歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯(Ernest Orlando Lawrence),美國著名物理學家。1922年歐內斯特·勞倫斯從南達科他大學畢業。1923年,歐內斯特·勞倫斯獲得明尼蘇達大學物理學碩士學位。1927年,歐內斯特·勞倫斯擔任耶魯大學助理教授;1928年,轉到伯克利加州大學任副教授。1930年,歐內斯特·勞倫斯擔任加州大學物理學正教授。1934年當選為美國國家科學院院士,1937年當選為美國藝術與科學院院士,1939年諾貝爾物理學獎得主,加利福尼亞大學伯克利分校物理學教授。1932年設計和制造第一臺高能粒子回旋加速器,并獲得1939年度諾貝爾物理學獎。
勞倫斯創立了著名的勞倫斯伯克利國家實驗室,這是一個在基礎科學和應用科學領域均取得重大突破的研究機構。他發明的回旋加速器(Cyclotron)是一項革命性的科學儀器,利用電磁場來加速帶電粒子至極高的速度,這項發明極大地推動了原子物理學、核醫學以及核能技術的發展。
除了在科學研究上的卓越貢獻,勞倫斯還參與了曼哈頓計劃,主管用電磁法分離制造原子彈用的-235工作,為研制原子彈提供了關鍵技術支撐。
1958年8月27日,歐內斯特·勞倫斯在帕洛阿爾托醫院去世,享年57歲。
個人經歷
1901年8月8日,歐內斯特·勞倫斯出生在南達科他州的坎頓。他的祖父是一位來自挪威的教師。在挪威的特勒馬克市,勞倫斯家族以“腦瓜特靈”而知名。勞倫斯的父親卡爾在美國完成了大學教育,他的母親岡達也是挪威移民,出生于一個有藝術傳統的世家。南達科他州是一個遼闊的大草原。勞倫斯在當地上小學。這時,他就喜歡搗弄電氣、礦石收音機,并自制電報機。中學時,他是一個無線電迷,熱衷于無線通信和電路實驗。
1918年,勞倫斯進入美國圣奧雷夫學院。第一次世界大戰對美國高校的平靜生活產生了影響,勞倫斯不屬于那種特別優秀的學生。大二時,他數學、化學、英語等課只得C,宗教是D。圣奧拉夫學院的挫折使勞倫斯轉入佛梅林的南達科他大學。在大學他動員校長投資無線電設備,自己則做實驗激發同學的興趣。后來,勞倫斯轉學物理,成績優異。
他又轉入了明尼蘇達大學讀研究生,導師是斯旺教授。在斯旺的指導下,勞倫斯打好了電動力學和磁學的堅實基礎,這是他未來取得偉大成功的根基。勞倫斯要制作一個在磁場中轉動的橢圓體,并用此實驗寫論文。由于他從小做收音機、修汽車,所以能克服制作過程中的許多困難。該裝置十分成功。接著,勞倫斯又在斯旺指導下研究獲得高能粒子的裝置。
由于家境不富裕,勞倫斯曾嘗試賣鋁制品和收音機賺錢,但收益不大。后來,勞倫斯進入芝加哥大學的賴森物理實驗室工作。在那里,他結識了猶太物理學家羅曼·雅各布森,獲益良多。勞倫斯勤奮工作,成績顯著,在美國物理學界已經小有名氣。許多名牌大學都邀請他任教,條件十分優厚。大衛·勞倫斯在耶魯大學渡過一段美好的時光。
1925年,勞倫斯在耶魯大學獲得物理學博士學位。1928年,他被聘為加利福尼亞大學伯克利分校物理學副教授,并于兩年后成為該校最年輕的正教授。在圖書館里,勞倫斯被一張產生高能粒子的加速器圖表所吸引,他構思了一個圓形加速室,并提出了回旋加速器的概念。加州大學伯克利分校給了他十分有利的教學環境和實驗設備。
1928年,勞倫斯到西海岸新區開始新的工作和生活。在加州大學,他的工作激情感染了大學生們和同行,一位同事回憶說:“他給人的印象是從手指到全身都充滿了活力,無論走到哪里,這氣氛就帶到哪里。”1929年,勞倫斯從一篇文獻上讀到兩只電子管用同步的方法給鉀離子升壓的報道,受到了很大的啟發。他想,難道不能用排成一列的更多的電子管同步升壓,使帶電粒子獲得更高的電壓嗎?
他非常激動,不斷計算,發現直列式升壓后部的電子管體積功率都十分巨大。如果能組成一個環形,讓帶電粒子在圓環的每個電子管中同步升壓,將能達到幾百萬電子伏的高壓。如果再用電磁鐵把離子束縛在圓環里,那么,這個裝置將成為物理學中前所未有的利器,什么高能粒子的實驗都可以在它中間完成了。
勞倫斯興奮不已。這個裝置如此簡單、有效、高能,為什么前人就沒有想到呢?當別人核實他的計算并問這個裝置有什么用時,他回答說:“我要用它來轟碎原子。”1931年,勞倫斯和他的學生埃德爾森(N.E.Edlefson)和利文斯頓(M.S.Livingston)建成了第一臺回旋加速器(直徑只有12厘米,可以拿在手里,加速粒子能量可達到0.8MeV)并開始運行。后來,在勞倫斯的領導下,在美國建成了一系列不同的回旋加速器。
1936年,勞倫斯的輻射實驗室成為加利福尼亞大學的一個正式部門,他擔任其主任。在第二次世界大戰期間,勞倫斯在輻射實驗室開發了電磁同位素分離技術。戰后,他積極倡導政府資助大型科學項目,并成為“大科學”的堅定支持者。他還支持愛德華·泰勒在利物浦建立第二個核彈實驗室。1937年,勞倫斯當選為美國藝術與科學院;1939年,勞倫斯獲得諾貝爾物理學獎。
主要成就
40年代初,這類加速器的能量達到40MeV,遠遠超過了天然放射源的能量。可以用于加速質子、α粒子和核,由此發現了許多新的核反應,產生了幾百種穩定的和放射性的同位素。回旋加速器對核裂變及核力的研究起著特別重要的作用。1936年勞倫斯獲得南達科他大學科學博士學位。勞倫斯由于發明了回旋加速器以及借此取得的成果而于1939年獲得諾貝爾物理學獎。曾參加原子彈研制工作,將加速器用作質譜儀,從鈾-238中分離出鈾-235。歐內斯特·勞倫斯一生在加利福尼亞大學伯克利分校培養了吳健雄在內的許多科學人才。此外,勞倫斯還支持回旋加速器在醫學放射同位素研究中的應用。
社會職務
參考資料
人物評價
歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯(Ernest Orlando Lawrence,1901~1958) 美國物理學家。耶魯大學物理學博士。一生從事加速器技術、核物理及其在生物學和醫學上應用方面的研究。歐洲的許多猶太科學家為躲避納粹迫害,紛紛遷居美國。他們的貢獻為美國科學界增光添彩。世界上第一顆原子彈和氫彈的制造成功,有阿爾伯特·愛因斯坦、恩里科·費米、西拉德、特勒等科學家相當大的貢獻。然而,美國本土也培育成長了許多科學家,他們的成就與歐洲學者交相輝映。除了領導曼哈頓工程制造原子彈的羅伯特·奧本海默外,勞倫斯是其中最優秀的一個。
個人生活
家庭情況
1900年8月22 日,歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯的父母結婚,父親卡爾·古斯塔夫·勞倫斯(Carl Gustav Lawrence)和母親岡達·雅各布森·勞倫斯(Gunda Jacobson Lawrence)都是教育工作者,1901年8月8日,歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯出生于南達科他州的坎頓,他是家里的長子,家中還有一位弟弟約翰·勞倫斯(John H. Lawrence),生于1905年,約翰是核醫學領域的開創性工作的著名先驅。歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯的父母均擁有挪威血統。他的父親卡爾曾擔任州公共教育總監,后擔任斯普林菲爾德南方州立師范學院和阿伯丁北方州立師范學院的校長。母親岡達是一名教師。小時候從父母那里學到的勤奮、決心、學習、自立和服務的經驗是塑造兄弟二人長大成人的核心價值。
婚姻生活
在上耶魯大學期間,歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯遇到了他未來的妻子瑪麗·金伯利·布魯默(Mary Kimberly Blumer),她是耶魯大學醫學院院長的女兒。大家都叫她莫莉(Molly),兩人相識時瑪麗只有16歲。他們于1932年5月結婚,后來妻子瑪麗隨他搬到加利福尼亞州。歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯夫婦一共育有兩個兒子和四個女兒,約翰·埃里克(John Eric)、瑪格麗特(Margaret)、瑪麗(Mary)、羅伯特(Robert)、芭芭拉(Barbara)和蘇珊(Susan)。
健康狀況
歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯于1958年前往日內瓦,協助談判擬議的《部分禁止核試驗條約》,他在日內瓦期間生病,被送回美國,于1958年8月27日去世,享年57歲。
后世紀念
由于勞倫斯的卓越貢獻,化學元素周期表中第103號元素(鐒)、勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Lab)和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Lab)的兩所美國國家實驗室都是為紀念勞倫斯而命名的。他去世后,加利福尼亞大學董事會將勞倫斯利物浦國家實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室以他的名字命名。1961年,在伯克利發現的第103號化學元素被命名為鋰,以紀念他。
外部鏈接
參考資料 >
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