75年前，在芝加哥大学足球场的露天看台下，科学家们朝着利用核能裂变链式反应迈出了第一步。他们的研究启动了核子时代，并认真开始了曼哈顿计划向一种不可想象的武器的竞赛。后来，完全相同的技术将刺激如今供应美国20%能源的核电站的建设。

从医学到艺术，分裂原子的可怕和可怕的潜力让我们生活的很少一部分没有受到影响。故事开始于1938年末，化学家奥托·哈恩、弗里茨·斯特拉斯曼和莉泽·迈特纳的工作导致发现原子——其名字来源于希腊语，意为“不可分割”——事实上可以被分裂。在与迈特纳的远程合作中，一名来自纳粹德国的犹太难民定居在斯德哥尔摩、瑞典、哈恩和斯特拉斯曼，用微小的中子轰击柏林大学的大而不稳定的铀原子。令他们惊讶的是，他们发现这个过程可以产生钡，一种比铀轻得多的元素。这表明有可能将铀核分裂成质量较小、化学性质不同的成分。三名研究人员立即知道他们正在从事某项重要的工作。

改变元素的身份曾经是炼金术士的梦想：现在，这是科学现实。然而在那个时候，他们对他们的发现将引发的许多科学和文化革命只有一点点了解。迈特纳和她的侄子奥托·弗里希进行的理论工作迅速扩展了这一初步发现——1939年1月发表在《自然》杂志上的一篇论文不仅概述了裂变的力学，还概述了它惊人的能量输出。随着重铀原子核爆发，从不稳定的高能态转变为稳定的低能态，它们释放出大量的能量。此外，分裂的原子释放出杂散中子，这些中子本身就能引发附近其他原子核的裂变。

哥伦比亚大学的一个美国团队很快复制了柏林的结果，很明显原子分裂的力量不是开玩笑的。鉴于当时令人担忧的地缘政治气候，利用这一新技术的热潮具有巨大的意义。世界本身就像一个濒临自我毁灭的不稳定原子。在美国，富兰克林·罗斯福总统越来越关注海外魅力暴君的崛起。

对于一些化学家和物理学家来说，情况更加糟糕。芝加哥大学物理教授埃里克·艾萨克斯说：“科学家们知道什么是可能的，其中一些科学家[包括阿尔伯特·爱因斯坦和匈牙利物理学家利奥·西拉德]是法西斯欧洲的难民。“他们认识阿道夫·希特勒。他们的同事和在美国的同龄人很快意识到，既然我们已经裂变了，肯定有可能以邪恶的方式利用这种能量。”

尤其令人恐惧的是将一系列裂变反应串联起来，产生足够的能量来实现真正的毁灭。1939年8月，这种担忧促使爱因斯坦和席勒德会面并起草了一封致罗斯福的信，提醒他德国制造核弹的危险，并敦促他在美国开始一项密集的国内研究计划。爱因斯坦和莉泽·迈特纳一样，在反犹太主义情绪抬头之际放弃了在德国的教授职位，他赞同这一严肃的信息，确保这将给总统留下深刻的印象。

一个月后，希特勒的军队进军波兰，点燃了第二次世界大战。正如艾萨克斯所描述的那样，一个不情愿的罗斯福很快就接受了席勒德的想法，并意识到盟国需要用核武器打败德国。为了实现这一目标，他正式获得了一批坚定、才华横溢的核研究人员的帮助。“我召集了一个委员会，”罗斯福在给爱因斯坦的后续信件中写道，“彻底调查你关于铀元素的建议的可能性。”“爱因斯坦的信花了一点时间才写好，”艾萨克斯说，“但一旦写好，资金就开始了。1941年，芝加哥大学物理系的系主任亚瑟·霍利·康普顿在这所大学聚集了一个科学家梦之队——化学家、物理学家、冶金学家。包括恩利克·费密，包括锡拉德。就在校园里。这就是他们做实验的地方。”

梦之队的目标是在受控环境中产生一系列自我维持的裂变事件：换句话说，就是核连锁反应。哈恩和斯特拉斯曼观察到几个孤立的原子裂变。现在康普顿、费米和席勒德想把数十亿个裂变串联起来，一个反应释放的中子触发下几个。这种效应将呈指数级增长，其能量输出也将呈指数级增长。为了进行这项实验，他们必须制造出世界上第一个人造核反应堆，这是一个由石墨砖和木头制成的盒子，长约60英尺，宽30英尺，高30英尺。在这个装置中，镉控制棒吸收了裂变反应中多余的中子，防止了灾难性的失控。

该反应堆位于该大学斯塔格场看台下方，在短短一个月的时间内就完成了蓝图制作，成功引发了核链式反应，并利用它发电。芝加哥全明星科学小组的工作是朝着曼哈顿计划在轴心国之前开发核弹的目标迈出的关键的第一步。这一目标将在1945年实现，当时美国在广岛和长崎投下原子弹，给战争带来致命的挑衅性结局。(“我有祸了，”据说爱因斯坦听到这个消息时说。

然而，绰号为CP-1的芝加哥一号堆的突破，代表着美国向更强大的军事力量迈出了不止一步。它展示了人类利用原子核心作为燃料的能力。CP-1实验最明显的遗产之一是核能工业的发展，物理学家恩利克·费密在秘密的芝加哥研究机构工作后，在推动核能工业发展方面发挥了重要作用。“从长远来看，费米真的对武器没有兴趣，”艾萨克斯说。“他当然在曼哈顿项目上工作，而且他非常专注——但是战争结束后，他继续建造反应堆，并认为反应堆将用于民用和发电。”