Ernest　Orlando　Lawrence，1901～1958

　　勞倫斯一生從事加速器技術(shù)、核物理及其在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上應(yīng)用方面的研究。1928年美國物理學(xué)家伽莫夫（G.Gamow）提出，可以用質(zhì)子代替α粒子作為轟擊物來實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)。由氫原子電離而得到的質(zhì)子能量很小，需要通過電場或磁場進(jìn)行加速，以保證作為“炮彈”的質(zhì)子獲得足夠高的能量。于是，各種類型的粒子加速器逐步發(fā)展起來。1929年勞倫斯提出磁共振加速器（即回旋加速器）的構(gòu)造原理，即利用一個均勻磁場，使加速粒子沿螺旋形路徑運(yùn)動。在運(yùn)動平面內(nèi)，粒子將越過一個加速間隙，間隙里有一外加射頻電場，其變化頻率與離子旋轉(zhuǎn)頻率同相，以保證粒子每一次通過加速區(qū)時都能得到加速。1932年，勞倫斯和他的學(xué)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27厘米，可以拿在手中，能量可達(dá)1MeV）并開始運(yùn)行。后來，在勞倫斯的領(lǐng)導(dǎo)下，在美國建成了一系列不同的回旋加速器。40年代初，這類加速器的能量達(dá)到40MeV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了天然放射源的能量�？梢杂糜诩铀儋|(zhì)子、α粒子和氖核，由此發(fā)現(xiàn)了許多新的核反應(yīng)，產(chǎn)生了幾百種穩(wěn)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。勞倫斯由于發(fā)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(xué)獎。

　　歐洲的許多猶太科學(xué)家為躲避納粹迫害，紛紛遷居美國。他們的貢獻(xiàn)為美國科學(xué)界增光添彩。世界上第一顆原子彈和氫彈的制造成功，有愛因斯坦、費(fèi)米、西拉德、特勒等科學(xué)家相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。 　　然而，美國本土也培育成長了許多科學(xué)家，他們的成就與歐洲學(xué)者交相輝映。除了領(lǐng)導(dǎo)曼哈頓工程制造原子彈的奧本海默外，勞倫斯是其中最優(yōu)秀的一個。

　　1901年8月8日，歐內(nèi)斯特·勞倫斯出生在南達(dá)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(xué)教育，他的母親岡達(dá)也是挪威移民，出生于一個有藝術(shù)傳統(tǒng)的世家。南達(dá)科他州是一個遼闊的大草原。勞倫斯在當(dāng)?shù)厣闲�學(xué)。這時，他就喜歡搗弄電氣、礦石收音機(jī)，并自制電報(bào)機(jī)。中學(xué)時，他是一個無線電迷，熱衷于無線通信和電路實(shí)驗(yàn)。 　　1918年，勞倫斯進(jìn)入圣奧拉夫?qū)W院。第一次世界大戰(zhàn)對美國高校的平靜生活產(chǎn)生了影響，勞倫斯不屬于那種特別優(yōu)秀的學(xué)生。大二時，他數(shù)學(xué)、化學(xué)、英語等課只得C，宗教是D。圣奧拉夫?qū)W院的挫折使勞倫斯轉(zhuǎn)入佛梅林的南達(dá)科他大學(xué)。在大學(xué)他動員校長投資無線電設(shè)備，自己則做實(shí)驗(yàn)激發(fā)同學(xué)的興趣。后來，勞倫斯轉(zhuǎn)學(xué)物理，成績優(yōu)異。 　　他又轉(zhuǎn)入了明尼蘇達(dá)大學(xué)讀研究生，導(dǎo)師是斯旺教授。在斯旺的指導(dǎo)下，勞倫斯打好了電動力學(xué)和磁學(xué)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，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(zhuǎn)動的橢圓體，并用此實(shí)驗(yàn)寫論文。由于他從小做收音機(jī)、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(dǎo)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(jī)賺錢，但收益不大。后來，勞倫斯進(jìn)入芝加哥大學(xué)的賴森物理實(shí)驗(yàn)室工作。在那里，他結(jié)識了猶太物理學(xué)家雅各布森，獲益良多。勞倫斯勤奮工作，成績顯著，在美國物理學(xué)界已經(jīng)小有名氣。許多名牌大學(xué)都邀請他任教，條件十分優(yōu)厚。勞倫斯在耶魯大學(xué)渡過一段美好的時光。

　　加州大學(xué)伯克利分校給了他十分有利的教學(xué)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。勞倫斯在1928年到西海岸開始新的工作和生活。在加州大學(xué)，他的工作激情感染了大學(xué)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(xiàn)上讀到兩只電子管用同步的方法給鉀離子升壓的報(bào)道，受到了很大的啟發(fā)。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(jì)算，發(fā)現(xiàn)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(huán)形，讓帶電粒子在圓環(huán)的每個電子管中同步升壓，將能達(dá)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(huán)里，那么，這個裝置將成為物理學(xué)中前所未有的利器，什么高能粒子的實(shí)驗(yàn)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(dāng)別人核實(shí)他的計(jì)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�！�