【假一罚四】大科学
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作者(美)迈克尔·希尔齐克
出版社湖南科学技术出版社
ISBN9787571004583
出版时间2022-05
装帧平装
开本16开
定价89元
货号31434561
上书时间2024-12-26
商品详情
- 品相描述：全新
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作者简介
迈克尔·希尔齐克（Michael Hiltzik）是一位美国专栏作家和记者，曾荣获1999年普利策奖。他因杰出商业和金融新闻获得了两项杰拉尔德勒布奖。他的著作包括：《巨人：胡佛大坝建设的动荡、激动人心的传奇》（Colossus: The Turbulent, Thrilling Saga of the Building of Hoover Dam）和《新政：现代史》（The New Deal: A Modern History）。
目录
引言：创造与毁灭
第一部分：机器
1 英雄时代
2 南达科他小子
3 “我要出名了”
4 垫片和封蜡
5 奥本海默
第二部分：实验室
6 重氢核事件
7 回旋加速器共和国
8 约翰·劳伦斯的老鼠
9 桂冠
10 卢米斯先生
第三部分：炸弹
11“欧内斯特，你准备好了吗？”
12 赛道
13 橡树岭
14 通向三位一体之路
15 接踵而来的战后繁荣
16 宣誓与忠诚
17 超级炸弹的阴影
18 利弗莫尔
19 奥本海默事件
20 小科学的回归
21 “清洁炸弹”
22 103号元素
尾声：大科学的曙光？
致谢
内容摘要
《大科学》讲述了一个人和一项发明是如何改变科学研究的进程，并使科学研究为政府和工业服务的。
90多年前，在美国加州伯克利，一个有物理学天赋又足智多谋的年轻科学家琢磨着他的新发明，并宣称：“我要出名了！”他就是欧内斯特·劳伦斯。他的发明——回旋加速器——将彻底改变核物理学，而那仅仅是其影响的开始。加速器改变了科学研究的模式，其影响直到今天仍然在发挥重要作用。它加深了我们对大自然基本构成要素的理解，它还为赢得第二次世界大战提供了巨大帮助，它使学术界、工业界乃至国际事务都深受其影响，它孕育出原子弹和太空计划。这是大科学的开始。
劳伦斯为此荣获了诺贝尔物理学奖，并成为美国总统和业界领袖的知己。在本书中，我们可以看到劳伦斯和他的同事们在发明加速器和发现各种科学事实中所表现出来的热情，看到他们因工作中的重大失误而带来的沮丧。作者为我们今天视为当然的小科学向大科学的转变这一现象提供了一种新的视角。
主编推荐
★这是一本扣人心弦的关于大科学及其创立者的传记。大科学指的是由重大科学项目驱动的工业规模的研究模式，如外太空探测、原子弹、登月工程，它不仅需要大量跨学科人才，还需要大量的资金和管理。
★本书从劳伦斯/伯克利辐射实验室的角度，而不是奥本海默/洛斯阿拉莫斯的角度，讲述了回旋加速器的发展以及它在原子弹、氢弹的研制过程中的作用的精彩故事。
★大科学的成功给科学家带来了巨大的荣誉，但随着项目越来越大，占据压榨了公共资源，反对的呼声开始起来，比如围绕美国SSC，中国北京正负电子对撞机的争论，今天我们审视大科学的由来，对于当今中国如何开展大科学研究模式很有借鉴和启发。
精彩内容
尾声：大科学的曙光？
那些最了解欧内斯特的人也许从中听到了雷蒙德·福斯迪克20年前证词的回响，当时他代表洛克菲勒基金会为184英寸回旋加速器拨款115万美元，称这个装置为“一个强有力的象征，它代表着人类对知识的渴望，是人类精神最高尚的表达方式，是人类对真理无畏探索的象征。”而那些更实际的头脑则在思考欧内斯特是如何管理好这个研究机构的。“他将作为回旋加速器的发明者永远被人们铭记，”L.阿尔瓦雷斯在美国国家科学院纪念馆这么写道，“但更重要的是，他应该作为现代科学研究方法的发明者被人们记住。”在随后的几十年里，欧内斯特·劳伦斯做科研的方式依然是一个样板。当然，即使没有他，大规模跨学科的实验室依然有可能创建出来，因为高能物理学的发现创造了其自身对更大、更复杂和更昂贵加速器的需求。但劳伦斯式的实验室的发展似乎只有在检讨过去时才能避免。对于欧内斯特的同代人和继承他的第一代科学家来说，大科学可能还有许多其他的途径可遵循。对他们来说，他发明的这种让“物理学家、工程师和技术人员可以共同协作，来建造更大、更复杂的粒子加速器”的大实验室是美国独有的，也是独一无二的。例如，正是欧内斯特·劳伦斯，将加速器实验室的工程师的地位提高到与物理学家同等的地位。相比之下，欧洲的物理学家则“倾向于躲避工程技术上‘肮脏’的细节”。这就很好地解释了为什么欧洲在加速器技术方面会落后于美国，虽然它也可能鼓励在欧洲大陆采取一种更自由、更少及其约束的物理方法。
劳伦斯领导下的辐射实验室所产生的动力将物理学带入到20世纪70年代。1959年，温伯格——未来的诺贝尔奖得主（1979年因对电弱相互作用理论的贡献而获奖）——来到辐射实验室做博士后。当时比尔·布罗贝克正在山顶上按照欧内斯特的遗愿建造质子加速器Bevatron。温伯格回忆说，Bevatron“是专门为将质子加速到足以产生反质子（带负电荷的质子）的能量而建造的。不出所料，反质子被创生出来。”但还有许多其他类型的粒子有待发现，这就要求人们建造一代又一代的新加速器来破解新的谜团。这些加速器能量更高，当然也更昂贵。第一代的玻璃腔加速器和蜡封加速器分别始于27英寸和37英寸回旋加速器，接着发展出60英寸和184英寸加速器，但到了Bevatron，加速器已经太大，不适合建在深谷；也太昂贵，无法由一个大学来筹资建设。所以新机器都是由学术共同体和大学-政府合作机制来建设的。前者的例子是欧洲核子研究中心，后者如芝加哥大学之外的费米实验室。新一代科学装置的规模远远超出了历史上以往任何科学装置的规模。按照温伯格的话来说，它们在伊利诺伊大草原上和在法国与瑞士的边境地带，已经成为一道“特色景观。”但在欧内斯特·劳伦斯去世后的短短几年里，怀疑论者质疑他的方法所培育的企业的规模和成本的呼声又开始甚嚣尘上。在这些持怀疑态度的人中就有物理学家阿尔文·温伯格。巧的是正是他在1961年提出“大科学”一词。世事难料，还是这个温伯格，后来成为橡树岭国家实验室的主任。这间实验室是由欧内斯特·劳伦斯和格罗夫斯将军为采用电磁分离法来浓缩铀而成立的。但现在这个位置给了温伯格一个独特的、有利的观察视角，使他能够从中调查欧内斯特·劳伦斯播下的研究成果。
温伯格提出了关于大科学的三个基本问题：它会破坏科学吗？它是否会在经济上毁了国家？我们是否应该将它所支配的资金用于（例如）根除疾病和其他直接针对“人类福祉”的努力，而不是用于诸如太空旅行和粒子物理学之类的“壮观”方面？
仅仅是这样问问题就已经暗示答案必然是肯定的。温伯格观察到，大科学在宣传上的兴盛使得对技术价值的讨论减退为对哪些项目可能在新闻界引起最大轰动的争论。大项目过多的资金鼓励人们去更多的建造但却减少了人们的思考：“人们自然会急于花钱而不是思考——想着订购一台价值107美元（1000万美元）的核反应堆，而不是想着如何利用手边的反应堆设计一个关键性实验。”温伯格指出，大科学对研究和大学的影响已经引起人们的不安。他写道：“我怀疑大多数美国人更愿意有一个首先给世界带来治愈癌症的社会，而不是一个首先将宇航员送到火星上去的社会。”另一些人则关注大科学对传统学术结构的影响。这种学术结构将基础研究、应用研究和教学融合为一个统一的、多方面的整体。一旦物理学家的机器打破了大学校园的界限，那么这种关系就将开始瓦解；在二战、朝鲜战争和冷战期间，军用资金的主导地位已使这种局面变得更加支离破碎。 在庆祝辐射实验室成立五十周年的座谈会上，约翰·伯特伦·亚当斯告诉他的听众：“当机器大到大学环境容纳不下时，进行实验的地方与学生学习物理的地方将出现分离……教授一门专业课程。比如说在哈佛大学，需要你有特别强健的个性；而在（比如说）费米实验室或欧洲核子中心进行一项重要实验，则需要你有强烈的责任心，尤其是在这个实验需要持续数年的情况下。”大科学曾不再是学术机构的一部分，而是其本身就是一个机构。在数十亿美元的机器上做实验必须得到委员会的批准，委员会的决策不仅仅取决于所申请项目的客观价值，还取决于他们对申请人的声誉及其在所属领域中的地位的主观判断。但随着欧内斯特·劳伦斯的去世，实际上是他这一代人的整体远去，这种科学研究风格与过去那种建立在偶然发现基础上的研究之间的日益扩大的鸿沟已经消失。在他生前主持辐射实验室的那些年里，欧内斯特亲自执掌实验指导委员会，亲自直接指导研究，或通过他对顶级助手的选择来间接指导研究。在辐射实验室，重要的研究通常被定义为欧内斯特·劳伦斯、L·阿尔瓦雷斯，或埃德温·麦克米兰希望探求的任何一项研究。
欧内斯特·劳伦斯这一代人都是科学界的政治家。他们在和平时期的权威来自于他们在二战中所扮演的角色。在战后的30年里，这一代人中的许多人已经去世：J.罗伯特·奥本海默去世于1967年，亚瑟·霍利·康普顿去世于1962年，万尼瓦尔·布什去世于1974年。下一代人中没有任何人能像他们那样受到国会议员或白宫的尊重；没有人能像他们当年那样声称代表科学界的统一利益。没有人有欧内斯特·劳伦斯那样的筹款能力。
恰逢对新加速器的需求与日俱增之际，同时在另一方面，甚至连物理学家也开始怀疑加速器的必要性的历史节点上，美国科学界的一批最伟大、最有影响力的科学家去世了。对于粒子物理学家——在回旋加速器时代，他们是科学发展的主宰——来说，需要更大、更高能量的机器是一种信念。“如果没有巨大的努力和巨大的机器……我们根本不知道如何获取物质最微小结构（高能物理学）或宇宙最宏大尺度的信息。”辐射实验室的资深研究人员、后成为斯坦福大学极具竞争力的高能加速器计划的负责人皮夫·帕诺夫斯基在1992年这样写道。不仅如此，这些项目还具有这样的特点：要么资助到位，否则等于没给。“大科学的特殊性在于它不能轻易地缩小，”温伯格观察到。他在文章中写道，设计一台新的花费数十亿美元的加速器，目的是用来在巨大的地下隧道里让两束相向飞行的粒子束迎头碰撞并粉碎，“建这样一条加速器隧道，如果只建半个圆是一点用处都没有的。”但不是所有的科学都是物理学，也并不是所有的物理学都是高能物理学。
随着曼哈顿项目的科学领导人在上世纪60年代中期陆续离开战场，对科学家在制定国家重点项目上的作用的疑虑也变得越来越强。“科学的这个20年的蜜月期结束了，”《科学杂志》的编辑菲尔·埃布尔森（PhilAbelson）在1966年这样写道。埃布尔森曾是辐射实验室的研究人员，参与过用于制造原子弹的热扩散法分离铀工艺的开发过程。
这是一段盛大的蜜月期。在这个始于广岛的20年中，在苏联人造地球卫星的强大助力推动下，科学家成为对政治生活的各个方面都产生重大影响的人物。从战争中走出来的万尼瓦尔·布什、欧内斯特·劳伦斯和他们的同事们能够说服国会，“不论是其自身的缘故，还是出于其他原因，基础科学都是值得支持的，它不需要与实用结果有太密切的联系，”哈佛大学公共管理专家唐·普莱斯（DonK.Price）评论道。杰出的科学家成了“政治动物”，就职于（政府的）武装部队工学院的政治科学家拉尔夫·桑德斯（RalphSanders）在《原子科学家公报》中写道，“总统的科学顾问现在可以对许多问题发表评论。而搁在40年前，这可是政治家们独享的权力……今天，大批科学家奔波于公共事务领域，急于解决越来越多的问题。”政治家们之所以让渡这种权力，是因为他们已经“被科学的辉煌成就搞得眼花缭乱，对科学的深奥本质感到不安，并且对苏联在科学上的挑战感到困扰。”这个过程始于欧内斯特·劳伦斯，但在他去世后，这种局面已经无可估量地形成了。
媒体评论
“迈克尔·希尔齐克讲述了一个史诗般的故事，一个是悲剧也是胜利的竞技场，他讲得很好。”
——普利策奖得主、历史学家里查德·罗德斯
“20世纪的科学发生了一系列革命，不过什么都比不上在微秒的时间尺度上引爆颗原子弹。本书从劳伦斯/利弗莫尔的角度，而不是奥本海默/洛斯阿拉莫斯的角度，讲述了回旋加速器的发展以及它在原子弹的研制过程中的作用的精彩故事。迈克尔·希尔齐克为我们今天视为当然的小科学向大科学的转变这一现象提供了一种新的视角。书中最后部分对劳伦斯试图回归小科学的描述尤其精彩：你如何鼓励一小群科学家来产生大的成果而不是反过来呢？
——乔治·戴森，《图灵大教堂：数字宇宙的起源》一书的作者
“当年，爱因斯坦在伯尔尼的局独坐时提出了有名的新时空理论。而今天，许多基础研究工作都需要大量的预算、精密的设备和庞大的研究人员。科学是如何变成为“大科学”的？在这本引人入胜的书中，迈克尔·希尔齐克为我们讲述了这一非凡演变过程的故事。这是一本扣人心弦的关于大科学及其创立者的传记。”
——马里德·利维奥，天体物理学家、《聪明的错误》一书的作者。
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