欧内斯特·劳伦斯（1939年诺贝尔物理学奖得主）
| 姓名 | 欧内斯特·奥兰多·劳伦斯（Ernest Orlando Lawrence） |
|---|---|
| 出生 | 1901年8月8日，美国南达科他州坎顿 |
| 逝世 | 1958年8月27日（57岁），美国加利福尼亚州帕洛阿尔托 |
| 国籍 | 美国 |
| 母校 | 南达科他大学、明尼苏达大学、耶鲁大学 |
| 知名于 | 发明回旋加速器 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1939年） |
| 研究领域 | 核物理学、粒子加速器 |
| 机构 | 耶鲁大学、加州大学伯克利分校 |
生平
欧内斯特·奥兰多·劳伦斯1901年8月8日出生于美国南达科他州坎顿，父亲是学校督学，母亲是数学教师。劳伦斯早年就读于南达科他大学，1922年获文学士学位；后入明尼苏达大学，1923年获硕士学位；再转耶鲁大学，1925年获博士学位。博士毕业后在耶鲁任教，1928年受聘为加州大学伯克利分校副教授，1930年晋升正教授。此后他在伯克利度过了一生，建立并领导了辐射实验室（后更名为劳伦斯伯克利国家实验室）。
二战期间，劳伦斯将回旋加速器技术用于电磁法铀同位素分离，为曼哈顿计划做出了重大贡献。战后他继续推动大型加速器建设，积极倡导"大科学"模式。1958年因慢性肠炎并发症去世，年仅57岁。
学术生涯
劳伦斯的学术生涯以加速器技术的发明和发展为主线。1928年，他在伯克利图书馆偶然翻阅德文杂志时，看到诺威奇关于用多极电场加速正离子的论文插图，受到启发。他构想了用磁场使带电粒子做回旋运动，每次经过加速缝隙都获得能量——即回旋加速器的基本思想。
1929年，劳伦斯将这一思想完善为理论设计。1931年，他和研究生利文斯顿在伯克利建造了第一台实用回旋加速器——直径只有4.5英寸（约11厘米），但成功将氢分子离子加速到8万电子伏特。随后他们建造了直径11英寸的加速器，达到100万电子伏特。1932年，劳伦斯又建造了27英寸回旋加速器，能量达到500万电子伏特，开始用于核反应实验。
此后劳伦斯不断建造更大的加速器：37英寸（1935年）、60英寸（1939年）、184英寸（1942年完成主体，战后升级）。184英寸同步回旋加速器可将质子加速到3.5亿电子伏特，成为当时世界最大的粒子加速器。
二战期间，劳伦斯发展了电磁法铀同位素分离（质谱法），在伯克利建造了被称为"卡留特龙"（Calutron）的大型电磁分离器，在田纳西州橡树岭大规模运行，为曼哈顿计划提供了浓缩铀。
战后劳伦斯全力推进"大科学"——即通过大型装置、大规模团队和大规模资金进行科学研究的模式。他推动建造了劳伦斯伯克利国家实验室，并积极倡导建设更大型的加速器。
获奖成就
劳伦斯因"发明和发展回旋加速器，以及利用它取得的成果，特别是关于人工放射性元素的成就"获1939年诺贝尔物理学奖。
他获得的荣誉包括：美国国家科学勋章（1958年）、富兰克林研究所克雷森奖章（1937年）、休斯奖章（1937年）、埃利奥特·克雷森奖章（1938年）等。他是美国国家科学院院士、英国皇家学会外籍院士。第103号元素被命名为"铹"（Lawrencium）。劳伦斯伯克利国家实验室和劳伦斯利弗莫尔国家实验室以他命名。美国物理学会设有劳伦斯物理学奖。
历史贡献
劳伦斯最大的历史贡献是发明回旋加速器。回旋加速器使人类首次能够以可控方式将带电粒子加速到兆电子伏特乃至吉电子伏特的能量水平，彻底改变了核物理和粒子物理的研究方式。
在回旋加速器诞生之前，研究核反应只能依靠天然放射源的低强度粒子或宇宙射线。回旋加速器将人工粒子束流强度提升了上百万倍，使系统研究核反应、人工产生新放射性核素、发现新粒子成为可能。劳伦斯和他的团队利用回旋加速器发现了多种人工放射性同位素，其中一些后来被广泛应用于医学（如放射性碘用于甲状腺诊断、放射性磷用于白血病治疗等）和工业领域。
劳伦斯还开创了"大科学"模式。他证明了富有远见的投资能够催生重大科学突破。他建立的伯克利辐射实验室成为美国国家实验室体系的典范。作为科技管理者，劳伦斯将工程、物理、化学和医学等多个领域的科学家聚集在加速器周围，形成了跨学科协作的工作方式。
在国家安全方面，劳伦斯的电磁法铀同位素分离为美国核武器计划提供了关键支持。虽然该方法的效率低于后来的气体扩散法，但在核计划早期发挥了不可替代的作用。
轶事典故
劳伦斯构思回旋加速器的故事颇具传奇色彩：他在伯克利图书馆翻阅杂志时，看到一张加速器示意图后在纸上迅速计算，确认了回旋加速器的可行性——这个过程仅用了约20分钟。他在写给妻子的信中说"想到了一个简单而漂亮的方法来加速正离子到极高能量"。
第一台回旋加速器极其简陋：由一个废旧电磁铁、一个黄铜真空腔和几根电线组成，总花费约25美元。但仅仅12年后，劳伦斯的实验室已经建造了耗资数百万美元、重达数千吨的巨大加速器。
劳伦斯是一位精力异常充沛的科学家，据说他在伯克利的办公室每天工作16小时。他对学生要求极严，但又给予充分的自由和支持。许多后来成为著名物理学家的年轻人（如麦克米伦、塞格雷、阿尔瓦雷茨等）都在他的实验室工作过。
1958年，艾森豪威尔总统授予劳伦斯国家科学勋章，但他当时正病重在床，无法亲自领奖。两周后他与世长辞。
参考文献
1. Lawrence, E. O. & Livingston, M. S. (1932). The Production of High Speed Protons Without the Use of High Voltages. Physical Review, 40(1), 19-35. 2. Lawrence, E. O. (1939). Design and Construction of the Cyclotron. Science, 90(2323), 17-23. 3. Nobel Foundation. Ernest Lawrence – Biographical. NobelPrize.org. 4. Childs, H. (1968). An American Genius: The Life of Ernest Orlando Lawrence. Dutton. 5. Heilbron, J. L. & Seidel, R. W. (1989). Lawrence and His Laboratory. University of California Press.