中外科学家发明家丛书：劳伦斯
一位经常给有非凡之才的人作评价的学者谈到欧内斯特·劳伦斯时曾 说：“也许这是我所认识的唯一的天才。”而当这位学者给一个成功的生意 人做结论时，却毫不犹豫地说：“这是一位我所见到的最普通的庸才。”
劳伦斯在美国草原小镇出生、长大，在乡村中小学受教育。但他的成就 在美国屈指可数。他是世界上第一个回旋加速器的制造者，38岁就获得诺贝 尔奖金，是研制第一颗原子弹的领导者之一，开发放射性同位素在医学和工 业上的应用的先驱。在美国大多数科学家向往欧洲的那个时期，他使他的伯 克利辐射实验室成为各大陆物理学家“朝觐”的“圣地”。
一、勤奋好学的青少年时代
1901年8月8日，欧内斯特·劳伦斯诞生于美国南达科他州的一个名叫 坎顿的小城镇。他的祖父是挪威移民，父亲卡尔·劳伦斯，毕业于威斯康星 州立大学，先后在南达科他的州、市、县任过公共学校的督学。母亲冈达·雅 各布森，是中学教师。
劳伦斯自幼就显示出他的自立与勤奋好学。当他7岁半时，他提出来要 自己在复活节假中去衣阿华州拜访表兄托米，这之间有70英里的路程，但他 坚持自己去。父母同意了。当他的姨妈和表兄看到他一个人到来时，简直惊 呆了。
当劳伦斯将近9岁时，他对电产生了兴趣，他和小伙伴默尔收集了废电 池，用氯化铵充电，当把这些电池连在一起时，他们得到了足以开动6伏马 达的电流。他的家里摆满了电火花线圈、铃、蜂音器和马达等。劳伦斯天天 从学校迫不及待地赶回家摆弄他的电气装置。13岁时，他利用一些旧无线电 设备在家里安装了电报接收机，两年后又制成了发送机，他和他的小伙伴可 以用无线电通讯进行联系了。随后，小镇上的人们收听到了来自战火弥漫的 欧洲的惊人新闻，他们还听到了潜水艇和军舰上发出的嘀嘀嗒嗒声。
孩子们成了全城的话题，《坎顿先导》报道了家乡的孩子们不用电线而 只用他们自己制造安装的设备给外州播送信号，其他报纸转载了这篇文章。
劳伦斯17岁时，遵从母亲的意愿上了圣奥拉夫学院，但当时战争狂热冲 击校园，人们无心学习，劳伦斯的成绩也并不理想。
1919年秋他考入南达科他州大学，他上的是医科大学预科。当他发现学 校没有无线电设备后，他说服电气工程学院院长刘易斯·阿克利拨款在科学 楼阁楼上的一个地方安装了无线电设备。阿克利教授也由此发现劳伦斯是个 人才。但他不能理解为什么一个这样急于学习和实验的人竟然不选物理课和 电工技术课，他常常用有启发性的语言谈起物理学界的伟人。在学年结束之 前，他再也忍不住劝劳伦斯学习物理了：“如果你在开学前到这儿来跟我一 起度过8月份，我将使你对物理发生兴趣。如果我做不到这一点，我以后就 再也不跟你谈这个问题了。”
劳伦斯答应了。自此他开始学习物理，并把自己的一生投入到物理学研 究中。1922年7月，他以优异的成绩获得了学士学位。同时他被明尼苏达大 学聘请为教学研究员。
这年秋天，他来到明尼苏达大学，他的导师是著名的斯旺教授。在斯旺 的指导下，劳伦斯打好了电动力学和磁学的坚实基础。他认为：“物理是世 界上最令人激动的专业。”“在世界上没有比科学研究更伟大的工作，也没 有比物理教授更美好的职称。”劳伦斯获得了硕士学位，斯旺教授还把他的 论文寄给自然科学学会，并在《哲学杂志》上发表。劳伦斯通过这篇论文首 次引起外界科学家们的注意。
1923年秋天，劳伦斯被芝加哥大学接受做博士研究生。在此之前，斯旺 已被芝加哥大学聘请为教授。
在芝加哥大学，劳伦斯开始研究钾蒸气中的光电效应。很多老师认为他 的论文题目有些好高鹜远。劳伦斯用木头做了一个支持物，自己吹玻璃做蒸 气喷嘴、容器及烧瓶等。他试了一种办法又一种办法，当他感到一切都很顺 利，准备在记录数据之前进行最后一次调整时，有人从他身旁路过碰了他一 下，于是仪器爆炸了。
那是阴郁的时刻。劳伦斯不得不从头开始。他花了不少时间用各种方法 调整装置，记录数据，并从中发现了新的有价值的材料。
第二年秋天，斯旺转到耶鲁大学教书，劳伦斯也申请了耶鲁的斯龙实验 室公费研究生待遇。1924年9月，劳伦斯来到享誉世界的古老学府——耶鲁 大学报到。
他继续做钾蒸气光电效应实验，然后写完了学位论文。论文再次发表， 劳伦斯的名字开始被科学界知晓。1925年6月他获得了哲学博士学位，当时 他还没满24岁。
1925年2月，斯旺教授提名劳伦斯做国家研究员。只有5％的最优秀的 科学博士才有机会当选。
劳伦斯继续在耶鲁大学从事学习和各项实验。人们注意到作为一个实验 家他之所以有能力，原因之一便是他能及时放弃一个观念，或毫不迟疑地抛 弃那些看上去不会出成果的设计。他先通过实验设法产生速度均匀的电子 束，发展了一种能产生大约10电子伏能量的这种束的磁分析法。他用这个电 子束来轰击汞蒸气，结果得到了关于一个电子可能电离一个原子的几率的性 质这个情况。随后他用电子碰撞法测量了汞原子的电离电位。正是在他取得 学位还不到一年的这次实验，将他稳固地置于新一代物理学家的前列。
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