| 阿尔佛雷德·卢米斯(Alfred Lee Loomis,1887 –1975)或许是现代历史上最不为人所知的幕后英雄,他经历过很多重要历史事件,推动了核武器和雷达研究,亲自参与许多不同领域的科学研究工作。但另一面,他还是一位呼风唤雨的华尔街大亨,投资银行家,一度是美国最富有的人之一。低调让他成为历史的陪衬,他被誉为是最后一位伟大的业余科学家,一位科学的热心赞助人。 “战争,从未改变”,未改变的是它的残酷,技术在战争的推动下日新月异。勇气、信念、意志之外,技术堪比围棋中的胜负手。二次大战催生出的技术革新不仅改变了战争进程,同时也深深影响了其后的人类发展面貌。计算机、雷达、原子能,都诞生于没有硝烟的科技战场。MIT辐射实验室是二战期间最主要的雷达研发制造一体化科研机构,它的雷达让盟军的轰炸机能在复杂气象环境下远程奔袭德国;让英国的战斗机能在VI和V2导弹飞行途中提前拦截将其摧毁;让盟军的登陆艇能在夜间准确抵达指定位置,为成功登陆诺曼底奠定了基础。因此有人说,“原子弹结束了战争,雷达赢得了战争”。它的诞生和关闭都与一个人密切联系,他就是卢米斯。 幕后人——阿尔佛雷德·卢米斯是商界巨子,又是辐射实验室重要的推手。 卢米斯出身于曼哈顿富有的名望显贵家族,受到最好的精英教育,但这并不意味着他的成功是轻松的。事实上,从某种程度上说他称得上是白手起家,靠的是自己的聪明才智,抓住了转瞬即逝的机遇。他的祖父阿尔佛雷德·卢米斯(Alfred Lebbeus Loomis)是19世纪最著名的肺结核专家,也是一位慷慨的慈善家,他在遗嘱中给纽约州立大学医学院捐赠了1万美元设立“卢米斯娱乐基金”,用于支付一月一度的晚餐聚会费用,大受欢迎。父亲亨利·卢米斯(Henry Patterson Loomis)是一位有名的医生,母亲朱莉娅·史汀生(Julia Josephine Stimson)来自同样显赫的家族,但两人的婚姻生活并不幸福,卢米斯年幼时父母便已分居,他与母亲家族的孩子一起长大,与一位年长他20岁的堂兄建立了终生的友谊。这位堂兄便是著名的美国政治家亨利·史汀生(Henry Stimson),他曾在二战期间担任美国陆军部长(当时被称为战争部长)。 史汀生毕业于耶鲁大学和哈佛法学院,是华尔街一家著名律师事务所的合伙人,1911-1913年被任命为战争部长,是大萧条期间胡佛内阁的国务卿,1940-1945年再次担任罗斯福的战争部长,是曼哈顿工程的负责人。他是一位共和党人,但多次为民主党总统服务。卢米斯经常向这位堂兄写信征求意见,两人的教育经历完全一样,卢米斯沿着史汀生走过的道路接受相同的精英教育。 卢米斯早年便表现出了非凡的天赋,擅长推理,非常喜欢富有挑战性的智力游戏,尤其喜欢数学谜题,晚年还学习围棋和编程。他在耶鲁大学完成了数学和科学本科学业,接受了人文艺术熏陶——这是每一位上流社会绅士必须学习的课程,尽管他不是特别热衷。在耶鲁时,他曾认为自己毕业后会从事科研相关的职业,但某天下午与一位密友的辩论彻底改变了他的职业方向。这位密友向他咨询职业建议,卢米斯强烈鼓励这位同学去法学院深造,指出法律方面的渊博知识能成为多种职业的跳板:除了法律工作外,律师经验将为未来的企业和政府管理工作打下良好的基础。结果,卢米斯被自己的论证折服了,他从没有为此决定后悔过,他申请了哈佛大学法学院,并以优等成绩毕业(前十名)。大学期间,卢米斯就因爱好各种发明创造而远近闻名,他曾经模仿莱特兄弟设计飞机模型,研究火炮,后来这都成为了他一生的嗜好。 投身商海 1912年从法学院毕业之后,众多华尔街律师事务所向他伸出了橄榄枝,未出人意料他选择了史汀生的事务所,当时史汀生仍是塔夫脱政府的战争部长。1917年美国向德国宣战,已婚的卢米斯志愿参军,他的数学才华和火炮知识让陆军军官喜出望外,被分配到阿伯丁靶场(Aberdeen Proving Ground)负责改进火炮弹道,他与一些美国最优秀的物理学家和天文学家在此地展开了合作。彼时的光电管和雷达尚未发明,没有什么方便的手段能测量火炮出膛速度,知道炮弹初速度对于计算弹道和着陆点至关重要。卢米斯发明了阿伯丁测速计(Aberdeen Chronograph),第一种测量火炮出口速度的可携带式设备,后来成为美国陆军和海军的标准火炮测速仪器,陆军为此申请了专利,卢米斯为第一发明人,他因此进入了美国科学名人录。卢米斯在阿伯丁还认识了当时享有盛名的实验物理学家罗伯特·伍德(Robert W. Wood),两人的友谊持续一生,他们后来合作了完成了多篇论文。 一次大战结束后,卢米斯没有回去继续当律师,而是与妹夫兰登·索恩(Landon K. Thorne)搭档进入了投行。索恩擅长社交,能在台面上与人周旋;卢米斯精于计算,能在幕后出谋划策,两人几乎是天造之合。他们瞄准了方兴未艾的电力行业,随着美国家庭和工厂使用电力的比率越来越高,他们的投资带来了巨大的回报,两人在短短数年内变成了巨富。他们经手的资金在当时就超过了16亿美元,帮助完成了众多重要的企业兼并收购案,并因此在多家公司董事会获得了董事席位。1940年,阿尔瓦雷茨(Luis Walter Alvarez,1968年诺贝尔物理学奖得主)问他对参选的共和党总统候选人温德尔·威尔基(Wendell Willkie)有什么看法,卢米斯回答,他很欣赏威尔基,因为是他任命威尔基担任南部联邦电力控股公司(Commonwealth & Southern Corporation)的总裁。该公司是当时美国最大的电力公司,卢米斯是大股东,威尔基在1933年担任公司总裁。 在塔克西多公园 在积累了巨大的财富后,在华尔街工作已不能带来更多的乐趣,卢米斯开始怀念起令他激情洋溢的阿伯丁时光。从此,他过起了双重生活,白天在华尔街上班,晚上和周末全都投入到科学研究上。巨额财产让他能购买到最先进的实验设备,建造出远比大学实验室更豪华的私人实验室,他与伍德等科学家在超声波和光谱、测距项目上展开合作,而伍德则成为了他的私人导师。实验室位于纽约西北的塔克西多公园(Tuxedo Park),20世纪初这里是富豪精英云集的地方。大萧条之后逐渐衰落,塔克西多的富人失去了大笔财产,他们很多都变卖财产迁移他地。今天的塔克西多公园已变成一个普通村庄,但美丽风景仍旧。 1929年10月24日华尔街股市崩盘时,卢米斯可能是少数几位未受影响反而变得更富有的华尔街大亨。作为一位理智而谨慎的投行家,他以及许多华尔街银行家早就瞧出了端倪,意识到股市存在太多的泡沫,崩溃难免。但他没和其他投资家一样抱着投机和赌博的心态,希望崩盘会推迟到来,而是提前将几乎所有的股票证券全部兑换成现金和长期国债。大萧条让许多人倾家荡产,卢米斯却在此期间赚到约5000万美元(相当于今天的近7亿美元)。而这还只衡量卢米斯财富的一个方面,股票贬值和现金匮乏让卢米斯和索恩可以低价购买到高价值的资产,他们仅仅花12万美元就买到了面积约2万公顷的小岛,20年后出售时价格已经涨到1千多万美元。 作为美国最富有的十个人之一,他充分利用巨大的财富资助他感兴趣的科学项目。大萧条期间,一些科学类期刊受波及面临倒闭。为了鼓励物理学家发表有趣的科学发现,每一位《物理评论》的投稿者收到版面费账单时会留意到它夹带了一个通知,通知称如果作者或其所在机构付不起版面费,美国物理协会的一位匿名赞助人愿意代付。《物理评论》创办于1893年,是物理学界最重要的科学期刊,20世纪大多数著名的物理学突破都刊登在该刊物上。研究人员发表论文需要支付版面费。绝大部分科学界人士都相信这位匿名的富翁便是卢米斯。 全力科研 1935年,卢米斯退出了华尔街,48岁的他开始享受退休生活,全心投入到了科研上面。他在塔克西多公园的实验室日渐庞大,邀请了许多年轻有才华的科学家前来工作,举办了各种科学活动和会议,大西洋彼岸的欧洲著名科学家受邀访美时多会收到卢米斯送出的头等舱船票,并有加长豪车接送。他的实验室在科学界的名声日益响亮,拜访过的著名科学家包括了阿尔伯特·爱因斯坦、维尔纳·海森堡、尼尔斯·玻尔,詹姆斯·弗兰克和恩里科·费米。他的才华得到了职业科学家的广泛认可。科学家在他的实验室里研究脑电波、离心显微镜和雷达,卢米斯都积极参与其中,甚至他的三个儿子成为脑电波的志愿研究对象。按照典型的卢米斯风格,他通常只在与合作者发表的一系列论文中的第一篇署名。 1939年,卢米斯的精力转到了昂贵但意义重大的回旋加速器建造上,他帮助欧内斯特·劳伦斯(1939年诺贝尔物理学奖得主)筹款在加州伯克利辐射实验室建造4.7米回旋加速器。但欧战的爆发一下子将他的注意力带到了另一个方向,一个更为紧迫的方向。 1940年的英国处于风雨飘渺之中,德国发动的空袭让它难以继续深入研究对战局具有重要作用的厘米波雷达。英国物理学家瓦特森-瓦特(Robert Watson-Watt)爵士于1935年制造出最早的实用雷达系统。到1939年,英国已沿着东南沿海建造了由一系列雷达站构成的探测飞机或舰船的海岸警戒雷达网。雷达是无线电探测和测距的英文缩写,根据目标反射的雷达回波定位。但英国早期雷达网络使用的是米波雷达,发射出的波长在一米以上,小型目标如飞机反射回的信号极其微弱,因此它的分辨率和精度非常差。关键是缩短波长和增加发射功率。功率越大,探测的距离越远。1940年8月底,不列颠空战最严峻的时刻,英国将其发明的空腔磁控管(cavity magnetron)由一个秘密代表团护送到了美国。 美国当时坚守孤立主义,1940年是大选年,罗斯福的竞选演说仍然强调不会参战。英国派遣代表团的意图,是通过与美分享其最先进的军事和科技机密,换取美国在补给和军事设备上的援助,利用美国的强大工业资源完成具有军事潜力的产品研发。这个代表团被称为Tizard Mission(团长是Henry Tizard爵士),官方名称是英国科技代表团。英国代表团向包括卢米斯在内的美国同行展示了空腔磁控管,它能以10厘米波长输出10千瓦功率(实际测试是9.8厘米波长输出15千瓦功率),能安装在飞机上探测入侵的敌机。先敌发现对战局无疑至关重要的影响。厘米波雷达被认为需要几年时间才可能研制出来,但英国科学家创造了奇迹,远远走在了美国同行的前面。 厘米波雷达 卢米斯是一位爱国者,第一次世界大战时志愿服役,第二次世界大战时以1美元的价格将一艘昂贵的游艇“出售”给军方。他的三个儿子都入伍参军,其中一位在1941年12月7日日本突袭珍珠港时正好在一艘驻扎在夏威夷的军舰上任海军中尉,但未遭遇不幸;另一位儿子是飞行员,曾跳伞到中日战场前线。他在酒店里招待了英国代表团,并邀请他们参观其私人实验室正在研究的分米波雷达设备,他们在增强发射功率上遇到了难以跨越的障碍。卢米斯被范内瓦·布什任命为国防研究委员会下设的微波委员会主席,劳伦斯亦是该委员会成员。 微波委员会讨论后认为需要建立一个专门研究雷达的实验室,他们对军方的官僚作风深有体会,因此决定实验室由科学家管理。贝尔电话电报公司力主实验室应该建在该公司,理由是科学家不擅长工业管理,但卢米斯和布什敲定实验室地址为麻省理工学院(布什曾是麻省理工学院工程学院院长)。它就是此后大名鼎鼎的MIT辐射实验室(MIT Radiation Laboratory,简称Rad Lab)。辐射实验室之名会让人联想到原子核研究,因为西海岸的加州伯克利就有一个辐射实验室,劳伦斯在这里建造了巨大的加速器去轰炸原子核,选择这个名字是为了迷惑轴心国,让其以为他们的研究与军事无关。 卢米斯关闭了他的私人实验室,将设备全都运往麻省理工学院。MIT辐射实验室主任为杜布里奇(Lee DuBridge),卢米斯担任D部(探测、控制和仪器部)副主席。为加快实验室建设,在联邦资金还没分配到前,卢米斯帮助筹集了资金。 天才之战 辐射实验室汇集了美国最优秀的物理学家,大部分负责研发的人员都拥有博士学位,他们中有10人后来获得了诺贝尔物理学、化学和经济学奖(如经济学奖得主保罗·萨缪尔森)。到战争结束时,它雇用了近4000位雇员,其中三成是科学家和工程师(包括一位华裔科学家王明贞,后成为清华大学教授)。它从1940年11月正式开始运作,早期的三大优先研发任务是:10厘米波机载拦截雷达,10厘米波防空炮瞄雷达,远程机载无线电导航系统。卢米斯在远程导航系统研究上发挥了重要作用。 远程无线电导航系统LORAN (Long Range Navigation的英文缩写)最初的简称是LRN,即卢米斯导航系统(Loomis Radio Navigation)的英文缩写,它沿用至今,但因造价昂贵加上GPS全球定位系统的普及,正逐步被淘汰,目前主要作为GPS失灵后的备份系统使用。LORAN是基于英国的GEE导航系统,GEE的导航距离较短只有600公里,精度也不尽人意,对轰炸遥远目标的作用有限,LORAN则能达到2000公里,能引导轰炸机执行远程战略轰炸任务。卢米斯曾在私人实验室潜心研究过精确计时,过去积累的知识让他能在导航系统上一展所长。LORAN系统由地面主台与二个副台合成台链以及机载接收设备组成。测定主、副台发射的两个脉冲信号的时间差和两个脉冲信号中载频的相位差,可以得到飞机到主、副台的距离差。距离差保持不变的航迹是一条双曲线。通过测定飞机对主台和另一副台的距离差,可得另一条双曲线。根据两条双曲线的交点可定位飞机位置。LORAN非常成功,到战争结束之际,LORAN导航系统已覆盖地球30%的表面,被数万飞机和水面舰艇使用。 辐射实验室研发的机载雷达SCR-720广泛装备了美国陆军航空队和英国皇家空军,炮瞄雷达SCR-584帮助击落了85%的德国V1导弹。美国军方二战时装备的半数雷达系统由辐射实验室设计,它制造出了100种以上不同的雷达系统。 在和平时终结 辐射实验室于1945年12月31日关闭,是卢米斯的大力游说终止了这家著名的战时实验室。他是自由市场和私营企业的信徒,对中央集权的政府实验室天生反感,战争让所有科学家能团结一致,共同缔造科技发明的奇迹,但在和平时期不可能会一直延续辉煌,肯对会出现衰退和停滞。布什同意他的看法。然而现实的结果显而易见,纳税人的钱并没有真正体现出它的价值,政府管理的实验室未能看到多少真正有突破性的研究,私人实验室则几乎从没有存在过,而私营企业面临的不公平竞争环境正使它们慢慢窒息而死。辐射实验室在1980年获得美国电子电机工程师学会的IEEE里程碑奖,以表彰它在电气和电子工程领域取得的杰出成就。 第二次世界大战之后,卢米斯逐渐退出了公众视野,社交圈越来越小。他与结婚30年的发妻离婚接着在数小时后与情人结婚一事在上流社会中引发了争议。他的秘密情人是其私人实验室主任之妻,而这位学生兼好友也出生上流社会,其外曾祖父曾任美国副总统。在美国名人录中,卢米斯最终被简单的称呼为物理学家。他在1940年入选美国国家科学院,拥有许多荣誉学位。1975年8月11日去世,终年87岁。他人生中最后的爱好是摆弄惠普65式可编程掌上计算器。 在20世纪之前,职业科学家少之有少,科学家要么本身属于富有贵族,要么能找到有钱的赞助人,它和文学音乐等艺术一样,尚未真正独立,大多数科学家都可归类为业余科学家。 正如阿尔瓦雷茨在1980年所发表的一篇纪念卢米斯的传记文章中所说:20世纪的开端,标志着追求科学的方式发生了深刻的转变。在此之前,大多数科学家都是独立而富有的绅士,他们负担得起追求科学真理所需要付出的代价。如卡文迪许勋爵(测量万有引力常数)、查尔斯·达尔文、伦福德伯爵(本杰明·汤姆逊)、瑞利勋爵(约翰·斯特拉特,1904年诺贝尔物理学奖得主)等都是此类人物的典型代表。但进入到20世纪之后,大学中的科学家发现,他们可以通过教育学生谋生,同时还能以研究为业。从此真正的业余科学家基本消失了,卢米斯则是那些伟大的业余科学家的最后一位。 |






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