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【大科学】读书笔记

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《大科学》惊爆内幕：劳伦斯如何用一台机器改变世界！揭秘从个人研究到工业级科学革命的惊人蜕变，看回旋加速器如何催生原子弹、重塑现代科研模式。这本书不仅讲述科学巨匠的荣耀与背叛，更深度剖析大科学背后的资源争夺与道德困境，绝对让你重新认识科学与人类命运的深刻关联！

大科学的起源与劳伦斯的回旋加速器

  • 大科学研究是一种由我们这个时代的重大科学项目驱动的工业规模的研究模式
  • 独自从事核科学研究就如同独自登月一样，几乎是不可能的
  • 他的发明改变了科学运行的基本模式
  • 劳伦斯作为大科学工程的缔造者的地位得到了他的同龄人的广泛承认
  • 第一个瓦解原子核的是欧内斯特·卢瑟福……这时我总想起另一张照片：建在伯克利的一台著名的回旋加速器，所有人都围坐在它周围
  • 新的回旋加速器已不只是一台研究设备……它是人类对真理无畏探索的象征
  • 大科学的成功给科学家带来了巨大的荣誉
  • 如果建立大科学所需的大规模支出吸干了稀缺的资源……大多数美国人宁愿选择一个优先考虑如何治愈癌症的项目
  • 劳伦斯颠覆了人们心目中的科学家的刻板印象
  • 他的目标是如何解决“研究自然的问题”

卢瑟福与原子核物理的英雄时代

  • 你总是处在波峰上。 是的，毕竟是我制造了波，不是吗？
  • 卢瑟福是一个艺术家，他的所有实验都带有他的独特风格。
  • 这几乎就像你向一张薄纸发射一枚38厘米的炮弹，结果它竟弹回来打在你身上一样难以置信。
  • 原子内大部分空间是空的，几乎所有质量都集中在一个极小的、带电的内核上。
  • 氮原子……在与一个高速α粒子的近碰撞中被瓦解了。
  • 如果α粒子——或类似的弹丸——在实验中能获得更大的能量的话，我们就能够打破许多较轻原子核的结构。
  • 物理学家们携最初的成功，正努力根据正电子、负电子和它们在以太中产生的效应来解释所有的物理和化学过程。
  • 上帝在每周的一、三、五利用波动理论来解释电磁现象；魔鬼则在每周的二、四、六用量子理论来解释它。
  • 电子作为粒子和电子作为波是同一事物的同样有效的两种表现，这里没有矛盾，有的只是互补性。
  • 我们所需要的，是这样一种设备，它能提供10百万伏特量级的电压，可以安全地置于一个相当大的房间内。

劳伦斯的早年成长与学术启蒙

  • 欧内斯特·劳伦斯和默尔·图夫从小在南达科他州坎顿镇一起长大，两个家庭都重视学术
  • 劳伦斯沉稳的举止背后有一个缺陷，那就是他有口吃的毛病，家里人认为这是因为他的脑子转得太快，语言表达能力跟不上所致
  • 欧内斯特和默尔越来越沉迷于电子学，特别是新兴的无线电传输技术
  • 斯旺的教学方法明显不墨守成规，他强调事实总可以从参考书中检索到，而我们要激发的是学生的创造性
  • 劳伦斯永远不会允许公认的事实成为某个想法的绊脚石，如果后者符合他对自然世界的看法的话
  • 斯旺可能还留给劳伦斯另一份遗产：一个负面的教训，他有一种喜欢惹恼别人的倾向
  • 劳伦斯在实验上早熟的天性和他做事十分投入的性格引起了学界和业界猎头们的注意
  • 伯克利招徕欧内斯特·劳伦斯的行动正式启动，他被描述为东部在实验方面最有才华的年轻人
  • 劳伦斯最终选择伯克利，部分原因是耶鲁大学拒绝了他的晋升请求，而斯旺也离开了耶鲁
  • 默尔·图夫告诫劳伦斯：现在正是选择充满有待回答的新鲜问题的研究领域的当口，并建议他专注于核物理学

回旋加速器的诞生与劳伦斯的崛起

  • 欧内斯特·劳伦斯是从一本不起眼的德国技术类杂志的一篇文章中获得的这一基本想法
  • 我只看图表和照片
  • 这种由多个小脉冲对粒子的逐步加速“马上使我意识到，这正是我一直在寻找的解决加速正离子的技术问题的真正答案”
  • 我要用它来裂解原子！
  • 我要出名了！
  • 欧内斯特的优点在于执行，而不是脱离实验的想法
  • 你为什么不开展这项工作呢？
  • 最后，我们似乎得到了正确的效应
  • 如果他有十分之一的机会能成为全国顶级的物理学家，我就在这里赌一把
  • 这项工作已经推进到一个非常重要的阶段，现在摆在我们面前的最大困难不再是实验性质的，而是资金方面的
  • 一个我们需要密切跟踪的人。他足够年轻，有足够好的起步，可以走得非常远
  • 他已经获得了1100000伏特的质子

回旋加速器的突破与辐射实验室的崛起

  • 劳伦斯说，‘我们正在创造历史’。他不让我花一分钟去做别的事情。
  • 这就是劳伦斯天才的地方，他只要看一眼就能理解新现象。
  • 实验再次走到了理论的前面！
  • 要说沿海的科研机构的工作真正有起色的那要算是伯克利。
  • 在纸面上，这听起来像一个疯狂该死的项目，但劳伦斯是一个非常能干的指导。
  • 劳伦斯发明了一种极好的砸碎原子的工具，但他一直忙于将工具制作得更好，而典型的小科学实验室已经从他的鼻子底下将奖品盗了去。
  • 伽莫夫从量子力学推得，即使是中等能量的粒子束，偶尔也会有粒子贯穿原子核。
  • 结论无可怀疑：科克罗夫特和沃尔顿已经将质子射入锂核。
  • 每个人都得有一些坏习惯。
  • 这里看不到等级序列，没有人真在那里发号施令。
  • 欧内斯特有足够的荣誉拿出去说，这个大家都知道。
  • 利文斯顿只是一双手臂。
  • 当一个像欧内斯特·劳伦斯这样的有着……无意识的、正派热情的人领导一个单位时，总会有事情发生。

奥本海默与劳伦斯的互补与分歧

  • 欧内斯特·劳伦斯和罗伯特·奥本海默是最神秘的一对：欧内斯特，信奉路德教的教师的后代，在中西部地区长大，在政府赠地学院接受的教育；罗伯特，一个犹太商人家庭出身的后代，毕业于哈佛，游学于欧洲的伟大庙堂。
  • 他们生活中的共同点是物理学。但这不是答案的全部，因为他们的科学工作方法也大相径庭：奥本海默是一位理论家，很少去用扳手拧螺栓；劳伦斯则是实验物理学家，他的那些闪现着灵感的小玩意儿改变了物理学——包括奥本海默的物理学。
  • 劳伦斯的实验天才与奥本海默这位理论大家合起来，就形成了你能想象的最强大的物理学团队，他们总是在一起。
  • 他们都有着同样的冲动，就是要将他们所选择领域的新发展开拓到其逻辑的终点——大科学（但其着眼点则看似荒谬地聚焦在无限小的粒子上）。
  • 两人之间的关系很少有像他们这样对我们今天生活的世界产生如此深刻的影响。
  • 奥本海默能很快看透物理本质，然后在信封的背面做计算，并得出所有要点，他的这种能力极强，但要做完并做成一项完美的工作……那不是奥本海默的风格。
  • 他的物理很好，但他的算术很糟糕。
  • 奥本海默的真正才华表现在他的综合能力上。他对物理学的把握使他能够为几乎任何新的实验发现建立起理论基础。
  • 劳伦斯严重依赖奥本海默。例如回旋加速器产生了一个令人困惑的结果，劳伦斯的反应总是：“让我们去问问奥本海默。”
  • 他们有一个共同的驱动力，就是成为舞台的中心。
  • 理论家们在政治上倾向于更自由，自由到变得激进。实验者……在政治上更倾向右倾。
  • 劳伦斯认为，科学家从事任何政治活动都是不合适的——那是“政治鬼混”，正像他在与奥本海默的一次谈话中所称的：“你干嘛要傻不拉叽地去从事这些政治？”
  • 我们是唯一真正了解这个人的人。

实验室工作指南

  • 实验室是科学探索的实践场所
  • 安全第一，遵守所有操作规程
  • 精确记录实验数据和观察结果
  • 仪器使用前必须熟悉操作手册
  • 保持工作区域整洁有序
  • 废物处理需符合环保标准
  • 团队协作提高实验效率
  • 重复验证是科学严谨性的基础
  • 实验失败是学习的重要部分
  • 及时总结并分享实验结果

重氢核事件与科学声誉危机

  • 欧内斯特接到出席索尔维会议的邀请不只是辐射实验室得到了国际科学界的认可，而且为实验室带来一次崭露头脸的机会
  • 他将与欧洲科学界最闪亮的明星们一起讨论核物理学的要点
  • 当他迈步走上去后，他不仅几乎让回旋加速器和辐射实验室的声誉都跟着他颜面扫地，而且大大损害了大科学所承载的美好前景
  • 重氢的核，或氘，或重氢核，反正欧内斯特·劳伦斯让它们彼此都出了名
  • 氘核——重氢核——是由一个质子和一个中子构成的
  • 刘易斯设想了一种包含蒸馏蓄电池用稀硫酸的电解过程，并很快就拿出了氘浓度达50%的样品
  • 劳伦斯对探索利用重氢核的可能性的兴奋程度一点不亚于刘易斯
  • “欧内斯特与氘核束的恋情是一段传奇。”
  • 辐射实验室利用其优势终于成为世界上独一无二的实验室
  • “一夜之间，我们向全世界投出去大量的核物理学论文，” 利文斯顿回忆道，“这是一个旁人还无法进入的领域，因为他们既没有氘也没有这么高的能量。”
  • 所有的轰击，不管是什么靶，打出的都是同样能量的质子
  • 劳伦斯在给科克罗夫特的信中写道：“我几乎不知所措。”
  • 他测得的中子重量直接与卡文迪什实验室提出的值相矛盾
  • 这场小科学与大科学之间的大战正成为索尔维会议上交锋的前奏
  • 玻尔称这个结果是一项“了不起的进步”
  • 《时代》的科学记者威廉·L.劳伦斯将伯克利的重氢核誉为“新的科学奇迹……是用于释放被闭锁在原子核心的巨大能量的最强大的大炮”
  • 劳伦斯已成为《时代》杂志发掘的人才，很快他便作为当代美国科学的象征成为杂志的封面人物
  • 卢瑟福祝贺“劳伦斯和他的同事们这么快就将他们制造的新炮弹用于攻击敌人……这些发展使我感到重新变得年轻”
  • 卡文迪什的科学家们观察到，劳伦斯的靶被污染了——他所谓的伟大发现只是蹩脚技术的产物
  • 劳伦斯信心满满地踏上了行程，他要面对的最难缠的听众正在大西洋彼岸等着他
  • 卢瑟福曾对这个想法泼了冷水：“原子裂解产生的能量是一种非常糟糕的东西……就我们目前的处置能力，以我们目前的知识水平，任何人说可以利用原子能，那都是在放空炮。”
  • 劳伦斯认为，“枪法”应当能够提高到这样一种水平，分裂原子所需的能量将远远低于产出
  • 在会议上，科克罗夫特为卡文迪什对爆炸性氘核的质疑裹了一层糖衣
  • 卢瑟福和查德威克断然声称道，他们在自己的所有打靶实验中都没有观察到劳伦斯所称的那种可疑的轻中子
  • 沃纳·海森伯认为，辐射实验室的实验结果根本无法与核理论相协调
  • “劳伦斯在那次会议上不仅在老朋友面前颜面扫地，而且在其他人眼里也不再神奇。”
  • 查德威克的蔑视尤其令人不堪：“在以后的很多年里，查德威克始终认为伯克利的所有报告肯定都是捏造的。”
  • 卢瑟福对查德威克说：“他就像我当年在他这个年龄时的表现一样。”
  • 劳伦斯似乎是被一种要让查德威克出丑的冲动所驱使
  • 然而，潮流明显是逆劳伦斯而动
  • 图夫所能确认的是：辐射实验室的工作实在是太过草率
  • 卢瑟福的结论意味着，由于短视地坚持可疑的模型，劳伦斯已经错过了发现两种新的同位素
  • 劳伦斯、刘易斯、利文斯顿和亨德森签署了一封给《物理评论》的信，坦诚地承认“对于最初导致我们提出重氢核不稳定性假说的现象，现在已经有了另一种合理的解释”
  • 图夫觉得，劳伦斯在发表这些结果之前不愿意核实，从而给其他实验室的科学家带来了无法忍受的负担
  • 图夫发了篇“更正”，攻击勒布的报告是“错误的和误导性的”
  • 重氢核事件是辐射实验室的一个转折点
  • 劳伦斯告诉库克西：“如果我们对错误过于担心，我们就会永远处于凄惨的境地，因为随着我们向前推进，我们会遇到更多的事情。”
  • 还有一个更严厉的教训正在前方等着，它将表明，再富于灵感的工程技术，离开了注意力集中，都将一事无成

回旋加速器与人工放射性的竞争

  • 约里奥夫妇用α射线轰击铝箔，发现停止轰击后发射仍持续，他们发现了人造放射性
  • 居里夫人用被镭灼伤满是疤痕的手指握住第一例人工制造的放射性元素的试管，快乐激动
  • 辐射实验室因开关联动失误错过发现：关闭回旋加速器的同时也关闭了检测装置
  • 劳伦斯辩护实验室文化：他将提高回旋加速器的性能作为首要任务，纵容了草率和疏忽
  • 库利批评辐射实验室：实验程序太过草率，不利于培养认真研究的学术风气
  • 劳伦斯团队协作风格：每个人都被鼓励对同事的实验提出建设性的批评意见
  • 阿尔瓦雷斯评价：团队研究方法是“劳伦斯最伟大的发明”
  • 回旋加速器产生中子量相当于几磅镭，成为工业规模的放射性同位素的生产工具
  • 劳伦斯调整筹资策略：生物学和医学项目获得大量资金流向
  • 放射性钠的半衰期长达15个半小时，γ射线能量高，比镭更有效
  • 费米最初怀疑劳伦斯的产量数据，劳伦斯回信附赠1毫居里钠-24证明
  • 专利局驳回申请，因团队攻坚难以协调旧专利标准（归功单个发明家）
  • 劳伦斯推动回旋加速器传播：我们都应该熟悉他的技术，带到世界各地
  • 到1939年，近20位物理学家在劳伦斯的机器上受训后，赴全球大学建造回旋加速器
  • 约里奥夫妇因人工放射性获诺贝尔奖，颁奖典礼提及劳伦斯的放射性钠制备方法可应用于医疗

劳伦斯兄弟与辐射医学的开创

  • 欧内斯特和约翰的关系是一种共生关系。约翰给他的伙伴带来了将核研究扩大到生物学和生理学的倡议，欧内斯特则为这种扩张提供了所需的仪器设备。
  • 库欣认为，X射线技术的发展可能“与巴斯德和细菌学一样重要，如果不说是更重要的话”。
  • 欧内斯特和库欣一样深知跨学科研究的价值，但是他的观点没能在校园里得到广泛的认同。
  • 欧内斯特忠告普瓦隆：“这种辐射的强度是如此之大，能量和穿透性是如此之高，以至于我们不得不担心它对我们身体所造成的生理影响。”
  • 欧内斯特从这种效应得出了一个大胆的结论：用斯隆管产生的X射线照射老鼠肿瘤得出的“初步结果”表明：“这是迄今为止辐射实验室取得的最为重要的发展，因为它意味着我们有了一种治愈癌症的方法。”
  • 欧内斯特和约翰计算出中子的生物学作用要比X射线强一百倍。他们提出，一个人允许的每日剂量应为1%伦琴，约为应用于X射线标准的十分之一。
  • 斯普劳尔明确表示，他在我去留的事情上非常着急……他立即向我保证，只要他是这所大学的校长或者除非我疯了，他会不遗余力地支持我和我们的工作。
  • 劳伦斯认为，阿尔瓦雷斯自己的记录证明了实验室能够在关于加速器的研究工作和利用加速器的产出工作之间取得最佳平衡。
  • 欧内斯特和约翰联名发表的第一篇关于放射性同位素的生物医学用途的文章，为医学研究开辟了新方向。
  • 劳伦斯和斯通可能是太冒进了，但他们行走在正确的轨道上。

辐射实验室的辉煌与挑战

  • 核物理中的优异成果现在正稳步地从辐射实验室涌现出来
  • 到1939年年底，辐射实验室在发现核衰变方面一直领先于世界
  • 大科学已明显展示出它的价值
  • 回旋加速器无疑是一只下金蛋的母鸡
  • 科学在本质上的统一性，意味着在知识的地平线的任何方向上的进步都拓展了所有科学的领域
  • 欧内斯特·卢瑟福曾是原子物理学领域老一代的先驱者之一，而欧内斯特·奥兰多·劳伦斯则是新一代的锋线人物之一
  • 由小科学让位于大科学
  • 爱因斯坦的相对论给回旋加速器的能量设置了一个上限
  • 回旋加速器的原理很简单，但它能转起来才非常令人吃惊
  • 对回旋加速器的尺寸和功率的限制主要来自物理以外的其他因素
  • 每所大学中心都应该有一间加速器实验室
  • 碳-14当然是迄今所产生的最重要的放射性物质
  • 回旋加速器是“无与伦比的、迄今为止人类建造的最复杂和尖端的设备”
  • 研究的技术方面同样非常重要，随着这些技术的应用所带来的进展，我希望它比那些努力予以解释的理论更重要
  • 要进入这一新领域，需要建一个更大的加速器

神秘富豪卢米斯与科学革命

  • 这个装备精良的实验室为一个神秘的百万富翁所拥有，他像影子一般悄悄地游走在顶级政商界
  • 阿尔弗雷德·卢米斯的“独特成就”就是“一位不让公众参与其中的公众人物”
  • 阿尔瓦雷斯称他为“最后一位伟大的业余科学家”——从事研究不是为了追求名利而纯粹是为了追求知识和真理的人
  • 好像他人生的每个阶段都需要完美地聚焦到某件事情上，从不被旧的消遣所羁绊
  • 卢米斯始终沉迷于技术——“精巧装置的发明”
  • 卢米斯决然地永远离开了华尔街
  • 像其他的有钱人收集艺术品一样，卢米斯则喜好延揽科学家
  • 卢米斯和劳伦斯立即“一拍即合”，他们的友谊“具有‘完美婚姻’的所有特征”
  • 一个逐渐老去的科学家只有与最年轻的一代保持联系才能保持活跃
  • 大科学的精髓就在于不断地突破现有的研究范围和研究手段
  • 物理学的目标不只是对“自然现象”的发现，而是要用它们做什么
  • 在基金会、大学和工业界之间伙伴关系的推动下，大科学时代现在正式到来

第三部分：炸弹

  • 炸弹的威力与毁灭性
  • 人类对炸弹的恐惧与敬畏
  • 炸弹在战争与和平中的双重角色

原子弹计划的决策与启动

  • 这是9月的一个凉爽的晚上
  • 美国的战时计划，以及三人的生活，都已踏上了新的历程——这个国家正准备建造原子弹
  • 如果裂变放出的中子打到邻近的核上并使它们分裂，它们就会放出更多的中子，产生更多的裂变
  • 可能有效利用核能的日子毕竟不是那么遥远
  • 一块10厘米见方的氘化铀……很可能就会把自己吹到地狱里去
  • 希特勒的成功将取决于它
  • 如果你想在这个世界上获得成功，你不一定要比其他人聪明，你只需要比大多数人早一天行动
  • 铀-235似乎吸收任何速度的中子都能很快发生裂变反应
  • 那天晚上，我心里几乎毫不怀疑，世界正走向悲伤
  • 这需要行动
  • 这种体验就像是“在糖浆里游泳”
  • 我原以为，一旦我们证明了在铀裂变过程中有中子发射，那么让人们感兴趣就不难，但我错了
  • 欧内斯特，你说你相信这些裂变炸弹的重要性。你准备投入几年时间来制造它们？
  • 吉姆，如果你告诉我这是我的工作，我接了
  • 以前，我们一直朝着我们的目标慢跑。现在我们要与死神赛跑

原子弹燃料生产的技术抉择与竞争

  • 他们的任务是从五个选项中选出一个原子弹裂变燃料生产的最有效的方法，但没有一个是明显优于其他的方法
  • 劳伦斯透露，就在珍珠港遭袭击的前一天，辐射实验室已经分离出微量的铀-235，这让在座的吃惊不小
  • 西博格计算过，通过将普通的铀衰变成可用化学方法提取的裂变产物，可以成百倍地提高炸弹所需的原材料
  • 康普顿固执地站在那里。“西博格告诉我，从现在起6个月内，就能得到钚，他保证它可以用作炸弹原料”
  • 科南特轻蔑地哼了一声。“格伦·西博格是一个非常有能力的年轻化学家，但他未必有那么好。”
  • 但他就是这么棒。一旦他定下了生产方法，西博格仅用4个月就完成了任务
  • 劳伦斯将这种新装置命名为“calutron（卡留管）”
  • 科南特尽管对他的科学家们没有能力让某种分离过程一马当先感到不开心，但他还是大笔一挥，为四个方法斥资8亿7千万美元
  • 电磁分离法现在已经超越其他方法成为领头羊
  • 尽管劳伦斯最初自己也有疑虑，但这种工艺配置确实生产出了摧毁广岛的炸弹燃料

橡树岭基地建设与曼哈顿计划推进

  • 1942年6月，万内瓦尔·布什批准买下距田纳西州诺克斯维尔40千米远的一块21000多公顷的土地，作为制造核弹级铀燃料的秘密基地
  • 布什警告陆军参谋总长乔治·马歇尔和陆军部长亨利·史汀生说，你们的延误有可能扼杀这个炸弹计划，这个计划赢得了“一群人，而且我认为是世界上最伟大的一群科学家”的一致认可
  • 曼哈顿计划由此诞生，由莱斯利·格罗夫斯上校掌管
  • 格罗夫斯在接管后48小时内就搞定了收购田纳西地块和划分工作的最高优先级两件最紧迫的任务
  • 格罗夫斯认识到，他的路径只有一条，那就是采用能力已经得到展示的能产生可观数量的铀-235的方法
  • 工厂代号Y-12，将设立在田纳西河流域新的联邦用地的东南端，占地334公顷。它就是后来举世闻名的橡树岭
  • 奥本海默警告说，许多理论问题和技术问题仍有待于解决，因此，如果这种武器要能够及时影响战争的话，设计工作应立即启动
  • 劳伦斯向格罗夫斯保证，如果奥本海默在完成任务时失败了，他将亲自接管
  • 西博格无不嘲讽地这样说道：“这份工作是在用看不见的天平来称量看不见的材料”
  • 1942年12月2日，费米实现了链式反应。康普顿十分高兴，立刻给科南特打去了电话：“吉姆，你会有兴趣知道意大利航海家刚刚登陆新世界”
  • 格罗夫斯计算过，到战争结束时，Y-12的建设费用、工程和电力消耗将超过5亿美元，使其成为曼哈顿工程中最昂贵的部分
  • 劳伦斯预测，每条α赛道一个月能产生300克浓缩铀
  • 在奥本海默的领导下建立不久的洛斯阿拉莫斯实验室估算，制造一颗炸弹所需的铀-235的量翻了3倍，增加到40千克
  • 到1945年1月，工作可谓三头并进。α装置每天生产出超过250克纯度为10%的浓缩铀-235
  • 到1945年7月1日，终于生产出可以装备一枚核弹的核燃料。这些核燃料主要由欧内斯特·劳伦斯的宝贵的回旋加速器一点点收集产出

原子弹的道德困境与三位一体试验

  • 对于从事原子弹项目的物理学家来说，德国在1945年5月7日的投降，使得与他们发明的核弹有关的道德和伦理问题复杂化了
  • 阿道夫·希特勒可能利用原子的破坏力来击败盟国，这一可怕的想法促使许多著名的科学家自愿参与到曼哈顿计划中来
  • 利奥·西拉德深感难以在迫切需要研制炸弹与其使用后的人道主义关切之间取得平衡
  • 西拉德敦促官员，为了避免战后的核军备竞赛，应“不对日本使用核弹，保持其秘密，让俄国人认为我们这方面的研究没有成功”
  • 布什和科南特警告说，美国和英国不可能垄断核技术数年之久
  • “科学家们心里知道，所有这些计划都是过时的，因为未来的战争将会是一种完全不同于现在的战争，要比目前的战斗残酷一千倍”
  • 史汀生陈述道，如果不确立强有力的、分享核弹知识的原则，并将其置于控制之下，那么“与其技术发展相比，目前世界的道德进步状态最终将被这种武器所控制”
  • 奥本海默认为：“我们不认为这只是一种新武器……从其效果——对人类生活的日常事务的影响——上说，其震慑力要远远大得多。它也许破坏或完善了国际文明”
  • 科学小组的结论是：“我们提不出任何能结束这场战争的技术性演示；我们看不出有什么可接受的、具有直接军事用途的替代方案”
  • 奥本海默声称当时梵文《薄伽梵歌》的一句诗跳进他的脑海：“‘现在我成了死神，世界的毁灭者’”
  • 劳伦斯认为：“缩短战争所挽救的生命无疑要比核弹下牺牲的生命多得多。此外，不言而喻……世界必将认识到永远不会再有另一场战争”
  • 奥本海默表示：“物理学家们早就知道其中的罪恶，这是一种他们不能失去的知识”
  • 劳伦斯反驳道：“我是一个物理学家，我不知道什么样的物理学会让我认识到罪恶”
  • 奥本海默强调：国家安全只能“基于使未来战争变得不可能。为此向您提出我们一致的和紧急的建议……应当采取一切步骤，一切必要的国际安排，来达成这一目标”

战后科学繁荣与道德困境

  • 美国物理学家带着两种相互矛盾的感觉从战争中崛起：被誉为英雄，但对工作结果感到负担沉重
  • “过去，科学家对于人类运用他们的无私发现所造成的后果可以不负直接责任，但现在我们不能采取同样的态度” - 詹姆斯·弗兰克
  • 奥本海默对杜鲁门说：“总统先生，我觉得我已经双手沾满鲜血”，杜鲁门回应：“那你不妨就在这里擦干净？”
  • 劳伦斯热切接受公众赞誉，获得总统功勋奖章，咨询合同和政府邀请纷至沓来
  • 辐射实验室预算从预测的8.5万美元/年膨胀到超过200万美元/年，政府资助占主导地位
  • 麦克米兰和韦科斯勒独立发现相稳定性原理，催生同步加速器，突破回旋加速器能量壁垒
  • 劳伦斯积极争取政府资金，告诉基金会官员“如果没有辐射工厂，就没有原子弹”
  • 基金会反思科学成果变成毁灭工具：“对真理的追求最终给我们带来了这样一种工具，借助于它我们已成为我们自己的制度和种族光明的希望的破坏者”
  • 格罗夫斯将军宣称：“我们在他身上押了一个亿，我们赢了”，表达对劳伦斯的完全信任
  • 军方破坏日本回旋加速器引发公愤，但劳伦斯为保持政治关系选择沉默
  • 联邦政府研发投入占比从战前15%上升到战后83%，科学家担忧军方过度影响研究方向
  • 劳伦斯认为科学家参与政治活动是“不幸的”，浪费了本该用于科研的时间精力
  • 467厘米同步回旋加速器成功产生2亿伏特粒子束，劳伦斯实验室成为世界顶尖高能物理研究中心
  • 奥本海默与劳伦斯关系出现裂痕：“他把我看成一个很有潜力的物理学家...但在一定意义上不世故、没有阅历，也不很敏感的人”
  • 布鲁克海文实验室成为伯克利竞争对手，引发加速器建设经费竞争
  • 人工介子的发现成为劳伦斯争取质子同步加速器项目的关键筹码，巩固了伯克利的世界领先地位

劳伦斯的忠诚与科学政治化

  • 第二次世界大战结束后，E.O.劳伦斯个人从未退役。
  • 国家安全是至高无上的。维护这种安全意味着追求一切可以达此目的的最先进的核技术。
  • 要想让人信，项目预算就要做得大。如果做得大，它就会吸引优秀的人。
  • 放射性战争是一门非常接近于劳伦斯教授内心追求的学问。
  • 欧内斯特在塞尔博身上赌上了他的身家性命，并被证明是正确的。
  • 政治讨论与实验室里的科学研究无关。
  • 杰出的人离开了，因为辐射实验室的氛围让那些持异议的人感到他们不是受欢迎的。
  • 忠诚宣誓事件只是加速和放大了它的衰落。

苏联核爆引发的超级炸弹竞赛

  • 杜鲁门总统宣布，在苏联境内探测到“原子爆炸”
  • 美国对原子弹的垄断已经结束
  • 苏联的原子弹不仅意味着危机，而且也是一个契机
  • 超级炸弹项目的规模完全合乎大科学的资源和野心
  • 特勒承认，这些技术问题远未解决
  • 推动原子能委员会资助建造生产规模的重水反应堆，由此得到制造超级炸弹所需的氚燃料
  • 苏联正谋求通过核恐怖来统治世界
  • 劳伦斯和阿尔瓦雷斯向这些立法者的头脑中灌输了这样一个用心险恶的印象
  • 他们担心俄罗斯可能在这场竞赛中走在我们前头
  • 一颗炸弹就能将一大片区域夷为平地
  • 双方在核政策问题上存在巨大鸿沟，怒目相视
  • 他的名字永远与核扩散问题联系在一起，给他的科学遗产蒙上了一层阴影
  • 奥本海默怀疑眼下的科学是否能克服建造超级炸弹所面临的技术挑战
  • 氢弹的无限爆炸威力是其最可怕的特征
  • 超级炸弹可能成为种族灭绝的武器
  • 杜鲁门咆哮道：“我们到底在等什么？”

利弗莫尔实验室的诞生与挑战

  • 氢弹研究的枢纽——利弗莫尔国家实验室——将是欧内斯特·劳伦斯最后的纪念碑。至今，它仍是美国政府规模最大、最隐秘的研究机构之一。
  • 劳伦斯的事业都是靠先设定一个超出现有能力的目标，然后再想方设法兑现他的承诺建立起来的。
  • “如果你有中子，你可以立刻变废为宝”，包括产出钚。
  • 欧内斯特设想的这个直线加速器可谓规模惊人……他估计全尺寸加速器的电力需求为15万千瓦，足以为一个人口30万的城市提供照明。
  • 劳伦斯已经回到了战时的思维模式，即将无限的资源用到对付一个问题上。
  • MTA是战后新环境下大科学管理方面的一个教训。学术界、工业界和政府之间的利益竞争更加激烈，对问题评判的资格变得更高，成功的标准比以前更为严格。
  • 美国需要一个第二武器实验室以作为洛斯阿拉莫斯的补充的想法起源于爱德华·特勒。
  • “如果苏联人在我们之前展示这种超级炸弹，那么我们的情形将是无望的。”
  • 特勒是一个被不可抗拒的激情所支配的人，这种激情甚至超过他强大的理性智慧。
  • 劳伦斯将利弗莫尔看作他自己风格的一种反映，或者更准确地说，是原始辐射实验室的一个复制品。
  • 在利弗莫尔，“没有封地，我们都在一起工作”。
  • 利弗莫尔为自己的失败辩护说，要想积极创新，出现这种结果并非在预料之外。
  • 尽管试验失败了，但原子能委员会仍然力挺利弗莫尔，他们仍对欧内斯特·劳伦斯充满信任。

奥本海默事件与劳伦斯的背叛

  • 斯特劳斯对奥本海默的敌意因为后者反对氢弹计划而加深。
  • 奥本海默宣称：“当我们对限制和决定我们作出选择的重要事实和基本条件一无所知时，我们无法很好地运作，在这些事实只有少数人了解，对外保密，唯恐公众知道的情况下，我们也不能很好地运作。”
  • 奥本海默警告说，在冷战期间，“原子钟滴答作响，走时正变得越来越快”，两个大国之间的致命冲突，“就像装在一个瓶子里的两只蝎子，每一只都能够杀死对方，但必须冒着自己的生命危险”。
  • 斯特劳斯断言，提倡将这些信息向公众公布，不能不说是一种不忠行为。
  • 欧内斯特提出了一个令人震惊的对奥本海默的判断：“不应当再参与到任何政策的形成中来”。
  • 爱德华·特勒认为：“如果公共事务交到其他人手上，我个人会感到更安全。”
  • 拉比厉声说道：“多亏了奥本海默，我们有了一颗原子弹……你们还想要什么，美人鱼？”
  • 奥本海默认为，劳伦斯的政治观点已经演化成他的那些赞助人和朋友的政治观点的反映。
  • 欧内斯特抱怨道：“我几乎可以原谅任何事情，除了对安全人员撒谎。我不能相信，我不能理解。如果一个人能这样撒谎，那他不可能成为优秀的物理学家。”
  • 奥本海默说：“我们彼此几乎没再见过面。”他们的友谊中幸存下来的只有他们共同创造的科学遗产，以及比他们两人活得更久的独特的传奇。

奥本海默案与劳伦斯的科学转向

  • 委员会的大多数成员现在仍认为奥本海默博士是一个安全风险。我不能接受这个结论，也不能接受其背后的恐惧
  • 大科学的经济学创造了一把双刃剑
  • 一个毁掉了像奥本海默这样的领导人的职业生涯的机构，不可能再次赢得国内科学家的全部信心
  • 科学家们再也不能“否认他们对人类利用他们无私的发现负有直接责任”
  • 欧内斯特的基本问题是劳累过度
  • 迎接技术上的挑战正是他的拿手好戏
  • 生产工程是一个非常昂贵的游戏，我们中没有人，包括欧内斯特，明白这意味着什么
  • 欧内斯特可能是全国最忙的人

清洁炸弹争议与核试验辩论

  • 美国人由所报道的辐射危险而引起的担心，并没有因3月31日刘易斯·斯特劳斯在白宫举行的新闻发布会上的拙劣表现而得到些许安慰。
  • 斯特劳斯的话只是引起了人们对核大屠杀前景的担忧，但却没有让公众对核辐射的担忧得到缓解。
  • 艾森豪威尔总统对史塔生说，他“非常肯定，苏联人从来没有考虑过任何涉及核武器存在的检查计划……更别说2万到3万名外国检查员了”。
  • 上帝以全能的力量和善良将原子能的奥秘赐给我们，是为了和平和人类的福祉，而不是为了战争和毁灭。
  • 超级炸弹既可以设计得比较干净，也可以设计得很脏。我们这个时代之所以有些疯狂就是因为有成年人用像人道主义这样的词来描述氢弹。
  • 所谓安全的辐照率的概念根本没有意义，如果人们关注的是对后代的遗传损害的话。
  • 如果我们停止核试，哦，上帝保佑……那么我们就只能使用能杀死五千万人（他们本不该遭屠戮）的武器。
  • 美国将消除氢弹带来的95%的核辐射。
  • 被氢弹爆炸蒸发难道就比被氢弹的沉降物毒杀更‘清洁’？
  • 这种情况下需要过度推销而不是推销不足。

美苏核竞赛与劳伦斯的最后使命

  • 爱德华·特勒宣称苏联卫星的发射对美国是一个“比珍珠港事件更大、更重要的”损失
  • 艾森豪威尔在日记中写道：“科学家之间的一些相互对立是如此激烈，要使他们一起合作几乎是不可能的”
  • 基利安“成功地恢复了科学家对政府的信心，这种信心一度因奥本海默遭迫害而失去”
  • 诺里斯·布拉德伯里指出：“尽管国家在原子武器研发上的投入更多了，但每美元的回报比以前少了”
  • 欧内斯特·劳伦斯说：“我们帮助启动了这件事，我们就必须尽我们所能来解决它。总统有需要，我当然必须去”
  • 奥本海默评价劳伦斯：“他最担心的是自己的地位正在或可能被削弱，这对他来说是一种恐惧”
  • 日内瓦会议达成协议，认定监测核弹试验“技术上可行”，成为禁止核试验谈判不可或缺的前奏
  • 1961年苏联宣布恢复大气层核试验，肯尼迪则坚持暂停核试验方针不变
  • 利弗莫尔实验室通过MIRV系统研制出“高产量、低重量核装置的最终成果”
  • 103号元素以劳伦斯的名字命名为lawrencium（铹），延续了“每次一个原子”的发现传统

大科学的曙光与争议

  • 欧内斯特·劳伦斯点燃了人类探索未知的最强光束，扩展了我们的视野，减少了我们的无知
  • 他将作为回旋加速器的发明者被人们永远铭记，但更重要的是，他应该作为现代科学研究方法的发明者被人们记住
  • 劳伦斯式的实验室让物理学家、工程师和技术人员共同协作，建造更大更复杂的粒子加速器
  • 大科学的特殊性在于它不能轻易地缩小，要么资助到位，否则等于没给
  • 大科学在宣传上的兴盛使得对技术价值的讨论减退为对哪些项目可能在新闻界引起最大轰动的争论
  • 大科学曾不再是学术机构的一部分，而是其本身就是一个机构
  • 欧内斯特·劳伦斯这一代人都是科学界的政治家，他们在和平时期的权威来自第二次世界大战中的角色
  • 科学的20年蜜月期结束了，科学家们的影响力开始减弱
  • 如果没有巨大的努力和巨大的机器，我们根本不知道如何获取物质最微小结构或宇宙最宏大尺度的信息
  • 大科学的未来似乎有赖于企业，其研发重点非常不同于大学、研究基金会和政府的项目
  • 欧内斯特·劳伦斯利用他的天才，不仅揭示了自然界中一些最隐秘的秘密，而且发明了一种新的方法来解决研究大自然的问题

科学史中的概念与术语解析

  • 泡利将错误分成程度不同的三种，由轻到重分别称为“wrong”“very wrong”和“not even wrong”
  • 所谓not even wrong，你可以理解为“那简直不叫错，叫胡扯”
  • 居里是公认的放射性计量单位，定义为1克镭同位素-226的活性（衰变数每秒）
  • 百万吨级爆炸当量是衡量核爆炸能量威力的常规单位，定义为1百万吨TNT的能量当量
  • 原子弹是一种内爆炸弹，有三层结构，通过向心汇聚的爆轰波将核燃料快速压缩达到超临界状态
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