2023年9月2日星期六

爱荷华州立大学与曼哈顿计划

在大学时知道Ames Laboratory发源于曼哈顿计划。二战后,Ames Laboratory是研究材料科学和能源开发的地方。印象中要有特别准证才可以进去,可能是由国家能源部管辖,所以不是任何人随便可以进去。

1941年,费米需要大量纯铀来实验第一个可控和自持核能链式反应。可是当时没有可行提炼大量纯铀的方法。所以当时在芝加哥大学负责组织链式反应和建造反应堆科学研究的康普顿(Arthur Compton)寻找谁能担当化学材料研究方面的主持人。1942年,因为在稀土元素研究有丰富经验,而铀的化学性质与稀土元素相似,所以爱荷华州立大学(当时称作爱荷华州立学院)的史佩丁(Frank Spedding)教授被选中。史佩丁主要任务是找出如何能大量生产高纯度铀的方法。史佩丁与他的同事韦尔姆(Harley A. Wilhelm)教授和团队后来成功研发出低成本和高效率的化学方法Ames Process,及时生产出高纯度铀,给予费米团队足够的材料在1942年启动芝加哥实验反应堆。再后来,爱荷华州立大学和其他工业生产公司(杜邦DuPont是其中之一)提炼和源源不断提供大量高纯度铀给曼哈顿计划。1

第二次世界大战结束后,因为曼哈顿计划的渊源,美国能源部把其中一个研究中心设在爱荷华州立大学,这也就是Ames Laboratory的由来。而Ames Laboratory为爱荷华州立大学带来化学、物理、材料、化学工程和其他工程系的资深教授、学生和大量经费。到现在,爱荷华州立 大学还深受其恩泽。

话说回来,念书时知道其中一个分离铀同位素的方法是气体扩散(Gaseous Diffusion)。在读基础化学和Transport Phenomena 时就有提到铀的气体扩散和有关方程式。印象中有在功课里计算如何找出铀同位素气体扩散系数,可是忘了在什么科目。

这篇短文,纪念爱荷华州立大学在人类第一个可控核能链式反应和对曼哈顿计划中所作出的贡献。

Sept 02, 2023 - RC

1 “But the Ames Project, as it was known, produced more than 2 million pounds of uranium for the war effort.” The First 100 Years of Chemical Engineering at Iowa State University by Dr. George Burnet, Jr. and Steven Sullivan. Copyright, 2013. Printed by Thomson-Shore, Inc., Dexter, MI, USA.  Page 77.

2023年8月24日星期四

费米

前不久一位对国际战略素有研究却对科学不怎么留意(应该吧)的朋友转发关于Oppenheimer电影的解说。一瞬间就勾起了当年大学上化学和化学工程课的回忆。是到后来才知道欧本海默,所以记忆里对于核裂变原理的第一人物是费米(Enrico Fermi)。

在大学化学课里有一篇短文描述费米在芝加哥大学成功完成人类历史上第一次自持链式反应和受控核能释放。所以就对费米这一位物理学家留下深刻印象。到后来知道杨振宁到了美国决心拜费米或维格纳(Eugene Wigner)为师1。就更有兴趣想多了解这一位物理学家。

塞格雷(Emilio Segrè)是费米的学生、同事也是朋友。在这一位也是诺贝尔物理学奖得主笔下,费米不仅年幼早慧,青年时期已是崭露头角。当年的物理最前端是在德国、英国、丹麦和其他欧洲国家,不是意大利。可是年纪轻轻的费米孤身一人担起“罗马学派”的旗帜。 不论量子物理还是核物理,费米都能开创出新的研究领域。  

费米在现代科学占有什么样的地位?塞格雷依年代排列费米最伟大的成就2

                费米统计(独立于狄拉克的发现)是现代金属理论和原子以及核统计模型的关键,也是许多物理学家理论的基础。泡利原理是这个领域里基本的发现。

     随着时间的流逝,β射线理论的重要性日益增加。它对于将场论引入基本粒子物理起了重要影响,在矢量相互作用上它也被证明很有远见。这可能是费米最伟大的理论贡献。

     中子的研究包含慢中子的基本发现和登峰造极地完成链式反应,这是人类历史的一个里程碑。

费米在25岁导引出费米统计。32岁写出β衰变论文。33岁发现了慢中子。37岁获得诺贝尔物理奖。41岁成功启动第一个原子能反应堆。在〈量子物理的年轻〉里,那个年代才华横溢的物理学家都是年纪轻轻就已成就非凡。

难得可贵的是,费米不啻在理论物理上有创造性的发明,他也精深于实验物理操作。不论是他利用慢中子轰击原子的实验,或是人类第一个可控链式反应,费米都能计算出不同材料中的反应系数和最佳的实验设计安排。

为此,塞格雷不吝为费米赞誉,3

                他是我们时代最后一位在理论和实验两方面都达到最高顶峰的物理学家,而且他研究的领域支配了整个物理学。

如此伟大物理学家却在53岁逝世。不禁让人慨叹。

Aug 24, 2023 – RC

1 杨振宁:《杨振宁文录——一位科学大师看人和这个世界》。海南出版社,2002年8月第1版,第45页。〈忆费米——为“介子是基本粒子吗”〉。1961年,原载The Collected Papers of Enrico Fermi, Vol 2, University of Chicago Press, 1965

2 【美】埃米里奥 ∙ 塞格雷 著   杨建邺  杨渭 译:《原子舞者——费米传》。上海科学出版社,2006年4月第1版,第204页。Enrico Fermi, Physicist by Emilio Segrè. Licensed by The University of Chicago Press, Chicago, Illinois, U.S.A. 1970 by The University of Chicago.

3 如上,第205页。

2023年8月19日星期六

刘正的《陈寅恪别传》

之前不认识刘正,没读过他的书。可是看他自己的介绍;著作等身、履历丰富,就是有点夸张。

作者对陈寅恪不能在共产党中国下改变自己对新政权的态度,认为陈寅恪“完全不考虑历史的发展和现实变化”1

“完全无视学术发展和变化的自主规律,也不考虑学生们本来具有的与时俱进的政治追求和基本生存法则……”2

“继续依然故我的神往着那个“独立之精神,自由之思想”的理念模型,而全然不管社会和时代的发展。他的那个价值理念已经被他化石化了,完全制约了他对社会转型的适应和认可。”3

“……陈氏自身的顽固守旧态度和主观的不合作倾向加重了其自身退出历史舞台的进程。双目失明以后的陈氏,无法将自己的生命历程进行合乎现实和符合自我身心状况的准确定位,这使他成为传统知识人在新中国各种改造运动中的异类,他的人生悲剧的出现,无论在新中国五、六零年代的种种批判和运动中还是在台湾五、六零年代的种种清党和严查活动中,必然难逃被清理被整肃的命运。”4

1949年后的“学术发展和自主规律”就是“马克思历史发展观”和“唯物历史”。这些为政权服务的“学术”还是陈寅恪的学术能“与天壤而同久,共三光而永光”?陈寅恪的学生,汪篯“与时俱进”,马上接受马克思主义,后来下场却是文革时服毒自杀。

陈垣和冯友兰完全能对“社会转型的适应和认可”。尤其是冯友兰紧紧跟随时事发展,可是后来的人生际遇却依然是悲惨。对比陈寅恪,他们1949后的论著有多少价值?

对比大陆,台湾五、六零年代对知识分子没有如何被清理被整肃。在〈殷海光——自由主义〉里叙述殷海光批评蒋介石后在台湾的处境。大致上蒋介石尊重知识分子,天天都在反躬自省;毛泽东仇视知识分子,当他们连牛粪也不如。试问有哪一天毛泽东认为自己错了,别人是对的?

May 21, 2023 - RC

1 刘正:《陈寅恪别传》。元华文创股份有限公司,2020年8月初版,第300页。

2 如上,第155 – 156页

3 如上,第184页。

4 如上,第255 – 256页。

2023年7月24日星期一

明代生祠

明代生祠最著名莫过于对魏忠贤的个人膜拜。上至愚蠢文盲的皇帝、下至寡廉鲜耻的文武大臣大肆对一个刑余之人在全国搞个人崇拜,若不是天启早死,还不知道这样堕落的造神运动还能到什么疯狂地步。

除了关于魏忠贤生祠在专制极权的明代后期影响,对于生祠在明代政治的内涵意义就不是很了解。美国学者施珊珊的《小天命:生祠与明代政治》就为我们讲述,在县一级或是更大的地域范围的生祠构建是如何影响官员仕途和对一个地方的妥善管理。皇帝和京城中央官员对于普通老百姓是如此遥远,最直接面对的地方知县才是能决定公平税收和解决生活困苦的“父母官”。平民和地方官员对于生祠的利用,让地方也有“天命”来“督促”和“授予”官员的合法性。生祠可以拿来“感恩”离去者,也可以拿来“警戒”后来者要学习如何当个好父母官。生祠政治文化如此多变,可让我们了解明代历史的另一个侧面。

除了当地老百姓真为了感念“好官”而建立的生祠,阿谀奉承想当必是生祠的推动力。只要专制政治制度存在,生祠或是个人崇拜就不会绝迹。人民领袖的伟大思想是学校的必修课、人民领袖讲过的话不可妄议,人民领袖端详过的茶杯作为展览圣物,现在只差没有生祠供人烧香,岂不扼腕!

May 07, 2023 – RC

施珊珊 著   邵长财 译:《小天命:生祠与明代政治》。广东人民出版社,2022年2月第1版。Shrines to Living Men in the Ming Political Cosmos by Sarah Schneewind. Published by arrangement with Harvard University Asia Center through Bardon-Chinese Media Agency.

2023年7月14日星期五

读《晋武帝司马炎》

之前在仇鹿鸣的《魏晋之际的政治权力与家族网络》里知道司马炎如何透过外戚势力企图平衡宗室和权臣对太子和皇室权力干涉。只是司马炎一死,他的精心安排马上崩坏,太后一系外戚独揽大权,引发接下来的外戚间残杀和宗室觊觎皇位的八王之乱。

而胡志佳的《门阀士族时代下的司马氏家族》里为我们厘清司马家族如何利用门阀士族婚姻扩张势力声望和建立西晋后大力推展宗室就藩,以免重蹈曹魏覆辙。唐长孺在《西晋分封与宗王出镇》里叙述其实宗室就藩不是一开始就施行,而是拖到咸宁3年。只是为什么经过了“八王之乱”,南朝没有鉴于这惨痛经验,继续宗室出镇?唐长孺认为是门阀贵族制度导致了权力只能保留在皇室一族里,皇室家族有必要取得更大政治权势以维持优越地位1。这只能相随相伴至门阀贵族联合统治的南朝覆灭。而为何司马炎在咸宁3年强力推行宗室就藩?《魏晋之际的政治权力与家族网络》抽丝剥茧叙述这种种原因。只是司马炎这一系列强硬动作导致朝廷内外意见分裂,以致后来外戚势力坐大,把西晋推向灭亡深渊。

回到福原启郎的《晋武帝司马炎》。这本书刊行于1995年,是一本通俗历史书籍,面对日本读者,使之能更好了解三国后的西晋历史。有趣的是,作者用了“公权化”和“私权化”之间拉扯来描述司马氏家族在这一段历史时间的活动。“公权”抑或是“私权”,“永嘉丧乱”后,直至南朝时,当时人说“自晋末以来,号洛阳为荒土”和“自丧乱以来,60余年,苍生殄灭,百不遗一。河洛丘虚,函夏萧条。井堙木刊,阡陌夷灭。生理茫茫,永无依归。”2。这些哪是司马炎能预料之事。

April 09, 2023 - RC

福原启郎 著  陆帅 译:《晋武帝司马炎》。江苏人民出版社,2020年1月第1版,2020年5月第2次印刷。

1 唐长孺:《魏晋南北朝史论丛续编· 魏晋南北朝史论拾遗》。2011年4月第1版,2011年4月北京第1次印刷,第141页。

2 钱穆:《国史大纲》。商务印书馆出版,1996年6月修订第3版,2005年6月北京第7次印刷,第235页。转引自陈庆之语梁武帝和孙绰上疏恒温。