为什么世界需要更多利奥·西拉德

制造原子弹的男女群体庞大、多元、才华横溢且人数众多。从理论物理学家到水管工,各种可以想象到的专业人士都参与了曼哈顿计划,历时三年,这项事业遍布全国,其资源调动(如金属和电力)堪比美国汽车工业。[...]

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


制造原子弹的男女群体庞大、多元、才华横溢且人数众多。从理论物理学家到水管工,各种可以想象到的专业人士都参与了曼哈顿计划,历时三年,这项事业遍布全国,其资源调动(如金属和电力)堪比美国汽车工业。

这个项目可能是这种庞大集体智慧的产物,但早在其他人之前,就有一个人看到了原子弹的本质和影响,无论是在科学上还是政治上。1933年,利奥·西拉德在伦敦大英博物馆对面的一个红绿灯路口走下路沿时,在现实赋予其抽象灵魂以分量和能量的六年前,他就看到了链式反应的真正性质和后果。但从某种意义上说,这种非凡的预见未来的能力对于这位匈牙利科学家来说是司空见惯的。西拉德出生在法西斯主义冲击下迅速崩溃,同时又因科学革命性发现而得到提升的欧洲,他在青年时代就敏锐地认识到,世界被极权主义政权分裂,以及人类迅速发展的用科学毁灭自身的能力所产生的国际合作的必要性。西拉德在晚年曾对听众说:“物理学和政治学是我两大兴趣。” 他一生都在努力建立两者之间必要的伙伴关系,他认为这对于拯救人类免于灭绝是必要的。

去年,威廉·拉努埃特出版了他的权威、敏锐且生动的西拉德传记的新修订版。对于那些想要理解科学本质的人来说,这本书是必读之作,科学既是对自然深层秘密的抽象探索,也是可以用来拯救和毁灭人类的实用工具。当我阅读这本书并思考西拉德的一生时,我意识到这位20世纪的匈牙利人完全可以适应21世纪。最重要的是,西拉德的卓越之处在于,自他1962年去世以来,直到2014年,他的预言性 vision 是如何实现的。但西拉德也是一个典型的多面手。如果你审视这个人一生中的重要事件,你会看到几个西拉德,他们每个人都对现代世界具有重要意义。


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当然还有天才物理学家利奥·西拉德。在他出身的地方,早慧是很常见的。西拉德属于被称为“火星人”的那群人——这些科学家的智力超群——他们在20世纪中叶的欧洲和美国科学界发挥了关键作用。严格来说,西拉德的科学成就可能不如他的火星同伴约翰·冯·诺伊曼和尤金·维格纳,但这可能是因为他在生活中找到了更高的使命。然而,他当然不缺乏独创性。作为柏林的研究生——在那里他与爱因斯坦和冯·劳厄等人交往——西拉德提出了一种新颖的方法来整合热科学的微观和宏观方面,现在称为统计力学和热力学。他还撰写了一篇论文,将熵和能量与信息联系起来,比克劳德·香农开创性地创立信息论早了三十年。在另一篇有先见之明的论文中,他阐述了回旋加速器的原理,这种装置在十多年后为其公认的发明者——物理学家欧内斯特·劳伦斯——赢得了诺贝尔奖。

在20世纪30年代后期,在为被驱逐的犹太科学家奔走呼号之后,并看到了中子分支并释放出大量能量的景象后,西拉德在美国进行了一些最早的实验,证明了裂变。虽然他出了名的不屑于亲自动手,但他帮助恩里科·费米建立世界第一个核反应堆方面发挥了关键作用。

作为科学家的西拉德也强调了跨学科研究的重要性,在今天的科学界,来自一个学科的研究人员经常与来自其他学科的研究人员合作,并肆无忌惮地跨越学科界限,这一事实几乎不需要解释。战后,西拉德离开物理学转向生物学,并启发了一些最早的分子生物学创始人,包括雅克·莫诺、詹姆斯·沃森和马克斯·德尔布吕克,从而真正实现了跨学科。他离开物理学转向生物学的原因应该被年轻的研究人员铭记——他说,虽然物理学是一门相对成熟的科学,但生物学是一门年轻的科学,即使是唾手可得的果实也已经成熟待摘。

西拉德不仅是一位著名的理论科学家,他还具有另一个强大的特点,这个特点帮助许多科学家将他们所谓的稀有知识应用于实践——即科学企业家精神。他早期的培训是化学工程,在柏林期间,他与朋友和同事阿尔伯特·爱因斯坦共同为电磁冰箱申请了专利;通过提醒爱因斯坦机械冰箱泄漏造成的悲惨事故,他帮助这位以前精通技术的专利员充分利用了他的工程知识(西拉德仍然不被赏识的另一个迹象是,维基百科关于该设备的条目被称为“爱因斯坦冰箱”)。西拉德也对专利制度非常敏感,早在任何人意识到哪种元素会使其发挥作用之前,他就于1934年向英国海军部申请了核链式反应的专利,以及后来与费米共同申请了核反应堆的专利。

他还擅长我们今天所说的社交;例如,当他从商业供应商那里获得稀有的、无杂质的石墨作为费米核反应堆的慢化剂时,他的社交技能得到了充分展示;事实上,德国科学家未能获得如此纯净的石墨,以及受污染的石墨随后无法维持裂变,损害了他们对链式反应可行性的信念,并阻碍了他们。西拉德的社交能力也体现在他与著名金融家和银行家的联系上,他不断试图征募他们来支持他的科学和政治冒险;为了实现他的目标,他会毫不犹豫地写任何信,按任何门铃,索要任何数量的钱,前往任何土地,并普遍尝试利用他掌握的一切手段来获得正确当局的支持。就他而言,“正确当局”在他一生中的不同时期,从顶尖科学家到银行家,再到国务卿(詹姆斯·伯恩斯)、美国总统(富兰克林·罗斯福)和苏联总理(尼基塔·赫鲁晓夫)。

我确信,如果西拉德今天还活着,他跨越学科界限的能力,他对利用知识的实际好处的兴趣,以及他精明的公共关系技巧,会让他像在象牙塔中一样,在波士顿或旧金山风险资本主义的世界中感到宾至如归。

如果西拉德仅仅完成了他的科学里程碑,他本就已经成为20世纪科学史上一个值得关注的名字。但西拉德比他那个时代几乎任何其他科学家都更强烈地渴望投身政治——正如他所说,“拯救世界”——从很小的时候就开始了。在他那个时代的科学家中,只有尼尔斯·玻尔可能最接近于表现出像西拉德那样对科学的社会后果的真诚和热情的关注。这就是政治活动家利奥·西拉德。甚至在他十几岁的时候,当第一次世界大战甚至还没有爆发时,他就能看到欧洲的地缘政治格局将如何变化,俄罗斯即使赢得战争也将如何“失败”。当希特勒在1933年上台时,其他人还没有认真对待他,西拉德是少数几个预见到这个疯子将给欧洲留下可怕遗产的科学家之一。正是这种认识促使他在大约在红绿灯处获得预言性 vision 的同时,帮助犹太科学家在英国找到工作。

正是在战争期间,西拉德作为尽职尽责的政治倡导者的引人注目的角色变得清晰起来。他最先提醒爱因斯坦裂变的含义——在当时(1939年7月),西拉德和他的匈牙利侨民同伴可能是唯一清楚地看到危险的科学家——并帮助爱因斯坦起草了现在具有标志性意义的致罗斯福总统的信。爱因斯坦的名字仍然与这封信联系在一起,西拉德的名字经常被边缘化;我 Facebook 上高级研究所最近一篇关于这封信的文章提到了前者,但没有提到后者。没有西拉德,原子弹肯定会被制造出来,但这封信可能永远不会被写出来,美国裂变研究的开始可能会被推迟。当他被邀请加入曼哈顿计划时,西拉德拒绝了邀请,声称任何去洛斯阿拉莫斯的人都会疯掉。然而,他确实通过芝加哥的 Met Lab 与该项目保持联系。在此过程中,由于他拒绝部门化,他把曼哈顿计划的安全人员逼疯了;西拉德一生都像生物学家雅克·莫诺所说的那样,“像毛利酋长对待他的妻子一样慷慨地对待他的想法”,他赞成公开和诚实的科学探究。有一次,该项目负责人格罗夫斯将军甚至写信给战争部长亨利·史汀生,要求部长考虑监禁西拉德;史汀生是一位聪明而人道的人——他后来将古老而神圣的京都从格罗夫斯的原子弹目标清单中移除——拒绝了。

当西拉德发起了一份致总统的请愿书,并由70位科学家签署,倡议向日本人演示原子弹,并尝试与苏联在原子能领域进行合作时,西拉德迎来了他的辉煌时刻。这就是最好的活动家利奥·西拉德。格罗夫斯勃然大怒,奥本海默——此时他已经尝到了权力的滋味,并且是一个建制派人士——非常犹豫,这份请愿书被藏在保险箱里,直到战后才被公开。西拉德对他的建议没有被采纳感到失望,战后,当他目睹两个超级大国之间的军备竞赛时,这种失望变成了更大的担忧。1949年,他写了一个非凡的虚构故事,题为《我作为战犯的审判》,他在其中想象了如果美国输给苏联会发生什么;西拉德的观点是,在参与制造核武器的过程中,美国科学家与他们的俄罗斯同行相比,并没有更少或更多的同谋。西拉德对这件事的看法提出了关于科学家的道德责任的宝贵问题,这个问题即使在今天我们也仍在努力解决。这个故事在激励苏联物理学家安德烈·萨哈罗夫发起核裁军运动方面发挥了微小的作用。西拉德还帮助组织了普格沃什裁军会议,在世界各地就核武器发表演讲,并于1960年在曼哈顿会见了尼基塔·赫鲁晓夫;这次友好的会面的结果既包括赠送给赫鲁晓夫一把舒适牌剃须刀,更重要的是,赫鲁晓夫同意了西拉德关于在莫斯科和华盛顿之间安装一条电话热线以应对紧急情况的建议。1962年的古巴导弹危机敏锐地突显了这条热线的重要性。可悲的是,西拉德后来两次尝试会见赫鲁晓夫都失败了。

在加利福尼亚州索尔克研究所的创立中发挥了关键作用之后,西拉德于1964年在睡梦中安详去世,他希望他在1933年的红绿灯处看到的那位精灵会善待人类。

自西拉德以来,科学和政治之树的共同而深刻的根基变得更加清晰。今天,我们需要像西拉德这样的科学家,在气候变化或进化等科学问题与政治发生冲突时,每次都站出来捍卫科学。当西拉德推动科学家参与政治时,这可能看起来像是一个异常现象,但今天我们正在与非常相似的问题作斗争。与他的许多其他行为一样,西拉德关于科学与政治互动的座右铭是妥协。他始终热烈相信人类追求的共同目标,无论他们可能持有不同的信仰。他也是将思想与行动相结合的典范,展现了理想主义者和现实主义者的理想融合。无论是平衡热力学思想与制冷问题,还是用致著名政治家的信件来跟进政治理想主义,他都教会了我们如何思考和行动。作为跨学科科学家、精明的技术发明家、尽职尽责的政治活动家、最优秀的惹事生非者,利奥·西拉德为我们留下了一个杰出的榜样和持久的遗产。这取决于我们来继承他的衣钵。

Ashutosh Jogalekar 是一位对科学史、科学哲学和社会学感兴趣的化学家。他着迷于科学发现的逻辑以及科学与公众情绪和政策的互动。他的博客是 The Curious Wavefunction,可以通过 curiouswavefunction@gmail.com 与他联系。

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