重生之大科學(xué)家 卷三、霜天曉角 一六六、醉后無心怯路歧
“超鈾元素(transuranicelement)?”
對于實(shí)驗(yàn)室同事來說,元素element一詞自然是耳熟能詳;但transuranic無疑是個(gè)新詞,引得大家一片議論。
當(dāng)孫元起把這個(gè)詞寫到黑板上的時(shí)候,大家發(fā)現(xiàn)詞意并不難理解:trans,這個(gè)詞頭表示跨越、超過的意思,比如translation、transportation等;uranic,在化學(xué)上是“鈾的”。兩個(gè)單詞合起來,就是“超鈾的”意思。
可超鈾元素是什么?
鈾是自然界中能夠找到的最重的元素,自從1789年德國化學(xué)家克拉普羅特把它從瀝青鈾礦中分離出來后,化學(xué)家一直在嘗試發(fā)現(xiàn)比它更重的元素。一百二十年過去了,化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了更多的元素,甚至確定了鈾的原子序數(shù)是92,卻依然沒有發(fā)現(xiàn)比它更重的元素。
超鈾元素?世界上存在原子序數(shù)超過鈾的元素么?大家心里都有這樣的疑問。
“是的,超鈾元素。”孫元起很肯定地說,“鈾是自然界中能夠找到的最重元素,這是毋庸置疑的。超過鈾的元素因?yàn)榇蠖鄶?shù)都不穩(wěn)定,半衰期很短,所以在自然界基本上約等于不存在。要想發(fā)現(xiàn)和制取它們,只有通過人工核反應(yīng)。”
關(guān)于超鈾元素的提出,孫元起糾結(jié)了很長時(shí)間,因?yàn)橹苽涑櫾匾话阌袃蓷l途徑:
第一條途徑比較好實(shí)現(xiàn),就是加速氘核來轟擊鈾238,從而獲得了钚239。钚是原子序數(shù)為94的元素,這樣一來,超鈾元素的概念就得以證實(shí)。可是钚239裂變速度快、臨界質(zhì)量小、半衰期長,部分核性能比鈾235還好,加上鈾238在自然界儲量又高,使得钚239一度成為早期核武器中最重要的核裝料。二戰(zhàn)末期投放在長崎市和廣島市的原子彈,都是使用钚239制作的內(nèi)核部分。當(dāng)然,有利就有弊,钚239的毒性非常大,生產(chǎn)成本也高,需要建造復(fù)雜的生產(chǎn)堆和后處理廠,才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
第二條途徑最為人所熟知,即用中子轟擊鈾。用中子來轟擊一種元素時(shí),經(jīng)常會使被轟擊元素轉(zhuǎn)變?yōu)樵有驍?shù)比它大1的元素。這樣一來,超鈾元素就可以源源不斷地被發(fā)現(xiàn)。但這里面卻存在這兩個(gè)問題。
首先現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)中子。中子倒不難發(fā)現(xiàn),尤其是現(xiàn)在粒子加速器被發(fā)明之后,只要用它來加速α粒子,然后轟擊鈹、硼或鋰這些較輕的元素,就可以獲得中子。盡管單獨(dú)存在的中子不穩(wěn)定,平均壽命只有大約16分鐘,卻足以用來做很多事了,比如加速后轟擊鈾。
其次是一旦用中子轟擊鈾,除了出現(xiàn)新元素之外,最有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象就是核裂變!核裂變既是一個(gè)極復(fù)雜的核過程,又具有重大的實(shí)用價(jià)值,一旦公開,就會引發(fā)全世界的關(guān)注。當(dāng)年鈾核裂變的假說一經(jīng)提出,世界上所有的物理實(shí)驗(yàn)室立刻沸騰起來,迅速對這一現(xiàn)象展開了緊張的研究。在不到一年的時(shí)間里,發(fā)表的有關(guān)核裂變的科學(xué)論文就達(dá)到了一百多篇,這在物理學(xué)史上是沒有前例的。既然大家全神貫注研究核裂變,那鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必然要被發(fā)現(xiàn),核武器也就呼之欲出了。
當(dāng)然,從發(fā)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)到實(shí)現(xiàn)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng),可不是一蹴而就的,用它來制造核武器更是難于上青天。因?yàn)樽畛酰性趯?shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究工作都是利用鈾235來實(shí)現(xiàn)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鈾235是一種稀有的同位素,在天然鈾中的含量只有0.7%。要實(shí)現(xiàn)核爆炸,可能需要幾公斤到幾十公斤純度90%以上的鈾235。在1940年之前,人類從未獲得過哪怕是超微量的純鈾235,要生產(chǎn)出以“公斤”計(jì)的這東西來,不啻是天方夜譚!
這兩方面的利弊,孫元起權(quán)衡已久。此時(shí)提出“超鈾元素”的概念,卻是心中已經(jīng)拿定主意:“之前,我們用氘核照射鉬,發(fā)現(xiàn)了第一種人造元素锝。同理,如果我們用氘核照射鈾,會不會產(chǎn)生新的元素呢?我想,答案應(yīng)該是肯定的!
“在發(fā)現(xiàn)锝元素之后,肯定也有很多人想過用氘核照射鈾,但迄今沒有任何結(jié)果報(bào)告出來。為什么呢?這里面的原因大家都能想到,首先是鈾很珍貴,普通人沒有能力來做這個(gè)實(shí)驗(yàn);其次,用氘核照射鈾之前,必須用大型粒子加速器來加速,才可能獲得的結(jié)果。這樣的加速器,眼下只有我們元素實(shí)驗(yàn)室才有,這就給了我們一個(gè)機(jī)會,相信只要大家克服樣本質(zhì)量小、分離難度大等難關(guān),一定會有所發(fā)現(xiàn)!”
為什么泄露第一種方法呢?孫元起有自己的考慮:
在發(fā)現(xiàn)核裂變之前,钚的某些特性并不會引起研究者太大的關(guān)注。再者,提純钚239實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),需要建造復(fù)雜的生產(chǎn)堆和后處理廠,至少孫元起手頭暫時(shí)沒有這種研究能力和工業(yè)基礎(chǔ),所以必須給足元素實(shí)驗(yàn)室足夠的甜頭,然后用“研究已知元素的制備方法”的合理借口,讓他們先走一步,才能間接地實(shí)現(xiàn)自己的目的。即便元素實(shí)驗(yàn)室不上鉤,自己也可以借鑒他們實(shí)驗(yàn)中分離钚的技術(shù)。這些技術(shù),總不至于對實(shí)驗(yàn)室主任也保密吧?
元素實(shí)驗(yàn)室每年都很熱忱地邀請孫元起到美國工作,然而孫元起每年為實(shí)驗(yàn)室所做的實(shí)際工作極為有限,只是指點(diǎn)幾句、評判一下,走個(gè)過場。這些話,在信件里面其實(shí)都可以說清,但實(shí)驗(yàn)室依然每年支付大量薪酬,并邀請孫元起過來。或許,正如故事中斯坦門茨劃了一條粉筆線,就索要福特公司一萬美金一般:
“畫一條線,1美元;知道在哪兒畫線,9999美元。”
盡管諸人熱情挽留之下,孫元起在耶魯大學(xué)也只待了短短一天半時(shí)間,便匆忙趕到MIT,因?yàn)殡娮訉?shí)驗(yàn)室正等著自己前去救火呢!
這事兒還得從1900年孫元起初次到美國說起。那時(shí)候,他便向艾琳娜、羅西教授等人大致描繪了電視機(jī)的工作原理和發(fā)展前景,惹得聽眾們眼睛里直冒星星,紛紛催促孫元起趕快把它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。然而當(dāng)時(shí)電子學(xué)還處于萌芽狀態(tài),這個(gè)愿望只能留待后日。
隨后幾年里,MIT電子實(shí)驗(yàn)室的同仁在孫元起先進(jìn)理念的催肥下,先后研發(fā)出了電子管、晶體管,迅速地把電子學(xué)的發(fā)展推上了一個(gè)全新階段。在此過程中,也帶來了勃勃商機(jī),最著名就是那幾家無線電廣播公司,短短數(shù)年,便滾雪球似的成長為媲美傳統(tǒng)紙質(zhì)出版的傳媒界大鱷。
錯(cuò)失良機(jī)的財(cái)團(tuán)、大亨們眼看著滾滾美鈔流入他人口袋,不免捶胸頓足,懊喪欲死。俗話說得好:“亡羊補(bǔ)牢,猶未晚也。”這些人的眼光很快瞄準(zhǔn)了電子實(shí)驗(yàn)室在研的電視項(xiàng)目,根據(jù)已有材料分析,這可是比無線電廣播還要大許多的蛋糕!
二十世紀(jì)初商業(yè)機(jī)密的保密程度,在現(xiàn)在看來,根本就是一層窗戶紙。電視項(xiàng)目這個(gè)香餑餑,一傳十、十傳百,很快便成了眾所周知的秘密。先前投資無線電廣播的那些大亨希望捷足先登,再接再厲;那些在廣播項(xiàng)目中沒撈到湯喝的財(cái)閥,則希望后來居上,力拔頭籌。就這樣,在電視機(jī)研究還處于攻關(guān)階段的時(shí)候,外面爭奪專利使用權(quán)的戰(zhàn)爭已經(jīng)進(jìn)入了白熱化。
那些財(cái)力有限的競爭者提前出局后,一拍腦袋:“好,既然你們不帶我玩,那我甩開膀子單干。就算干不成,也要惡心惡心你們!”要不怎么說世界上沒有笨人呢?他們拿到相關(guān)資料,糾集一批無線電工程師仔細(xì)分析。分析來分析去,還真給他們找到了一個(gè)命門:電視信號標(biāo)準(zhǔn),即俗稱的“電視制式”。
平時(shí),我們買回電視,接上電源,打開開關(guān),頂多再插上有線信號,就能收看電視,誰會閑得蛋疼去琢磨電視機(jī)工作原理啊?就算有人想到,估計(jì)也不會考慮到電視信號還存在差異吧?事實(shí)上,目前世界上的黑白電視制式有13種,彩色電視制式則有PAL、NTSC、SECAM三種。
在改革開放之初,不少人就曾遇到過這種問題:從日本、美國、俄羅斯帶回來的彩電,在中國用不了。除了電源不同之外,還有一個(gè)原因就是制式不同:我國使用PAL制式,美、日則是NTSC制式,俄羅斯則是SECAM制式。
孫元起在給MIT電子實(shí)驗(yàn)室面授機(jī)宜的時(shí)候,自然是采用中國黑白電視的DK制,沒有顧及其他。結(jié)果就讓人家鉆了空子,一口氣研究出了將近10種不同的新制式,分別在世界各地注冊了專利,還野心勃勃地準(zhǔn)備研究新款電視,和電子實(shí)驗(yàn)室叫板。
當(dāng)然,研究新款電視完全就是個(gè)笑話。不說電子實(shí)驗(yàn)室先前已經(jīng)注冊了大量有關(guān)電視機(jī)原理的電路專利,就連二極管、三極管、晶體管這類基礎(chǔ)的電器元件,MIT還有十幾年的專利保護(hù)期呢,你如何去造電視?
盡管如此,還是把電子實(shí)驗(yàn)室的同仁氣得不輕。好比辛辛苦苦十多年養(yǎng)了一個(gè)如花似玉的閨女,自己指頭都舍不得動一根,結(jié)果就有些愣頭愣腦的小年青就毛手毛腳地湊了上來。情知此事避免不了,你們光明正大來談條件也就得了,關(guān)鍵有些壞胚子還在私底下打歪主意占便宜。擱誰也受不了啊!
可生氣歸生氣,畢竟人家的專利也是合法的,兩下之間還是應(yīng)該合作為主。就在這個(gè)背景下,MIT召開了“全美電視技術(shù)大會”,企圖達(dá)成一致意見。
涉及到自身的利益,沒有一個(gè)人愿意主動放手。與會人員唇槍舌劍,你來我往,硬是把學(xué)術(shù)會變成了辯論會。原先預(yù)計(jì)會期四天,現(xiàn)在已經(jīng)是第八天了,不僅沒有達(dá)成一致,反而觀點(diǎn)更加對立、矛盾更加尖銳,會場里彌漫著火藥味。
就在這個(gè)時(shí)候,電子實(shí)驗(yàn)室請來了孫元起到現(xiàn)場助拳。