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天时间，仔细地往管里装了8根小镍管。这些镍管按顺序一根比一根长，间
距在1～2厘米之间。它们交替地与震荡器的两根电线相连接。记录结果的仪
器置于玻璃管一端，最长的镍管之后，玻璃管另一端作引入汞离子用。他们
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借来真空系统，还借来了圆形加速器的震荡装置，以便对其理论和工作进行
验证。它的工作原理得到了验证。这台装置成功了。
师生们纵情欢呼，兴高采烈。劳伦斯马上建议增加管子以提供13个以上
的间隙，以便利用220伏供电线最终产生2万电子伏能量。他们做到了这一
点。
劳伦斯和斯通合作得很好。劳伦斯从不用高踞人上的命令口气说话。无
论学生提出任何困难的建议他都不会去泼冷水。他为研究生组织的杂志俱乐
部越来越受到其他教师和学生的欢迎。在那里每个人都可以随心所欲地发表
意见，教授们可能像学生一样受到反驳。当大名鼎鼎的德国教授劳厄和鲁道
夫·拉登保来参观杂志俱乐部的时候，他们被这里缺乏纪律的情况以及年轻
人跟教授们说话时的态度吓了一跳。在这里甚至连博学的奥本海默也被人盘
问，在解释所牵扯到的问题的时候，孩子气十足的劳伦斯经常站在研究生一
边，而“成熟”的奥本海默实际上比劳伦斯还年轻。
到1930年物理系已成为一个活跃的、有创造性的系了，其中劳伦斯作出
了显著的贡献。为此1930年10月21日，校董事们批准提升他为正教授，这
样一来，29岁的欧内斯特·劳伦斯就成了这所学校历史上最年轻的正教授
了。
正在此时，美国同世界其他地区一样出现了经济大萧条，劳伦斯也感到
了这一点，他尽量为困难的学生申请补助或筹划薪金，或把钱借给他们。国
内经济困境没有分散他的注意力，在实验室进行将粒子加速到高能的各种实
验，占去了他教学和其他工作之外的所有的空余时间。他在努力发展质子回
旋加速器。一切都是新的，没有任何经验可供借鉴，回旋加速器比直线加速
器会出现更多的问题。
经过不懈的努力，问题得到了解决。电极上仅有100伏电压，却获得了
相当于1300电子伏的能量。1930年圣诞节期间，劳伦斯借来了一块强度大
一倍的磁铁，1931年1月2日产生了8万电子伏的质子，这正是根据劳伦斯
的计算而预期的能量，至此，对此方法的有效性就不容置疑了。
他决定再建造一台更大的圆形加速器，产生的能量至少应达100万电子
伏。他精确地计算出了所需要的磁铁尺寸。用于圆形磁共振加速器上的第一
块磁体最初只有9英寸的极面，上面绕有十四号线包漆。精心制作的小室开
头只有一个圆形电极——现在由于它的形状像个“D”字母而称为“D电极”，
以及一个更强大的射频系统。一支接地的开有窄缝的金属棒起着另一个电极
的作用。这就使小室的一半可用于调整偏转板，放置靶子，以使高能粒子束
全部打在靶子上。
甚至在它被安装之前，劳伦斯就已经在考虑建造一个更大、电压更高的
机器了。他认为，采用回旋多次加速法是解决在获取和利用高能时所引起的
困难的唯一办法。
劳伦斯成功地说服联邦电信公司把他们原来想制造无线电弧光发电机而
没有用上的磁芯捐献出来。有些人认为他确实失去了理智。这是因为，他还
没有用他那4英寸的仪器证明他的想法是否能实现，比4英寸更大的这台设
备还远未建成，然而他现在却在谈2500万电子伏！甚至一些过去习惯于实验
室里的乐观主义和高昂情绪的学生们也摇头了。但是劳伦斯相信他的工作将
会证明是“划时代”的，他说这是“研究原子核整个领域的新开端”。
在帕萨迪纳大会上，劳伦斯谈到了他的“质子旋转木马”。他虽然对获
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取极高能量的其他方法也感兴趣，但他指出：在获得足够高的能量来击穿一
切元素的核之前，这些方法必然存在一些不可克服的严重缺陷。而采用他的
直线加速器或圆形加速器，就可以获得必需的高能，又不需要极高的输入电
压。但是会上同意他的意见的人不多。
劳伦斯没有受那些议论的影响。他的9英寸大小的回旋加速器已能产生
90万电子伏的质子，他还在不倦地为取得更高的电压而努力。
他们改变了极面的形状，调整了极面之间的加速空隙，从而大大提高了
电流。他们还发现了电磁聚焦，他们现在知道这是改进加速器性能的最最重
要的因素。他把磁极面的直径增加到11英寸。为克服磁场的不均匀性，他尝
试着在磁面与装有电极的真空“盒”之间放上各种形状的小铁片，然后改变
小铁片的形状和放置方法，电流提高了一倍，再做些改变，电流又增加一倍，
这样就发现了电磁聚焦的另一重大特点。1931年7月，使用改变过的测量仪，
在它周边收集到了100万电子伏的离子！劳伦斯通过共振使磁体转动，看到
电流计摆动起来。他能够分裂原子了！这是科学史上一个重大的事件，在此
以前，从来没有人产生过100万电子伏的粒子，而使用的加速器的直径只有
11英寸。
此时劳伦斯在纽黑文认识的美丽文静的姑娘玛丽·希卢默接受了他的爱
并与他订了婚。劳伦斯真是双喜临门。
他申请了用学校一座木制的两层楼安装他的加速器，他还在东部争取到
大笔的财政支援。设备安装好了，大家要求给这个建筑取个名字。劳伦斯开
始称他“穿透辐射实验室”，后来他就称它为辐射实验室。辐射实验室建造
的质子加速器那样大的仪器从来没有任何院校的实验室造过。越来越多的研
究生到伯克利来入学。有的要求无偿为辐射实验室工作。
从此，劳伦斯日夜不停地在辐射实验室与他的学生利文斯顿以及詹姆
斯·布雷迪一起在那个大磁体和它的附件旁工作。他又四处奔走，为实验室
找到足够的助手和足够的经费。此时利文斯顿已用这台大机器将质子加速到
200万电子伏，劳伦斯让他去度假，并让他写信将这一消息告知《物理评论》
的编辑，信的原名必须用利文斯顿的名字，他对利文斯顿说：“功劳是你的，
而我的名字不必在论文上出现。”
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三、古代炼金术士的梦
1932年是世界笼罩着不祥阴云的一年，也是物理百花园丰收的一年：加
利福尼亚的尤里博士宣布发现氢的具有其两倍质量的同位素——氘（dāo，以
后用于热核反应，如制造氢弹）；卡文迪许实验室发现原子核中的中性粒子；
加州理工学院的卡尔·安德森证明了正电子的存在；卡文迪许实验室的科克
罗夫特和瓦尔顿用80万电子伏的高电压装置完成了人类历史上第一次原子
核人工裂变。用12。5万电子伏的能量使锂嬗变为氢。劳伦斯听到这个消息有
些懊恼，因为他两年之间就能用他的11英寸加速器完成这种嬗变。正在度密
月的劳伦斯立即往伯克利发电报，让他的学生用11英寸加速器轰击锂。结果
锂很快蜕变，很快又实现了硼、铝和其它元素的蜕变。
婚后的劳伦斯仍像以前一样勤奋地工作，一天24小时无论什么时候都能
看到他和他的学生及助手在仪器旁做实验或工作。斯通的X射线管产生了百
万电子伏的X射线，可以击穿半英寸厚的钢板，这种装置随后被用在医院中。
他们轰击了各种元素。1933年2月，在回旋加速器内第一次对铀这种当时已
知的最重元素进行了轰击。3月，他将重水电解。为离子源提供气体，然后
将它注入大的回旋加速器内。用锂作靶子，他们观察到了射程和能量比以往
任何时候在天然放射性物质中发现的都要大的α粒子。氘核也产生了中子，
其强度要比用质子轰击的大得多。当诺贝尔奖获得者玻尔听说氘核在分裂8
种元素的过程中的应用时，欢呼“这是令人不可思议的进步。昨天的梦想今
天已经实现了”。
1933年秋季，劳伦斯忙于改进他的加速器，他要鉴定或查实他的有关氘
核崩裂为具有相同射程的质子和中子的假设，并确定正确的中子质量。正当
他忙于解决这个问题的时候，布鲁塞尔索尔维科学委员会邀请他参加索尔维
会议。这个委员会的成员都是世界一流的科学家，如爱因斯坦、玻尔、德释
等。劳伦斯开始简直不敢相信这是真的。学校师生都劝劳伦斯参加，因为这
是“仅次于诺贝尔奖金的荣誉”。
为了给索尔维会议准备更多的资料，劳伦斯加紧了工作。他用300万电
子伏氘核轰击各种靶而且束流的强度也增加了。他在回旋加速器附近安置了
一个小的旧的云室，通过这个云室，无论是反冲计数器或放大器所得的结果
全部证实了劳伦斯的假设，无论是什么元素做靶情况都是如此。强大的中子
束，以及反冲中子和反中子也被观察到了。劳伦斯的观点是正确的。威力强
大的中子辐射使人们对实验者的生理效应担心，但劳伦斯觉得这对医学方面
可能具有相当重要的意义，他告诫他的“孩子们”要小心。
1934年2月24日，劳伦斯读到了一篇法国居里奥一居里夫妇写的一篇
文章，他们用α粒子轰击硼而发生了感生放射性。劳伦斯跑到实验室，调整
仪器，将靶轮转向碳，并将计数器的电路接上，此靶受轰击5分钟之后，回
旋加速器关掉了，打开了计数器。这时计数器喀呖喀呖地响起来。他读完文
章还不到半小时，便观察到放射性。放射性一直是存在的，辐射实验室在几
个月之前就能将它发现，只是要把盖革计数器放进去。他们为此而懊恼不已。
当他用中子使10多种元素具有放射性时，他又用同样的方法对氘核进行
了试验，发现钠也能具有有益处的放射性。他立刻就想到了在医学上应用的
可能性。他给《物理评论》的编辑写了一封信，答应写一篇关于放射性钠的
详细的论文。“对于我们来说，长时间地停止实验工作来写东西是困难的，
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但是我坚持认为，应该写点什么，而且要在这方面树立榜样。实验一完成就
停止工作，开始写作。”他写道。
劳伦斯的实践表明，放射性钠和其他放射性同位素对医学很有价值。他
努力使这些当时只能用加速器制造的同位素为其他学科所利用。他从没失去
当年对医学的兴趣，而且对辐射在医学方面的应用抱着坚定的信心。利用辐
射实验室的成果制造X光机已用于治疗癌症，他本人已被指定为科罗克癌症
研究所的研究顾问。
1934年4月，劳伦斯成为（美国）全国科学院最年轻的院士。
1935年初劳伦斯提出了当束流从室里引出时用直接辐射治疗癌的可能
性。这年夏天，他利用弟弟约翰固车祸受伤的机会让约翰测量安全系数，并
研究将中子用于治疗的可能性。他认为中子束比X射线束扩散的少。放射性
同位素也许可以“钩到癌细胞上，从内部照射它”。斯通认为他的意见有现
实意义，这一点后来在某些类型的癌上得到了证实。
1936年1月，劳伦斯来到著名的哈佛大学访问。哈佛校长提出优厚的条
件聘请劳伦斯，但是劳伦斯已离不开在伯克利的同事、朋友及他的实验室，
经过再三考虑，他决定留在伯克利。校方也作出决定：辐射实验室成为物理
系的一个正式的独立单位，由劳伦斯任主任，并任命一个副主任，一个秘书
和一个机械师，增加实验室的研究经费。
1936年3月28日，伯克利辐射实验室，1100万电子伏的α粒子产生出
来了。只有已知的自然界最稀有的α粒子才能达到这么大的能量。在全国科
学院和物理学会4月份在华盛顿举行的会议上，劳伦斯和密执安大学的詹姆
斯·科克报告了这个成果和第一次把一种元素转变成了黄金的事实。虽然用
以转变成黄金的元素是铂而不是贱金属——千百年来炼金术士都在企图把贱
金属变成黄金——但在元素的转变中，这个变化毕竟是达到了最高峰。
在这些会议上，劳伦斯被一些热心提问的人包围起来。那些冷嘲热讽者
已失去了他们的优势。许多人要求去实验室参观，而更多的人则要求用回旋
加速器束流或中子辐射线来进行各种项目的研究。整个夏天实验室忙得不亦
乐乎。许多著名科学家前来参观访问。
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四、伯克利辐射实验室主任
劳伦斯又着手进行几项设计：把回旋加速器的直径加大10英寸，增加射
频功率，扩大冷却储备量，并把如斯内尔式真空阀门靶子室这样一些改进结
合起来，允许迅速更换靶而不使真空受损；还设计了一个绰号叫“猪鼻子”
的抽空管将束流导离磁场，使其不受回旋加速器的磁力和其它各种力的作
用。回旋加速器的强大辐射使人议论纷纷。劳伦斯要求每个工作人员都要佩
带劳里森式验电器，以便检查遭受照射的情况。他的弟弟约翰也带着成群的、
身上长着癌瘤的老鼠来到这个负担已经过重的实验室进行中子辐射试验。
在辐射实验被正式确定为物理系的独立活动单位之前，它是相当独立的
了。这里的人都是学校的尖子，每人佩带一把钥匙。劳伦斯身边的人与其称
“助手”不如称“朋友”。很多科学家感叹这种“独一无二的令人叹服的通
力合作”。1936—1937年这段时间，劳伦斯的辐射实验室除副主任库克塞外，
还包括6个研究员，8个副研究员，8个副研究员助理，一个技术助理员，一
个机械师和一个秘书。他们都在勒孔特大厦三楼的大办公室里工作。他们当
中，有的来自英国，有的来自加拿大，有的来自意大利。劳伦斯自己有一点
时间就用在实验室里，如果他有时候呆在家里的话，那不是由于生病而遵从
医生的嘱咐，就是因为来了客人或需要处理一些个人的事情。在他的带动下，
全体人员都很勤奋，几乎每个晚上实验室都有人加班，有时则是全体人员。
劳伦斯对他的“小伙子们”，以及对他们的恋爱问题都是很关心的，他经常
对他们提出好心的劝告。在某种意义上来说，工作人员的妻子也是这个实验
室家庭的组成部分。由于实验室的男工作人员都工作到很晚，所以人们常常
称他们的妻子“回旋加速器寡妇”。
研究生们普遍认为杂志俱乐部举办的会议是劳伦斯所作出的重大贡献之
一。来这里的人，不论是教授、学生，都不拘礼节，无拘无束地交谈任何问
题。有些知识渊博、造诣很高的科学家有时会在辩论中驳倒劳伦斯的观点，
尽管如此，劳伦斯往往是对的。奥本海默同劳伦斯争论时常常处于优势。但
不管是否符合逻辑，结果却往往是劳伦斯没有错。这主要在于劳伦斯具有超
凡的直觉，尽管他经常不能把他所了解到的合乎客观实际的东西很好地表达
出来。
实验室还经常举办联谊会以活跃气氛。劳伦斯经常讲一些关于定时参加
体育活动有什么好处的话。他在触身法橄榄球比赛和网球比赛中是一把好
手。他后来又买了一艘游艇，他们以后经常坐上这艘游艇到旧金山海湾附近
航行。
劳伦斯一直注意给予他手下的年轻人应有的名誉。他拒绝在发表论文时
把他的名字加进去；在集体写作的论文上，他也不同意把他的名字排在第一
位，而是主张按字母的顺序排列。
实验室的人员在离开这个集体的时候，总要带上点儿遗憾的心情。但是，
由于他们分赴各地，这个集体的某些精神又被他们带到了其他各处的实验室
去。劳伦斯的既定方针是：要使每一个人都尽可能地获得最好的机会来发展
他们各自的才能。他常常把手下的人推荐到合适的工作岗位上去，尽管他不
大舍得把实验室的优秀人员放走。回旋加速器的理论也因�