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第7章 科技之光(3)

1951年第一台热核装置爆炸成功后,特勒转到利弗莫尔实验室,为原子能委员会从事研究工作。不久,在美国举行了关于奥本海默是否忠诚的意见听证会。特勒不顾来自科学界的很大压力,作了对奥本海默不利的证词,虽然他没有控告奥本海默不忠诚,更没有指控他叛逆,但他抱怨道:“他的行为使我迷惑难解……如果国家大事系于奥本海默以外的其他人之手,我本人将感到更安全一些。”20世纪50年代的政治背景有利于取消奥本海默的安全通行证,有助于特勒通过他的许多老朋友和老同事排斥奥本海默,在以后10年中特勒既没有受邀也没有重访罗斯·阿拉莫斯。

朗道

1908年1月22日生于阿塞拜疆巴库,1968年4月3日殁于莫斯科。前苏联理论物理学家。

朗道的父亲是石油工程师,母亲是位内科医生。他曾就读于巴库大学(1922~1924)和列宁格勒大学(1924~1927),1927年毕业于列宁格勒大学。1929年他访问了欧洲一些科学中心,在哥本哈根他结识了尼尔斯·玻尔(Nicls Bohr),他们建立了长期的工作关系并结下了深厚的友谊。他返回苏联并于1932年由列宁格勒到哈尔科夫,成为那里的两所学院的理论物理组的领导人。1935年任哈尔科夫大学物理学教授。1937年,应彼得·卡皮查(Pyotr Kapitza)的邀请,朗道到莫斯科任物理问题研究所理论物理室主任。1943年成为国立莫斯科大学物理学教授。

朗道对物理学中的许多分枝都做出了巨大的贡献,是他那个时代的最重要的理论物理学家之一。他涉足的领域包括量子力学、原子和原子核物理学、天体物理学、热力学、粒子物理学、量子电动力学以及低温物理学。在莫斯科,他和利弗希茨(E.M.Lifshitz)合作撰写了一部9卷本的理论物理学专著,这部专著于1938年开始出版并获得了极大的成功。由于他对凝聚态(即固态或液态)物质的研究,特别是对液氦的研究,他获得了1962年诺贝尔物理学奖。物理学家将温度低于2.2K的氦叫做氦Ⅱ,而把温度在2.2K之上的称为氦I;氦Ⅱ具有反常的性质即超流性和超导电性。为了解释这些性质,朗道提出了“声子”和“旋子”的概念,所谓声子是一种热能量子,而旋子是涡旋运动的一种基本量子。这些量子的存在已被实验所证实。

在朗道的影响下,莫斯科形成了一个充满活力的理论物理学派。1962年他遇到了一场车祸,尽管人们竭尽全力保全了他的生命,但悲惨的是他的身体况状从此再也没能恢复正常,6年后他离开了人世。

利比

1908年12月17日生于科罗拉多州格兰德瓦利,1980年9月8日殁于加利福尼亚州洛杉矶。美国化学家。

利比在加利福尼亚大学伯克利分校受教育,1933年在该校获哲学博士并留校任教,1941年转到纽约州哥伦比亚参与发展原子弹的工作。战后他被任命为芝加哥大学核研究所的化学教授,1959年重返加利福尼亚大学担任地球物理研究所所长。

利比的主要贡献是大大地改进了测定年代的技术。1939年塞奇·科夫(Serge Korff)发现存在一种放射性同位素碳14。它和普通的稳定性同位素碳12的区别在于它的核中多含二个中子。它被所有含碳物如动植物在其一生中吸收,这就确定了碳12对碳14之比在活的有机物中是恒定不变的。有体机一旦死亡,碳14便开始以固定的可测的速度开始衰变成氮,其半衰期为5730年。

1947年利比和他的学生在芝加哥大学核研究所用高灵敏的盖革计数器研究放射性碳断代技术。他以已知年代的物品如埃及古墓中的木头为对象对这种方法进行了试验。试验证明对于过去5千年内的测定是可靠的,由此推断在放射性碳能够测定的约5万年内,这种技术也是精确的。后来经过改进此法能测定的期限提高到7万年左右。

放射性碳断代技术证明了它对地球科学,考古学和人类学有巨大价值。由于此项发现,利比被授予1960年诺贝尔化学奖。他的主要著作有《放射性碳断代法》(Radiocarbon Dating,1952)。

张明慎

1908年10月10日生于中国太原。华裔美国生物学家。

张明慎在北京清华大学和英格兰剑桥大学受教育,1941年在剑桥获得哲学博士学位。他于1945年移居美国,在马萨诸塞州施鲁斯伯里参加了伍斯特基金会。虽然他从1961年起就在波士顿大学任生殖生物学教授,但仍未脱离伍斯特基金会。

张明慎进行了许多重要的研究项目。这些研究成果不但加深了对哺乳动物受精机制的了解,而且还得到实际应用,像口服避孕药和人卵试管受精移植(1978年由罗伯特·爱德华兹(Robert Edwards)和帕特里克·斯特普托(Patrick Steptoe)作出。1951年张明慎与科林·奥斯汀(Colin Austin)在同一时间发现“为了使精子获得其授精能力需要在输卵管中停留一段时间”,后来称这种现象为“获能”。1957年他进一步证明精液中存在“非获能因子”,尽管这种因子能通过离心精液而被分离出去,但它仍未能进一步被鉴定出来。

张明慎在1959年对兔子卵细胞进行试管受精并将其移植于雌兔体内的工作取得了重要进展。随之在1964年又第一次用啮齿动物进行了对比研究。也正是因为张明慎提供了许多实验基础,格雷戈里·平卡斯(Gregory Pincus)1953年的论文才能指出将孕激素注入兔子体内阻止排卵以起避孕的作用。

弗兰克

1908年10月23日生于圣彼得堡。前苏联物理学家。

弗兰克就读于莫斯科大学。1930~1934年间,在国家光学研究所工作。此后在苏联科学院物理所工作。1944年任莫斯科大学物理学教授。

弗兰克和伊戈尔·塔姆(lgor Tatum)首先对帕维尔·切连科夫(Pavel Cherenkov)1934年发现的辐射作出了解释。这种辐射是由于带电粒子以超过介质中的光速穿过介质而引起的;这些粒子替代了介质原子中的电子,产生电磁辐射;这一效果类似于物体以超音速运动所引起的声爆。

弗兰克、切连科夫和塔姆共享了1958年度诺贝尔物理学奖。

赫尔希

1908年12月4日生于密执安州奥沃索。美国生物学家。

赫尔希于1930年从密执安州立学院毕业,留在那里做有关布鲁氏杆菌化学方面的哲学博士论文,并在1934年得到博士学位。他然后在圣路易斯的华盛顿大学教书至1950年。1950年,他转到华盛顿的卡内基研究所遗传学研究室。

赫尔希因于1952年与马撒·蔡斯(Martha Chase)合作所进行的实验证明了脱氧核糖核酸(DNA)是噬菌体(浸染细菌的病毒)的遗传物质而最为著名。通过应用放射性示踪技术,赫尔希证明只有DNA进入细菌细胞,病毒的蛋白质膜仍然依附在细胞壁外面。然而,病毒的DNA具有重建新的附有蛋白质膜的完整的噬菌体微粒的能力。

1945年赫尔希和萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)各自独立地指出自发突变存在于噬菌体中。第二年赫尔希和马克斯·德尔布吕克(Max Delbrück)也是独立地证明了在同样细胞中的噬菌体之间的基因重组。

由于赫尔希对分子生物学的基本贡献,赫尔希获得1958年艾伯特·拉斯克奖(Albert Lasker Award)和1965年金伯遗传学奖(Kimber Genetics Award)。然而,直到1969年,赫尔希才和德尔布吕克和卢里亚共同获得诺贝尔生理学和医学奖。

克莱门斯

1908年8月16日生于罗得岛史密斯菲尔德,1974年11月22日殁于罗得岛普罗维登斯。美国天文学家。

克莱门斯曾在罗得岛的布朗大学学习数学。毕业后,1930年进入美国海军天文台,在这里从1930年到1963年他担任首席天文学家,从1945年到1958年他还担任航海历部主任,从1958年起他担任天文台科学台长。1963年他在耶鲁被任命为高级研究助理和讲师,1966年成为天文学教授,他持有这一职位直到去世。

克莱门斯的工作主要与地球、月球和行星的轨道运行有关。他与迪克·布劳威尔(Dirk Brouwer)和埃克特(W.J.Eckerr)合作,在1951年发表了一篇基础论文《1653~2060年5颗带外行星的坐标》(Coordinates of the Five Outer Planets1653~2060)。这比50年前西蒙·纽科姆(Simon Newcomb)和乔治·W·希尔(George W.Hill)计算的带外行星表有相当显著的改进。克莱门斯和他的同事们以40天为步长,计算了长达400多年的带外行星的精确位置。这是第一次按步长计算行星彼此的影响,而不是按通常的习惯预先假定:除要研究的行星外的其它所有行星的路径均为已知。

如此宏伟的方案,只有当高速度的计算机出现才可能实现,从1948年起,IBM电子计算机便是他们可利用的计算机之一。每一步长的计算大约要求800次乘和几百次其它的算术运算,克莱门斯曾作过评述,这如果由一个人计算,即使中途完全不错,也需要80年才能完成。

阿马尔迪

1908年9月5日生于意大利卡帕内托。意大利物理学家。

阿马尔迪1929年毕业于罗马大学,在这里他曾在恩里科·费米(Enrico Fermi)指导下学习。和费米及其他人一道,发现快中子能被含氢物质减速,这样能带走部分能量,使其更易与原子核相互作用。他还在τ介子、超子和反质子的研究中作出了贡献。

1937年他任罗马大学普通物理学教授。1952~1954年任欧洲核研究组织秘书长。他还担任过国际理论和应用物理学协会会长(1957~1960)和国立原子核物理研究所所长(1960~1965)。

安巴尔楚米扬

1908年9月18日生于格鲁吉亚第比利斯。前苏联天体物理学家。

安巴尔楚米扬是一位著名的亚美尼亚语言学家的儿子,1928年毕业于列宁格勒大学,1928年至1931年,在列宁格勒附近的普尔科沃天文台从事研究工作。1934年至1946年任列宁格勒天体物理学教授,从1947年起他在位于亚美尼亚埃里温的国家大学享有相同的职位。1946年在埃里温附近,他组建了比尤拉干天体物理台,1944年被任命为该台的台长。

安巴尔楚米扬的工作主要是围绕恒星系——星系和较小的星团——的演化,以及演化期间所经历的过程。1947年安巴尔楚米扬将恒星“成协”的设想引入了天文学。这些就是位于或接近于我们银河系的盘状平面内的热星的稀疏的星群。这些星协必定年青,至多不超过几百万年,因为银河系的引力场将倾向于使它们瓦解。这必意味者在银河系中,星的形成仍然继续进行着。

1955年,对鲁道夫·闵可夫斯基(Rudolph Minkowski)和沃尔特·巴德(Walter Baade)为解释像天鹅A这样的射电源而提出的碰撞星系的设想,他也提出了异议,认为这将产生不出所要求的能量。代之该设想,他提出能源是发生在星系的密集中心处的巨大爆发,这种爆发足以提供由最强的射电源发射的高达1055焦耳的能量。

阿尔文

1908年5月30日生于瑞典诺尔雪平。瑞典物理学家。

阿尔文就学于乌普萨拉大学,1934年获得哲学博士学位。此后,他工作于斯德哥尔摩的皇家理工学院,1945年到1963年担任了专为他设置的等离子体物理学讲座的电子学教授。1967年任加利福尼亚大学圣地亚哥分校教授。

阿尔文因在磁流体动力学领域里的开拓性理论研究而著名。他对导电流体及其与磁场的相互作用的研究,使他和路易·内尔(Louis Néel)共同获得1970年诺贝尔物理学奖,这些工作主要与等离子体(含有带正电粒子和带负电粒子的电离气体)有关。他研究电场和磁场的相互作用,并从理论上阐明了磁场在一定条件下能随等离子体一起移动。1942年,他设想在等离子体中可能存在着某种波动,称为阿尔文波,后来,这些波动在液态金属和等离子体中都被观察到了。

阿尔文用他的理论解释了粒子在地球磁场中的运动和星际等离子体的性质。1942年以及后来的50年代,他创立了一种太阳系起源假说。他假定太阳系起源于一种磁等离子体,它们冷凝成微粒并最终聚集成大的物体。他的理论也被用于研究实验核聚变反应堆中的等离子体的特性。阿尔文的著作主要有收集了他的早期著作的《宇宙电动力学》(Cosmical Electrodynamics,1950)和与阿列纽斯(G. Arrhenius)合著的《太阳系的结构及其演化历程》(Structure and Evolutionary HiStory of the Solar System,1975)。

斯特伦格伦

1908年1月21日生于瑞典哥德堡。瑞典-丹麦天文学家。

斯特伦格伦的父亲艾利斯(Elis)是一位卓越的天文学家,担任过哥本哈根天文台台长。斯特伦格伦曾在哥本哈根大学学习,1929年获得哲学博士学位后,留校工作。1938年被任命为天文学教授。1940年他接任了他父亲的台长职务。后来,他去到美国,从1951年到1957年,他担任芝加哥大学的教授以及叶凯士和麦克唐纳天文台台长。从1957年到1967年,他是普林斯顿高级研究院的成员,1967年他作为天体物理学教授回到了哥本哈根。

在20世纪的30和40年代里,斯特伦格伦从事关于发射星云的开拓性工作,发射星云即是被它们自己的光照亮的星际气体和尘埃的巨大云层。他表明它们主要由电离氢,或HⅡ组成。如果年轻的热星嵌在分布均匀而稀薄的中性氢中,那么,实质上,它们发射的紫外辐射将使气体完全电离。为了满足这个条件,需要热星有大约25000K的表面温度。在距星的某一距离上,即斯特伦格伦半径,辐射的发射光子将不再具有足够的能量去电离氢,导致电离和较冷的非电离区之间出现明锐的边界。斯特伦格伦表明这个距离依赖于氢的密度和恒星的温度。

在猎户星云中发现了由斯特伦格伦描述的那个过程的典型实例。然而,后来的研究表明存在着3种类型的发射星云,其中两种产生于不同的机制。

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