb as well，and made outstanding contributions to the research of the hydrogen bomb.

Key words： Landau team; Soviet Union; nuclear program

DOI：10.19832/j.cnki.0559-8095.2022.0014

收稿日期：2021-06-12

基金項目：國家社會科學基金重大項目“蘇聯核計劃檔案文獻資料翻譯整理研究”（15ZDB064）

作者簡介：梁紅剛，歷史學博士，長春師范大學外國語學院副教授，研究方向為俄國經濟史。

① 朗道團隊成員包括朗道40多名弟子，其中最著名的有Е.М.栗弗席茲（Е.М.Лифшиц）、И.Я.波梅蘭丘克（И.Я.Померанчук）、А.И.阿西耶澤爾（А.И.Ахиезер）、В.Г.列維奇（В.Г.Левич）、И.М.哈拉特尼科夫（И.М.Халатников）和А.А.阿布利科索夫（А.А.Абрикосов）等人。團隊成員也包括朗道在蘇聯科學院物理問題研究所和3號實驗室共同開展研究的著名科學家，主要有К.П.斯塔紐科維奇（К.П.Станюкович）和И.И.古列維奇（И.И.Гуревич）等人。此外，團隊還包括В.Л.金茲堡（В.Л.Гинзбург）、Я.Б.澤利多維奇（Я.Б.Зельдович）和А.Б.米格達爾（А.Б.Мигдал）等蘇聯著名科學家，他們經常參加朗道的討論課，學習理論物理方面的知識，并在一些科研領域與朗道開展合作，將朗道視為自己的導師。Горобец Б.С.Круг Ландау：Физика войны и мира.М.：Книжный дом瘙爯ЛИБРОКОМ瘙爲，2009.С.188-189; Воспоминания об Игоре Васильевиче Курчатове.М.：Наука，1988.С.78; Гинзбург В.Л.О науке，о себе и о других.М.：Физматлит，2003.С.396.

② Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы，Т.Ⅰ，Ч.1-2.М.：Наука·Физматлит Издательство МФТИ，1998，2002;Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы，Т.Ⅱ，Кн.1-7.Саров-М.：РФЯЦ-ВНИИЭФ·Физматлит，1999，2000，2002，2003，2005，2006，2007;Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы.Т.III，Кн.1-3.М.：Наука·Физматлит，2008，2009，2010.

③ Велихов Е.П.（глав.ред.） Наука и общество：история советского атомного проекта （40-е-50-е годы）.Т.1-3.М.：ИздАТ，1997，1999，2003.

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