علم كبير لمايكل هيلتزيك - التاريخ

علم كبير لمايكل هيلتزيك - التاريخ

كانت إحدى ذكريات طفولتي الأكثر حيوية هي الاستيقاظ في الصباح الباكر ومشاهدة العد التنازلي في كيب كانافيرال لإطلاق الفضاء المبكر ، والذي وصل ذروته عندما كان مراهقًا صغيرًا حدث الإطلاق النهائي عندما تم إطلاق أبولو 11 نحو القمر. كنت في السادسة من عمري عندما استقلت طائرة بوينج 707 لأول مرة في رحلة إلى دنفر. في شبابي ، بدا كل شيء ممكنًا - من كان يعلم أين يمكن للبشرية أن تذهب في حياتي ، ومن يدري ما يمكن تحقيقه. لا شك أننا سنصل إلى النظام الشمسي بعيدًا ، ولا شك أننا سنقطع الأرض في دقائق بدلاً من ساعات.

الآن بعد أن بدأت العقد السابع من حياتي ، من الواضح جدًا أن الإجابة لن تكون في أي مكان. ما زلنا نتحدث عن إمكانية رحلة إلى المريخ ، واحدة إذا كنت محظوظًا لأنني أعيش وفقًا لمتوسط ​​العمر الإحصائي المتوقع ، فقد أراه بعد ، ولكن بعد ذلك ... حلقت رحلتي الأخيرة على متن طائرة جديدة نسبيًا بالسرعة المحددة رحلتي الجوية قبل 50 عامًا - نعم ، يمكن أن تذهب أبعد من ذلك دون أن تهبط للتزود بالوقود ، وهي أكثر صداقة للبيئة بشكل هامشي ، لكن النقل لم يتغير بشكل كبير في حياتي.

التفسير الكامل لقلة التغيير معقد وسيتطلب مخطوطة بطول الكتاب ، ولكن يمكن رؤية جزء من الشرح في كتاب جديد لمايكل هيلتزيك بعنوان Big Science-Ernest Lawrence ، و Cyclotron وولادة المجمع الصناعي العسكري . يؤرخ الكتاب حياة لورانس - الذي كان بمفرده المسؤول الأكبر عن إنشاء ما يصفه الكتاب بالعلوم الكبيرة. على مدار معظم التاريخ ، تم إحراز تقدم علمي من قبل شخص واحد يعمل بمفرده في مختبر صغير. كانت المعدات المطلوبة صغيرة ، أو مجهرًا أو جهازًا مشابهًا للحجم ، وفي حين أنها كانت مكلفة تتطلب مساحة صغيرة ولا يوجد أشخاص إضافيون بجانب العالم لتشغيلها. في أواخر القرن التاسع عشر ، كان توماس إديسون رائدًا في مفهوم مختبر الأبحاث عندما أنشأ مختبر مينلو الخاص به ، ولكن بينما كان مكانًا فعالاً للعمل ، كان من الممكن بسهولة الاحتفاظ بالمعدات هناك في قبو أو غرفة احتياطية لعالم أو مهندس فردي . ومع ذلك ، بحلول عشرينيات القرن العشرين ، كان العلماء في مجال الفيزياء يركضون نحو جدار من الطوب حول كيفية تأكيد فرضياتهم ، لأن المعدات اللازمة للقيام بذلك كانت كبيرة ولن تناسب المنزل أبدًا ولا يمكن لعالم فرد شراء أو شراء أو بناء المعدات. في خطوة ليفرمور الذي كان أول من وجد حلاً. في حرم Cal Tech تم تجنيده من جامعة Yale وحصل على مبنى منفصل واكتشاف منفصل لبناء أول Cyclotron له.

كان لورنس دورًا أساسيًا في إنشاء البنية التحتية لتطوير القنبلة الذرية ، وهو أمر يتجاوز قدرات العلماء الفرديين أو حتى الشركات. وكان نموذجه هو الذي استخدم في جميع التطورات العلمية الكبرى أثناء وبعد الحرب العالمية الثانية. في الستينيات ، تطور مستوى من خيبة الأمل من Big Science وبدأ التمويل ينضب. بدا أن خيبة الأمل هذه مشتركة بين اليمين واليسار لأسباب مختلفة ، حيث كان اليسار قلقًا من أننا يجب أن ننفق الأموال على أشياء أخرى وكان العلم في حد ذاته يجلب مجموعة من المشاكل ، بينما أصبح اليمين مقتنعًا بأن تمويل العلم ليس هو الدور. للحكومة ، ويجب تركها إلى حد كبير للقطاع الخاص. لذلك يجب علينا اليوم الاعتماد على Google و Space X في البحث والتطوير ونأمل أن تكون قوة أجهزة الكمبيوتر قد وفرت للعالم الفردي الأدوات اللازمة لإنجاز ما يمكن للفرق الكبيرة فقط في الماضي.

ومع ذلك ، تخبرنا Big Science بقصة ذلك اليوم التي كنا نؤمن فيها بوعد العلم ، وسيكافأ قراء الكتاب للمشاركة حيث يقوم لورانس وزملاؤه باكتشافات لا يمكن تحقيقها إلا من قبل العلم الكبير. مثل كل شيء آخر ، كانت هناك عواقب غير مقصودة ويمكن في النهاية تمويل Big Science فقط من قبل الجيش ، وأصبح جزءًا من التبرير لما أصبح يعرف باسم المجمع الصناعي العسكري


"Big Science" بقلم مايكل هيلتزيك

عندما تشتري كتابًا تمت مراجعته بشكل مستقل من خلال موقعنا ، فإننا نكسب عمولة تابعة.

أصبحت الآلات العلمية الحديثة عالمية ومكلفة بشكل متزايد. تلسكوب Thirty Meter (T.M.T.) الذي يتشكل على قمة Mauna Kea في هاواي يكلف 1.4 مليار دولار ، وسيكون ارتفاعه 18 طابقًا وهو قيد الإنشاء بالشراكة مع اليابان ودول أخرى. ITER ، وهو مشروع بقيمة 21 مليار دولار ، بارتفاع 24 طابقًا لاستكشاف الاندماج النووي ، يتم بناؤه في فرنسا من قبل سبعة شركاء دوليين ، بما في ذلك الاتحاد الأوروبي وروسيا والصين والولايات المتحدة. مصادم الهادرون الكبير (LHC) ، الذي أنتج بوزون هيغز قبل ثلاث سنوات ، تكلف 10 مليارات دولار ، ويبلغ محيطه 17 ميلاً ويمتد بين دولتين.

في كتابه الواضح "العلم الكبير: إرنست لورانس والاختراع الذي أطلق المجمع الصناعي العسكري" ، يقدم الصحفي مايكل هيلتزيك الحائز على جائزة بوليتزر وصفًا قويًا للأيام الأولى للاتجاه نحو مثل هذه المشاريع العملاقة. كان سلفها إرنست أو.لورانس ، شابًا قويًا وطموحًا من ولاية ساوث داكوتا ، جذبه فضوله الشغوف وقدراته العملية وحدسه العلمي إلى الفيزياء التجريبية. بلمسة مغفرة من الدقة الصحفية الزائفة ، حدد هيلتزيك تاريخ ميلاد Big Science باعتباره يومًا ربيعيًا في عام 1929 عندما أدرك لورانس ، وهو أستاذ مشارك في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، يبلغ من العمر 28 عامًا ، أنه يستطيع إنشاء أداة علمية جديدة بتحويل الجسيمات إلى طلقات. بدلاً من استخدام الكثير من الطاقة دفعة واحدة لركل الجسيمات في برميل مستقيم كما يفعل الآخرون ، كان لورانس يرسلها في دوائر ، مما يمنحها دفعة لطيفة مع كل لفة. قضى لورنس العقد التالي في اللحام بالعلوم والهندسة معًا في "سيكلوترونات" أكبر من أي وقت مضى ، كما كان يطلق عليهم مازحا. أدوات لا غنى عنها للفيزياء النووية ، نما قطر السيكلوترونات من أربع بوصات إلى 11 بوصة و 27 بوصة و 37 بوصة و 60 بوصة - وزادت التكلفة من أقل من 100 دولار إلى عشرات الآلاف من الدولارات - مع آلة هائلة مقاس 184 بوصة في يعمل بحلول عام 1939 ، وهو العام الذي فاز فيه لورانس بجائزة نوبل عن هذا الإنجاز.

ومع ذلك ، لم تكن أكبر مساهمة لورنس هي بناء أي سيكلوترون محدد - وهي مهمة غالبًا ما يتم تفويضها للآخرين - ولكن إنشاء البنية التحتية التي جعلتها ممكنة. لم يكن عبقريًا علميًا بقدر ما كان عبقريًا إداريًا. لقد تعلم كيفية تغذية طموحات الرعاة الأثرياء والأقوياء. لقد وعد مديري الجامعات بمكانة ، ولعلماء الأحياء النظائر الطبية ، ولصناعيين المواد الجديدة ومصادر الطاقة ، ومجد المحسنين.

في عام 1931 ، استحوذ لورانس على المبنى الخاص به لأبحاث السيكلوترون ، "مختبر راد". يتذكر أحد الزائرين أنه من الخارج ، كان الكوخ الخشبي المكون من طابقين يشبه "متجر القصدير المستعمل ، مكان صغير أنيق". في الداخل ، كان العلم يمر بمرحلة تغيير. كانت بيئة Rad Lab متكافئة تقريبًا وتعاونية قوية ومثيرة بشكل عام - لا توجد أبواب مغلقة ولا ملكية خاصة للمعدات أو الأفكار. كانت السلطة الوحيدة هي السيكلوترون. كان المسرح ، والبشر ، وعمال المسرح.

روبرت أوبنهايمر هو أحد أقرب أصدقاء لورنس. كتب هيلتزيك أن الاثنين كانا "أكثر الأزواج الغامضة" - لورانس المنفتح ، حسن الإعداد وغير السياسي ، الذي كان والديه من الغرب الأوسط اللوثريين ، يتناقض مع أوبنهايمر المزاجي واليساري ، الذي كان والديه يهودًا علمانيين أثرياء من مانهاتن. . يحتوي الكتاب على صورة للاثنين حيث يقف لورانس ، أنيقًا وابتسامًا ، متيقظًا ومتوازنًا "مثل مارك أنتوني الشاب" ، بينما ينحني أوبنهايمر أمام باكارد ، مثل جيمس دين ، "شعره ممسحة غير مهذبة ، وعيناه تلمعان غير واثق من العدسة من تحت حواجب مقنعة ". حكم الاثنان الفيزياء الأمريكية في ثلاثينيات القرن الماضي لورنسها التجريبي ، وأوبنهايمر جناحها النظري.

كان لورانس جانب مظلم. قوّض غروره وسرعته بعض الأعمال العلمية المبكرة لمختبر راد ، مما جعله يفوت بعض الاكتشافات ويرتكب أخطاء محرجة. لكنه تعلم من هذه الحلقات ، ودمج المزيد من الصرامة في عمل المختبر وضاعف جهوده.

أحدثت الحرب العالمية الثانية تغييرا آخر في المرحلة. كان لورانس متورطًا بعمق في مشروع مانهاتن واشتهر برئيسه الجنرال ليزلي غروفز. أنقذ مشروع القنبلة من الإلغاء وساعد في تثبيت أوبنهايمر كرئيس لمختبر لوس ألاموس ، ووعد بتولي المهمة إذا فشل أوبنهايمر. قامت أجهزة لورنس بفصل اليورانيوم المستخدم في قنبلة هيروشيما ، وأنتجت العينات الأولى من البلوتونيوم المستخدم في قنبلة ناجازاكي.

مع بدء العمل الهائل في الهندسة العلمية الضخمة لمشروع مانهاتن ، بدأت Big Science أخيرًا في التغلب على قدرة لورانس على التحكم فيه. قام ببناء فواصل ضخمة تشبه السيكلوترون ، تسمى الكالوترونات ، لصنع وقود قنبلة اليورانيوم - لكن المحرك الأصلي فشل عندما هددت مغناطيساته القوية بفصل الآلة عن بعضها. كتب هيلتزيك أنه لأول مرة في حياته المهنية ، واجه لورانس "أزمة هندسية لم يستطع إصلاحها بنفسه". مرهقًا ، مكتئبًا ، تعرض للتعذيب بسبب تقلصات في الظهر ، دخل إلى المستشفى.

لقد تعافى ، وبحلول نهاية الحرب كان يحلم بإمكانيات جديدة مثيرة ، والتي أنتجت "تحولًا في العلم الأمريكي عميقًا مثل أي تغيير مستوحى تمامًا من الاكتشاف العلمي: إطلاق رعاية الحكومة في وقت السلم". لكن تحقيق هذه الطموحات يتطلب تنمية القادة السياسيين والعسكريين ، ووجد لورانس سابقًا أنه لم يعد قادرًا على إبعاد القضايا السياسية عن مختبر راد.

أصبح الجانب المظلم للورنس الآن أكثر قتامة. لقد رفض التنصل من طلب جامعة كاليفورنيا ريجنتس المثير للجدل بأن يوقع جميع الموظفين قسم الولاء ، مما تسبب في مغادرة العديد من علماء Rad Lab. أسس معمل أسلحة لتطوير القنبلة الهيدروجينية التي لا تزال تحمل اسمه (مختبر لورانس ليفرمور الوطني). عندما تم إلغاء التصريح الأمني ​​لأوبنهايمر ، جزئيًا بسبب أنشطته اليسارية السابقة ، وافق لورانس في البداية على الشهادة ضد صديقه القديم. (أدرك متأخراً أن هذا سيضر بمختبر راد ، وتراجع عن الإدلاء بشهادته ، مشيرًا إلى هجوم موهن من التهاب القولون وعرض على الزائرين مرحاضه الدموي كدليل.) عارض حظر التجارب النووية المقترح خلال الانتخابات الرئاسية لعام 1956. في عام 1958 ، حضر لورانس مؤتمرًا حول فحوصات حظر الاختبارات في جنيف التي فرضت ضرائب على صحته. مات بعد أسابيع قليلة من عودته.

حكاية هيلتزيك مهمة لفهم كيف يتشابك العلم والسياسة في الولايات المتحدة ، وهو يحركها بكفاءة ، بتفاصيل مذهلة وكشف عن الاقتباسات. في الخاتمة ، اقترح أن قصة لورانس قد تكون مرثية للعلم الكبير نفسه ، لكن هذا زخرفة لا داعي لها. لقد واجه هذا النوع من المشاريع الضخمة التي بدأها لورانس بالفعل تحديات إدارية ومالية واجتماعية ضخمة. تم إيقاف بناء تلسكوب الثلاثين مترًا مؤقتًا هذا الربيع من قبل المتظاهرين الذين أطلقوا عليه "إبادة جماعية ثقافية" لبناء المنشأة على جبل مقدس ، وقد واجه مشروع ITER تأخيرات طويلة ومكلفة ، وكان من الممكن أن يكون المصادم فائق التوصيل أقوى بثلاث مرات من تم إلغاء مصادم الهادرون الكبير من قبل الكونجرس في عام 1993.


اشترك في الإحاطة اليومية

بالتعاون الوثيق مع روبرت جوردون سبراول (رئيس جامعة كاليفورنيا من عام 1930 إلى عام 1958) ، ساعد لورانس في بناء جامعة كاليفورنيا في بيركلي لتصبح مركزًا ذا شهرة عالمية للتعلم من خلال قيادته وجاذبيته وسمعته العلمية الشاهقة ومهاراته الرائعة في جمع التبرعات. (غالبًا ما تجاوز تمويل مختبر لورانس إجمالي الأموال المتلقاة لجميع الأبحاث الأخرى في جامعة كاليفورنيا في بيركلي). وكان لورانس أيضًا هو من اقترح على زميله وصديقه آنذاك ، جي.روبرت أوبنهايمر ، إدارة ما أصبح يُعرف باسم لوس ألاموس ، حيث تم تصميم وبناء القنابل التي دمرت هيروشيما وناجازاكي. كما قاد تطوير المنشأة في تينيسي التي أنتجت U-235 التي تغذي قنبلة هيروشيما. وأكثر من أي شخص آخر ، لدينا لورانس وإدوارد تيلر ولويس شتراوس لنشكرهم على القنبلة الهيدروجينية (المعروفة في أيامهم باسم "السوبر").

يخلص هيلتزيك إلى أن لورانس "أشرف على تحول في العلم الأمريكي عميق مثل أي تغيير مستوحى تمامًا من الاكتشاف العلمي: إطلاق رعاية الحكومة في وقت السلم". ومع ذلك ، قبل أن يبدأ مشروع مانهاتن في ضخ الملايين في بيركلي ، نجح لورانس في جمع الأموال في سياق أوسع ، حيث جمع اتحادات المانحين من عالم المؤسسة والأوساط الأكاديمية وكذلك الحكومة. من الصعب عدم التفكير في لورانس كواحد من أعظم جامعي التبرعات على الإطلاق.

استمر في قراءة هذا الاستعراض لـ & # 8220Big Science & # 8221 على مدونة Mal Warwick & # 8217s على الكتب.

احصل على آخر أخبار Berkeley في بريدك الوارد من خلال الملخص اليومي المجاني من Berkeleyside. وتأكد من وضع إشارة مرجعية على صفحات Berkeleyside على Facebook و Twitter. لا تحتاج إلى حساب على هذه المواقع لعرض المعلومات المهمة.


القصة الملحمية حول كيف أصبح العلم "كبيرًا" والعبقرية المنسية التي بدأت كل شيء - "مسلية ، وبحث شامل ... جزئيًا سيرة ذاتية ، جزئيًا سرد لتأثير فكرة إرنست لورانس العظيمة ، وجزئيًا تاريخ قصير للفيزياء النووية و قنبلة "(صحيفة وول ستريت جورنال).

منذ الثلاثينيات من القرن الماضي ، نما حجم المساعي العلمية بشكل كبير. يمكن الاحتفاظ بمسرع الجسيمات الأول في حضن منشئه ، بينما نما خلفه إلى سبعة عشر ميلًا في المحيط وتكلف عشرة مليارات دولار. لقد اخترعنا القنبلة الذرية ، ووضعنا الإنسان على سطح القمر ، وسبرنا الأعمال الداخلية للطبيعة على مقياس الجسيمات دون الذرية - كل ذلك نتيجة Big Science ، وهو نموذج البحث على نطاق صناعي الذي دفعته الحكومات ، وإدارات الدفاع ، والشركات التي قادت المشاريع العلمية العظيمة في عصرنا.

يمكن تتبع ولادة Big Science منذ ما يقرب من تسعة عقود في بيركلي ، كاليفورنيا ، عندما أعلن عالم شاب لديه موهبة في الفيزياء ، "سأكون مشهورًا!" كان اسمه إرنست أورلاندو لورانس. من شأن اختراعه ، السيكلوترون ، أن يحدث ثورة في الفيزياء النووية ، لكن ذلك لم يكن سوى بداية تأثيره ، والذي سيكون محسوسًا في الأوساط الأكاديمية ، والصناعة ، والسياسة الدولية. كانت بداية Big Science.

"كتاب مثير…. قصة مشرقة تجسد عجائب الفيزياء النووية دون الانطلاق في عالم الفيزياء نيفرلاند….العلوم الكبيرة هو ملخص ممتاز لكيفية تحول الفيزياء إلى طاقة نووية وغيرت العالم "(التاجر العادي، كليفلاند). هذا هو "الامتصاص والتوسع" (مرات لوس انجليس) قصة "مهمة لفهم كيف يتشابك العلم والسياسة في الولايات المتحدة ... بتفاصيل مذهلة والاقتباسات الكاشفة" (مراجعة كتاب نيويورك تايمز).


UNTAMED

بقلم جلينون دويل & # 8231 تاريخ الإصدار: 10 مارس 2020

المزيد من تأملات الحياة من المؤلف الأكثر مبيعًا حول مواضيع الأسر المجتمعي والتنفيس عن الحرية الشخصية.

في كتابها الثالث دويل (الحب المحارب، 2016 ، وما إلى ذلك) بحدث يغير الحياة. كتبت: "قبل أربع سنوات ، تزوجت من أب لأبنائي الثلاثة ، وقعت في حب امرأة". تلك المرأة ، آبي وامباك ، ستصبح زوجته. تم ترتيبها بشكل رمزي في ثلاثة أقسام - "محبوسة" و "مفاتيح" و "حرية" - تقدم السرد ، من بين عناصر أخرى ، مقتطفات عن طفولة المؤلفة العاطفية ، عندما كانت نائمة وشعرت وكأنها حيوان حديقة حيوان ، "فتاة في قفص صنعت من أجل سماء مفتوحة على مصراعيها ". اتبعت المسار الذي بدا صحيحًا ومناسبًا بناءً على تربيتها الكاثوليكية وتكييف المراهقين. بعد دوامة هبوطية نحو "الشرب والتخدير والتطهير" ، وجدت دويل الرصانة والنفس الأصيلة التي كانت تقمعها. ومع ذلك ، كانت هناك مشكلة: إجهاد زواج مضطرب بالفعل كان خيانة زوجها ، مما أدى في النهاية إلى خيارات غيرت الحياة واكتشاف حب لم تختبره من قبل. طوال الكتاب ، ظلت دويل منفتحة وصريحة ، سواء كانت تعترف بتزوير انتخابات محكمة العودة إلى الوطن في المدرسة الثانوية أو تندد بالكمالية المتمثلة في "تربية الجبن الكريمي" ، والتي تدور حول "إعطاء أطفالك أفضل ما في كل شيء". غالبًا ما تنعكس مخاوف المؤلف واهتماماته في قضايا العالم الواقعي: أدوار الجنسين والتحيز ، والامتياز الأبيض ، والعنصرية ، وكراهية المثلية والنفاق التي يغذيها الدين. تقوم بعض القصص بالقراءة فقط لسطح القضايا الأكبر ، لكن دويل يعيد النظر فيها في أقسام لاحقة ويحفر بشكل أعمق ، مستخدمًا الأصدقاء والمراجع العائلية لتجسيد تأثيرهم على حياتها ، في الماضي والحاضر. تمكنت المقطوعات القصيرة ، بعضها بطول صفحة واحدة فقط ، من ترجمة لكمة عاطفية بشكل فعال ، كما حدث عندما وصف معالج دويل حبها السحاقي المزدهر خارج نطاق الزواج بأنه "إلهاء خطير". في النهاية ، السرد هو نظرة متعمقة على امرأة شجاعة حريصة على مشاركة ثروة تجاربها من خلال احتضان الضعف واستعادة قوتها الداخلية ومرونتها.

يقدم دويل تاريخًا واضحًا وملهمًا آخر لتمكين المرأة ومكافآت الوعي الذاتي والتجديد.


الرجل الذي اخترع "العلوم الكبيرة" ، إرنست لورانس

عالم الفيزياء الأسترالي مارك أوليفانت ، إلى اليسار ، يمنح لورانس في ظل مغناطيس سيكلوترون ضخم مقاس 184 بوصة في 22 سبتمبر 1941. صورة من كتاب "العلوم الكبيرة" بقلم مايكل هيلتزيك.

في أوائل عام 1946 ، بعد نصف عام من تدمير القنابل الذرية لهيروشيما وناجازاكي ، منحت الحكومة الأمريكية إرنست لورانس وسام الاستحقاق. ترأس الحفل الجنرال ليزلي غروفز ، القائد العسكري لمشروع مانهاتن ، والذي قدم لورانس معظم اليورانيوم المستخدم في صنع الأسلحة.

أعلن غروفز "راهننا عليه بمبلغ 100 مليون دولار وفزنا" ، كاشفاً عن مقامرة لم يسبق لها مثيل في تاريخ العلم. قبل لورانس الميدالية بلطف - واستخدمها لطلب المزيد من التمويل.

كان لورانس واحدًا من أبرز علماء الفيزياء في القرن العشرين ، وهو حائز على جائزة نوبل في نفس الدوري مثل إرنست رذرفورد وماري كوري. ومع ذلك ، فإن ما يميزه عن أسلافه - وأصبح إرثه بعيد المدى - هو منهجه العلمي. كتب مايكل هيلتزيك ، كاتب عمود في صحيفة Los Angeles Times ومؤلف: "لقد كان مديرًا علميًا من النوع الذي نادرًا ما شوهد في عالم البحث الأكاديمي الراسخ". "بعيدًا عن العزلة ، ترأس فريقًا من العلماء الشباب النشطين وطلاب الدراسات العليا - الفيزيائيين والكيميائيين والأطباء والمهندسين ، وجميعهم يكدحون ويفكرون في وئام متعدد التخصصات - وأدار ملايين الدولارات بضمان مدير تنفيذي للشركة."

بعبارة أخرى ، كما يظهر هيلتزيك بشكل مقنع في هذه السيرة الذاتية الممتعة والواسعة ، اخترع إرنست لورانس العلوم الكبيرة. لقد أنشأ بمفرده تقريبًا سياق جهود تعاونية هائلة (ومكلفة للغاية) مثل مصادم الهادرونات الكبير الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار.

كانت الفيزياء التجريبية عبارة عن مسعى صغير النطاق عندما بدأ لورانس مسيرته المهنية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي في عام 1928. قبل أقل من عقد من الزمان ، أبلغ رذرفورد عن أول انقسام للذرة ، والذي حققه باستخدام جهاز مصنوع يدويًا يتناسب تمامًا مع حضنه. كان أسلوب رذرفورد ذكيًا بشكل شيطاني ، حيث تم إنشاء رصاصات تقسيم الذرة بشكل طبيعي من خلال الاضمحلال الإشعاعي. ومع ذلك ، كما يلاحظ هيلتزيك ، فإن تجربة رذرفورد البسيطة أنتجت أسئلة أكثر من الإجابات ، وهي أسئلة لا يمكن معالجتها إلا عن طريق شطر الذرات الكبيرة عن طريق ضربها بقوة أكبر بمدافع الهاون عالية الطاقة.

اكتشف لورانس طريقة بعد عام واحد فقط من وصوله إلى بيركلي ، بينما كان يقرأ عن جهاز يعمل على تسريع الجسيمات المشحونة بدفعات كهربائية صغيرة. لقد أدرك أن الجسيمات يمكن إطلاقها على الذرات ، مما يؤدي إلى تفككها ، ولكن لتحقيق تسارع كافٍ سيتطلب آلة بطول عدة ياردات ، كبيرة بشكل لا يمكن تصوره وفقًا لمعايير ذلك الوقت. كانت رؤية لورنس الخارقة أنه يمكنه دفع الجسيمات إلى سرعات كبيرة عن طريق إرسالها في دوامة وأن الجسيمات ستتبع مسارًا حلزونيًا بشكل طبيعي إذا تم دفعها في غرفة مفرغة محاطة بمجال كهرومغناطيسي. أطلق على اختراعه اسم السيكلوترون وذهب - مثل أرخميدس في وقت لاحق - يركض عبر الحرم الجامعي معلناً أنه سيصبح مشهوراً.

كانت خطة لورنس مجدية بالنظر إلى التكنولوجيا المتاحة في ذلك الوقت ولكن لم تكن سهلة نظرًا لقلة موارده. كتب هيلتزيك أن النماذج الأولية ، التي جهزها طالب دراسات عليا ، كانت تشبه "قوارير الويسكي التي تمر فوقها شاحنة". أثبت طالب الخريج الثاني أنه أكثر سهولة ، حيث أثبت إثبات المفهوم بجهاز نحاسي بحجم راحة اليد ، والذي بدأ لورانس على أساسه في جمع التبرعات لشراء مغناطيس كهربائي أكبر.

كما يوثق هيلتزيك ، قضى لورنس بقية حياته القصيرة في السعي وراء آلات أكبر من أي وقت مضى. (توفي لورانس في عام 1958 عن عمر يناهز 57 عامًا). ويمكن أن تستكشف السيكلوترونات الأكبر حجمًا البنية الداخلية للذرة بمزيد من التفصيل. اتضح أنه بإمكانهم أيضًا إنتاج نظائر اصطناعية للطب النووي و (مع التعديل) يمكنهم عزل اليورانيوم المستخدم في صنع الأسلحة كهرومغناطيسيًا. ملأ المباني بأكملها ، كانت أدوات بحث فعالة بشكل هائل مع تطبيقات عملية متعددة يمكن أن يستحضرها لورانس في السعي وراء المزيد من الأموال من المنظمات الخيرية والقادة العسكريين على حد سواء.

ومع ذلك ، يلاحظ هيلتزيك أن "الدافع نحو الأكبر والأفضل خلق منطقه الخاص". "كل اكتشاف تم إجراؤه باستخدام السيكلوترون فتح آفاقًا جديدة للفيزيائيين لاستكشاف حل كل لغز جديد يتطلب آلات ذات قوة أكبر." يجادل هيلتزيك بأن دورة الطموح هذه قد تجاوزت عمر لورانس ، وأصبحت المحرك الرئيسي للعلوم الكبيرة والتهديد الرئيسي لمستقبلها.

وفقًا لبعض المقاييس ، فإن Big Science تزدهر. يواصل مختبر لورانس بجامعة كاليفورنيا في بيركلي - المعروف الآن باسم مختبر لورانس بيركلي الوطني - إنتاج الأبحاث الحائزة على جائزة نوبل ، ويتبع مصادم الهادرون الكبير خطة لورانس لبناء مسرعات أقوى من أي وقت مضى. تشير المؤشرات الأخرى ، مثل شح الكونجرس تجاه فيزياء الطاقة العالية واستكشاف الفضاء ، إلى أن المنطق الداخلي للعلم الكبير لا يمكنه تحمل العوامل الاقتصادية الخارجية. كل اكتشاف يكون أكثر تكلفة وغالبًا ما يكون أكثر صعوبة. قد لا تكون فرضية Big Science مستدامة ولا يمكن دعمها ، بغض النظر عن الجدارة العلمية.

بالإضافة إلى الإثارة المطلقة للقصة ، فإن كتاب هيلتزيك الرائع لا يقدر بثمن كأساس لتقدير كيف يمكن أن تستمر العلوم الكبيرة وتتطور. يلاحظ هيلتزيك بذكاء أن شخصية لورنس "أعطت العلوم الكبرى طابعها الدائم". تحافظ Big Science على بعض أفضل أفكار لورانس (مثل العمل الجماعي متعدد التخصصات) ، وبعض نواقصه الشخصية (مثل هوس الآلات بالآلات) وحتى بعض عيوب شخصيته (مثل الرغبة في فعل أي شيء تقريبًا مقابل المال).

بالنظر إلى من أين أتت العلوم الكبيرة ، يمكننا أن نكون أكثر تناغمًا بشكل نقدي مع الافتراضات التي عفا عليها الزمن. بنفس القدر من الأهمية ، يمكننا أن نكون أكثر انتباهاً للمنهجيات الجديدة مثل المنهجيات الثورية مثل تلك التي اتبعها لورنس.

::

العلوم الكبيرة
إرنست لورانس والاختراع الذي أطلق المجمع الصناعي العسكري

مايكل هيلتزيك
سيمون وأمبير شوستر: 528 صفحة ، 30 دولارًا

كيتس هو مؤلف كتاب "الكلمات الافتراضية: لغة على حافة العلم والتكنولوجيا". سيتم نشر كتابه الجديد عن إرث بكمنستر فولر في عام 2016.

احصل على آخر الأخبار والأحداث والمزيد من Los Angeles Times Book Club ، وساعدنا في جعل لوس أنجلوس تقرأ وتتحدث.

قد تتلقى أحيانًا محتوى ترويجيًا من Los Angeles Times.

المزيد من Los Angeles Times

كتب مؤسس Trader Joe Joe Coulombe ، الذي توفي العام الماضي ، تاريخًا طويلًا وممتعًا لواحدة من سلاسل لوس أنجلوس الأكثر شهرة. الآن يمكنك قراءته.

في صناعة يهيمن عليها الذكور ، وظف جون ساكريت يونغ نساء للمساعدة في كتابة وإنشاء البرنامج التلفزيوني الذي يعود إلى حقبة حرب فيتنام "تشاينا بيتش".

كتبت الكاتبة جانيت مالكولم انتقادات متحدية لمجموعة من الموضوعات - قضايا القتل وكذلك الصحافة نفسها.


الناشرون أسبوعيا 4 مايو 2015

ربما أغفل التاريخ إرنست لورانس لصالح معاصرين مثل أينشتاين وأوبنهايمر وفيرمي ، لكن تأثيره على العلم الحديث لا يمكن إنكاره. في هذا التاريخ المزدوج للورانس والحركة التي أوجدها بمفرده ، يشرح هيلتزيك (الصفقة الجديدة) ، وهو كاتب عمود تجاري في صحيفة لوس أنجلوس تايمز ، كيف تجاوزت أبحاث لورانس في فترة ما بعد الحرب ميزانيات الجامعات والمؤسسات الخيرية ، مما استلزم رعاية الحكومة. كان أول سيكلوترون لورنس ، وهو جهاز يهدف إلى تنشيط البروتونات دون الذرية للسماح لها باختراق نوى الذرات ، وكان بمثابة اختراق للفيزياء النووية ، كما غير الطريقة التي تم بها أداء العلم. من أجل فهم الجسيمات دون الذرية الأصغر باستمرار ، تم الضغط على لورانس لبناء جهاز أكبر وأكثر تكلفة بشكل متزايد. فازت أجهزته بجائزة نوبل في عام 1939 وساعدت الحلفاء أيضًا على الفوز بالحرب العالمية الثانية: قدم مختبر لورانس للإشعاع في بيركلي بولاية كاليفورنيا الكثير من الموظفين والمواد المستخدمة في تطوير القنبلة الذرية. يُظهر Hiltzik ازدواجية عميقة حول عواقب صعود المجمع الصناعي العسكري على حد سواء كلفته وتورطه في سباق التسلح النووي إشكالية ، لكن صورته للورنس ، الذي ولد مختبر الأبحاث الحديث من خلال قوة الإرادة المطلقة ، هي قوية ومع ذلك. الصور.


Big Science: إرنست لورانس والاختراع الذي أطلق المجمع الصناعي العسكري (2015)

وقد بدأ كل شيء في كاليفورنيا ، مع اختراع إرنست لورانس للسيكلوترون ، وهو محطم ذرة فعال وفعال منقطع النظير ، وشراكته مع عالم فيزيائي شاب وطموح آخر ، جيه روبرت أوبنهايمر. قبل وصول لورنس إلى الحرم الجامعي في وودسي عام 1928 ، وتلاه أوبنهايمر بعد عام واحد ، لم يكن بإمكان أي طالب المطالبة بتعليم كامل في الفيزياء دون القيام بدور في أحد أعظم مراكز النظرية والبحث في أوروبا. في غوتنغن أو كوبنهاغن أو كامبريدج ، كانوا يجلسون عند أقدام ماكس بلانك أو نيلز بور أو إرنست رذرفورد ، ويستوعبون معارف هؤلاء الأساتذة ويحملونها إلى منازلهم. بعد فترة وجيزة ، كان لبيركلي أن يقوم الطلاب بالحج ، قادمون من جميع أنحاء العالم لتعلم كيفية تحطيم الذرات وكشف أسرارهم بمساعدة آلة جديدة رائعة اخترعها لورانس ، مدعومة بتفسيرات أوبنهايمر النظرية . سيأتي السادة القدامى أنفسهم أيضًا.

ما بدأ هناك لا يزال يقود الكثير من علوم القرن الحادي والعشرين. تعد مختبرات الفيزياء والبيولوجيا في مؤسسات التعلم العظيمة الأخرى في بيركلي وجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وستانفورد وكاليفورنيا مظاهرًا حديثة لنموذج العلوم الكبيرة. كان مشروع الجينوم البشري عبارة عن تمرين علمي كبير بقيمة 3 مليارات دولار ، ولم يرعى فقط مجالًا جديدًا للدراسة ولكن صناعات جديدة. يعد برنامج أبحاث الخلايا الجذعية في كاليفورنيا الذي تبلغ تكلفته 6 مليارات دولار أكبر مشروع ترعاه أي ولاية. البحث في تغير المناخ هو مسعى علمي كبير جوهري.

مصادم الهادرون الكبير في أوروبا (الذي تديره سيرن) ، والذي اكتشف به ثلاثة آلاف من علماء الفيزياء جسيم بوزون هيغز دون الذري بعيد المنال في عام 2012 ، هو أحدث تكرار لأول سيكلوترون صنعه إرنست لورانس منذ أكثر من ثمانية عقود. هذا الجهاز الأول يكلف أقل من مائة دولار ويتناسب مع راحة يده. يحتل نسله اليوم نفقًا محيطه سبعة عشر ميلًا ، مدفونًا تحت الريف الفرنسي والسويسري ، تم بناؤه بتكلفة 9 مليارات دولار.

وُلد الاختراع الذي صنع اسم لورانس في عام 1929. انضم لورانس مؤخرًا إلى هيئة التدريس في جامعة كاليفورنيا ، التي كان لديها الكثير من المال والمرافق الجميلة وتحولت الآن إلى تجميع كلية علوم لتتناسب معها. كانت الفيزياء نفسها على مفترق طرق. قام علماء مثل إرنست رذرفورد وماري كوري ، من الجيل السابق والمغادر ، بسبر نواة الذرة بالأدوات التي قدمتها لهم الطبيعة: أشعة ألفا وبيتا المنبعثة من المعادن المشعة مثل الراديوم ، التي يربيها الكشتبان. باستخدام هذه الأدوات ، اكتشف هذا الجيل بنية الذرة واكتشف الأشعة السينية والنشاط الإشعاعي. لكنهم ذهبوا أبعد ما يمكن. للتعمق في النواة ، أدركوا أن العلم سيحتاج إلى مسابر ذات طاقات أعلى ، والتي لا يمكن تحقيقها إلا من خلال براعة الإنسان. ألقى رذرفورد التحدي للجيل الجديد. وطالب بجهاز يمكنه شحن مسبار بعشرة ملايين فولت ، ومع ذلك "يبقى آمنًا في غرفة متوسطة الحجم".

قبل العلماء في جميع أنحاء العالم هذا التحدي. لكنهم اكتشفوا أنه عندما تقوم بتحميل جهاز بعشرة ملايين فولت ، فإن ما يحدث هو تفجير الجهاز. فكر في محاولة إطلاق قذيفة هاون من مدفع من الورق المقوى. امتلأت المعامل بشظايا الزجاج المتشقق. قام فريق من الباحثين الألمان الجريئين بربط كابل بين قمتي جبال الألب لالتقاط البرق أثناء عاصفة رعدية ، وقد فعلوا ذلك - لكن الجهد انتهى بانفجار أحدهم من الجبل حتى وفاته.

بدأ لورانس حياته المهنية في لحظة اصطدمت فيها الفيزياء بجدار من الطوب في فهمها لنواة الذرة. كانت العقبة تثير غضب الفيزيائيين كما لو كان بإمكانهم أن يحدقوا فوق الحائط في منظر ضبابي ، لكنهم لم يتمكنوا من الوصول إلى هناك. ذات ليلة في بيركلي ، كان لورانس عصف ذهني من شأنه أن يخرق الجدار: ماذا لو لم تضع الجهد في الجهاز ، ولكنك تبنيه على المسبار؟ إذا بدأت ببروتون ، على سبيل المثال ، بجهد 100 فولت ، وأعطيته هزة 100 فولت ، فقد حصل الآن على طاقة 200 فولت. هزة أخرى ، وهي 300 ، وهكذا. لكن المسرع الخطي المصمم للاستمرار في توصيل هذه الاهتزازات عبر أقطاب كهربائية متزامنة مرتبة في خط يجب أن يكون طوله ميلًا تقريبًا - ولا يتناسب تمامًا مع غرفة رذرفورد ذات الحجم المريح.

ثم جاء الجزء الثاني من العصف الذهني للورانس. كان يعلم أن الجسيم المشحون الذي يعبر مجالًا مغناطيسيًا يتبع مسارًا منحنيًا. لذلك ، قم بتطبيق مجال مغناطيسي ، ويمكنك ثني البروتون الخاص بك في شكل حلزوني ، مما يسمح له بتلقي اهتزازات متكررة من قطب كهربائي واحد. هذا هو جوهر السيكلوترون ، مختزلًا بأبسط مصطلحاته: بعد عدد كافٍ من الثورات ، لديك جسيم يحمل الآن مليون فولت ، أو عشرة ملايين ، أو حتى مائة مليون. كل ما عليك فعله هو توجيهه نحو هدف والسماح له بالتمزق. بالنسبة للورنس ، بدت الاحتمالات غير محدودة. (في الواقع ، سيكونون مقيدين بتأثير النسبية ، لكن هذا كان تحقيقًا لسنوات في المستقبل.) وكل ذلك يمكن أن يتناسب مع غرفة متوسطة الحجم - على الأقل يمكن لعواصف السيكلوترونات الأولى.

علم لورانس أنه كان على وشك القيام بشيء ما. في اليوم التالي ، عبر عبر حرم جامعة بيركلي ، وأعلن عن أصدقائه وزملائه ، "سأكون مشهورًا."
-ESSAY: The Origins of Big Science (Michael Hiltzik, Fall 2015, Boom)

I would not have thought there was much point to reading, nevermind writing, another book on the American nuclear program after Richard Rhodes epic two part history : The Making of the Atomic Bomb and Dark Sun. But Michael Hitzlik's enormously readable account strikes on a new angle as he focuses on not just one participant, Ernest Lawrence, bit one important aspect of the project, Lawrence's almost single-handed development of the "big science" model of research. Where science before the 1920's had largely been conducted by lone researchers in tiny personal labs--like the Cavendish laboratory at Cambridge--Lawrence, in his pursuit of ever larger cyclotrons, pioneered the use of grant money, larger teams and government co-operation. One benefit of his work was that when it came time for the Manhattan Project, there was a pre-existing model for such an enormous collaborative project.

Admittedly, that much of the story may not sound exactly thrilling, but the author makes his tale move along briskly by relating the excitement surrounding the successive new discoveries that Lawrence's cyclotrons made technically possible, and the setbacks that often occurred because he was in too much haste to nail down the science. The tension between experimenters and theorists permeates the book. There are also plenty of personality conflicts to add spice, particularly once communists replace Nazis as the enemy that Big Science is working to defeat.

Besides all these elements, Mr. Hitzlik also manages to make the physics reasonably easy to understand--no small achievement.

All in all it's an exemplar of what science writing can be at its very best.


Reading Diary: Big Science: Ernest Lawrence and the Invention that Launched the Military-Industrial Complex by Michael Hiltzik

Which adds up to quite the little obsession, when you think about it. Which is fine, of course, we're all allowed our obsessions. And FSM knows, the history of the atomic bomb in particular and World War II in general are endlessly fascinating.

Which brings us to Big Science.

Which is a scientific and technological biography of Ernest Lawrence as well the story of the birth of Big Science as a research and funding methodology. And to throw in some spice, we also see how Lawrence and Big Science collide (heh) during the late 1930s through the epochal year of 1945 to help bring us the atomic age.

With all this thrown in, what could possibly go wrong? And Hiltzik delivers and excellent and detailed history of all those intersections which, which it might drag at some moments, has a hugely interesting story to tell, one that I really didn't know a lot about and one that probably needs to be better understood in the modern world.

Especially the whole Big Science thing. Yeah, especially that.

Big science is a term used by scientists and historians of science to describe a series of changes in science which occurred in industrial nations during and after World War II, as scientific progress increasingly came to rely on large-scale projects usually funded by national governments or groups of governments.

Because it was Ernest Lawrence and his drive to build bigger and better cyclotrons and colliders at University of California Berkeley that drove the creation and development of Big Science. It was Lawrence who also pushed the nascent idea of Big Science towards it's logical conclusion during World War II, using his ideas of big labs funded by big government with big staffs to found the Oak Ridge National Lab as well as the Livermore National Lab, which later was renamed Lawrence Livermore.

Hiltzik does a great job of outlining Lawrence's progress, painting him as a kind of relentless technocrat, imbued with the endless optimism of science and discovery, willing to do almost anything to get where he needed to get. But not as a villain of the piece, blindly pushing for an ever-more militaristic scientific establishment -- the Military Industrial Complex. Though that's what Lawrence (and the rest of us) seem to have ended up with, Lawrence the bureaucrat and manager comes off as more naive and overly optimistic than scheming or grasping. As David Lilienthal described him, one of the "scientists in grey flannel suits." (411)

The last section of the book puts it in context. While the paradigm has lead to amazing things -- like what the Large Hadron Collider has given us in theoretical physics or the Human Genome Project in biology -- there's also been a cost. When science costs an awful lot of money, what happens is that the paymasters get to start calling the shots. In government and academia, that's increasingly the case, as science gets more corporatised. The Manhattan Project was kind of the great honeymoon for Big Science, but seventy years its has become far too ingrained for any talk of divorce.

Michael Hiltzik's Big Science: Ernest Lawrence and the Invention that Launched the Military-Industrial Complex is a very good book and a wonderful addition to some less-well-known periods of science -- the eras just before and just after World War II. It was certainly an area where my knowledge was lacking. As well, during the section on World War II, the focus on the Oak Ridge, TN lab where the uranium was enriched rather than Los Alamos which usually gets all the attention, was quite welcome. I recommend this book without reservation for any academic collection that collects in the history of science or WWII.


وصف

From a Pulitzer Prize–winning journalist and Los Angeles Times contributor, the untold story of how science went “big,” built the bombs that helped win World War II, and became dependent on government and industry—and the forgotten genius who started it all, Ernest Lawrence.

Since the 1930s, the scale of scientific endeavors has grown exponentially. Machines have become larger, ambitions bolder. The first particle accelerator cost less than one hundred dollars and could be held in its creator’s palm, while its descendant, the Large Hadron Collider, cost ten billion dollars and is seventeen miles in circumference. Scientists have invented nuclear weapons, put a man on the moon, and examined nature at the subatomic scale—all through Big Science, the industrial-scale research paid for by governments and corporations that have driven the great scientific projects of our time.

The birth of Big Science can be traced to Berkeley, California, nearly nine decades ago, when a resourceful young scientist with a talent for physics and an even greater talent for promotion pondered his new invention and declared, “I’m going to be famous!” Ernest Orlando Lawrence’s cyclotron would revolutionize nuclear physics, but that was only the beginning of its impact. It would change our understanding of the basic building blocks of nature. It would help win World War II. Its influence would be felt in academia and international politics. It was the beginning of Big Science.

This is the incredible story of how one invention changed the world and of the man principally responsible for it all. Michael Hiltzik tells the riveting full story here for the first time.