奥本海默背后真正的大佬：欧内斯特·劳伦斯，和他的「大科学」遗产

在近日上映的电影《奥本海默》中，想必欧内斯特·劳伦斯这个角色给人留下了深刻的印象。他的戏份虽然不多，却是现实中“曼哈顿计划”以及二战后美国基础科研推进的最关键人物之一。

这个名字或许对于一些读者来说略有陌生，但如今大型物理实验设施必备的回旋加速器和拯救“曼哈顿计划”的原子弹关键原料铀235的分离均出自他之手。

是劳伦斯，将范内瓦·布什提交给小罗斯福的著名《科学：无尽的前沿》从一份画大饼的报告变为可落地的现实，以实干家的姿态开创了科研院所调动海量资金和学科资源以完成单一目标的“大科学”时代，让大国之间的科技竞争成为主流叙事。

#01

开了挂的新手期

劳伦斯1901年生于南达科他一个叫做Canton的小镇。这个看似平静而美丽的小镇不知道是搭上了哪根龙脉，盛产林业资源和物理学家。除了劳伦斯以外，他的弟弟约翰是放射医学的奠基人之一，妹夫艾德文研究超有元素并发明了同步加速器，劳伦斯的发小图维则是全美*的大学附属研究中心约翰霍普金斯大学APL的首任所长。

热爱物理学的劳伦斯一路边学边玩的玩到了Yale并获得了自己的博士学位，而此时“小科学”时代的代表卢瑟福还在曼彻斯特的暗室里手搓改革计数器来观察粒子闪耀。

1928年，多家大学向劳伦斯抛来了任教的橄榄枝。由于Yale的同僚质疑他缺乏教职经验和敏感的挪威移民背景，劳伦斯转投年薪更高的伯克利大学任职副教授，并于两年后成为正教授，是伯克利大学最年轻的教授。此时的劳伦斯才刚刚29岁。

当上正教授的同一年，劳伦斯和团队在向碳13发射高能质子的过程中意外发现了氮13，成为了应用于PET扫描的放射性示踪剂。

意外的发现总是一个接一个。这期间某一晚加班，劳伦斯无意瞟到了挪威物理学家罗尔夫·维德勒的文章。虽然文章不是英文的，但是图还是看得懂的。劳伦斯突然产生了用圆形轨道加速粒子的想法，立刻在餐巾纸上画完草图，并用20多美元的成本制造了*台10cm的回旋加速器原型机。

新上任的UC校长罗伯特·戈登·史普罗眼看劳伦斯出活儿（且花的经费越来越多），就引荐劳伦斯加入自己所在的权贵俱乐部--波西米亚俱乐部，结识诸多美国名流及商人，别可着自己学校这一个羊薅科研经费。劳伦斯自此建立了劳伦斯伯克利国家实验室的前身--辐射实验室，并跑通了沿用全球基础科研的商业模式：啥都能干的白工博士生和啥都不问的有钱捐赠人。

事业要搞好，爱情不能少。1932年，劳伦斯与相识多年的女友莫莉步入了婚姻的殿堂，婚礼上哭的稀里哗啦的老丈人是Yale医学院院长乔治·布鲁默，而未来妹夫艾德文·麦克米兰此时还不知道自己会在20年后追随姐夫脚步拿下诺贝尔奖。

接下来的数年，劳伦斯把自己的回旋加速器不断做大做强，不仅完善了设计，也通过和伯克利大学生理学系的合作开发出了在临床治疗的应用，为日后实验室的跨学科合作埋下了种子。

凭借其对高能粒子回旋加速器的设计和制造，劳伦斯与1939年获得诺贝尔物理学奖。此时他才刚刚过完38岁生日不到三个月。

#02

二战与大科学

随着二战的爆发，以及美国在基础科研上显著落后于欧洲，劳伦斯的“大科学”打法冲进了历史的舞台。

在整个1930年代，劳伦斯借助私人慈善家的资金支持，得以创造越来越大的物理研究设备。在以卢瑟福和居里夫妇为代表的“小科学”时代后，劳伦斯是*个组建大团队来建造大型项目以在基础研究中取得发现的代表性人物。

这里要着重提下彼时美国慈善家及产业端的资金赞助。一方面是因为劳伦斯确实能够调动足够体量的资源去妥善使用资金，但更重要的是，产业端的企业家们都看重了核物理作为颠覆能源世代的深厚潜力。

随着时间推移，这些设备变得过于庞大，无法放置在大学校园内，因此在1940年，辐射实验室搬到了位于校园上方山丘上的伯克利实验室现址。在这个时期组建的团队中，就有一个爱戴宽沿帽子、小烟儿不停的好同志--J.罗伯特·奥本海默。

1942年底，欧洲战线愈演愈烈。急于尽早结束战争的美国军方派出代表莱斯利·格罗夫斯访问了劳伦斯的辐射实验室。

当时他正在组织曼哈顿计划，并与J.罗伯特·奥本海默进行了首次会面。奥本海默被派任务组织核弹开发工作，并创立了今天的洛斯阿拉莫斯国家实验室，以帮助保守工作的机密性。

借助军方源源不断向辐射实验室提供的资源和需求，劳伦斯及其同事们依靠回旋加速器的经验开发了电磁富集铀的技术，让原子弹的制造成为可能。劳伦斯的实验室还在近程引信和雷达的研发上有*贡献，与原子弹共同被认为是战争连带产出的三项最有价值技术推进。

关于“曼哈顿计划”，相信电影里会有更戏剧化的描写，这里仅列举一些“大”数字：项目在*时期有13万人为其服务，成本总计花费了20亿美元（折合现在约240亿美元），90%被应用于基础设施建设及原料提取，10%应用于炸弹本身的制作，整个项目覆盖了美英加拿大30余处研发中心。

二战结束后，作为“曼哈顿计划”的主力，辐射实验室信用额度大涨，每年可支配科研预算达到200万美元。这一批资金流向各类大小不同的基础研究项目，让劳伦斯有了比肩和平时期政府部门赞助的科研主导地位。

借助二战期间迅速取得的突破，劳伦斯也将这些技术推向产业界及其他学科。人工放射性同位素被应用于生物研究机构了解如何杀死癌细胞，能源企业也得以一窥原子核发电的秘密。

劳伦斯作为所长一直经营辐射实验室直至于1958年去世。实验室90余年的历史里，有近三分之一的时间是由劳伦斯领导的。他为实验室制定的航向延续至今60余年。

#03

劳伦斯的遗产

时至今日，在体量呈几何级增长之后，实验室的基因依然没有改变。

在伯克利实验室，跨学科合作仍然是不变的主旨。实验室持续的促进不同科学领域的跨学科合作，汇集物理学、化学、生物学、材料科学和工程等领域的专家。这种方法使得研究人员能够从多个角度解决复杂问题，从而产生创新的解决方案和突破。

作为美国能源部的国家级实验室，伯克利实验室固然可以获得政府的资金和支持。这种稳定的资金支持也使研究人员能够进行长期的、高影响的项目，并保持对基础研究的关注。

而作为基础科研工作者，应当始终谨记研究应当着眼于解决人类共同体所面对的社会挑战并坚守长远的目标以应对多变的复杂挑战。

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