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作者:多人 当前章节:15252 字 更新时间:2026-6-17 23:24

但是劳伦斯不得不再次离开实验室去外地进行预定的讲演,离开前,他 对有关新的加速器和实验室的一些意见和建议进行了检查、提问和解释。他 到纽约接受了1931年以来第一个研究公司科学奖。仪式结束后他被实业界人 士包围,他们都想更多地了解他的工作和计划。6月份他先后接受了史蒂文 斯理工学院、普林斯顿大学与耶鲁大学的名誉科学博士学位。随后,在纽约 州罗切斯特的秋季会议上,全国科学院授予劳伦斯康斯托克奖,该奖为表彰

“过去5年内在电、磁或辐射能方面的最重要的发现”而设立。康斯托克奖 是全国科学院的最高荣誉,至少要每隔5年才授奖一次。在美国,一般人认 为这种奖在声誉上仅次于诺贝尔奖。过去,全国科学院曾有不少人在多次会 上嘲笑回旋加速器这一设想。因劳伦斯提出高能的概念而怀疑他神智不正 常。现在这个高能已经实现了,而且这个能量还要增高!

劳伦斯对授奖的反应丝毫也没有采取“还是我对了吧”的态度。他经常 强调:“在科学界,必要的谦虚性格与卓越的才智同等重要。”在表示感谢 之后,劳伦斯还称赞了他的“杰出的学生”。

在东部期间,劳伦斯寻求每一个可能给予支持的途径。他先后拜访了华 盛顿国家癌症咨询委员会和洛克菲勒基金会有关负责人,获得财经支持以进 行回旋加速器和实验室的改进工作。

11月,劳伦斯获得皇家协会休斯奖章,这是他1937年获得的第7个崇 高的荣誉。

劳伦斯的成就已获得权威性的认可,各地实验室、大学纷纷要求安装回 旋加速器。这一年,经过大学生物学家的实验,证明放射性磷可被鸡的白血 球有选择地吸收,约翰在多次实验之后开始把放射性磷用于白血病患者。许 多科学家研究了放射性物质如钠、氯、钙、钾、碘等对人体的作用。从回旋 加速器中得到的许多放射性物质的使用,使英国著名生理学家 A.V.希尔预 言:历史将证明,人造放射性物质将像显微镜对生物学那样重要,因为有了 这种物质,生物学家可以看见生物系统的单个原子并追踪其活动。

放射性物质的需要如此之大,生产这种物质又要花那么多时间,以致在 回旋加速器的时间分配方面,物理学家常常觉得遭到了歧视。但是劳伦斯坚 持生物医学工作是首要的。他对物理学家说,虽然核的探索很有价值,但决 不可能把它置于任何可能导致减轻病痛和延缓或消灭可怕疾病的研究之上。 物理学家应以使得进行这样的研究成为可能而感到自豪。

1939年3月,60英寸回旋加速器装配完毕,6月7日,得到了束流强度 80微安的1700万电子伏的氘核束,在内部的威尔逊试探针上获得了更大的 电流。阿尔法粒子能量达到了3200万电子伏,相当于一吨以上镭的能量。世 界上能量最大的60英寸回旋加速器成功了!6月30日,这一加速器用轰击 铁的办法产生了第一个放射性同位素。11月20日,第一个癌症病人在克罗 克辐射实验室的够标准的治疗室里接受放射性同位素中子疗法。

劳伦斯当时写道:“我埋头搞新的回旋加速器,几乎忘掉一切。这些加 速器超过了我原来的希望。”

1939年1月,弗里希和迈特纳阐明了原子裂变的机理:用中子轰击铀, 使铀分裂成两个较轻的元素,同时释放出在通常情况下使这两个元素结合在 一起的巨大能量。这一消息引起轰动。此时,劳伦斯的助手艾贝尔森已有好 几个星期被铀在中子轰击后放出来的X射线弄得困惑不解,他认为这种X射 线是来自超铀元素,实际正是来自原子分裂释放出来的巨大能量。当劳伦斯 指出“核能有实用价值之日可能并不那么遥远了”之时,德国科学家发现了 裂变,西拉德证实裂变过程中产生中子,并且很可能导致爆炸性链式反应。

越来越多的科学家开始担心德国法西斯会利用这种发现,使之成为大规 模破坏的手段。这一年9月1日,德国入侵波兰,第二次世界大战爆发。

1939年11月9日,因为劳伦斯发明和发展了回旋加速器以及藉此获得 的成果,特别是有关人工放射性的成果,他获得当年的诺贝尔物理奖。他成 为加利福尼亚州而且是国家支持的大学里第一个获得诺贝尔奖的人。当时他 只有38岁。

由于战争原因,劳伦斯不能去瑞典接受奖状和奖章。由瑞典驻美大使转 交。1940年2月29日,惠勒大厅内举行了隆重的颁奖仪式。劳伦斯接受奖 章的讲话简短、谦逊,他把成就归功于过去和现在的合作者,归功于大学和 校外的合作者。

           六、参与曼哈顿工程

当大家都在欣赏“巨大”的60英寸加速器的200吨重磁体时,劳伦斯已 在着手研究184英寸的加速器,他在给加州大学校长斯普劳尔的备忘录中指 出:“回旋加速器所打开的境界非常宽广……,只有等我们越过了一亿电子 伏这个界限之后,我们才能知道前面还有什么宝藏,毫无疑问,前面肯定是 有宝藏的……,宇宙线的存在已经使每一个物理学家都深信这一点……,能 够探索原子里面所储藏的无限能量……。”

劳伦斯为筹款四方奔走,他的成就和决心获得了人们的信任和赞许,卡 内基基金会为他拨款115万美元,他同时得到校方的大力支持,磁极面直径 为184英寸的加速器在加紧制造。然而一向不过问政治的劳伦斯开始关心欧 洲发生的事情以及蕴含于裂变中的破坏力量的可能性。如果德国制成了裂变 炸弹,他们就能控制世界。心地善良的科学家们都希望能够证明这样的武器 是无法制造出来的。这种武器一旦制成,它的力量将比目前已知任何种类的 爆炸大千万倍,而从这种爆炸中所发出的辐射则更加是毁灭性的。劳伦斯清 醒地意识到这种裂变炸弹是可以研制出来的,美国必须赶在德国之前研制出 来,纳粹的战争机器只能用武力才能制止。

德国科学家正在对铀进行广泛的研究。迁居美国的德国科学家西拉德动 员了爱因斯坦联名致信罗斯福总统,使总统认识到核可能带来的严重问题, 美国政府随后成立了秘密的铀委员会,该委员会过于强调保密,工作进展迟 缓。

1940年6月,英法军队在敦刻尔克大撤退,挪威和法国相继投降。罗斯 福总统批准成立了以万尼尔·布什为主席的国防研究委员会。该委员会对铀 委员会及其他附属委员会都有管辖权。布什要劳伦斯参加国防研究委员会工 作,劳伦斯立即宣誓就职。他的第一项工作是帮助研制一种警报设备,以帮 助英国对付德军频繁的破坏性轰击及入侵的威胁,英国科学家提供了一个新 型秘密“磁控管”蓝图。最初想让劳伦斯主持这项工作,但他认为加快 184 英寸回旋加速器的工作更加重要。他推荐让李·杜布里奇当主任,他从自己 手下让出麦克米伦和阿尔瓦雷斯这样的人才给予帮助。雷达实验室设在麻省 理工学院,从此,劳伦斯经常奔走于伯克利和麻省理工学院两地给予指导, 伯克利的工作在紧张进行,尽管他经常不在那里,但他的实验室各项工作都 进行得很好。在辐射实验室,西博格继续进行着超铀元素的研究工作。他发 现了后来证明是94号元素的同位素。劳伦斯推测94号元素很有可能裂变, 并用中子与铀-238来产生。如果这个推测成立,那建造一个反应堆就成为当 务之急了。他为此和布什、康普顿等进行了讨论,决定让由西格雷与西博格 的小组一起研究93号元素和94号元素的慢中子裂变问题。

劳伦斯不断地奔波,他的繁忙的日程和巨大的责任,加上他过于频繁的 感冒,使一些科学家很关心。他们建立了一个特别的大学基金。劳伦斯可以 从这个基金中随意支取需要的款项用于实验室的计划以及为了国防问题而进 行旅行。这样的一种基金将大大便利他的工作,并可以节省时间。

1941年2月,西博格等鉴定了94号元素(被称为钚)的一种同位素。 劳伦斯继续督促加快进行反应堆工程,以使94号元素可以从普遍的铀和中子 中大量生产。这样,那种吃力地将铀同位素进行分离的工作就可以是不必要 的了。在西博格一西格雷小组表明了钚通过慢中子进行裂变的情况之后,劳 伦斯提议说,如果有足够的钚,有可能产生快中子链式反应。

劳伦斯越来越对铀委员会的工作进展速度感到不满。很多人对铀委员会 动作迟缓感到不安。布什于是任命劳伦斯为铀委员会主席的临时私人顾问。

6月,劳伦斯到哈佛大学接受他的第七个荣誉学位。他借此会见了总统 科学顾问布什和政府高级科学顾问科南特,他指出,约里奥一居里在巴黎的 和玻尔在哥本哈根的回旋加速器都落入了纳粹之手,德国人正在进行原子反 应堆的研究工作。如果采用钚制造武器是可能的。如果德国人首先制成,纳 粹就可能统治世界,或者毁灭世界。布什随后会见了总统。罗斯福下令成立 了科学研究与发展局。国防研究委员会附属于它。布什为主席,铀委员会成 为S-1科,科南特在这个科里代表布什;劳伦斯则被指派为这个处的成员。

英国正在加紧裂变弹 (即原子弹)的研制工作,但他们力不从心,只得 催促美国加紧这项工作。为了获得英国铀委员会活动的第一手详细资料,劳 伦斯会见了短期来美的奥利芬特,而奥利芬特来美正是要通过劳伦斯促使美 国加紧原子弹研制工作。他认为,如果让劳伦斯处理铀问题,一定会有结果 的。

劳伦斯打电话给康普顿,提出必须加紧研制原子弹,他坚持说可以用钚, 也可以用铀-235制造武器。并指出生产钚的办法。康普顿向上司报告说,劳 伦斯有一个制造原子弹的合理计划。没有别的科学家做过这样的保证,也没 有别的人愿意把自己的名誉和自己的实验室都押在这个没有经过证实的假设 上。康普顿后来说:“战争时期的整个原子计划,要大大归功于劳伦斯的主 动精神和干劲。……他对成功的信心以及他不允许有任何障碍阻挡计划的进 展,这些都鼓舞了所有的原子研究人员。”

9月,劳伦斯抓住到芝加哥大学参加授学位典礼的机会,直接向科南特 汇报。他汇报了与奥里芬特的谈话,他再次强调制造原子弹的现实性和紧迫 性。科南特一开始反应冷淡。由于他事先已收到了不少的反面报告,使他感 到应该停止支持核武器研究作为战时的研究课题。然而科南特被说动了,他 说:“欧内斯特,你说你相信这些裂变炸弹如此重要,你自己是不是已经下 定决心,在今后几年内把全部精力都投到这项事业中,使它们能制造出来 呢?”劳伦斯听了大吃一惊。他半张着嘴呆坐在那里,这是一个很严肃的有 关个人前途的决定。但他只犹豫了一小会儿就毅然说:“如果你告诉我这是 我的工作,我会干的!”

这次谈话后,科南特派出一个小组去英国考察,随后与布什会见了罗斯 福总统,总统给布什一项指令,要求尽一切可能作出最大努力来加快发展核 武器。

劳伦斯执行了他的诺言,回到伯克利并开始改建最新型回旋加速器的计 划。加速器本来是他引为自豪的最强有力的实验手段,现在他把它们改装为 分离铀-235——原子弹芯所需的稀有同位素——的机器。他催促他在各地的 学生加紧各种试验。许多原先的同事和学生被叫回来从事铀-235和钚的生 产。在伯克利,铀和钚处于绝对的优先地位:37英寸回旋加速器的改装工作 已近完成;化学家们在通过60英寸回旋加速器轰击来研究钚;同时还在探索 其他重元素的裂变可能性。同时,他还请奥本海默从理论上帮助他。

后来成为“原子弹之父”的奥本海默,当时因有“激进派教授”之称一 直未获得保安部门的认可,但劳伦斯坚持让奥本海默参与核武器发展计划, 他让奥本海默陪同他出席了一系列最高级会议。当科南特坚持要减少参加会 议人数时,劳伦斯指出:“我愿提醒你们注意,请奥本海默〔参加我们的会 议〕……担任S-1的成员有很多好处。无论从哪方面都将是一笔巨大的财 富。……”

为加快研制工作,陆军开始介入。因开始负责计划工作的马歇尔上校将 办公室设在纽约曼哈顿区,以后人们就称这一任务为曼哈顿工程。1942年9 月,格罗夫斯被任命为主管这项工作的准将。10月8日,他第一次访问伯克 利。

劳伦斯亲自开车去接格罗夫斯。劳伦斯的态度与性格一开始就使格罗夫 斯高兴。他为人坦率、诚恳,充满着天真的热情,又没有一般诺贝尔奖金获 得者的那种架子。劳伦斯踩足油门,汽车一直以高得吓人的速度疾驶,而劳 伦斯自始至终以极大的热情向他阐述自己的全部计划。

格罗夫斯带着刚才的余悸参观了劳伦斯的巨型机器——184英寸的电磁 分离室。劳伦斯还介绍了机器的工作原理——在圆形中央真空室里如何将铀 原子的气体加速到每秒钟几千英里的高速度,以及原子在这种速度下如何进 入巨形电磁铁的强磁场。两种同位素在磁场内的轨迹不同,最后分别射入在 磁场远端的两个容器内,一个收集较重的原子,另一个收集较轻的原子。

劳伦斯还高度赞扬了奥本海默的才智。奥本海默当时正在搞炸弹的技术 及受控裂变资料的综合工作。对于原子弹实验室的领导人,格罗夫斯所中意 的第一名候选人是劳伦斯,但由于他在电离分离铀同位素的方法上下了很大 的赌注,不想冒险把劳伦斯从目前的岗位上调开。在劳伦斯等推荐下,他选 中了奥本海默。

1942年4月15日,原子弹实验室(设在洛斯阿拉莫斯)正式开始工作。 在格罗夫斯刚上任就匆忙决定的田纳西州橡树岭厂址上,建造了两座大型工 厂。

第一座是根据劳伦斯的电磁分离器原理设计的。采用电磁方法分离同位 素,制造原子弹芯所需的铀-235。由于磁体是椭圆形的,人们称之为跑道, 正式的名称为阿尔法Ⅰ号跑道。回旋加速器实验证明,具有无比的价值,但 也问题成堆。其真空度的要求比普通动力厂的真空系统高出3000万倍以上。 巨大的电磁铁总长度达250英尺,每块磁铁重达3000~10000吨。工作人员 一进大厅就可以感觉到强磁场对皮鞋上铁钉的吸引力——发夹会突然飞到空 中,使人披头散发。

在这座代号为Y-12的电磁分离工厂附近,又建造了一座气体扩散分离 工厂。同时,在2000英里之外的汉福德,用以生产钚-239的大型工厂拔地 而起。

曼哈顿工程紧锣密鼓地进行起来。劳伦斯负责伯克利实验室的工作,他 以同志式的态度对待同仁,据称,即使是看门人,如果他提的建议最好,也 会被采纳。当时伯克利的工作人员回忆说:“他具有一种个人的力量,而他 又自命不凡。当他说:‘我们要完成它。’我们真的就完成了。他说的办法, 就得按他说的做,情况就得是这样,没有人有意见,……他就是第一能手。 当橡树岭的问题成堆,陷于瘫痪的时候,他带了实验室关键性人物的一半到 那里去,并使它转动起来。任何了解他的人都相信,他是一定会成功的。他 受到崇高的尊重。”

洛斯阿拉莫斯的各项研究工作也在加紧进行。到 1944年夏天,只要有足 够的好材料,制造一颗铀弹没有什么大问题。一个特殊设计的炮筒将把临界 量(即可导致自动诱发爆炸的数量)的一半射向另一半,结合在一起将自发 裂变。如果外壳适当,则可以巨大的能量爆炸。但科学家们研究发现,这种

“枪式结构”不适应用钚,只有采用内爆法,即将钚包装在常规炸药中间, 炸药引爆后,产生足够的压力来挤压钚心使其进入临界状态。这一问题经反 复试验终于在洛斯阿拉莫斯解决。

1945年5月7日,德国宣布投降。而原子弹研制工作也进入尾声。铀弹 比较来说是安全的,性能也是稳定的,不需要进行最后试验。奥本海默坚持 钚内爆技术要经过一次全面的试验,否则谁也没有把握。1945年初,在新墨 西哥州靠近阿拉莫果尔多的一处偏僻地方被选作试验场地,称为“三一”试 验场。

7月10日,最后的预备试验也都顺利完成了。奥本海默打电报给劳伦斯:

“15日以后的任何一天,都适合我们的钓鱼之行。……由于我们这里睡袋不 够,所以请不要带友人来。”

15日午夜时分,一辆轿车将劳伦斯等几人拉到三一试验场塔载炸弹西北 20英里处的康巴尼亚山。天气不好,为等雨停,实爆一直推迟到第二天凌晨。

当倒数计时开始时,劳伦斯神经质地忐忑不安,一会儿走进汽车,一会 儿又从汽车里走出来。5点30分前的几秒,但见从一个点发出一道亮光,这 道亮光又发展成了一个巨大的融化了的光柱。这个光柱的光强烈地洒向沙 漠,似乎要将沙丘溶化。这是任何中午时分的太阳都不曾有过的。大家都被 吓呆了,好几秒钟都没有人打破这随之而来的奇怪的寂静。劳伦斯正一脚车 里,一脚车外,他呆呆地望着眼前的景观,然后他喊道:“成功了,成功了!” 他高兴地跳起来。两分钟后,爆炸的雷声和气浪才传到这座山上。

1945年7月16日5时30分,人类历史上第一颗原子弹在美国试爆成功。 它的能量相当于200万吨TNT(烈性炸药)。

           七、184英寸回旋加速器

凡是亲眼看到原子弹试爆的人,都为它那巨大的力量所震惊。“现在我 们有了这种炸弹,我们用它干些什么呢?”这是包括劳伦斯在内的所有科学 家都在思考的问题。德国已经投降,日本仍在顽抗但败局已定,经常性的大 规模轰炸使日本本土遭受严重破坏。三一试验之后,围饶使用原子弹产生了 争论。

曾经上书罗斯福总统呼吁研制原子弹的利奥·西拉德首先呼吁禁止使用 原子弹。7月的民意测验表明,绝大多数科学家主张如果其他手段不能使日 本投降就将原子弹用于军事上。“其他手段”包括先进行供人观察的爆炸表 演,并警示敌人这种炸弹所能造成的可怕后果。

1945年5月,美国成立了临时委员会,并由劳伦斯、康普顿、奥本海默 和费米组成的科学小组,担任委员会的顾问。

在5月31日临时委员会与科学小组召开的会议上,劳伦斯建议进行一次 供人观察的无害而引人注目的表演,并同时发出警告说如果日本不投降就立 即使用这种炸弹。但奥本海默认为,只有把炸弹用在真实的、存在着建筑物 的目标上,它才有效。他不认为事先搞一次表演就会成功。而且一颗原子弹 造成的伤亡人数不会大于过去燃烧弹轰炸所造成的伤亡人数,并且无疑比一 次进攻日本本土牵涉的伤亡人数少。

劳伦斯提出了一个战后世界的建议,原子能在战后将成为一种新的力 量,应着重强调和平利用。原子能的和平利用和作为武器使用具有同等的重 要性,原子能根本就不应该作为武器使用。他认为:原子能将成为一种防止 未来战争的预防因素。在一个委员会控制之下,原子能将用于医学、生物和 工业。

当局很快做出了使用原子弹的决定。8月6日,一枚爆炸力相当于两万 吨TNT的铀弹,几乎抹掉了一个具有25万人口的广岛市。8日,苏联向日本 宣战。9日,一枚钚弹给长崎带来巨大破坏。第二天日本内阁会议决定投降。

突然间,一个秘密揭晓了。轰炸广岛当天,美国西海岸的报纸上出现“秘 密武器”的标题,并附有劳伦斯和奥本海默的照片。劳伦斯的家人大为惊讶。 8日是劳伦斯44岁生日,报纸上发表了184英寸回旋加速器综合体的照片以 及劳伦斯在炸弹计划当中所起的作用。孩子们这才明白,他们的父亲为什么 几年前突然有了警卫,为什么他的汽车有枪。

接连传来的广岛和长崎事件的报道,使很多科学家感到不安。劳伦斯虽 然曾希望不要使用轰炸的办法,但他不像他的大多数同事那样对使用原子弹 感到内疚和不道德。作为一个献身的科学家,他不同意说这样的一个制止了 侵略性的征服,避免了花费巨大的入侵的科学努力是罪恶的。如果没有这枚 炸弹,各方面的情况都证明进攻日本本土要造成为数大得多的伤亡。战争, 不管以什么方式进行,都是罪恶的。战争的时间越短越好。他的良心上丝毫 也没有感觉到奥本海默所宣称的在科学家身上所存在的犯罪感。与此相反, 他为得到这样的科学成就而骄傲。他认为,战争是由于他而结束的,对它的 恐惧将避免未来再发生战争。他利用到洛斯阿拉莫斯度周末的机会安慰奥本 海默,但奥本海默仍然很不安。他于10月份辞职。很多科学家已因各种原因 离开了洛斯阿拉莫斯实验室。在劳伦斯看来,辐射实验室是唯一没有不满情 绪、叛逆或常常发牢骚讲怪话的地方。随着计划工作的减少,到年底,辐射 实验室主动将人员从5月份的1086人减到454人。只要有可能就重新研究过 去被长久忽视的问题。现在已经有能力产生20兆电子伏氘核以及两倍于该能 量的阿尔法粒子的60英寸回旋加速器,是唯一可以利用作回旋加速器工作的 设备。这样高的能量取得后不久,就生产了两种新的超铀元素,95号和96 号元素。

劳伦斯并未等到战争结束才考虑实验室的前途问题,同时他以前在进入 紧急状态时,也处于一个独特的优势地位,那时他就已经有了一个设备齐全 的大型实验室。他现在要恢复战前的工作。首先是在桑顿的主持下,完成184 英寸的回旋加速器,并在这个加速器中,应用麦克米伦的相稳定原理和雷 克·理查森的调频原理。还要建造电子同步加速器。

一个医学处理处,连同一个医科学校也建立起来了。劳伦斯吸收了很多 优秀人才,其中很多是他以前的学生。他的计划是搞一个比以往任何时候都 大的辐射实验室,一个“物理学的天堂”。

劳伦斯对个人的荣誉是不关心的,然而即使在战争年代,荣誉也源源而 来:他被选为印度全国科学学会的名誉会员,芝加哥医学会的荣誉会员,苏 联科学院院士,华盛顿卡内基研究院理事会理事。1945年10月作为“伯克 利最卓越的公民”获得惠勒奖。等等。

1946年美国总统授予劳伦斯功绩勋章,授勋时在场的有他的家庭成员、 他们实验室的工作人员以及系里的人员等。格罗夫斯将军致词时说:“我们 在开始花上亿美元搞这项计划的时候,除了对劳伦斯的信心之外,什么也没 有。我们在他身上下了一亿美元的赌注,结果我们赢了。”

1946年11月1日,184英寸同步回旋加速器第一次进行实际运转,产生 了200兆电子伏氘核束,达到了预期的两倍,是世界上最强大的。这更进一 步证明劳伦斯的方法是对的:把障碍都忘掉,建造一个所需要的基本部件, 并且在遇到困难的时候,进行发明创造以克服困难。在短短的15年之内,回 旋加速器不断发展。从一个年轻的美国人看到一本德国杂志上一位挪威人根 据一个瑞典人的建议所画的插图,受到了启发,直到建成这个具有强大能量 的设备,变化是惊人的。从1930年用玻璃和蜡制的4英寸模型,到重数千吨 的184英寸回旋加速器,这中间有许多发明和创造,其中最新发明是埃德·麦 克米伦的相稳定建议和雷吉·理查森的调频新方法。这两个建议都是在实验 室桑顿和布罗尔克的监督下实验的。在发展过程中,每部机器都是由劳伦斯 制订计划,发起并将其推动直到完成的。

关于184英寸同步回旋加速器的消息和照片在各大报进行了报道。有敏 感记者注意到因多年的忙碌影响了实验室主任的健康:“世界原子弹竞赛的 沉重责任,落在他与其他4个任高级司令部主管人员的身上,这使他衰老下 去,但是他经常面带孩子般的笑容,他身高6英尺多,体格魁梧,看上去不 像是群众想象中应有的样子。”

新成立的原子能委员会建立了一些新的国立实验室,一般都是按照辐射 实验室的模式建的。如果有人要求劳伦斯提供意见,在他专长的领域里,他 是愿意提供意见的,但他不大吹大擂。他不愿意参加对政治问题的公开讨论, 只专心在实验室工作,他只愿意向有关制定政策的人提供技术情报。自从战 争结束以来,他收到很多来信要求他对各种各样的事情给予支持,或者要求 他在各种呼吁书或抗议书上签名。这类事大部分他都不予理睬。他尽量避免 到首都华盛顿去,他是对的。奥本海默由于热衷于在政府工作,得罪了不少 人,也给自己带来了麻烦。劳伦斯曾毫不犹豫地拒绝了需要长时间住在首都 的任命,或者是具有政治或争论性质的任命。

直线加速器重新被重视起来。采用184英寸回旋加速器进行的物理实验 是令人兴奋的:第一次观察到了原子序数小于90的元素的裂变情况;铋、铅、 汞、金、铂等的核子被分裂成两个几乎相等的部分。

在伯克利,和往常一样,有许多各种各样的客人来访问他们,很多著名 的科学家、行政首脑从世界各地来参观实验室,会见劳伦斯。加州大学一个 校董感慨地说:伯克利已变成了物理学的麦加,而欧内斯特·劳伦斯是先知。 密执安州还决定在爱因斯坦的浮雕像旁也为劳伦斯做一个浮雕像来表现物理 学在过去一百年来的发展情况。

          八、围绕热核武器的争论

1949年9月23日劳伦斯在赴约塞米蒂的途中从报纸上得知,苏联可能 在8月29日成功地进行了一次核爆炸。他立即想到苏联很可能会研制“超级 弹” (氢弹)。他回伯克利后立刻找来罗伯特·塞伯。塞伯是奥本海默的学 生。奥本海默当时是原子能委员会的顾问委员会主席。劳伦斯请塞伯找奥本 海默谈谈苏联的爆炸事件,并要求他支持大家一致的努力,首先判断“超级 弹”是否有可能实现,如果可能就制造出来以保持美国的优势地位。他本人 答应,如果别人都不愿搞紧急反应堆计划,辐射实现室愿意把它快速发展的 著名技术用在这个计划上。研究室中一些最好的科学家已在研究这个问题 了。

劳伦斯和阿尔瓦雷斯准备去华盛顿向原子能委员会提建议。劳伦斯还给 在洛斯阿拉莫斯的特勒打电话。特勒在1942年就最先提出搞超级弹。但战争 期间因各种原因未能进行。直到此时洛斯阿拉莫斯的主要精力,在委员会及 顾问委员会的支持下,都放在发展改良各种各样的裂变炸弹上了。

特勒建议搞重水反应堆,因为这样做容易,同时在生产多余的中子方面 效果最好。劳伦斯也答应,只要得到原子能委员会的批准,他一回到伯克利 就开始搞这个项目。

他们到了华盛顿之后不久就听说奥本海默反对为“超级弹”搞任何紧急 计划,他认为如果不制造氢弹,俄国人也不会制造氢弹。原子能委员会以投 票方式反对紧急发展氢弹,并要求总统单方面宣布不制造氢弹。劳伦斯的反 应堆计划被取消了。

1950年1月,英国逮捕了原子间谍富克斯,此人战争期间在洛斯阿拉莫 斯工作,参加了原子弹的研制及“超级弹”的讨论会。他承认一直向苏联递 送情报,就是说,苏联知道“超级弹”的秘密。于是杜鲁门下令研究各种形 式的原子武器,“其中包括氢弹或超级弹”。

研制超级弹的工作仍主要由洛斯阿拉莫斯实验室负责,辐射实验室将巨 型直线加速器改造成材料试验加速器,替代反应堆进行工作。生产用来制造 氢弹的中子和氚(chuān)。主要负责研制工作的是爱德华·特勒。他后来被 称为美国的“氢弹之父”。

1952年秋天美国在太平洋中的小岛埃尼威托克岛试爆氢弹成功,其威力 相当于1000万吨梯恩梯(黄色炸药)。劳伦斯观看了这次试验并为此感到兴 奋。

从1952年初起,劳伦斯就在计划建造一个“关于氢弹方面的实验室”。 他为此与特勒商议,并开始筹划。他们认为洛斯阿拉莫斯实验室在技术上是 很优秀的,但它又被固定的想法所束缚,没有扩充的余地。劳伦斯认为搞第 二个武器实验室可能是一种推动力量。

除洛斯阿拉莫斯实验室外,第二个核武器实验室在劳伦斯和特勒发起 下,于加利福尼亚州的利弗莫尔开始建立。这一实验室开始时是属于伯克利 辐射实验室的分支。在伯克利仅限于基础科学的研究。经过这些年代,设计 和制造更大的和更有效的加速器,使辐射实验室在长时期内拥有最高能量并 几乎处于垄断地位的先进水平。它们拥有能把粒子加速到10亿电子伏特的所 谓高能质子同步稳相加速器。由于使用这种加速器,塞格雷和张伯伦发现了 反质子并仔细探索介子的性质,从而导致对强相互作用粒子的普遍了解。

奥本海默在30年代初期曾参加了一些左翼人士的活动,并结交了一些共 产党人士,据说,他的弟弟弗兰克和妻子基蒂都曾是共产党员,当50年代初 美苏冷战升级,美国右翼势力猖狂之时,有一些人,尤其是一些奥本海默在 政界的对手仇家,开始指控他是共产党员,并诬蔑他参与向苏联递送情报。 1953年12月3日,艾森豪威尔总统在收到联邦调查局关于指控奥本海默的 全文报告后,下令禁止奥本海默再接触任何秘密资料,并指定保安审查委员 会审理他的案件。

1954年4月,奥本海默“出庭受审”,很多认识他的人都出庭作证。有 的慷慨激昂地为奥本海默辩护,也有的人作了不利于奥本海默的证词。特勒 一直与奥本海默不和,他的证词被认为是对奥本海默的致命一击。特勒从此 以后长时期受到科学界人士的冷落和嘲讽。

劳伦斯和阿尔瓦雷斯都受到其他物理学家的压力,劝他们不要出庭作证 反对奥本海默。有人告诉劳伦斯说,他对奥本海默任何不利的证词都将被认 为是由于他俩之间最近几年内意见不和的一种挟嫌报复。因此,劳伦斯采用 了省事的办法,装着生病而取消了他出席作证的计划。

可以肯定,劳伦斯出席作证,不会对奥本海默大施诬陷之辞,但是若干 年来他与奥本海默在很多问题的看法上发生严重分歧,使他对后者很不满, 劳伦斯以自己看问题的方式和这种不满情绪作证,其证词肯定会对奥本海默 不利。

             九、最后的日子

1955年以后,劳伦斯越来越多地卷入国际裁军和原子能的非军事使用问 题中。他参加了许多国际性会议,为此他不得不奔波于世界几个大城市之间。 1957年12月,他获得了美国原子能委员会颁发的恩里科·费米奖。这是他 20年中所接受的第20次大奖。

但是劳伦斯的身体状况已越来越坏。1958年7月他在日内瓦参加会议期 间出现结肠急性溃疡,高烧不退。1958年8月27日病逝。

在追悼会上,克拉克·克尔校长发表了充满激情的诚恳的颂词:“…… 世界所能给予科学的最高尚荣誉,欧内斯特·劳伦斯都得到了,这些只不过 是他在生前所得到的荣誉——但是,只要科学的历史继续写下去,他就会永 远得到荣誉。”

辐射实验室被命名为劳伦斯辐射实验室,它的新一代年轻科学家发现了 103号元素,他们把它命名为铹。

劳伦斯被后人誉为“美国回旋加速器之父”。

回旋加速器的诞生是人类文明史上一件了不起的事情。意大利物理学家 恩里科·费米曾说:“回旋加速器像埃及金字塔一样,可以作为非功利主义 的纪念碑在历史上永存。劳伦斯发明的回旋加速器,开辟了量子力学发展的 新阶段。自量子力学这门崭新的科学创立后,关于粒子的一系列学说还仅仅 停留在理论的推断阶段。但劳伦斯的第一座巨型回旋加速器建成,就揭开了 沉睡在原子核内的秘密,实际上发现了原子核内部除电子、质子、中子以外 还存在其他许多粒子。

回旋加速器引起了医学上的巨大变革,为治疗癌症及其他疾病提供了新 的有效手段,它可以将普通的元素如钠、钾、碘和磷等变成它们的同位素, 代替价格昂贵的镭来治疗癌及其他疾病。它还能把一种元素变为另一种元 素,这就为生产新元素提供了新的物理方法。

当然,回旋加速器的意义及用途还不止这些,随着时间的推移,它对人 类的贡献必将越来越大。

劳伦斯年轻时立志献身科学,终于用自己的智慧和毅力在科学征途中攀 登上了高峰,成为伟大的核物理学家。

中外科学家发明家丛书:李比希 

尤斯图斯·李比希(1803—1873年)是19世纪德国著名的化学家。他 对化学有一种天赋的,与生具来的兴趣和使命感。李比希在追求真理和知识 方面的强烈愿望,使他在童年时代就叩响了神圣的现代化学知识殿堂的大 门。15岁时,他就通过亲自实验,得到了一种前所未有的物质——雷酸。虽 然他险些为此而丧命,但这些反而更加激发了他对化学知识更深切的渴望。 21岁时,刚刚大学毕业的李比希就被破格任命为大学化学教授。他所编制的 教学大纲为近代化学教学的新体制奠定了基础,在他之前这个并未被人们认 识的教学体制,却培养出了一大批后来闻名于世的化学家。由于对有机化合 物的兴趣,他特别重视对某些天然产物的研究,在这方面,他取得了前人所 没有的伟大成就。另外,李比希把相当大的一部分时间用于研究农业化学。 他所得出的研究结论至今仍旧在指导着农业化学的发展。这一切,他成为他 那个时代真正伟大的化学家之一。他的工作,一直深深地影响着化学科学的 发展,今天依然如此。

              一、化学天赋

1803年夏天,乔治·李比希和马丽·卡罗琳娜·马泽琳生下了一个儿子, 这是出生在这位著名药剂师——乔治·李比希幸福家庭中的第二个孩子。父 母给他取的洗礼名字是尤斯图斯。

乔治·李比希的药房就设在达姆斯塔德城一条窄胡同中的一座楼房的第 一层。这个药房占用了好几个大房间,在一个被大家称为“厨房”的附属建 筑物里,尤斯图斯·冯·李比希与奇妙的化学初次打了交道。

乔治·李比希的药品通常都是在药房里配制的,只有遇到特殊的情况, 例如需要配制某种特别复杂的、医疗用的浸膏或者是蒸馏某种液体的时候, 才使用那间“厨房”。在这里,尤斯图斯第一次体验到了包藏在化学里的种 种“神秘”,正是这些“神秘”的东西激发了他的想象力,从此刻起,化学 便成了他的前途、天职和终生理想。

在19世纪初的时候,虽然法国、英国、瑞典等国家的科学家们已经在化 学方面有了不少科学发现,可是化学仍然被人们看作是“魔术”,而研究化 学的人也经常被人们称为“巫师”或是“魔怪”。尤斯图斯对这些普遍存在 于人们头脑中的偏见很不以为然。这个孩子懂得:化学并不是“魔术”;正 是由于有了化学方面的知识,人们才能够创造出许多有用的东西。

有时候,尤斯图斯整天整天地呆在鲍埃尔先生的染房里或者呆在辛德勒 的制革作坊中。他还常常到邻居艾斯纳的家去,他们一家是熬制肥皂的。艾 斯纳先生虽然没有很高深的学问,但他却十分清楚并确切地知道,需要用多 少脂肪,多少碱和多少水,煮沸多久和到什么时候应当加入多少食盐,然后 才能制得高品质的、硬挺而白净的肥皂。在这些地方,他通过实践看到,化 学为新的生产打开了大门,而这些新兴的生产则使人类的生活变得更为方便 和舒适。

尤斯图斯在父亲的药房中给父亲帮忙的过程中,已经开始通过实践初步 掌握了化学所提供给他的许多有趣的知识。在他检查各种药品配方时,他的 这些化学知识常常对他很有帮助。

有一次,一个急需的配方没有查到,父亲便派他到大公的宫廷图书馆去 查找。馆员海斯热情地接待了他,并且像对待其他所有孩子一样,也给了他 一本带有许多插图的故事书。当他得知尤斯图斯需要的是化学书时,他被这 个孩子的认真劲儿吸引住了。从他把那些摆满一本本厚厚的化学书的书架指 给这个孩子的那一刻起,尤斯图斯就开始从一部部大厚本的化学书籍中如饥 似渴地吸取养分。尤斯图斯成为宫廷图书馆的常客,凡是书架上摆着的化学 方面的书,他都依次通读一遍,尤斯图斯从这些书中学到了许多新的东西。 但是,因为当时化学的知识体系还很不健全。所有这些知识都还只是淹没在 假说和哲理的海洋中,他还很难从中理出点头绪来。

这个喜欢追求真理的孩子,从童年时代起就形成了他自己接受事物的独 特方法。他认为仅仅停留在从书本上得到的知识是不够的,只有那些在实验 中能够加以模仿再现的东西,只有那些亲眼见到并能够亲自研究过的东西才 是更有意义的。为了使自己不致于陷入“神秘”的泥潭,尤斯图斯紧紧抓住 他在药房的“厨房”里得到的那些实验资料。他想:必须通过实践来检验他 在书本中所读到的一切。尤斯图斯在追求真理和知识方面所表现出来的强烈 愿望,使他从童年起就养成了仔细地做化学实验的良好习惯。实验时,他始 终注意观察实验过程中所发生的种种现象,哪怕是细枝末节,他也从不忽略。

与他对化学的浓厚兴趣比较起来,他对学校里其他功课就只能算是应付 差事了。他愈是在药房的“厨房”中勤奋而认真地工作,他在学校里的学习 也就愈是漫不经心和难以投入。这个孩子无论如何也弄不明白,学习那些拉 丁语和希腊语的枯燥无味的语法公式和语法上的各种变格和变位对他而言到 底有什么用处。于是老师们常常指责他玩忽学业。

在一次拉丁语课上,老师发现尤斯图斯有点心不在焉,没有好好听讲, 这个孩子虽然好像是安静地坐在桌旁听讲,但他的目光却投向了某个遥远的 地方,显然,他现在思想在开小差呢。

 “尤斯图斯·李比希,请你重复一下刚才我讲的动词。”老师“招回” 了魂游幻境的李比希。

尤斯图斯没有作声,他很难为情地低下了头。老师开始严厉地说道:

 “尤斯图斯,我对你讲过多少遍了,可是为什么你就不想学习呢?今年 你马上要毕业了,以后就要走向新的生活,但是你却不具备应有的知识!你 将来打算干些什么呢?你准备今后成为一个什么样的人呢?”

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