Robert Oppenheimers triumf og tragedie

Av Jan Folkvard Evensen, Avdeling for kreftbehandling, Klinikk for kreft, kirurgi og transplantasjon, Oslo universitetssykehus, Radiumhospitalet

---

Familiebakgrunn/oppvekst

Robert Oppenheimer ble født i New York 22. april 1904. Hans far, Julius, var opprinnelig tysk. I USA arbeidet han seg opp som importør av tekstiler. Roberts mor, Ella, var bildekunstner. De var begge jøder. Familien levde en skjermet tilværelse, noe som nok satte sitt preg på Robert. Han var svakelig, ofte syk og ble for det meste holdt innendørs. Han ble beskrevet som påfallende barnslig og sjenert. Han hadde imidlertid allsidige interesser, han samlet på mineraler og skrev dikt. På skolen var han en ener i alle fag og i en alder av 12 foreleste han for medlemmer av New York Mineralogical Club. I 1921 ble han ble uteksaminert fra Ethical Culture School of New York som best i sin klasse.

Årene 1900-1930 rystet fysikkens grunnvoller med kvante- og relativitetsteori (1). Bak dette sto en gruppe unge, geniale europeiske fysikere. Oppenheimer studerte ved Harvard i årene 1922 til 1925. Teoretisk anlagt som han var søkte han seg til det europeiske miljøet etter avsluttet eksamen. Han fikk avslag hos E Rutherford, men ble ønsket velkommen av Rutherfords forgjenger ved Cavendish laboratoriet, JJ Thomson. Sommeren 1926 besøkte Max Born Cavendish. Born ledet an i utviklingen av kvantemekanikken og inviterte Oppenheimer til Gøttingen.

Her tok Oppenheimer sin doktorgrad i 1927. De to påfølgende år tilbrakte han i Zürich og Leiden, hos henholdsvis W Pauli og P Ehrenfest. Fra 1926 til 1929 publiserte Oppenheimer 16 arbeider og da han vendte tilbake til USA hadde han befestet sin posisjon som teoretisk fysiker og ble professor ved både Caltech og Berkeley. Hit trakk de beste amerikanske fysikere og University of California ble det ledende senter for teoretisk fysikk inntil Institute for Advanced Study i Princeton overtok.

Politikk

Oppenheimers interesse for politikk våknet i 1933 med Hitler maktovertakelse, en hendelse som fikk stor betydning for medlemmer av hans familie og venner innen vitenskap. Borgerkrigen i Spania var også av betydning for Oppenheimers politiske overbevisning. I 1936 innledet han et forhold til Jean Tadlock, datter av en professor i engelsk litteratur ved Berkeley. Jean Tadlock ble ansett som en svoren kommunist. Gjennom henne kom Oppenheimer i kontakt med Californias ledende kommunister. Han leste bøker om kommunisme, gav bidrag til venstreorienterte organisasjoner, og skrev sogar små pamfletter med venstreorientert innhold som han fikk trykt på egen bekostning. Han brøt imidlertid med Jean Tadlock i 1939. Oppenheimers lefling med kommunismen skulle skaffe han betydelige problemer siden, det førte bl.a. til at han fra mai 1943 var under oppsikt av sikkerhetspolitiet.

Vitenskap

Oppheimers bidrag til fysikken var mange og allsidige. Hans doktorgrad omhandlet molekylære spektra og tolkning av disse. I 1928 oppdaget han tunneleffekten, et kvantefysisk fenomen som ikke lar seg forklare ut fra lovene i klassisk fysikk. I 1973 fikk nordmannen Ivar Giæver Nobelprisen i fysikk for å ha påvist fenomener i faststoffysikk som er relatert til den samme tunneleffekt.

Et av de store gjennombrudd i fysikk mot slutten av 20-åra var Diracs relativistiske bølgelikning for elektronet. Diracs teori reiste imidlertid store tolkningsproblemer, noe Oppenheimer kastet et klargjørende lys over. Ved dette var han nær ved å forutsi positronets (elektronets antipartikkel) eksistens.

I 1939 kom betydelige bidrag fra Oppenheimer og to av hans studenter vedrørende stjerners endelikt. Sammen med GM Volkoff gjorde han de første detaljerte beregninger vedrørende strukturen til nøytronstjerner og med H S Snyder utviklet han det matematiske fundament for sorte hull, begge deler på grunnlag av Einsteins generelle relativitetsteori. Einstein selv var meget skeptisk til fenomenet sorte hull (2).

Krigen sto for døren og Oppenheimer ga opp arbeidet med sorte hull til fordel for fisjon (atomkjernespalting). Oppenheimer tok aldri opp arbeidet med sorte hull igjen. Etter krigen, i 1947, ble han direktør for Institute for Advanced Study in Princeton, NJ, hvor Einstein fortsatt var professor. De snakket sammen nå og da, men det finnes ingen indikasjoner på at de noen gang har diskutert fenomenet sorte hull (Fig. 2). Etter krigen kom det svært få publikasjoner i fysiske tidsskrifter fra Oppenheimers hånd.

Manhattan prosjektet

Opptakten til Manhattanprosjektet begynte med et brev fra A Einstein til president Roosevelt i 1939. Einstein skrev brevet på oppfordring fra en ungarsk fysiker, Leo Szilard. Szilard, selv jøde, var bekymret for utviklingen i Hitler Tyskland (3). Etter å ha okkupert Tsjekkoslovakia stoppet tyskerne eksport av uranmalm fra landet. Selv om mange jødiske vitenskapsmenn hadde rømt Tyskland, var det betydelig kompetanse igjen, ikke minst de 10 som ble internert av de allierte på Farm Hall i juni 1945, hvorav de to viktigste var O Hahn og W Heisenberg (4, 5).

Manhattan prosjektets militære leder, L Groves, traff Oppenheimer i Berkeley høsten 1942 (Fig. 1). Groves var da i begynnelsen av å organisere prosjektet. Oppenheimer rådet han til å etablere ett sentralt laboratorium, hvor teoretikere, eksperimentalfysikere, matematikere og andre spesialister kunne arbeide sammen under én ledelse. Groves ble overbevist om nødvendigheten av ett laboratorium og at Oppenheimer var den selvskrevne leder.

Kort fortalt, laboratoriet ble etablert i Los Alamos, New Mexico. Under Oppenheimers ledelse var det en meget effektiv organisasjon av flere tusen vitenskapsmenn hvis arbeid over en 3 års periode kulminerte med detonasjonen av den første atombombe ved Alamogordo 16. juli 1945 (Fig. 3).

Oppenheimers fall

Oppenheimers suksess som vitenskapelig leder for Manhattan-prosjektet gjorde han legendarisk. Men fortiden innhentet Oppenheimer. Overvåkningen av han hadde resultert i en betydelig ”mappe”. Deler av denne ble av Edgar Hoover, FBI’s mangeårige sjef, oversendt president Eisenhower som straks bestemte at Oppenheimer skulle nektes enhver tilgang til regjeringshemmeligheter. Videre ble det reist 24 anklagepunkter fra AEC (Atomic Energy Commission), hvor han tidligere hadde vært medlem. Tjuetre av punktene gikk på hans tidligere forbindelser med kommunister, mens det 24. gikk på hans manglende entusiasme for hydrogenbombeprosjektet. I januar 1950 hadde president Truman gitt beskjed om at arbeidet med hydrogenbombe skulle påbegynnes. Foranledningen til dette var at Sovjetunionen hadde sprengt sin første atombombe i 1949. Oppenheimer fikk valget mellom å si fra seg sin daværende stilling som rådgiver for AEC eller om han ville prøve saken for et såkalt ”loyalty” råd. Han valgte det siste. Forhandlingene begynte i april 1954 og varte i 3 uker. Det ble avhørt 40 vitner, hvorav mange prominente vitenskapsmenn. Opinionen var på Oppenheimers side, men med den McCarthy ånd som da rådet i USA var hans tidligere forbindelse med kommunister nok. Han mistet sin kontrakt som rågiver for AEC og var en slagen mann (6).

Oppenheimer hadde aldri vært medlem av kommunistpartiet og aldri gitt Sovjet vitenskapelig opplysninger. Myndighetene i USA innså etter hvert at dommen ikke var riktig og i 1963 fikk han Fermi-prisen, USAs høyeste utmerkelse i fysikk, som en slags oppreisning.

Oppenheimers endelikt

Som fagansvarlig for hode/hals-kreft på Radiumhospitalet de siste 20 år kunne jeg tenke meg å knytte noen kommentarer til Oppenheimers skjebne, han ble bare 62 år (1904 – 1967).

Oppenheimer kjederøykte i 40 år. Han røkte 4-5 pakker Chesterfield daglig og som følge av det var hans fingre sterkt misfarget av nikotin ((7) Fig. 4).

Oppenheimer var i tillegg svært glad i dry martinis, meget potente sådan. De besto gjerne av et fullt glass gin med noen dråper vermouth. Ingen laget etter sigende så gode dry martinis som Oppenheimer: “Shaken not stirred” i avkjølte glass med kantene dyppet i lime og honning. Han skålte gjerne med sine gjester med sin standard toast: “To the confusion of our enemies”. Til tider var det viktigere å ha alkohol i huset enn mat (8).

Allerede i 1912 satte man røyking i forbindelse med kreft og i 1950 forelå tung epidemiologisk evidens for dette. I USA ble advarsler om dette skrevet på sigarettpakker i 1965 og i 1970 ble det forbudt å reklamere for tobakk (9, 10). Ved å analysere mutasjoner i tumorsupressorgenet p53 (11) er man nå i stand til å identifisere det kreftfremkallende agens for enkelte kreftsykdommer. For hode/hals-kreft er mutasjonsanalysene i overensstemmelse tobakk og alkohol som årsak.

I den industraliserte del av verden er tobakk og alkohol den viktigste årsak til hode/hals-kreft, i så måte virker tobakk og alkohol synergistisk (mer enn additivt). Det er grunn til å tro at ¾ av all hode/hals-kreft i Vesten skyldes tobakk og/eller alkohol. En annen og stadig viktigere årsak er humant papilloma virus (HPV) (12). Viruset fremkaller særlig kreft i mesopharynx.

Oppenheimer hadde i lengre tid hatt røykhoste. Sent på året 1965 ble denne verre og etter hvert ble det svært sårt å svelge. I februar 1966 fikk han diagnosen ”throat cancer”. I mars gjennomgikk han en ikke helt vellykket operasjon i larynx, hvoretter han fikk coboltbestråling på Sloan Kettering Institute i New York. I juli samme år fant man ikke lenger tegn til kreft, men han var meget medtatt av strålebehandlingen og fikk kun i seg flytende. Fem uker senere fant man heller ingen spor av kreft. Den 3. oktober søkte han lege på ny. Kreften hadde da spredt seg til ganen, tungerot og venstre tuba eustachii. Svulsten lot seg ikke operere og på ny fikk han strålebehandling, denne gang med betatron. Han fikk 3 behandlinger i uken frem mot jul. Strålebehandlingen hadde ikke ønsket effekt hvoretter han ble satt på tung cellegiftbehandling mot slutten av 1966. Heller ikke dette hjalp. Oppenheimer falt i koma 15. februar 1967 og døde den 18. februar kl. 22.40.

Jeg har forsøkt å finne ut hvor hans kreftsvulst oppsto. ”Throat” er oversatt med svelg, strupe, hals i ordbøker. Det at han først ble operert i larynx kunne tyde på at svulsten oppsto der. Senere spredte kreften seg imidlertid til gane, tungerot og venstre tuba eustachii. Svelget lar seg anatomisk dele 3 nivåer: epipharynx, mesopharynx og hypopharynx. Ganen og tungeroten hører til mesopharynx, mens tuba eustachii hører til epipharynx. Med nevnte spredningsmønster er det en mulighet for at svulsten kan ha oppstått i mesopharynx, hvor man bl.a. finner ganetonsiller. Ikke sjelden kan det ved avanserte svulster være vanskelig å vite hvor det opprinnelige utgangspunkt har vært.

Opplysningene om Oppenheimers umiddelbare dødsårsak er noe motstridende. I “American Prometheus” (8) får man inntrykk av at han døde av og med kreft i svelget. I Freeman Dysons bok “Disturbing the universe” (13) fremgår det at Oppenheimer ble obdusert (JRO death certificate 08006, State Department of Health of New Jersey). I følge Dr. Stanley Bauer (director of pathology at Princeton Hospital) viste obduksjonsrapporten at det ikke var tegn til kreft i svelg, derimot forelå levernekrose, sannsynligvis som følge av cellegiften han hadde fått. I så fall kan hans død skyldes cellegiftbehandlingen.

I ettertid er det vanskelig å si hvilken cellegift kan det ha vært. I 1965 forelå det 10 forskjellige slag cellegifter i bruk (14). To av disse er fortsatt i bruk mot hode/hals-kreft: 5 fluorouracil og methotrexate. Begge kan gi leverskade. Oppenheimers fallhøyde var enorm, fra genierklært til ”landsforræder”. Med hans hang til ”dry martinis” kan man vel ikke helt frikjenne alkohol som medvirkende årsak til hans leverskade.

Hvordan ville Oppenheimer blitt behandlet i dag? Hans sykdomsutbredelse ville først bli nøye kartlagt ved klinisk undersøkelse (evt. i narkose), CT og/eller MR. Inntegning av målvolum for bestråling ville bli gjort ved hjelp av CT og PET/CT. Doseberegningene ville bli gjort med invers doseplanlegging og effektuert som IMRT (Intensity Modulated Radio Therapy) fra lineærakselerator med bladkollimator (15). I tillegg ville han fått daglig behandling med et medikament som erstatter oksygen og gjør svulsten mer strålefølsom (nimorazol (16)) og ukentlig cellegiftbehandling (cisplatin (17)).

Uten å vite hvilket stadium sykdommen var i da den ble diagnostisert er det vanskelig å si noe om hans muligheter til å bli frisk med dagens behandling, men de ville nok være adskillig større enn for 47 år siden.

Referanser

1. Gamow, G: Thirty years that shook physics. Doubleday & Company, Inc., Garden City, New York 1966
2. Bernstein J. The reluctant father of black holes. Scientific American 1996; June: 66-72. 
3. Rhodes R: The making of the atomic bomb. A Touchstone Book. Published by Simon and Schuster, 1986
4. Bernstein J: Hitlers Uranium Club. Springer-Verlag N.Y., Inc (2001)
5. Evensen JF. Operation Epsilon and Farm Hall. Fra Fysikkens Verden 2012; 74: 31-33 
6. Jungk R: Brighter than a Thousand Suns, A personal history of the atomic scientists. A Harvest Book, Hartcourt, Inc., San Diego, New York, London 1986
7. (http://blogs.knoxnews.com/munger/2010/06/oppenheimer.html)
8. Bird K and Sherwin MJ: American Prometheus: The triumph and tragedy of J Robert Oppenheimer. Alfred A. Knopf, New York 2005
9. DeVita VT, Rosenberg SA: Two Hundred Years of Cancer Research. N. Eng. J. Med. 2012; 366 (23): 2207-2214
10. Mukherjee S: The Emperor of all Maladies, A biography of Cancer. Fourth Estate, London, 2011  
11. Blons H, Laurent-Puig P. TP53 and Head and Neck Neoplasms. Human Mutation 2003; 21: 252-257  
12. Marur S, D’Souza,G, Westra WH et al. HPV-associated head and neck cancer: a virus-related cancer epidemic. Lancet Oncol 2010; 11: 781-789
13. Dyson F: Disturbing the universe. Basic Books, 10 E. 53rd Street, New York, NY 10022 – 5299, 1979.
14. Prat WB, Ruddon RW. The Anticancer Drugs. Oxford University Press 1979
15. Evensen JF. Fysikk i diagnostikk og behandling av kreft. Fra Fysikkens Verden 2006; 68: 89-94.
16. Overgaard J, Sand Hansen H, Overgaard M et al. A randomized double-blind phase III study of nimorazole as a hypoxicradiosensitizer of primary radiotherapy in supraglottic larynxand pharynx carcinoma. Results of the Danish Head and Neck Cancer Study (DAHANCA) Protocol 5-85. Radiotherapy and Oncology 1998; 46: 135-146.
17. Pignon JP, Bourhis J, Domenge C, Designé L on behalf of the MACH-NC Collaborative Group. Chemotherapy added to locoregional treatment for head and neck squamous cell carcinoma: three meta-analysis of updated individual data. The Lancet 2000; 355: 949-955.