中外科学家发明家丛书:劳伦斯-第5部分
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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
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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