爱德华·泰勒

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爱德华·泰勒爱德华·泰勒

Edward Teller,原匈牙利名为Teller Ede,1908.1.15—2003.9.9)是一位出生於匈牙利的美国理论物理学家,被誉为“氢弹之父”。泰勒於1930年代移民美国,并成为曼哈顿计划的早期成员,参与研制第一颗原子弹。这段期间,他还热衷於推动研制最早的核融合武器,不过这些构想直到第二次世界大战结束之後才实现。在一场对於罗伯特·奥本海默背景调查的听证会上,泰勒对这位过去在洛斯阿拉莫斯的同事,作出一些具争议性的证词,此後他在科学界中变得不受欢迎。他持续寻求美国政府与军事研究机构的援助。他是劳伦斯利福摩尔国家实验室的建立者之一,并於此机构担任多年的主管及助理主管。泰勒晚年对於一些军事与公共议题,发表了一些具争议性的技术解决方法,其中包括计划在阿拉斯加利用热核爆开凿港口。他是罗纳德·雷根的战略防御计划之热衷支持者。泰勒的一生因其科学才能、欠佳的人际关系,以及善变的个性而知名。此外也被认为是1964年电影《奇爱博士》的灵感来源之一。

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爱德华·泰勒 个人简介

 

出生 1908年1月15日 奥匈帝国布达佩斯

爱德华·泰勒爱德华·泰勒

逝世  2003年9月9日 加州斯坦福

著名成就 姜-泰勒效应              

               发展氢弹
国籍   匈牙利  美国
居住地  美国
研究机构 哥廷根大学 
玻尔研究所乔治华盛顿大学 ,曼哈顿计划芝加哥大学, 柏克莱加州大学  ,劳伦斯利福摩尔国家实验室 ,  胡佛研究所             

母校 卡尔斯鲁厄大学       莱比锡大学

导师 沃纳·海森堡

爱德华·泰勒 早年及其教育

 

泰勒生於奥匈帝国布达佩斯的一个犹太家庭。他於1926年离开了匈牙利(部份原因是霍尔蒂·米克洛什统治时所实施的大学学额限制)。他年少时匈牙利的政治趋势和改革使得泰勒逐渐对共产主义法西斯主义产生了深深的恨意。当他还是一

爱德华·泰勒少年时的泰勒
个年轻学生的时候,在慕尼黑的一次电车交通意外中严重受伤,使得他需要配戴一只义肢脚,以及终生都要一拐一拐地走路。泰勒於卡尔斯鲁厄大学化学工程系毕业,并在沃纳·海森堡的指导下从莱比锡大学取得物理学博士学位。泰勒的博士论文涉及到氢分子离子最早的一次准确量子力学论述。他於1930年与俄国物理学家乔治·伽莫夫及列夫·朗道成了朋友。泰勒终身的好友捷克物理学家乔治·普拉切克对于泰勒的科学和哲学的研究非常重要,正是他安排年轻的泰勒与他一起前往罗马拜访恩里科·费米,从而将泰勒的研究方向定为核物理。

他在哥廷根大学奥古丝塔·玛丽娅)·哈尔肯伊("Mici" (Augusta Maria) Harkanyi)结婚,是他一个长期好友的姐妹。

乔治·伽莫夫的鼓动下,泰勒於1935年受美国乔治华盛顿大学的邀请出任物理学教授一职,直至1941年,期间与伽莫夫共事。在发现裂变之前的1939年以前,泰勒作为一个理论物理学家从事量子、分子和核物理领域的研究。在1941年入了美国国籍之後,他的兴趣转到核能量应用方面,对裂变和聚变的核能量都感兴趣。

或许泰勒对科学最重要的贡献是姜-泰勒效应(1937年)的说明,其中描述了电子云在某些情况下的几何扭曲;在描述金属的化学反应时有着显着的作用,尤其是跟某几种金属染料一起的时候。在与布鲁诺尔(Brunauer)及埃米特(Emmett)的合作下,泰勒也对表面物理和化学方面有重要贡献:他们三人一起发现布鲁诺尔-埃米特-泰勒(BET)等温线。

当第二次世界大战开始时,泰勒想为战争出一分力。在着名加州理工学院空气动力学家及同是匈牙利移民的西奥多·冯·卡门的建议下,泰勒跟他的朋友汉斯·贝特合作开发了一套振荡波传播理论。他们为这种波背後的气体表现所作的解释,对後来研究导弹返回技术的科学家来说非常有价值。

爱德华·泰勒 曼哈顿计划

 

泰勒於1942年受邀加入罗伯特·奥本海默在柏克莱加州大学的夏季研讨会,计划开展曼哈顿计划,也就是同盟国研发第一批核武器的主力。几星期前,泰勒跟他的朋友兼同事恩里科·费米就核战争问题见过几次面,而期间费米曾满不在乎地提议过或许可以使用一种核裂变武器来引发一个甚至更大的聚变反应。尽管他当时就立即跟费米说明过他认为这样做并不可能,泰勒还是被这个可能性吸引,而且很快地就对“只是”一个原子弹(当时离完成还很远)这概念生厌。在柏克莱的会议期间,泰勒把讨论从裂变武器转移至聚变武器——也就是他所谓的“超级”(一个後来被称为氢弹的早期版本)。

爱德华·泰勒泰勒在洛斯阿拉莫斯

泰勒在战时加入了当时还是秘密的洛斯阿拉莫斯实验室的理论物理学部,并继续推动他聚变武器的构想,即使它在战时并没有被优先考虑(因为只是单单创造核裂变武器已经够困难了)。由於他对氢弹的兴趣以及他在实验室所受的挫折(因被忽略而没当上理论物理学部主任,取而代之的是汉斯·贝特),所以泰勒拒绝从事裂变弹的内向爆炸理论计算。这使得他与其他研究员的关系紧张,因为必需雇用额外的科学家来做那项工作——当中包括克劳斯·富赫斯,後来被发现是苏联派来的间谍。泰勒更在深夜弹奏钢琴,此举显然使他的邻居们对他感到厌烦。然而,泰勒对原子弹研究有重要贡献,尤其是内向爆炸物理机制的说明。

泰勒於1946年参加了一个会议,其中讨论到热核燃料(例如氘)的性质,及氢弹的可能设计。最後结论是泰勒对氢弹的评估太好了,而且氘的用量和它燃烧时所失的辐射量会使氢弹有着无庸置疑的可用性。向热核混合加入昂贵的氚很可能会降低其点火温度,但就算这样也好,那时没有人知道要加多少氚,以及加入氚会否促进热传播。会议末段时,尽管在场一些成员(如罗伯特·塞尔伯)提出反对,泰勒还是提交了一份乐观的报告,里面说氢弹可行,应该更进一步促成它的研发。克劳斯·富赫斯也参与了这次会议并把资料传回莫斯科。泰勒的“古典超级”模型是如此的不肯定,以致奥本海默後来说他希望苏联人正在用那个设计建造自己的氢弹,那麽他们的研究进度是肯定会被它拖慢的。泰勒於1946年离开洛斯阿拉莫斯回到芝加哥大学。

 

爱德华·泰勒 氢弹

 

乌拉母设计将裂变及聚变燃料完全隔开,

爱德华·泰勒氢弹内置

并使用初级装置的辐射来压缩进装置。

 

 

 

 

爱德华·泰勒 奥本海默案的争议

 

 

泰勒与其他同事的裂痕於1954年扩大,那时他在罗伯特·奥本海默的安全调查听证会上作供指证身为洛斯阿拉莫斯前主管兼原子能委员会会员的奥本海默。泰勒在洛斯阿拉莫斯的时候曾与奥本海默因裂变及聚变研究的问题发生过几次冲突,而且在奥本海默的审判中他是科学社群中把奥本海默列为不可靠人物的惟一一人。检察官罗伯特·罗布在聆讯会上问他是否打算“提出奥本海默博士对美国不忠”,泰勒否认。他马上被问到他是否相信奥本海默是“不可靠人物”,他的证词是这样的: {{cquote|我在很多场合见过奥本海默装模作样——我认为奥本海默博士在装模作样——对我来说,在某程度上那是极难理解的。我曾在为数不少的议题上与他的意见完全不合,而他的行动在我看来确实是既混乱又复杂的。到现时为止,我认为我会更愿意看到国家极其重要的关注落入我更能理解的人手中,因为理解所以才会有更多的信任。在这样极其有限的意识下,我希望在此表达一个想法,就是如果其他公共问题能由其他人处理的话,我个人会感到安心得多。

有人认为泰勒作出对奥本海默不利的证供,是企图从奥本海默手上褫夺公权,以便自己成为美国核科学家社群的领袖。

 

爱德华·泰勒 政府研究及其政治拥护

 

泰勒曾任劳伦斯利福摩尔国家实验室主管(1958年-1960年),该实验室是在他的帮助下(与劳伦斯一起)成立的,他卸任主任後继续出任助理主管。他主持在柏克莱成立太空科学实验室的委员会,亦同时出任柏克莱加州大学物理学教授。他是一名不屈不挠的强核拥护者,并为持续的核试验及开发据理力争──实际上他辞掉利福摩尔主管一职,就是为了能更好地游说政府疏通已被提出的核试验禁令。他为反对核试验禁令,曾在国会前及电视上作证。

奥本海默案的论战之後,泰勒为大部份科学社群所排斥,但因为明显的理由,他在政府及军事科学圈子里仍挺受欢迎的。除他对核能开发、强核储备及积极核试验的惯性提倡外,他为帮助研发出核反应炉的安全标准而在1940年代後期主持原子能机构内的反应炉防护措施委员会, 并其後在通用原子公司带领研究小组,设计理论上核能外泄不可能的研究用反应炉(TRIGA)。

他於1963年建立了戴维斯加州大学的应用科学系及劳伦斯利福摩尔国家实验室,故该大学有以泰勒命名的资助教席。 他於1975年自实验室及柏克莱退休,此後被利福摩尔实验室任命为名誉主任,以及被胡佛研究所任命为高级研究员。在共产主义於匈牙利垮台的1989年以後,他曾好几次到访自己的出身国,并仔细地关注当地的政治转变。

爱德华·泰勒 遗产

 

爱德华•泰勒在他的事业早期,泰勒对核和分子物理学、光谱学(姜-泰勒和伦纳-泰勒效应)及表面物理学都有相当的贡献。他对费米β衰变理论所作的延伸(其形式为所谓的伽莫夫-泰勒过渡)为这套理论的应用提供了一块重要的踏脚石。姜-泰勒效应和BET理论依然保留着它们原来的公式化表述,仍是化学和物理学的支柱。泰勒对托马斯-费米理论也有贡献,该理论是密度泛函理论的先驱,是复杂分子经量子力学处理时所用的标准现代工具。他于1953年时与尼古拉斯·梅特罗珀卢斯及马歇尔·劳森布卢夫共同写了一份论文,是为统计力学上蒙特·卡罗方法应用的标准开端。

爱德华·泰勒晚年泰勒

 

泰勒积极提倡经由核武器取得实力,尤其是在他那麽多的战时同事都对武装竞赛表示后悔的时候,这使得他很容易就成了“疯狂科学家”的典型(他的口音和给人深刻印象的眉毛肯定对动摇那个形象没有帮助)。他于1991年被授予最早的一个搞笑诺贝尔和平奖,授奖理由是“改变我们所知和平意义的终身成就”。他也被谣传为斯坦利·库布里克的1964年 讽刺影片《奇爱博士》及其同名角色的灵感(据推测,其他灵感为兰德公司理论家赫尔曼·卡恩、火箭科学家沃纳·冯·布劳恩及美国国防部长 罗伯特·S·麦克纳马拉在上文提及的1999年《科学美国人》访问中,他被报导给该问题激怒:“我的名字不是奇爱。我不知道奇爱的事。我对奇爱没有兴趣。我还能说甚么?…注意,再说它三次,我就把你扔出这个办公室”。诺贝尔物理学奖得主伊西多·艾萨克·拉比曾经指出“这个世界没泰勒的话会好得多”。此外,泰勒声称斯特尼斯瓦夫·乌拉姆对氢弹的研发无显著贡献的言论(尽管乌拉姆关键地洞悉到可使用压缩及分阶段要素来产生热核反应),以及他对奥本海默的人身攻击,使得整个物理学社群对泰勒的敌意更甚。

泰勒于2003年9月9日在 斯坦福 (加利福尼亚州)去世。他于1986年被授予美国军事学院西尔瓦努斯·塞耶奖。他同时是美国艺术与科学学院、美国科学促进会及美国核协会的会员。他得过的奖项中包括爱因斯坦奖费米奖国家科学勋章。他还是《时代杂志》1960年度风云人物的“美国科学家”当中的一人,以及小行星5006泰勒就是以他命名的。他去世前两个月内被总统乔治·W·布什授予总统自由勋章

附图

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