从外观上看，洛斯阿拉莫斯国家实验室没有什么特别之处：整齐的草坪和灌木丛、群聚的浅色建筑、宽阔的空地和停车坪……这些都几乎让从美国新墨西哥州高空掠过的飞机或卫星将之归为普通的建筑群落。但若真这么认为，你便错过了全世界最为领先的科学城和高科技辐射源之一。

 

就是在这样一片普通的建筑群落中，诞生了世界上第一颗原子弹和第一颗氢弹。

 

因战争而生

 

1939年，美国总统富兰克林·德拉诺·罗斯福收到了来自物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的一封信。这封由资深物理学家利奥西拉德起草的信，认为在纳粹德国将要率先发展核武器的压力之下，美国应该敦促用于军事目的的核裂变研究。

 

罗斯福对此事展开了的一项小调查，最终演变为大规模的“曼哈顿计划”。这项计划雇佣了美国、英国、加拿大等各国人士超过130,000人（其中不乏众多诺贝尔奖得主），包含了当时的三个主要的实验室——洛斯阿拉莫斯、华盛顿-汉福德、田纳西州-橡树岭。

 

“曼哈顿计划”的首席科学家为罗伯特·奥本海默。这位在新墨西哥州度过了童年的科学家和莱斯利·戈罗夫以及物理学家恩斯特·劳伦斯一起将实验室的地点定在了洛斯阿拉莫斯小镇的农场学校。

 

这座实验室有一个更为熟知的代号——“Y地点”，而在此之前，洛斯阿拉莫斯是一个没有名字、不为人知的地方。实验室成立后，奥本海默便顺理成章地成为了洛斯阿拉莫斯实验室的第一任主任。

 

在“曼哈顿计划”期间，洛斯阿拉莫斯实验室总共研制了3枚原子弹，第一枚为实验弹，代号“TRINITY”（美国于1945年7月16日在新墨西哥州的阿拉莫戈多附近第一次成功地举行了核试验）；另外两枚的名字为“小男孩”和“胖子”，分别被投到了日本的广岛和长崎。

 

这座实验室从另一个角度加入了第二次世界大战的硝烟，也记载了冷战时期的美苏对抗。

 

第二次世界大战之后，科学家们纷纷返回战前身处的大学。物理学家埃德温·布拉伯德利诺里斯接替奥本海默成为洛斯阿拉莫斯国家实验室的主任。他1945~1970年期间任职，被公认为是现代洛斯阿拉莫斯国家实验室的建筑师。

 

1949年8月，苏联引爆了第一颗原子弹。这一事件威胁到了美国及其盟国的世界地位，加剧了苏联和美国的关系紧张，拉开了“冷战”序幕。

 

在苏联已经成功引爆了一颗原子弹的事实面前，美国总统杜鲁门于1950年1月发表声明，宣布美国要发展各种热核武器。

 

1952年10月，美国引爆其第一个完整规模的热核实验装置，代号为“常春藤麦克”。两年后，美国进行了热核氢弹的第一次测试，测试代码为“城堡布拉沃”，测试地点位于太平洋马绍尔群岛的比基尼环礁。

 

布拉沃的蘑菇云在引爆后一分钟内直径达到15公里，两分钟内超过30公里，最终最高直径为100公里，这是美国有史以来最强大的核武器。洛斯阿拉莫斯国家实验室在热核试验装置和炸弹的设计与制造中起到了重要的作用。

 

冷战结束后，国际政治格局的变化使得美国的核武器发展计划不再是首要的任务，洛斯阿拉莫斯实验室的任务重心也发生了变化，开始转移到现有武器的储存和升级上来，确保核武器的爆炸可控性。

 

几易其主

 

在洛斯阿拉莫斯国家实验室的管理历史里，美国加州大学很长一段时间都是该实验室的管理者。

 

从第二次世界大战的第一份合同开始，加州大学和实验室有过好几次不愉快的合作。实验室所隶属的能源部虽然一直对此不满，但直到2003年才决定解除与加州大学的合同，首次让其他机构参与到实验室管理权的竞标中来。

 

加州大学联合贝西特尔公司、华盛顿国际集团和BWX科技公司一同建立一家公司来参与竞标，即由加州大学和贝西特尔公司主导的洛斯阿拉莫斯国家安全公司。该公司当时的竞争对手为德州大学和洛克希德马丁公司一同组建的一家公司。

 

2005年12月，美国能源部宣布洛斯阿拉莫斯国家安全公司最终赢得了对实验室的管理权，合同期限为7年。

 

2006年6月1日，加州大学结束了其长达60年对实验室的直接管理，实验室的管理权转移到了新公司洛斯阿拉莫斯国家安全公司手中。95%的员工从新公司手中得到了新的再聘用合同。

 

科研转型

 

如今的洛斯阿拉莫斯国家实验室占地110平方公里，是新墨西哥州最大的科研机构和雇主，它约有12500正式雇员和大约2800名合同制人员，其中拥有博士学位的达2100人。

 

除此之外，还有大约120名美国能源部的人负责实施联邦对实验室工作和运行的监督工作。实验室大约三分之一的科技人员为物理学家，五分之一的人为工程师，六分之一的人为化学家和材料专家，剩下的则为数学家、计算机工程师、生物学家、地理学家和其他领域的专家。大学教授和大学生们经常以访问学者的身份参与实验室的一些工程。

 

为了维持美国未来科技的领先地位，实验室的科学家们也经常与大学和其他工业机构在基础科学和应用科学的领域里进行广泛的合作。洛斯阿拉莫斯实验室一年的预算为22亿美元，实验室雇员的平均年收入加补贴达到7.6万美元，远远高于外界同业工作者。

 

在洛斯阿拉莫斯国家实验室，有一半的研究项目属于民用性质，如部分新材料的开发、大气系统模拟和人类基因组分析等，另外一半则是核武器研究。

 

最近洛斯阿拉莫斯国家实验室最为值得称道的成就是与布鲁克海文实验室共同研发的透明纳米薄膜了。同时，两家实验室的专家还在《材料化学》(Chemistry of Materials) 上发表了相关文章，称此材料可用于生产透明太阳能电池板或太阳能窗户，从而在实际应用中将吸收的太阳能转换为电能。

 

据介绍，此种材料是在半导体聚合物中掺杂富勒烯(fullerenes)制成，它可以在数微米大的面积上进行自组装并形成如蜂窝状的可重复网格。

 

“这项研究使我们更深入地了解了蜂窝结构的光学特性。下一步将是使用这些蜂窝薄膜来制作透明柔性有机太阳能电池及其他设备。”参与该项研究的科学家科特勒特如是说。■

 

《科学新闻》 (科学新闻2012年第4期 教育)