[科普]美國國家實驗室的由來及其開展歷程
導(dǎo)讀：
國家實驗室，包括利弗莫爾、伯克利、洛斯阿拉莫斯、阿貢、橡樹嶺和布魯克海文，它們長期占據(jù)美國科學(xué)界的中心位置。這一體系，代表了美國科學(xué)界長期以來，在對知識的追求與社會應(yīng)用之間、純粹理論與實用之間矛盾的一種新的解決辦法。
國家實驗室里的科學(xué)家們不僅開展核武器、反應(yīng)堆等一系列塑造了美國冷戰(zhàn)政策與文化的技術(shù)，還召開物理、生物醫(yī)學(xué)的研究，它們從根本上改變了 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 對自然界的認(rèn)知。所有這些都在資金、設(shè)施、人力方面付出了巨大的代價，也致使美國科學(xué)界的框架發(fā)生了重大調(diào)整。
那么，美國的國家實驗室是如何來的，其開展歷程又是怎樣的？本文對美國國家實驗室開展之初的歷史進行了梳理。
阿貢國家實驗室。圖源：John Hill for Argonne National Laboratory, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons
曼哈頓計劃
遠(yuǎn)在美國加入第二次世界大戰(zhàn)之前， 當(dāng)核裂變被發(fā)現(xiàn)的消息于1939 年傳到美國后，大學(xué)里的科學(xué)家們就已開始探索其潛在應(yīng)用，這是一個眾所周知的故事。
眾人的努力很快集中到科學(xué)研究與開展辦公室支持下的哥倫比亞大學(xué)、芝加哥大學(xué)、普林斯頓大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的校園，科學(xué)研究與開展辦公室是在萬尼瓦·布什（Vannevar Bush）倡議和領(lǐng)導(dǎo)下于 1941 年 6 月創(chuàng)建的一個執(zhí)行組織。布什和科學(xué)研究與開展辦公室很快得到了來自伯克利和英國關(guān)于核彈可行性的報告，并將核裂變項目聚焦于武器研發(fā)的計劃。珍珠港事件進一步加快了研究步伐，并使科學(xué)家們審視以下幾點：項目分散后的協(xié)調(diào)困難、因重復(fù)造成的延誤，以及集中于一個地點召開裂變研究的優(yōu)勢。
1941 年 12 月下旬，亨利·史密斯（Henry Smyth）提出創(chuàng)建一個核研究中心實驗室。作為普林斯頓大學(xué)物理系主任，史密斯認(rèn)為，一些大學(xué)寧愿同意教師離職去中心實驗室而不是去有競爭關(guān)系的大學(xué)工作。幾天后，史密斯就簽署了一項由其普林斯頓大學(xué)同事米爾頓·懷特（Milton White）提出、由卡爾·康普頓（Karl Compton）和李·杜布里奇（Lee DuBridge）給予建議的計劃。后兩位與麻省理工學(xué)院輻射實驗室協(xié)作召開雷達(dá)研究，熟悉大型中心實驗室。懷特敦促建立一個由政府在“一個工業(yè)區(qū)”運作的單一核能研究實驗室。
幾周后，各個核研究團隊的代表見面并就集中化的優(yōu)勢進行討論?？柕牡艿軄喩た灯疹D（Arthur Compton）在芝加哥大學(xué)的基地指導(dǎo)科學(xué)研究與開展辦公室召開裂變物理研究，他考慮了各地的優(yōu)勢并萌生了在伯克利進行集中研究的想法。最終，亞瑟決定讓其他人搬到芝加哥來。他將該集中計劃命名為“冶金實驗室”（簡稱 Met Lab），起這樣的代號旨在掩蓋其真實目的。
1942 年全年，冶金實驗室一邊招募員工，一邊協(xié)調(diào)仍在其他地區(qū)繼續(xù)召開的實驗，同時開始鈾堆臨界實驗。該實驗室項目包括從核反應(yīng)堆中受過輻照的燃料元素里分離钚元素。電磁分離鈾同位素的一些工作繼續(xù)在伯克利進行。當(dāng)項目負(fù)責(zé)人開始展望科研之外的未來生產(chǎn)，他們遇到了集中化的問題。制造原子彈需要大面積的生產(chǎn)廠房來分離鈾與钚同位素，可這需要超過 1 億美元的建造與運營費用?？茖W(xué)研究與開展辦公室意識到無法勝任這一工作，于是在 1942 年 6 月將生產(chǎn)工廠的職責(zé)移交給陸軍工程兵團，軍方在 9 月份全面掌控了原子彈項目（包括研究任務(wù)），并任命一位曾指導(dǎo)建設(shè)五角大樓的陸軍工程師萊斯利·格羅夫斯（Leslie R. Groves）負(fù)責(zé)。陸軍工程兵團在紐約設(shè)立了一個辦公室（稱為曼哈頓工程區(qū)）來監(jiān)督施工。
格羅夫斯第一時間召開的行動之一就是獲取一片建設(shè)用地作為之前所提議的生產(chǎn)工廠。冶金實驗室的科學(xué)家們早就意識到在一座大城市中心建造一座核反應(yīng)堆的危害，同時出于空間和安保方面的要求，也需要選擇一個更偏遠(yuǎn)的地方。
亞瑟·康普頓在一次春季騎馬行程中選擇了芝加哥西南 25 英里（1 英里約為1.609 千米）處阿貢森林中的一個地點。軍方在 8 月份收購了土地，但阿貢的工程建設(shè)在勞動力上遭遇困境，這迫使冶金實驗室的科學(xué)家們只能轉(zhuǎn)向在大學(xué)足球場下的壁球場內(nèi)，暗中建立第一個核反應(yīng)堆。冶金實驗室仍計劃將阿貢作為最終的、大規(guī)模全面生產(chǎn)的一個大的試驗工廠，但這很快超出了阿貢的容納范圍。格羅夫斯將田納西州東部諾克斯維爾西北 25 英里處的科林奇河谷作為生產(chǎn)工廠。該地可順利獲得田納西河流域管理局取得電力以及從河中抽取冷卻反應(yīng)堆所需的水，而科林奇河的隔離效果比康普頓所提議的位于密歇根州的選址更為安全，也更有保障。
9 月，科學(xué)研究與開展辦公室下設(shè)的一個委員會建議冶金實驗室使用田納西州的大片區(qū)域作為試點工廠廠址，康普頓同意了。冶金實驗室的第一個反應(yīng)堆仍會搬到阿貢。同時，格羅夫斯讓杜邦公司接管田納西州的反應(yīng)堆及核素分離工廠的設(shè)計與建造。到 12 月，連田納西州的這個地點似乎也太小了，格羅夫斯和杜邦公司決定尋求另外一個可以全面滿足鈾-石墨反應(yīng)堆與钚分離工廠所需要的地點，并在華盛頓州的漢福德找到了合適的廠址。盡管冶金實驗室的科學(xué)家們有幾分不情愿，杜邦公司仍想在他們的幫助下在田納西州建設(shè)中試反應(yīng)堆和工廠，而在阿貢只保留一個小反應(yīng)堆。
因此，該項目在芝加哥一被合并，就因?qū)嶒灧磻?yīng)堆所需要的安全、安保、空間及水電供應(yīng)等因素，而被再次分散到新的地方；分散過程始于 1942 年春天，在曼哈頓工程區(qū)創(chuàng)建之前。1943 年間，一些后來被稱為克林頓實驗室（Clinton Laboratories）的物理、化學(xué)以及輻射防護物理實驗室在田納西州橡樹嶺鎮(zhèn)附近相繼建立起來。1943 年 11 月，克林頓反應(yīng)堆變得至關(guān)重要。同一時期 1943 年 2 月，芝加哥的科學(xué)家們在恩利克·費米（Enrico Fermi）指導(dǎo)下重建了他們的初代反應(yīng)器，當(dāng)時就已稱為阿貢實驗室。直到 1944 年 5 月，阿貢實驗室才成為獨立組織（盡管其職員仍然在冶金實驗室領(lǐng)取工資），此前它不斷是冶金實驗室的一個分部?？肆诸D實驗室和阿貢實驗室組織組織相互獨立并不意味著工作計劃獨立：克林頓反應(yīng)堆為冶金實驗室和其他曼哈頓計劃站點裝備了钚和其他放射性材料；阿貢和克林頓實驗室為漢福德反應(yīng)堆給予了大量中子用于測試材料；兩個實驗室工作人員均由冶金實驗室配備。
反應(yīng)堆不是促使原子裂變研究分散開的唯一外力。原子裂變研究中的一個站點是建于新墨西哥州一處遙遠(yuǎn)臺地的新實驗室，由克林頓實驗室給予钚，并由芝加哥派駐工作人員。不像反應(yīng)堆的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)研究，快中子研究不斷分布于包括芝加哥在內(nèi)的數(shù)個實驗室。負(fù)責(zé)快中子研究的物理學(xué)家羅伯特·奧本海默（J. Robert Oppenheimer）曾批評該計劃缺乏協(xié)調(diào)性，各實驗室實驗測量得到的散射截面經(jīng)常得不到一致的結(jié)果。1942 年 9 月，奧本海默極力主張快中子研究項目應(yīng)在從芝加哥分離出來的一個新實驗室中集中進行，以便將工作聚焦于炸彈本身的研發(fā)。作為快中子研究的帶頭人，奧本海默的前任格雷戈里·布萊特（Gregory Breit）也因相反理由得出相同的結(jié)論。布萊特在 1942 年 5 月辭職后，抱怨芝加哥缺乏安保并需要更嚴(yán)格的分工，認(rèn)為可以順利獲得在芝加哥郊外隔離研制武器的工作來達(dá)到這一目的。當(dāng)格羅夫斯的科學(xué)顧問詹姆斯·科南特（James Conant）收到布萊特的投訴時，格羅夫斯自己也收到了奧本海默的抗議。于是，他批準(zhǔn)創(chuàng)建一個新的實驗室。
選址再次取決于安保與安全——爆炸實驗需要隔離，針對外部攻擊和間諜活動所采取的安保措施也許更為重要，要讓外人難以接近。格羅夫斯將軍最初考慮將新實驗室建在橡樹嶺，但奧本海默不想實驗室與生產(chǎn)單位有如此密切的聯(lián)系。他們轉(zhuǎn)向西南方搜索，在洛斯阿拉莫斯牧場學(xué)校（Los Alamos Ranch School）內(nèi)選定了一個站點，學(xué)生們則被即刻驅(qū)離。格羅夫斯選定奧本海默領(lǐng)導(dǎo)該實驗室。戰(zhàn)時實驗室選址偏遠(yuǎn)，會顯著影響未來的人員招募和項目召開。
建立洛斯阿拉莫斯實驗室的動因與創(chuàng)建芝加哥冶金實驗室的一樣，即集中化管理，這也使得曼哈頓計劃中實驗室增加且分散了。格羅夫斯和奧本海默都認(rèn)定第一時間要確保安全，洛斯阿拉莫斯應(yīng)成為一座軍事實驗室。軍方會委任奧本海默為中校，核心科學(xué)職員為少校。這位擬任中校在著手建立實驗室隊伍時很少顧及計劃中的其他實驗場所：“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)開始實施一項不擇手段地招募任何可用之才的政策?！比欢?，科學(xué)家們對于在軍事管制下工作的計劃有所畏縮，認(rèn)為這可能會妨礙他們的自主性。
格羅夫斯和科南特試圖緩解科學(xué)家的這種擔(dān)憂，允許實驗室在建立初期由加州大學(xué)這一非軍方承包商來運作，就像承包商管理下的其他實驗室一樣。而他們期望到后期（1943 年底的某個時間）才重新回歸軍方管理，其科研職員成為軍官。然而，到了后期，曼哈頓工程區(qū)并沒有選擇回歸軍方，洛斯阿拉莫斯實驗室仍非軍方管理，這種管理方式在國家實驗室歷史上有著重要的影響。
戰(zhàn)后計劃
曼哈頓工程區(qū)出現(xiàn)時，冶金實驗室已經(jīng)開始走下坡路。曼哈頓工程區(qū)促使新的實驗室在阿貢、克林頓和洛斯阿拉莫斯迅速開展。到1943年中，每個實驗室都已建立起來。正當(dāng)他們極力推進原子彈計劃完成之時，科學(xué)家和當(dāng)局都在開始思考實驗室在戰(zhàn)爭結(jié)束后做點什么，戰(zhàn)爭形勢急轉(zhuǎn)直下，僅僅在珍珠港事件幾周之后，米爾頓·懷特在其為政府中心實驗室所做的提議中設(shè)想，實驗室應(yīng)該“在戰(zhàn)后繼續(xù)召開原子能在電力和毀滅性應(yīng)用方面的研究” 。到 1943 年初，格羅夫斯肯定政府對核能研究的支持會延續(xù)到戰(zhàn)爭結(jié)束之后?？灯疹D認(rèn)為需要一個除大學(xué)研究之外的中心實驗室，而且實驗室應(yīng)位于諸如芝加哥之類的大城市附近。
隨著軍事前景的明朗，各種猜測也開始產(chǎn)生，其他實驗室的代表們也開始有了自己的打算。尤金·魏格納（Eugene Wigner）設(shè)想克林頓實驗室員工會從約 800 人擴展至戰(zhàn)后的 3500 人。一位伯克利的支持者聲稱：“既然整個項目是從這里開始的，并且為此組成了一支稱職、完整的研究團隊，看來大學(xué)校園對這類研究來說也是一個合乎常理的地方……政府必須繼續(xù)給予大量資金以完整實施已花費巨資的研究?！?/p>
與樂觀的科學(xué)家不同，那些管理大筆錢財?shù)娜嗽谌〉密娛卵芯窟M展之時，看到的反而是開始遣散人員的機會。格羅夫斯和他的助手肯尼斯·尼科爾斯（Kenneth Nichols）上校在1944年6月給冶金實驗室的長期研究項目設(shè)置了限制，并在一個月后警告康普頓，其工作人員可能要削減25%—75%?？灯疹D曾試圖答應(yīng)費米在戰(zhàn)爭結(jié)束后擔(dān)任阿貢實驗室的負(fù)責(zé)人，以慫恿他永久地離開哥倫比亞大學(xué)。哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家在科學(xué)研究與開展辦公室向布什提出抗議，因為布什嚴(yán)厲批評過康普頓和芝加哥大學(xué)提出這樣一個計劃，并威脅要搬走阿貢實驗室，以“遠(yuǎn)離芝加哥貪婪的插手者”?？灯疹D認(rèn)為，“此時把政府資金花在基礎(chǔ)研究上，在政治上是不明智的?！?/p>
這段插曲凸顯出人們對冶金實驗室和阿貢實驗室這兩個組織未來的擔(dān)憂。他們受克林頓實驗室和洛斯阿拉莫斯實驗室的人員編制費的拖累，而且格羅夫斯不允許他們雇用替代者。剩下的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)自己越來越無事可做。他們開始懷疑戰(zhàn)爭結(jié)束后會如何處置曼哈頓計劃的組織和組織。1944 年 7 月，冶金實驗室科學(xué)家澤恩·杰弗里斯（Zay Jeffries）提出對戰(zhàn)后核子學(xué)或核研究與開展準(zhǔn)備一個計劃。康普頓指派了一個委員會來協(xié)助杰弗里斯，相關(guān)報告于 1944 年 11 月出爐，主張戰(zhàn)后繼續(xù)召開核武器研究工作以及政府在大學(xué)中建立和扶持實驗室。
面對冶金實驗室職員們的焦慮，格羅夫斯想要“讓科學(xué)家確信 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 不會忘記戰(zhàn)后政策”，并建立了一個委員會來審議這一問題。1944 年 12 月，由加州理工學(xué)院理查德·托爾曼（Richard Tolman）領(lǐng)導(dǎo)的委員會發(fā)布了一份報告，同樣推薦了一個全面的戰(zhàn)后計劃。不過，杰弗里斯和托爾曼的報告似乎都沒有改變曼哈頓工程區(qū)的政策?？灯疹D繼續(xù)在做長期規(guī)劃；格羅夫斯則繼續(xù)支持只與贏得這場戰(zhàn)爭有關(guān)的工作。尼科爾斯提醒康普頓“現(xiàn)在 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 關(guān)于阿貢實驗室的計劃具有不確定性”。然而，到 1945 年年中，這一話題再不能回避了。1945 年 2 月，布什敦促戰(zhàn)爭部長亨利·史汀生（Henry Stimson）建立一個高級規(guī)劃顧問委員會。5 月，史汀生不得不創(chuàng)建一個臨時委員會，其中包括由康普頓、歐內(nèi)斯特·勞倫斯、奧本海默和費米組成的科學(xué)小組。這個小組也創(chuàng)建了多個主題分會，其中包括由冶金實驗室的沃爾特·巴特基（Walter Bartky）領(lǐng)導(dǎo)的有關(guān)研究組織的分會。
1945 年 6 月，巴特基及其委員會征求了冶金實驗室、阿貢實驗室、克林頓實驗室和伯克利實驗室科學(xué)家們對戰(zhàn)后核研究組織的意見。這些提議也表明了集中與分散、競爭與合作，以及基礎(chǔ)與應(yīng)用研究這些將會構(gòu)成國家實驗室特征的矛盾。大多數(shù)科學(xué)家的回答是設(shè)想建立由國家原子核物理學(xué)管理組織以某種形式支持的區(qū)域?qū)嶒炇?，以及僅考慮用于軍事研究的集中式實驗室。換言之，這些反饋意見就是現(xiàn)狀的某種變體。區(qū)域?qū)嶒炇业南敕ㄖ辽僖呀?jīng)在冶金實驗室周圍醞釀了一年——亨利·史密斯作為一位早期集中式實驗室的倡議者，曾在 1944年 4 月的一次會議上建議戰(zhàn)后建立區(qū)域?qū)嶒炇?，例如阿貢實驗室，服務(wù)于美國中西部。
圍繞這個想法，如今回應(yīng)眾多，形成了一個論壇：國家應(yīng)“維持和運行至少四個區(qū)域?qū)嶒炇摇?，給予反應(yīng)堆與其他對于大學(xué)來說極為昂貴的設(shè)備；“應(yīng)避免設(shè)置昂貴的集中式裝置且雇傭工作人員的困境”。實驗室將由非營利公司運行，董事會成員來自附近大學(xué)的科學(xué)系所。但是如果一位被調(diào)查者聲稱“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 現(xiàn)在實際上擁有伯克利、埃姆斯、芝加哥、阿貢和克林頓幾個合作的區(qū)域?qū)嶒炇摇?，阿貢實驗室的執(zhí)行主任沃爾特·津恩就寄希望于競爭：“建立一批實驗室的主要原因之一就是刺激競爭，從而消除各實驗室浪費資助經(jīng)費的可能性?！笨肆诸D實驗室的科學(xué)家建議建立一種小型和大型“中心研究實驗室”的組合，由靠近學(xué)術(shù)中心的兩個或三個小規(guī)模實驗室為當(dāng)?shù)氐脑L問學(xué)者給予昂貴的實驗工具，將一個或兩個較大的實驗室（如克林頓實驗室）用于反應(yīng)堆之類的大型開發(fā)項目。其他人則提議在這一主題上加以調(diào)整——單一的武器研究實驗室，以及若干為研究人員給予昂貴設(shè)備的區(qū)域?qū)嶒炇摇?/p>
大多數(shù)對巴特基委員會的反饋意見都多少提及區(qū)域?qū)嶒炇以O(shè)想——由政府出錢給予昂貴的設(shè)施，并在該處安排大型項目。唯一不同的聲音來自生物醫(yī)學(xué)家，他們不支持區(qū)域?qū)嶒炇?，而是尋求所有的研究都回歸大學(xué)。這些持不同意見者不像從事物理科學(xué)研究的同行，他們也許并未意識到生物醫(yī)學(xué)也需要大型而昂貴的設(shè)備，他們將來會醒悟過來改變論調(diào)。同時，大多數(shù)人是物理學(xué)家，他們的意見占據(jù)上風(fēng)。巴特基的初步報告認(rèn)為，大多數(shù)研究應(yīng)留給大學(xué)，但報告也建議設(shè)立五個或六個“區(qū)域?qū)嶒炇摇?，也許將由鄰近大學(xué)的一家公司來運行。區(qū)域?qū)嶒炇覍⒔o予對一所大學(xué)而言過于昂貴的設(shè)施；承接政府的大型開發(fā)項目；向?qū)W術(shù)界、政府和企業(yè)傳播信息；為當(dāng)?shù)卮髮W(xué)給予特殊的材料（如放射性同位素），他們可能會從這些大學(xué)“借用”研究 人員以補充其固定職員的不足。
科學(xué)小組并未就巴特基的建議立即采取行動，但它敦促政府準(zhǔn)許曼哈頓工程區(qū)每年可花費多達(dá) 2 000 萬美元來支持長期項目，并且政府未來將對基礎(chǔ)和應(yīng)用核項目研究的支持調(diào)整到每年約 10 億美元。臨時委員會僅同意有關(guān)曼哈頓工程區(qū)的建議，而將未來的政策留給其自身協(xié)助規(guī)劃組建的國家核組織。
戰(zhàn)后現(xiàn)實
遣散
美國在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的退伍潮影響了曼哈頓計劃中的實驗室。核科學(xué)家們從實驗室離職的原因不只是投下原子彈后的良心危機，也不止擔(dān)心核研究的軍事控制，抑或是渴望回歸學(xué)術(shù)研究。而是還有聯(lián)邦為戰(zhàn)后轉(zhuǎn)換制定的計劃不斷牽涉到戰(zhàn)時合同的終止問題，據(jù)推測也包括曼哈頓工程區(qū)中的研究合同。到對日戰(zhàn)爭勝利日（V-J Day）時，曼哈頓計劃的管理者已順利實施了一些實驗室的遣散工作。盡管實驗室中的科學(xué)家堅持努力，冶金實驗室和阿貢實驗室一年來還是縮減了規(guī)模。在伯克利，勞倫斯將精力集中于如何贏得這場戰(zhàn)爭。直到1945 年 5 月，他才承認(rèn)聯(lián)邦政府的廣泛支持才是維持戰(zhàn)后輻射實驗室的理想措施，并開始制訂相應(yīng)的計劃。即便如此，伯克利輻射實驗室也在廣島事件前三個月就開始遣散行動，到 9 月 1 日時其職員人數(shù)從戰(zhàn)時最高 1 200 多人銳減至513人；當(dāng)年夏天僅取得的約 400 萬美元/年的預(yù)算只是前一年的一半，并且勞倫斯預(yù)計戰(zhàn)后還會降至 100 萬美元/年。
曼哈頓工程區(qū)并未怠慢手頭的任務(wù)，最終由洛斯阿拉莫斯和克林頓實驗室將任務(wù)完成。整個 1945 年 7 月，洛斯阿拉莫斯的職員數(shù)量繼續(xù)攀升，但大部分后期加入者都是軍方人員（到戰(zhàn)爭結(jié)束時僅一半職員是平民）。奧本海默在日本投降后迅即采取行動以削減員工，但并未放棄研究計劃?？肆诸D實驗室已實現(xiàn)其目標(biāo)，并協(xié)助設(shè)計和建造了漢福德反應(yīng)堆。芝加哥大學(xué)在與克林頓實驗室的合同終止后，孟山都化學(xué)公司于 1945 年 7 月 1 日接手，成為首個運行曼哈頓工程區(qū)大研究實驗室的工業(yè)組織。
由于實驗室缺乏未來長期開展的確定性，其科研人員紛紛離開?？肆诸D和洛斯阿拉莫斯實驗室深受遠(yuǎn)離學(xué)術(shù)和都市中心之苦。7 月底，洛斯阿拉莫斯實驗室擁有 3 000 名員工，到年底僅剩三分之一。“每個人都想退出”，包括回到學(xué)術(shù)界的奧本海默，他與格羅夫斯指派來的諾里斯·布拉德伯里（Norris Bradbury）擔(dān)任過渡時期的臨時主任。布拉德伯里為洛斯阿拉莫斯的企業(yè)和大學(xué)舉行的秋季招募會也于事無補，這使他后來懊惱不已。審查個人郵件、限制親友拜訪等安保措施 “看起來是從該計劃中離職的一長串原因中最常見的一種”。臺地上臨時戰(zhàn)時房屋的艱苦生活條件導(dǎo)致人員大批流失，尤其是經(jīng)歷了那年冬天水管凍結(jié)造成的缺水之后。到第二年春天，留在洛斯阿拉莫斯的人員中有三分之一的人，認(rèn)為它不會成為一個令人滿意的永久場地，一些人則建議將實驗室遷往南加州。
克林頓實驗室的條件也好不到哪兒去。戰(zhàn)爭期間杜邦公司已經(jīng)賦予實驗室全然不同的特性——“更像是一個杜邦公司的試驗工廠而非芝加哥大學(xué)的研究中心”。在戰(zhàn)爭期間，冶金實驗室的科學(xué)家稱其為“澳洲（ Down Under）”，而杜邦員工稱之為“地鼠培訓(xùn)學(xué)校（the Gopher Training School ）”；在官方電報里則被其新的管理者——孟山都公司嘲笑為“多帕奇（Dogpatch）”。實驗室創(chuàng)建了一個“遷址委員會”，以考慮將實驗室遷到一個更有利的位置是否會更好，譬如美國東北部的某個大都市。該委員會對高級科研人員進行了民意調(diào)查，他們幾乎一致建議搬遷，尤其是那些化學(xué)家和物理學(xué)家認(rèn)為：“如果實驗室仍在現(xiàn)在的位置，絕大多數(shù)人不打算待兩年以上時間?！?/p>
格羅夫斯和曼哈頓工程區(qū)不斷拒絕承諾在戰(zhàn)后對實驗室給予支持，但以某類原子能委員會來取代曼哈頓工程區(qū)的立法工作，在國會有關(guān)民用或軍事管制原子能的冗長辯論中不斷處于停滯狀態(tài)。在缺乏立法的情況下，格羅夫斯意識到需要保持對曼哈頓工程區(qū)的投入，并確保未來的國家安全，還要消除科學(xué)家的疑慮。
1945 年 10 月，曼哈頓工程區(qū)創(chuàng)建了一個專門的研究部門，將原本受迫于戰(zhàn)爭壓力而合并的研究與生產(chǎn)分離，并加強了項目的協(xié)調(diào)。對日戰(zhàn)爭勝利日過后不到一周內(nèi)，在一次陪同將軍訪問后，奧本海默通知其高級科學(xué)家即將裁減員工，但也向他們保證該計劃仍將繼續(xù)。格羅夫斯同意付錢以改善洛斯阿拉莫斯的生活條件，他說“盡管這不管怎樣都要在一定程度上牽涉到未來的管理主體……但 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 也不能指望原子彈開展在可預(yù)見的未來會出現(xiàn)停滯”。實驗室開始替補離職的科學(xué)家，布雷德伯里也終止執(zhí)行給遣散雇員支付旅行費的政策。他“撼動大樹”之舉達(dá)到了預(yù)期效果：迫使員工要么在 1946 年 9 月承諾留下，要么自行承擔(dān)其離開臺地的費用。1946 年在比基尼島進行的“十字路口”武器試驗給了洛斯阿拉莫斯一個具體任務(wù)，但實際上，也只有少部分員工去了，他們還試圖把一部分“十字路口”的任務(wù)推給橡樹嶺實驗室，如數(shù)據(jù)分析。
伯克利的一些科學(xué)家也參與了“十字路口”試驗，他們說“這是一段美妙的假期，因為你幾乎無事可做”。然而，伯克利的焦點是重啟勞倫斯在戰(zhàn)爭爆發(fā)前就中斷的加速器項目。為戰(zhàn)后制訂的勞倫斯計劃（1945 年 9 月又被修訂）曾設(shè)想在洛克菲勒基金會資助下，完成戰(zhàn)前就已開啟的 184 英寸（1 英寸約合 2.54厘米）回旋加速器工作；計劃設(shè)計和建造兩臺新的加速器，一臺同步輻射裝置，一臺直線加速器，兩臺都是伯克利分校的科學(xué)家們在戰(zhàn)時任務(wù)中設(shè)計的；繼續(xù)戰(zhàn)爭之前和之后的生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)項目；再建造一座核反應(yīng)堆。勞倫斯自信地認(rèn)為即便不是立刻上馬，從長遠(yuǎn)來看政府也將為其計劃買單。
格羅夫斯只同意授權(quán)新加速器的試驗工程和繼續(xù)召開生物醫(yī)學(xué)與化學(xué)研究的分包合同。至于大型回旋加速器，他質(zhì)疑道：“為什么政府該承擔(dān)這項工作全部或部分的費用”；“大規(guī)模的額外研究必須圍繞政府補貼的方式和范圍召開?！备窳_夫斯補充道，最終的決定得等到新組織的建立。但是沒過多久，到 12 月份，經(jīng)國會慎重考慮，格羅夫斯批準(zhǔn)了有關(guān)輻射實驗室的修正計劃，包括花費 17 萬美元完成 184 英寸回旋加速器，雖然反應(yīng)堆仍停留在一種可能性上而已。在說服尼科爾斯到來年春天需要進一步加快輻射實驗室的工作之后，勞倫斯給伯克利回電道：“雖然對 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以做的沒有限制，但 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 應(yīng)該謹(jǐn)慎行事?！?/p>
勞倫斯向位于芝加哥和克林頓的研究團隊開放 60 英寸回旋加速器。正如洛斯阿拉莫斯希望對“十字路口”試驗的數(shù)據(jù)分析所要做的那樣，勞倫斯也試圖放棄生產(chǎn)放射性同位素并轉(zhuǎn)給克林頓實驗室。曼哈頓工程區(qū)的確在戰(zhàn)后支持克林頓實驗室生產(chǎn)放射性同位素，還支持了化學(xué)萃取過程和一種新的高中子通量反應(yīng)器的持續(xù)開展。與其他實驗室共享項目和設(shè)備，說明各實驗室之間在戰(zhàn)后組織不確定的時期內(nèi)，還是繼續(xù)保持聯(lián)系的。
系統(tǒng)的構(gòu)成
曼哈頓工程區(qū)戰(zhàn)后對伯克利分校、克林頓和洛斯阿拉莫斯實驗室的支持只是維持現(xiàn)狀，并沒有基礎(chǔ)體制的創(chuàng)新。芝加哥的科學(xué)家們曾經(jīng)宣揚實驗室作為區(qū)域設(shè)施為大學(xué)給予昂貴設(shè)備的觀念。1945年12月2日，阿貢實驗室成為這一觀念的試驗品，該想法由尼科爾斯任命的來自美國中西部大學(xué)的科學(xué)代表委員會提出。1946年2月11日，芝加哥大學(xué)同意成為阿貢區(qū)域?qū)嶒炇业墓芾碚?，接管冶金實驗室的項目、設(shè)施和員工。與此同時，格羅夫斯已任命一個由若干杰出科學(xué)家組成的研究與開展咨詢委員會，其將為政策、項目及其實施步驟給予建議。該委員會在 1946 年 3 月召開會議之前征求了曼哈頓工程區(qū)科學(xué)家們的建議。
不斷以來都被認(rèn)為是冶金實驗室管理者的法林頓·丹尼爾斯（Farrington Daniels）提交了阿貢實驗室的計劃，其雄心得以擴展，還將“國家”加入國家實驗室名稱之中。丹尼爾斯有關(guān)“阿貢原子核物理實驗室”的計劃被稱為“芝加哥附近的一個國家原子核物理實驗室”。
他提到：“該實驗室具有雙重任務(wù)：一是為政府繼續(xù)召開核研究，二是為全國各地大學(xué)核研究項目給予援助服務(wù)，特別是那些中西部大學(xué)?！?/p>
丹尼爾斯關(guān)于在芝加哥附近建立“中心國家實驗室”的提案，也許反映了或試圖重申戰(zhàn)爭期間聚焦于慢中子研究的冶金實驗室的起源。然而，在他所強調(diào)的中西部地區(qū)中，區(qū)域概念依然存在。盡管阿貢實驗室對大學(xué)的可用性“遍及全國”，但他提議的實驗室董事會成員是從美國中西部大學(xué)代表中遴選的。阿貢實驗室主任津恩在其提交給巴特基小組的建議中，支持創(chuàng)建若干區(qū)域性實驗室。在阿貢實驗室計劃中，一個中心的“國家”實驗室和若干區(qū)域?qū)嶒炇抑g模棱兩可的界定，反映了實驗室自創(chuàng)建時，就持續(xù)存在著離心力與向心力的相互作用。
阿貢提案面臨著來自一個新地區(qū)的競爭。東北部高校聯(lián)盟及其科學(xué)家聚集起來，以爭取他們的利益。從戰(zhàn)時任務(wù)退出的物理學(xué)家看到給各家與曼哈頓計劃相關(guān)的大學(xué)處置分配不公，并大多由東北部的研究單位承擔(dān)費用，這種失落感引發(fā)了聯(lián)盟的建立。
哥倫比亞大學(xué)的伊西多·拉比（Isidor Rabi）和諾曼·拉姆齊（Norman Ramsey）“對這一事實有點嫉妒……芝加哥大學(xué)……最終得到一個非常好的反應(yīng)堆，加利福尼亞大學(xué)得到一個非常好的高能加速器”，因而他們決定為自己尋求一個反應(yīng)堆，聚集了一些紐約地區(qū)的大學(xué)來達(dá)到這一目的。1946年 1 月，他們寫信給格羅夫斯，提出在紐約市附近建立一個“核科學(xué)區(qū)域研究實驗室”。同時，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的科學(xué)家們也為建立一個擁有反應(yīng)堆的東北區(qū)域?qū)嶒炇疫M行了努力，該實驗室準(zhǔn)備面向波士頓地區(qū)。
格羅夫斯派尼科爾斯去通知紐約地區(qū)小組的代表，曼哈頓工程區(qū)將只能支持一個東北區(qū)域?qū)嶒炇?，建議兩個地區(qū)小組合并的提議。他補充道，最好在曼哈頓工程區(qū)的權(quán)力移交給新管理組織前，趕快行動，否則新組織可能會推遲新實驗室的建立。
紐約和波士頓小組聽取了他的意見，在 3 月份組成了由 9 所大學(xué)組成的初始大學(xué)集團（InitiatoryUniversity Group，IUG ），包括哥倫比亞大學(xué)、康奈爾大學(xué)、哈佛大學(xué)、約翰斯·霍普金斯大學(xué)、麻省理工學(xué)院、賓夕法尼亞大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、羅切斯特大學(xué)和耶魯大學(xué)，由哥倫比亞大學(xué)教務(wù)長喬治·皮格勒姆（George Pegram）領(lǐng)導(dǎo)。初始大學(xué)集團之后在7月份組建了聯(lián)合大學(xué)有限公司（Associated University，Inc.，AUI），擔(dān)當(dāng)東北區(qū)實驗室的承包商。1946 年 3 月 3 日，初始大學(xué)集團向格羅夫斯的咨詢委員會提交議案，呼吁“在該地區(qū)建立一個包含大型鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆的核實驗室”以便“與已有的實驗室互補”。如同在阿貢，布魯克海文實驗室的創(chuàng)始人也混淆了區(qū)域服務(wù)和國家需求之間的界限，他們呼吁建立的“東北區(qū)域?qū)嶒炇摇弊罱K演變成為一個“國家核科學(xué)實驗室”。
當(dāng)研究與開展咨詢委員會1946 年 3 月 8—9 日開會時，它在名稱上采用了國家的表述，并將其應(yīng)用于區(qū)域概念。該委員會建議國家實驗室 應(yīng)給予對大學(xué)或私立實驗室而言過于昂貴的設(shè)備，國家實驗室將在一個董事會的指導(dǎo)下召開不涉密的基礎(chǔ)研究，董事會成員選自大學(xué)和其他研究單位。委員會批準(zhǔn)在阿貢和東北地區(qū)建立這類國家實驗室。委員會對于國家實驗室的界定不包括涉密的開發(fā)研究，如同阿貢實驗室所做的一樣。因此，洛斯阿拉莫斯實驗室和克林頓實驗室并不具備這樣的資 格，反而要作為從事機密軍事或工業(yè)應(yīng)用的研究組織寫進委員會的報 告。該委員會建議位于伯克利的勞倫斯輻射實驗室應(yīng)當(dāng)作為國家實驗室 的一種特殊類型。
格羅夫斯的副手尼科爾斯將該委員會的報告拓展到其他一些實驗室，并對它們進行了大致分工：阿貢實驗室將聚焦于反應(yīng)堆；加州的一個區(qū)域?qū)嶒炇覍⒕劢褂诩铀倨鳎粬|北區(qū)的實驗室將同時 開展反應(yīng)堆和加速器；洛斯阿拉莫斯實驗室將繼續(xù)從事武器研究；克林頓實驗室將從事工業(yè)項目。
咨詢委員會的科學(xué)家們接受了“國家”實驗室的概念，即區(qū)域性的實驗室，且“總體上同意，在美國其他地區(qū)建立國家實驗室應(yīng)當(dāng)受到鼓勵”。格羅夫斯則擔(dān)心這可能會導(dǎo)致設(shè)施倍增。他對一位來自聯(lián)合大學(xué)有限公司的代表說：“最好不要以一個‘區(qū)域’實驗室來展示布魯克海文的案例，這可能會導(dǎo)致更多人要求創(chuàng)建‘區(qū)域’實驗室?！?/p>
他的擔(dān)憂的確不無道理，因為真有一些團體跳出來提議建立新的實驗室。其中最主要的是一個來自南加州的團隊，由加州理工學(xué)院李·杜布里奇領(lǐng)導(dǎo)，他們在 1946 年底提議建立一個由加州理工學(xué)院、加州大學(xué)洛杉磯分校和南加州大學(xué)共同運營的擁有核反應(yīng)堆的區(qū)域?qū)嶒炇?。雖然曼哈頓工程區(qū)答應(yīng)得很爽快，但當(dāng)時它正讓位于美國原子能委員會。果然不出尼科爾斯所料，原子能委員會并不急于做出新的承諾。有關(guān)“西海岸第三個國家實驗室”的計劃雖然列入國會預(yù)算中，但杜布里奇的提議胎死腹中。
其他一些團體也想傍上曼哈頓工程區(qū)這棵搖錢樹：國家標(biāo)準(zhǔn)局認(rèn)為曼哈頓工程區(qū)應(yīng)為它給予一個反應(yīng)堆，即便是已從那些實驗室得到利益的單位也在為自己尋求支持，就像哥倫比亞大學(xué)的“一個持續(xù)擴充的核科學(xué)項目”計劃，準(zhǔn)備擁有兩個加速器。
新站點與已有的站點形成了競爭。當(dāng)紐約團隊第一次與格羅夫斯進行通信時——那是在遣散潮中和討論人員撤回的背景下——他們采用了一種零和心態(tài)建議曼哈頓工程區(qū)創(chuàng)建一個東北區(qū)域?qū)嶒炇?，而不是擴大克林頓實驗室。
見多識廣的拉比將其方案帶到克林頓實驗室遷址委員會：偏遠(yuǎn)的克林頓實驗室阻礙了潛在的工作人員、學(xué)生和訪問科學(xué)家，他辯稱，若關(guān)閉生產(chǎn)工廠，“橡樹嶺也許就會倒退到一個小村莊”。拉比極力主張如果曼哈頓工程區(qū)只支持一個反應(yīng)堆，那它就應(yīng)當(dāng)建在紐約附近?？肆诸D研究理事會同意考慮拉比的觀點，投票否決了在克林頓建立下一個反應(yīng)堆的決議，而“不顧其他可能性”。
孟山都公司在克林頓的經(jīng)理查爾斯·托馬斯（Charles Thomas）回應(yīng)稱，由于戰(zhàn)后建設(shè)力不足，新的東北區(qū)實驗室將缺乏房屋，因而“必須為南部地區(qū)的大學(xué)保留一個區(qū)域性實驗室”。不過，托馬斯的大部分論點都只是習(xí)慣性呼吁：克林頓的員工和設(shè)施已就位，而洛斯阿拉莫斯和冶金實驗室還處于一片混亂，直到原子能委員會做出新表態(tài)前，克林頓擁有擴展的最佳機會。但托馬斯也宣稱“克林頓實驗室并不在能與其他區(qū)域?qū)嶒炇腋偁幍牡乩砦恢蒙?。國家?yīng)當(dāng)擁有更多的反應(yīng)堆。一個毗鄰大城市的實驗室召開與 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 完全不同工作的可能性是存在的”。
東北地區(qū)的一些科學(xué)家并不那么大度：“現(xiàn)在的情況具有一定挑戰(zhàn)性，過去由于環(huán)境外力的有助于， 國內(nèi)某些區(qū)域已經(jīng)開展領(lǐng)先，如果 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 提交議案的動作比曼哈頓區(qū)慢很多，那么，可支持這類工作的相關(guān)資源就全都會被投入它們那里。”其他的人，包括麻省理工學(xué)院的杰羅德·扎卡里亞斯（Jerrold Zacharias）在內(nèi)，傾向于少數(shù)服從多數(shù)，反對搬遷克林頓實驗室。慣性思維和多數(shù)原則占了上風(fēng)。尼科爾斯表示即使克林頓實驗室要搬遷，也不會在兩三年內(nèi)實施。曼哈頓工程區(qū)至少當(dāng)前不會進行零和博弈。
咨詢委員會在對區(qū)域?qū)嶒炇夜谝試抑耐瑫r，也將國家的重要軍事或工業(yè)項目歸到位于洛斯阿拉莫斯和克林頓的名義上的非國家實驗室。美國已有一個準(zhǔn)備就緒的“國家”實驗室具備這種功能。聯(lián)邦政府已于1901年創(chuàng)建國家標(biāo)準(zhǔn)局來制訂和維護精確的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)以保障工業(yè)，尤其是電力和光學(xué)領(lǐng)域。該局對基礎(chǔ)研究給予計量支持。據(jù)其電力部門負(fù)責(zé)人于 1905 年所稱，科學(xué)家們認(rèn)為它是“美國國家物理實驗室，并不拘泥于物理這個詞字面意義，其工作也包含化學(xué)與工程”。
而其監(jiān)管者的看法則不同。1903 年，一位國會議員的呼吁：“新建國家標(biāo)準(zhǔn)局……必須成為一個主要致力于制造和商業(yè)利益的部門?！庇谑?，國家標(biāo)準(zhǔn)局及其實驗室從美國財政部移交給新的聯(lián)邦商務(wù)與勞動部，第一任商務(wù)部長從標(biāo)準(zhǔn)局的名稱中刪除了“國家”一詞，因為隨著時間的推移，實驗室開始專注于那些具有重要產(chǎn)業(yè)價值的問題。1934 年，該局重獲“國家”的名頭，但基礎(chǔ)研究內(nèi)容銳減，使其不宜開展原子能。雖然它在戰(zhàn)爭時期作用不大，但據(jù) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 所知，它在戰(zhàn)后試圖建造一個反應(yīng)堆。
原子能的出現(xiàn)及其對國家安全的重要性，使科學(xué)家和政治家都確信政府應(yīng)繼續(xù)為其開展給予實驗室?？茖W(xué)家還說服政治家，政府應(yīng)支持基礎(chǔ)研究，使其作為潛在應(yīng)用項目的源頭。咨詢委員會所闡述的國家實驗室的那個方面——為客座科學(xué)家的基礎(chǔ)研究給予設(shè)施在聯(lián)邦政府已有法定先例：國會于1892 年和 1901 年所做的決議使得各種政府組織中的設(shè)施“對科研人員和具有資格的個人、學(xué)生和研究單位的研究生”開放。
依據(jù)這些法規(guī)，標(biāo)準(zhǔn)局已邀請研究助理到其實驗室中工作。還有一個額外的理由——標(biāo)準(zhǔn)局將因此可以培養(yǎng)新的技術(shù)專家。然而，鑒于標(biāo)準(zhǔn)局項目的重點所在，這些研究人員主要來自產(chǎn)業(yè)界，為分析決特定實際問題而來。這個想法也曾以 20 世紀(jì) 30 年代洛克菲勒基金會項目中的一個元素出現(xiàn)，當(dāng)時的項目還包括了勞倫斯計劃的伯克利 184 英寸回旋加速器。如同該基金會的自然科學(xué)主任沃倫·韋弗（Warren Weaver）所堅稱的那樣，回旋加速器將是一個國家或國際性的設(shè)施——“為所有科學(xué)而建”，就像基金會在帕洛馬山上建立的被韋弗稱為“國家實驗室”的 200 英寸望遠(yuǎn)鏡。
曼哈頓工程區(qū)咨詢委員會想要新的國家實驗室服務(wù)于這一目的，而將國家安全項目與洛斯阿拉莫斯實驗室和克林頓實驗室相隔離。然而，尼科爾斯將聯(lián)邦和普惠概念整合到實驗室中，使之具有雙重身份：既為從事涉及國家安全應(yīng)用研究（通常是保密的）的長期職員建立基地，也為客座科學(xué)家們的基礎(chǔ)研究給予昂貴的設(shè)施。
因而，國家實驗室代表了美國科學(xué)界長期以來，在對知識的追求與社會應(yīng)用之間、純粹理論與實用之間矛盾的一種新的解決辦法。國家實驗室平衡這些目標(biāo)的能力，將決定其在未來五十年的作用與生存狀態(tài)。
本文摘自《國家實驗室》，【美】彼得·J.維斯特維克 著，鐘揚 等譯 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2023年1月出版。
作者：彼得·J.維斯特維克 文章來源：賽先生
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