中外科学家发明家丛书:劳伦斯-第4章
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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
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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）。
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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
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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�
