1962年7月6日上午十点，内华达沙漠深处，一颗当量十点四万吨的核装置在地表以下六百三十五英尺处引爆。大地剧烈震颤，随即向上隆起近三百英尺，然后在一声震耳欲聋的巨响中炸裂开来。超过一千二百万吨泥土被抛向天空，形成的尘柱高达一万两千英尺。几分钟内，人类历史上最大的人造弹坑便出现在地球上——直径一千二百八十英尺，深度三百二十英尺。这是Sedan测试，代号犁铧的计划中最壮观的一次实验，也是美国科学家试图用核爆炸重塑地球面貌的终极宣言。
Sedan弹坑至今仍矗立在内华达测试基地，从太空都能用肉眼看到。1994年，它被列入美国国家历史名胜名录。然而，这个巨大的凹痕更像是一块墓碑，标记着人类最疯狂的地球工程梦想的终结。
原子时代的和平幻梦
1945年，当第一颗原子弹在广岛上空爆炸时，世界见证了核武器的毁灭性力量。然而，对于那些参与曼哈顿计划的科学家而言，原子能的命运不应止步于杀戮。在他们的设想中，这种终极能量应当服务于人类的建设性事业。1946年，美国国会成立了原子能委员会，赋予其"促进公共福利、推进和平、加强自由企业"的使命。
1952年11月1日，世界上第一颗氢弹Mike在太平洋埃尼威托克环礁引爆。一千零四十万吨当量的爆炸彻底抹平了Elugelab岛，留下一个宽一英里、深一百六十四英尺的弹坑。这次偶然的地貌改造引起了原子能委员会的注意。氢弹之父Edward Teller在目睹这一景象后评论道：“我们不必接受海岸线的自然形态。我们可以建造港口，甚至可以横穿美洲地峡开凿一条海平面运河。”
氢弹的出现为和平利用核爆炸提供了理论上的可能性。与原子弹相比，氢弹更便宜、更强大，而且产生的放射性沉降物更少。虽然引爆氢弹仍需要一枚裂变装置，意味着辐射始终无法完全避免，但科学家们相信这是一个可接受的技术障碍。
1953年12月，艾森豪威尔总统在联合国发表了著名的"原子为和平"演讲，承诺美国将致力于寻找核技术的和平应用。这次演讲为犁铧计划的诞生铺平了道路。1956年，苏伊士运河危机爆发，埃及关闭了这条连接欧洲与中东油田的咽喉要道。劳伦斯辐射实验室的科学家们开始认真思考一个大胆的想法：用核爆炸在以色列境内开凿一条新运河，绕过埃及的控制。
经过对地形图的详细研究和爆炸当量的精密计算，他们得出结论：理论上，只需要五百二十次核爆炸，就可以在内盖夫沙漠中开辟一条约一百六十英里的通道，连接地中海与亚喀巴湾。这个计划从未获得真正的政治支持，但它预示了即将到来的疯狂年代。
1957年2月，劳伦斯辐射实验室举办了第一届犁铧研讨会。会议名称取自《圣经·以赛亚书》中的一句话：“他们要将刀打成犁铧。“二十四篇论文被提交讨论，涵盖了大规模挖掘项目——运河、港口、水库——以及石油回收工程，包括核压裂和地下焦油砂液化。物理学家Isidor I. Rabi reportedly 评论道：“所以你们想把原子弹打成犁铧？”
1957年6月，原子能委员会正式成立犁铧计划，作为"原子为和平"倡议的一部分。海军上将Lewis Strauss，原子能委员会主席，在1958年向公众宣布了犁铧计划的存在，并强调开发安全、经济的核爆炸装置的必要性。
地理工程的宏大愿景
犁铧计划的科学家们将自然世界视为一块等待被核工具雕刻的黏土。作为氢弹之父，Edward Teller成为了该计划最著名和最积极的倡导者。他曾俏皮地说：“如果你的山不在正确的位置，给我们寄张明信片。“这句话虽然充满幽默感，却揭示了犁铧计划的核心问题：科学家们没有问核弹是否是解决问题的最佳方案，而是问哪些问题可以用足够大的爆炸来解决。
从他们的视角来看，这项技术提供了快速、便携、相对廉价的浓缩能源包。理论上，这种推理是成立的。然而，现实中几乎所有人都同意，原子爆炸不可避免地产生的放射性沉降物应当不惜一切代价避免。
犁铧计划启动时，核试验的放射性沉降物已经成为公众关注的焦点。锶-90、铯-137等放射性元素出现在饮用水、牛奶、肉类和农产品中，引发了一场要求在全球范围内禁止大气核试验的运动。科学家们决定将核试验转移到地下进行，这样可以消除对大气条件或放射性的担忧——爆炸后辐射将被困在熔化的岩石中。
1957年9月19日，第一次地下核试验Rainier在内华达测试基地进行。一点七千吨当量的爆炸被完全控制在地下，没有辐射泄漏到大气中。这一成功为犁铧计划打开了大门。
与此同时，苏联在1957年8月成功测试了洲际弹道导弹，10月发射了Sputnik卫星。美国的核恐慌情绪达到了顶峰。在这种背景下，任何能够恢复美国技术优势的想法都受到欢迎——而创意层出不穷。提案包括用核爆炸堵塞海峡、逆转河流流向、改变气候和天气，甚至通过沿断层带触发小型地震来防止大地震。其他提案包括融化冰层、淹没沙漠、开挖港口、拓宽航道，以及通过破碎岩层促进采矿项目。
Project Chariot：阿拉斯加的核港口
Project Chariot是犁铧计划第一个被认真考虑的项目。1958年，原子能委员会提议在阿拉斯加西北海岸的Cape Thompson建造一个人工港口。这与以往保密的氢弹政策截然相反，政府积极宣传Project Chariot，将其作为核爆炸安全性的范例。
Teller成为该项目的代言人，他在阿拉斯加各地进行公关活动，宣传这一想法的好处。1960年，他在《大众机械》杂志上发表了一篇文章《我们要创造奇迹》，解释了在海岸线上放置四枚十万吨当量和两枚百万吨当量炸弹的计划。这些装置将以链式方式引爆，瞬间创造一个新的港口。Teller坚持认为新港口将刺激当地经济，特别是该地区未被开发的煤矿。他宣称：“如果Chariot成功，我们将拥有在需要的地方创造港口的知识和经验。其大小和形状可以根据当地要求定制。”
然而，Cape Thompson附近的小型因纽特和因努皮亚特社区对这个提议感到困惑。他们地处阿拉斯加西部，根本不需要港口，尤其是每年有九个月被冰封的港口。他们还指出，Teller提到的煤矿距离Cape Thompson很远，只能通过狗拉雪橇到达。
随着规划继续，Teller难以用任何理由证明这个项目的合理性，除了简单地证明它可以做到。当当地人意识到这一点时，他们开始组织反对。他们指出几年前Teller的另一颗氢弹——在比基尼环礁进行的Castle Bravo测试——造成的灾难。那次测试的科学家低估了爆炸规模，放射性尘埃覆盖了整个星球，引发了国际愤怒。沉降物在某些地方厚达两厘米。太平洋上的几个岛屿被撤离，许多至今仍因污染而无人居住。如果Cape Thompson重演Castle Bravo事件，对于数千年来以土地为生的原住民社区来说将是毁灭性的。
1959年，项目的反对者还为数不多，但他们说服原子能委员会与阿拉斯加大学的教员签订合同，对该地区的地理、生物和人类环境进行研究。在接下来的几年里，这些生物学家进行了可能是当时最全面的生物环境调查。结果令人震惊。
尽管Cape Thompson附近从未发生过任何核爆炸，但该地区的植物和动物已经含有升高的放射性水平。生物学家发现，该地区丰富的地衣非常有效地捕获和储存自1945年以来全球数百次核试验产生的放射性沉降物。地衣被驯鹿吃掉，驯鹿又被当地居民吃掉。放射性物质沿着食物链向上移动，结果当地原住民体内已经有令人担忧的高水平放射性。
这些发现以鲜明的语言呈现了该地区因努皮亚特人面临的风险。反对者与美国印第安人事务协会协调，与其他因努皮亚特社区联系，组成区域组织捍卫他们的生活方式。这个新的政治网络与阿拉斯加大学的生物学家和保护主义者一起，于1960年创建了阿拉斯加保护协会，协调对Project Chariot的反对。到1962年，居民和持怀疑态度的科学家的抵制使Project Chariot无限期搁置。这个本应是美国核地理工程的第一次展示，却成为第一批纯粹基于生态理由受到挑战的政府项目之一。
阿拉斯加保护协会的联合创始人Celia Hunter后来夸耀道：“他们以为可以把所有人推来推去，突然发现自己面对的是一个知情的公民群体。”
Project Gnome：第一次尝试
在Project Chariot陷入环境研究的同时，1958年的国际核武器试验暂停令阻止了所有其他犁铧项目。然而，规划研究仍在继续。当苏联在1961年打破暂停令时，Project Gnome准备就绪。
Gnome旨在探索使用深埋核爆炸在地下沉积热量、然后回收热量发电的可行性，产生的放射性物质将安全地留在地表以下。这次测试被广泛宣传，新闻记者、外国官员和公众都被邀请到新墨西哥州Carlsbad外约二十五英里的地点观看爆炸。
1961年12月10日中午，科学家引爆了埋在地下三百六十米处的一点三千吨核装置。原子能委员会精心制定的计划几乎立即出错。《时代》杂志报道：“一个光明的科学梦想几乎变成了噩梦。几分钟内，小事故和误判暗示着灾难。”
原子能委员会的科学家再次低估了爆炸的威力。规划者没有注意到地表以下的盐丘中储存着大量水分。当炸弹引爆时，水瞬间变成蒸汽，大大增加了爆炸规模。尽管Gnome的工程师将装置安装在钩形隧道的末端，设计在引爆后自行密封，但爆炸出乎意料的强度导致它突破。放射性蒸汽和烟雾从进入隧道喷出，在观察者周围翻滚。
从直升机上观看爆炸的Teller对这一事件不以为然。《Carlsbad Current-Argus》报道：“当被问及从竖井逃逸的是什么蒸汽时，他干巴巴地回答：‘白色蒸汽！’“原子能委员会官员表示，现场人员的辐射暴露高于预期，但仍在他们认为"可接受"的范围内。然而，官员封锁了测试点的出口，直到汽车可以被清洗掉沉降在上面的任何沉降物。
灾难被避免了，但测试对犁铧的前景不是一个好兆头。正如原子能委员会官员很快就会了解的那样，公众对核爆炸的意外情况几乎没有容忍度。
Sedan：地球工程的技术巅峰
犁铧工程师试图用下一次测试挽回面子。Project Sedan计划在六个月后在原子能委员会的主要测试场Yucca Flat进行，位于拉斯维加斯西北约六十五英里。
Sedan被设计为一次"弹坑射击”，旨在展示犁铧支持者提出的最有前景的应用之一——核挖掘。爆炸需要精确成形，并放置在精心计算的深度，以创造弹坑，同时将大部分放射性物质困在地下。然而，在纸上看起来合理的想法在现实世界中证明难以实现。
1962年7月6日，十点四万吨当量的爆炸炸飞了六百五十万立方码的沙子和砾石，留下一个深三百三十英尺、宽一千二百八十英尺的弹坑。然而，控制爆炸沉降物的努力失败了，两股尘柱射向天空。风将可检测浓度的放射性物质沉积到南达科他州和伊利诺伊州等遥远的地方。
在犹他州，公共卫生官员特别震惊，当放射性碘-131开始出现在牛奶样本中时。事实上，自1952年以来，犹他州大部分地区一直被内华达测试基地的放射性物质覆盖。原子能委员会官员试图说服当地人，相对短寿命的放射性碘不构成太大危险，但这并没有缓解当地的焦虑。州官员发誓将受污染的食品撤出市场，并向原子能委员会索赔损失。
在1963年的一份犁铧报告中，Teller驳回了日益增长的担忧，写道：“关于沉降物的讨论导致了夸大和无根据的恐惧，以至于即使本身无害的小量放射性也被带着警惕看待。”
Teller的傲慢没有说服公众他们的恐惧是没有根据的。当美国政府签署1963年《部分禁止核试验条约》时，它承认了沉降问题的严重性，该条约禁止在大气层、太空和地下进行核试验。然而，它确实允许继续进行地下核试验，这正是大多数犁铧项目的目标。人们相信，地下试验将保护公众免受沉降物的影响；现实却截然不同。
核运河的终极狂想
犁铧计划最宏伟的愿景是用核爆炸开凿一条新的海平面巴拿马运河。自1914年开通以来，巴拿马运河一直是连接大西洋和太平洋的重要水道。然而，随着国际航运的扩张和运输船只越来越大，这条运河的效用正在下降。此外，苏伊士危机、冷战紧张局势和巴拿马的政治动荡都表明，巴拿马运河是一个高度脆弱的军事目标。
Teller的团队考虑了穿过巴拿马、哥伦比亚和尼加拉瓜的几十条路线。根据一种方案，他们将以"二十七次单独引爆，使用二百五十枚当量从一到十一兆吨的装置"将地面一直炸到海平面。在这个范围的下限，每次引爆都将是投在广岛的炸弹的六十倍以上。他们估计，按照今天的美元计算，成本低于建造新海湾大桥的费用。
一份1964年的《纽约时报》报道指出，官员们表示，将目前依靠船闸系统运营的运河重建为海平面水道是可行的，主要工程将集中在几个关键地点。然而，1970年发布的最详尽的美国核挖掘研究得出结论，巴拿马运河的交通直到1995年才会超过容量——这实际上搁置了新海平面运河的计划。
Project Carryall：加州山脉通道
在巴拿马运河计划之前，还有一个更接近实现的提案。1962年12月，Atchison, Topeka和Santa Fe铁路公司向原子能委员会提出用氢弹在加利福尼亚南部Bristol山脉开辟一条通道，以平整铁路路线并缩短穿越南加利福尼亚的行程。加利福尼亚公共工程部也加入了该项目，因为公路建设者可以使用同一通道，使40号州际公路的一段蜿蜒道路变直，缩短从拉斯维加斯到洛杉矶的车程。
代号为Carryall的可行性研究得出结论，开辟新通道需要二十二枚核装置，总计一点七兆吨，移动六千八百万立方码土方，开辟一条长一万一千英尺、宽六百到一千三百英尺的通道。核挖掘的成本将比传统挖掘低三分之一以上。铁路和州政府坚持要求在1969年前让公路和火车交通使用该通道，但原子能委员会希望进行更多测试，包括内华达的核装置排爆实验。
Carryall的设计使其成为海平面运河的完美排练——直到计划与《部分禁止核试验条约》相撞。从1963年10月10日起，这项国际协议禁止在大气层、海洋和太空进行核引爆。地下试验可以进行，但只有当相关国家能够保证没有沉降物进入另一个国家的领空时。原子能委员会主席、诺贝尔奖得主Glenn Seaborg告诉国会原子能联合委员会，为了适应Carryall这样的大型项目，条约必须重新修订。Teller认为犁铧项目产生的辐射远低于有害水平，但联邦官员将条约解读为其语言禁止产生任何沉降物的爆炸。1966年9月，沮丧的加利福尼亚州和Atchison, Topeka和Santa Fe铁路公司放弃了Carryall。
天然气刺激：最后的挣扎
犁铧继续进行地下测试，但中美洲海平面运河和其他核挖掘项目的梦想逐渐枯萎死亡。原子能委员会不得不转向。也许比港口或山间铁路更普遍的目标会扩大公众支持。
美国需要能源。人们赚更多的钱，花更多的钱购买更多的车辆和更多的电动和燃气设备。大多数估计显示，未来三十年国家能源使用量将急剧上升。国内天然气产量勉强跟上需求，美国正在购买更多外国石油。无法满足国家能源需求不仅是经济风险，也是国家安全风险。犁铧也许可以通过获取深层石油和天然气来提供帮助。
El Paso天然气公司同意与原子能委员会合作进行Project Gasbuggy，这是尝试开发公司在新墨西哥州西北部拥有土地下约六十四万亿立方英尺天然气的项目。1967年12月10日，一枚二十九千吨当量的装置在四千多英尺的地下引爆。目的是破碎岩石并创造一个空腔，释放的天然气流入其中，由El Paso天然气公司的钻井平台获取。
Gasbuggy似乎奏效了。监测器没有检测到放射性泄漏，El Paso报告该地区油井的天然气产能增加。杜邦、海湾通用原子能公司和其他能源公司向原子能委员会提出类似项目。该机构安排了更多天然气和石油刺激项目。犁铧终于似乎找到了自己的使命。
然而，Gasbuggy地点的后续测试显示，核爆炸改变了受影响天然气的成分。天然气主要由可燃烧的碳氢化合物组成，含有微量二氧化碳。Gasbuggy产生的天然气只有百分之四十是碳氢化合物——不到普通天然气效力的一半——加上二氧化碳和大量放射性氚，这是核聚变的副产品。氚可以通过一种称为燃烧的过程烧掉，但燃烧浪费天然气并释放沉降物。
尽管Gasbuggy有缺点，原子能委员会还是规划了Project Rulison，主要由Austral石油公司和CER地核公司资助。1969年9月10日，技术人员在内华达测试基地引爆了一枚埋在八千四百英尺地下的五千吨当量装置。试图避免Gasbuggy的氚问题，科学家使用了裂变弹，相信爆炸发生的深度会最大限度地减少放射性。
Rulison一个月后，该地点产生的天然气比传统方法六年的产量还多。氚水平明显低于Gasbuggy，但仍可检测到。环保组织起诉Austral以防止燃烧受污染的天然气。该公司胜诉，但代价是被标记为销售放射性产品。
环保组织组织抗议并起诉原子能委员会。众议员Teno Roncalio成为反犁铧运动者，决心扼杀该项目。Roncalio说，铀可以更好地用于核反应堆，并补充说，水力压裂是获取地下天然气沉积物更好、更便宜的方法。
政府对犁铧的支出消失，迫使原子能委员会更严重依赖私营部门的资金。CER地核公司同意承担科罗拉多州Rifle附近Project Rio Blanco的大部分费用。Rio Blanco计划使用三枚三千三万吨当量的装置，分别垂直放置在五千八百三十八英尺、六千二百三十英尺和六千六百八十九英尺的深度，并依次引爆。理论上，交错爆炸将破碎更多岩石，避免单一九千九百万吨当量爆炸释放的冲击波。
Rio Blanco于1973年5月17日引爆。然而，交错的装药没有留下一个容纳可开采天然气的大型烟囱，而是留下了三个几乎无法到达的地下空腔。可以收集的天然气不含氚，但含有致命得多的化合物铯-137和锶-90。
原子能委员会与工业界的关系在能源公司抱怨该机构经常搞砸预算、导致成本高于预期时破裂。该机构还让承包商陷入官僚困境，多达三百个监管机构对任何给定项目发表意见。除了产生昂贵的诉讼外，环保反对还使参与犁铧的能源公司看起来像怪物。
Rio Blanco是最后一次引爆，犁铧因缺乏企业兴趣和联邦资金而饿死。原子能委员会最后一次在年度报告中向国会提及犁铧是在1974年，到1978年，该计划在进行了二十七次测试、涉及三十五次单独核引爆后，被完全取消。尽管在那段时间收集了所有数据，原子能委员会从未真正理解犁铧计划最重要的教训。人类绝对控制原子力量的愿望超过了他的能力。
梦想的终结与遗产
1961年12月至1973年5月期间，美国作为犁铧项目的一部分引爆了三十五枚核装置，在此过程中烧掉了七亿美元。最终，犁铧没有实现任何一个目标。正如原子能委员会在该计划的最终报告中所述：“犁铧是一个以巨大期望和高度希望开始的计划，“但面临一个无法克服的问题：“整个概念倾向于让人们感到恐惧。”
对沉降物的恐惧使许多人认为犁铧的目标充其量是不明智的。犁铧的许多测试在几乎各个方面都类似于武器测试，这也使得和平与军事核爆炸之间的区别变得不那么明显。该项目的后果包括荒芜的土地、受污染的水，以及永远无法计算的放射性沉降物的扩散。犁铧科学家倾向于淡化或完全忽视这些危害，在公众中建立了深深的不信任感。最糟糕的是，犁铧的项目傲慢而鲁莽。这些因素最终导致了项目的消亡，并出乎意料地帮助激发了新兴的环境保护运动。
但旧的想法很难消亡。伊隆·马斯克就多次提出在火星极地冰盖上引爆热核装置，将火星大气层改造成更适合人类居住的形态的想法。其他核装置地球工程提案的历史要长得多。几乎自核武器存在以来，人们就建议使用核弹削弱和摧毁大西洋飓风。这个想法如此普遍，以至于美国国家海洋和大气管理局在其网站上专门设有一个常见问题解答来解决这个问题。
尽管有这种推理，据报道唐纳德·特朗普总统在2019年向高级国家安全官员提出了这个想法，这导致一位德克萨斯州女议员提出立法，明确禁止总统使用核弹改变天气模式或应对气候变化。
犁铧测试仅占美国进行的一千零三十二次确认核测试的一小部分。尽管公众广泛反对，美国核武器计划在犁铧被取消后很长时间内继续测试。当乔治·H·W·布什总统在1992年签署暂停所有美国核试验的立法时，它促使其他国家也停止测试。这是比尔·克林顿总统于1996年9月24日签署的《全面禁止核试验条约》的基础。迄今为止，已有186个其他国家效仿。尽管《全面禁止核试验条约》仍未得到包括美国在内的几个世界大国的批准，但签署国有义务遵守其条款，这是理性的胜利，禁止在任何环境中为任何目的进行所有核试验。
Edward Teller在2003年去世，直到生命的最后一刻，他都相信核地理工程是一个被错过的机会。在一次斯坦福办公室的采访中，他引用"恐惧"作为原因——“对辐射的无端恐惧。“然而，历史的判决是明确的：犁铧计划的失败不是因为它不够大胆，而是因为它在错误的时间以错误的方式追求了错误的梦想。人类的野心可以有无限的高度，但我们对自然力量的敬畏和理解，永远应该走在技术能力的前面。
犁铧计划的遗址至今仍在美国西部荒野中静静矗立。Sedan弹坑是一个永久的提醒，提醒我们曾经有过那样一个疯狂的时代，科学家们相信用核爆炸重塑地球是人类的下一个伟大冒险。那片凹陷的土地不仅是一个技术实验的遗迹，更是一面镜子，映照出人类与自然、技术与伦理、野心与谦卑之间永恒的张力。当未来的考古学家发现这些巨大的凹痕时，他们会如何解读这个文明的梦想与失败？也许答案就藏在那个以圣经命名的项目中——一个关于将武器变成工具的愿景，最终证明比任何人想象的都要复杂得多。
参考资料
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- KQED Science. “The Nuclear Canal: When Scientists Thought H-Bombs Would Make Awesome Earthmovers.” June 2016.
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- Stanford University. “Operation Plowshare.” PH241 Course Materials, 2014.