2018年11月16日 星期五
金融大亨卢米斯的物理人生
武夷山

科学史话

    阿尔弗雷德·李·卢米斯原本是华尔街金融大亨,这位英俊、才华杰出而又性情古怪的金融家曾预见到了1929年的股市崩溃,并在那次灾难中分毫未损。在充满投机的20世纪20年代,他的发家和崛起可谓是华尔街的一个传奇。而正当他在华尔街的影响达到巅峰时,卢米斯却逐渐退隐并成为一名全职科学家,全身心地投入到科学研究中。由他领导开发的雷达技术为同盟国取得二战的胜利做出了重要贡献。

    卢米斯1887年11月4日生于纽约曼哈顿,曾在耶鲁大学读过数学和科学,1912年以优等生身份毕业于哈佛大学法学院,毕业后供职于律师事务所。一向喜欢发明创造的他,在1914年到1933年间共获颁6项发明专利。

    美国1917年参加第一次世界大战后,他自愿参军。在马里兰州的阿伯丁试验场研究弹道问题时,卢米斯发明了轻便可携的阿伯丁计时仪,这也是史上第一台能精确测度炮弹初速的设备。这段时间,他还与约翰霍普金斯大学的物理学家罗伯特·W·伍德(后来担任过美国物理学会会长)交往甚密,在后者的影响下,卢米斯原本对发明创造的浓厚兴趣逐渐演变为对实验物理学的严肃追求。

    20世纪20年代中期,卢米斯再度与伍德教授取得联系并表示,如果双方进行合作科研,由他承担全部经费。1926年,伍德告诉卢米斯,法国的物理学教授郎之万曾做过用于水下声波传输的石英换能器实验。伍德判断,声学研究有着广泛的应用前景。于是,双方开始合作着手于超声波研究,并取得了卓著的成就。由于超声波实验的规模越来越大,后来卢米斯干脆在自己府第附近建立了一所私人实验室。在这个实验室里,他和同事们开展了一系列开创性的工作,包括光谱测定法、高频声波和毛细波研究、脑电流描记术、精密计时法等等。他白天在华尔街做金融投资,晚上和周末则在实验室里忙碌,与实验室的其他科学家同事一齐切磋讨论科学问题。

    他的实验室拥有的实验设备之精良,甚至当时的一流大学也望尘莫及。他还不时邀请欧洲的科学家到美国来访问交流,给他们寄送头等舱机票,派人去机场或火车站迎候他们,让来访的科学家住在自己地处纽约塔克西多公园之内的豪华府第里,他的实验室也成为一些著名科学家如爱因斯坦、海森堡、玻尔、费米、J. 弗兰克等会面的地点。重视科研合作,也正是卢米斯科研工作的一个显著特色,要知道在那个时期,科研合作远没有现在普遍。从1927年到1939年,卢米斯独著或与别人合著(多数情况下他是第一作者)在顶尖期刊上发表了29篇论文,其合著对象大都是优秀的科学家。

    倾心的投入,让卢米斯及其团队在雷达研制方面做出了卓越的贡献。20世纪30年代后期,他们就建造了一个粗糙的微波雷达,将其装在货车上,把雷达拉到一个高尔夫球场中,对着附近的公路,看看能否检测到来往车辆;他们还把车开到机场,并用这部“车载雷达”探测到了小飞机。后来,当他得知英国科学家研制的磁控管雷达的性能比美国雷达要好得多,就下决心继续改进。此时,卢米斯被任命为国防研究委员会微波研究委员会主席和国防研究委员会探测、控制和仪器部副主任,被任命后的一个月之内,他就在麻省理工学院(MIT)内选址建立了后来名闻遐迩的MIT辐射实验室——该实验室的任务正是在磁控管雷达的基础上研制微波雷达。

    此后,MIT辐射实验室研制出的10厘米雷达对于击沉德国U潜艇、早期发现入侵英国领空的德国飞机和诺曼底登陆都做出了极大的贡献。这个知名的实验室还集结了一大批优秀科学家,其中不少人后来又参加了研制原子弹的“曼哈顿计划”,并有10人先后获得了诺贝尔奖。

    基于在物理学研究领域的突出成就,卢米斯1940年当选为美国国家科学院院士。罗斯福总统对卢米斯的贡献也给以了高度评价。他说,在帮助同盟国加快赢得二战胜利的非军人当中,卢米斯的功劳也许仅次于丘吉尔。

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