中外科学家发明家丛书:劳伦斯-第4部分

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　　　　　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。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　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　


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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　


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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