1. 生涯
アーネスト・オーランド・ローレンスは、ノルウェー系移民の家庭に生まれ、その幼少期から学問への強い関心を示した。彼の学業は、後に彼を世界的な科学者へと導く基礎を築き、初期のキャリアでは光電効果などの基礎研究に没頭した。
1.1. 幼少期と教育
アーネスト・オーランド・ローレンスは1901年8月8日にサウスダコタ州カントンで生まれた。彼の両親、カール・グスタヴス・ローレンス(1871年 - 1954年)とグンダ・レジーナ・ローレンス(旧姓ジャコブソン、1874年 - 1959年)は、ともにノルウェー系移民の子孫であり、カントンの高校で教師として出会い、彼の父親は学校の教育長も務めていた。彼には後に核医学分野の先駆者となる医師の弟、ジョン・H・ローレンスがいた。また、親友であったマール・トューヴも後に著名な物理学者となった。
ローレンスはカントンとピエールの公立学校に通い、その後ミネソタ州ノースフィールドのセントオラフ大学に入学したが、1年後にサウスダコタ州バーミリオンのサウスダコタ大学に転校した。彼は1922年に化学の学士号を、1923年にミネソタ大学でウィリアム・フランシス・グレイ・スワンの指導のもと物理学の修士号を取得した。修士論文では、磁場内で楕円体を回転させる実験装置を製作した。
ローレンスはスワンに従ってシカゴ大学、そしてコネチカット州ニューヘイブンのイェール大学に移り、1925年に全米研究会議のフェローとして物理学の博士号を取得した。彼の博士論文はカリウム蒸気における光電効果に関するものであった。彼はシグマ・サイの会員に選ばれ、スワンの推薦で全米研究会議のフェローシップを受けた。当時一般的であったヨーロッパへの渡航ではなく、彼はスワンとともにイェール大学に留まり研究を続けた。
1.2. 初期キャリアと研究
1926年と1927年、ローレンスはワシントン大学とカリフォルニア大学バークレー校から年俸3500 USDの助教授職のオファーを受けた。イェール大学はすぐに助教授職のオファーを提示したが、年俸は3000 USDであった。ローレンスはより名門であるイェール大学に留まることを選択したが、彼が一度も講師を務めたことがなかったため、この任命は一部の同僚教授から反感を買い、多くの人々の目には彼のサウスダコタ州の移民としての出自がまだ埋め合わされていないと映った。
ローレンスは1928年にカリフォルニア大学の物理学准教授として採用され、2年後には教授となり、同大学で最年少の教授となった。彼はフレデリック・ジョリオ=キュリーとイレーヌ・ジョリオ=キュリーが1934年に発表した人工放射能に関する研究に基づき、研究室で炭素13元素に高エネルギー陽子を照射することで窒素13同位体を発見した。また、マーティン・カーメンやサミュエル・ルーベンを含む彼のチームは、グラファイトに高エネルギー陽子を照射することで偶然に炭素14同位体を発見した。ローレンスが教授になった翌日に大学総長となったロバート・ゴードン・スプラウルはボヘミアンクラブの会員であり、1932年にローレンスの会員資格を後援した。このクラブを通じて、ローレンスはウィリアム・ヘンリー・クロッカー、エドウィン・ポーリー、ジョン・フランシス・ネイランといった有力者と出会った。彼らはローレンスが精力的な核粒子研究のための資金を得るのを助けた。粒子物理学の発展から医学的応用が期待されており、これがローレンスが研究のために得られた初期資金の多くにつながった。
イェール大学にいる間、ローレンスはイェール大学医学部長であるジョージ・ブルーマーの4人の娘の長女、メアリー・キンバリー(モリー)・ブルーマーと出会った。彼らは1926年に初めて出会い、1931年に婚約し、1932年5月14日にコネチカット州ニューヘイブンのトリニティ教会・オン・ザ・グリーンで結婚した。彼らにはエリック、マーガレット、メアリー、ロバート、バーバラ、スーザンの6人の子供がいた。ローレンスは息子のロバートを、バークレーでの親友であった理論物理学者のロバート・オッペンハイマーにちなんで名付けた。1941年には、モリーの妹エルシーがエドウィン・マクミランと結婚した。マクミランは後にグレン・シーボーグとともに1951年にノーベル化学賞を受賞することになる。
2. 主要な活動と業績
ローレンスの科学的キャリアは、サイクロトロンの発明という画期的な業績から始まった。この装置は、彼が核物理学の分野で数々の発見を成し遂げるための基盤となり、その後の彼の研究活動と、第二次世界大戦中のマンハッタン計画への参加、そして戦後の「ビッグサイエンス」の推進へと繋がっていく。
2.1. サイクロトロンの開発
ローレンスの最も革新的な発明であるサイクロトロンは、偶然のひらめきから始まり、その後の物理学研究のあり方を大きく変えることになった。初期の試行錯誤から大型化への挑戦、そして科学界からの反応まで、その開発過程は多くのドラマに彩られている。
2.1.1. 発明
ローレンスを国際的な名声へと導いた発明は、紙のナプキンの切れ端に描かれたスケッチから始まった。1929年のある夜、図書館に座っていたローレンスは、ロルフ・ヴィデローエの学術論文の図に興味を引かれた。この図は、一連の小さな「押し出し」によって高エネルギー粒子を生成する装置を描いていた。描かれた装置は、次第に長くなる電極を用いて直線状に配置されていた。当時、物理学者たちは原子核の探求を始めたばかりであった。1919年には、ニュージーランドの物理学者アーネスト・ラザフォードが窒素にアルファ粒子を照射し、いくつかの原子核から陽子を叩き出すことに成功していた。しかし、原子核は正の電荷を持ち、他の正に帯電した原子核を反発し、物理学者たちが理解し始めたばかりの力によって強く結合していた。それらを破壊し、崩壊させるには、数百万ボルトのオーダーの、はるかに高いエネルギーが必要とされた。

ローレンスは、そのような粒子加速器が彼の大学の研究室にはすぐに長すぎて扱いにくくなると考えた。加速器をよりコンパクトにする方法を熟考する中で、ローレンスは電磁石の極の間に円形の加速チャンバーを設置することを決めた。磁場は、帯電した陽子を、2つの半円形電極に接続された交流電位の間で加速される際に、螺旋状の経路に保持するだろう。約100回の回転の後、陽子は高エネルギー粒子のビームとしてターゲットに衝突するだろう。ローレンスは興奮して同僚に、高電圧を使用せずに非常に高エネルギーの粒子を得る方法を発見したと語った。彼は当初、ニールス・エドレフセンと協力した。彼らの最初のサイクロトロンは真鍮、ワイヤー、シーリングワックスでできており、直径はわずか0.1 m (4 in)であった。片手で持つことができ、総費用は恐らく25 USDであった。
ローレンスがこのアイデアを発展させるために必要としたのは、有能な大学院生であった。エドレフセンは1930年9月に助教授の職に就くために去り、ローレンスは彼をデイビッド・H・スローンとM・スタンリー・リビングストンに置き換えた。彼はそれぞれヴィデローエの加速器とエドレフセンのサイクロトロンの開発に取り組ませた。両者とも独自の財政支援を受けていた。両方の設計が実用的であることが証明され、1931年5月までに、スローンの線形加速器はイオンを1 MeVまで加速することができた。リビングストンはより大きな技術的課題を抱えていたが、1931年1月2日に彼の0.3 m (11 in)サイクロトロンに1800 Vを印加すると、8.00 万 electron voltの陽子を回転させた。1週間後には、3000 Vで1.22 MeVを達成し、その構築に関する彼の博士論文には十分すぎるほどの成果であった。
2.1.2. 開発と拡張
成功の最初の兆候が見られるやいなや、ローレンスは新たな、より大きな機械の計画を立て始めた。ローレンスとリビングストンは1932年初頭に27 adj=onサイクロトロンの設計図を作成した。800 USDの0.3 m (11 in)サイクロトロンの磁石は2トンであったが、ローレンスは0.7 m (27 in)サイクロトロン用に、第一次世界大戦中に大陸横断無線リンクの電源として建造された、パロアルトの廃品置き場に錆びていた巨大な80トンの磁石を発見した。サイクロトロンは強力な科学機器であったが、それが直接的な科学的発見には繋がらなかった。1932年4月、イギリスのキャヴェンディッシュ研究所のジョン・コッククロフトとアーネスト・ウォルトンは、リチウムに陽子を照射してヘリウムに変換することに成功したと発表した。必要なエネルギーは非常に低く、0.3 m (11 in)サイクロトロンの能力範囲内であった。このことを知ったローレンスは、バークレーに電報を送り、コッククロフトとウォルトンの結果を確認するよう求めた。チームがそれを確認するのに9月までかかったが、これは主に適切な検出装置の不足によるものであった。
重要な発見はローレンスの放射線研究所をすり抜けていったが、これは主に科学的利用よりもサイクロトロンの開発に焦点を当てていたためである。しかし、彼のますます大型化する機械を通じて、ローレンスは高エネルギー物理学の実験に必要な重要な装置を提供することができた。この装置を中心に、彼は1930年代に核物理学という新しい分野の世界有数の研究所を築き上げた。彼は1934年にサイクロトロンの特許を取得し、その特許をリサーチ・コーポレーションに譲渡した。これはローレンスの初期の多くの研究に資金を提供した私設財団である。
1936年2月、ハーバード大学の学長ジェームズ・B・コナンはローレンスとオッペンハイマーに魅力的なオファーを出した。カリフォルニア大学の学長ロバート・ゴードン・スプラウルは、条件を改善することで応じた。放射線研究所は1936年7月1日にカリフォルニア大学の公式部門となり、ローレンスが正式にその所長に任命され、常勤の副所長が置かれ、大学は研究活動のために年間2.00 万 USDを支給することに合意した。ローレンスはシンプルなビジネスモデルを採用した。「彼は研究室を物理学部の大学院生や若手教員、何でも喜んで働く新米博士号取得者、そして無償で奉仕できるフェローシップ保持者や裕福な客で人員配置した。」
2.1.3. 科学界の反応と影響
新しい0.7 m (27 in)サイクロトロンを使用して、バークレーのチームは、最近発見された重水素を照射したすべての元素がエネルギーを放出し、同じ範囲内であることを発見した。彼らは、したがって、無限のエネルギー源である可能性のある、新しく、これまで知られていなかった粒子の存在を仮定した。ニューヨーク・タイムズのウィリアム・ローレンスは、ローレンスを「科学の新しい奇跡の働き手」と評した。コッククロフトの招待で、ローレンスは1933年にベルギーで開催されたソルベー会議に出席した。これは世界のトップ物理学者たちの定期的な集まりであった。ほとんどがヨーロッパ出身であったが、時折、ロバート・ミリカンやアーサー・コンプトンのような傑出したアメリカ人科学者も招待された。ローレンスはサイクロトロンについて発表するよう求められた。

ソルベー会議では、ローレンスの無限エネルギーの主張は全く異なる反応を受けた。彼は、1932年に中性子を発見し、1935年にノーベル賞を受賞したキャヴェンディッシュ研究所のジェームズ・チャドウィックから容赦ない懐疑論に直面した。ローレンスの耳には傲慢に聞こえるイギリス訛りで、チャドウィックはローレンスのチームが観測しているのは装置の汚染であると示唆した。
バークレーに戻ったローレンスは、チャドウィックを納得させるのに十分な証拠を集めるために、チームに結果を丹念に再確認させた。その間、キャヴェンディッシュ研究所では、ラザフォードとマーク・オリファントが、重水素がヘリウム3を形成するために核融合し、サイクロトロン研究者たちが観測した効果を引き起こすことを発見した。チャドウィックが汚染を観測していたというだけでなく、彼らはさらに別の重要な発見、すなわち核融合を見落としていたのである。ローレンスの反応は、さらに大型のサイクロトロンの製作を推し進めることであった。0.7 m (27 in)サイクロトロンは1937年6月に0.9 m (37 in)サイクロトロンに取って代わられ、さらに1939年5月には1.5 m (60 in)サイクロトロンに取って代わられた。これは鉄を照射するために使用され、6月には最初の放射性同位体を生成した。
2.2. サイクロトロンを用いた科学的貢献と発見
サイクロトロンは、単なる粒子加速器に留まらず、核物理学の新たな地平を切り開き、多くの同位体や元素の発見に貢献した。さらに、その技術は医学や生化学研究にも応用され、人類の健康と科学的理解に大きな影響を与えた。
2.2.1. 同位体と元素の発見
ヨーロッパで第二次世界大戦が勃発した後、ローレンスは軍事プロジェクトに引き込まれていった。彼はマサチューセッツ工科大学の放射線研究所にスタッフを募集するのを手伝い、そこでアメリカの物理学者たちはマーク・オリファントのイギリスのチームが発明した空洞マグネトロンを開発した。新しい研究所の名前は、セキュリティ上の理由から意図的にローレンスのバークレーの研究所からコピーされた。彼はまた、ドイツの潜水艦を検出する技術を開発するための水中音響研究所のスタッフ募集にも関与した。一方、バークレーではサイクロトロンでの作業が続けられた。1940年12月、グレン・シーボーグとエミリオ・セグレは60 adj=onサイクロトロンを使用してウラン238を重陽子で照射し、新しい元素ネプツニウム238を生成した。これはベータ崩壊によってプルトニウム238を形成する。その同位体の一つであるプルトニウム239は核分裂を起こすことができ、原子爆弾を作る別の方法を提供した。
2.2.2. 医学および生化学研究への応用
核物理学よりも医療目的、特に癌治療のために資金を集める方が容易であったため、ローレンスはサイクロトロンの医療研究への利用を奨励した。彼の弟ジョンとカリフォルニア大学生理学部のイスラエル・ライオン・チャイコフと協力して、ローレンスは放射性同位体の治療目的での使用に関する研究を支援した。リン32はサイクロトロンで容易に生産され、ジョンはそれを用いて真性多血症という血液疾患に苦しむ女性を治療した。ジョンは1938年に0.9 m (37 in)サイクロトロンで生成されたリン32を白血病のマウスの実験に使用した。彼は、放射性リンが急速に増殖する癌細胞に集中することを発見した。これはその後、人間の患者に対する臨床試験につながった。1948年の治療評価では、特定の状況下で寛解が起こることが示された。ローレンスはまた、中性子の医療利用にも期待を寄せていた。最初の癌患者は11月20日に1.5 m (60 in)サイクロトロンから中性子治療を受けた。チャイコフは、生化学反応のメカニズムを探るための放射性トレーサーとしての放射性同位体の使用に関する試験を行った。

ローレンスは1939年11月に「サイクロトロンの発明と開発、およびそれによって得られた成果、特に人工放射性元素に関するもの」によりノーベル物理学賞を受賞した。彼はバークレーで最初のノーベル賞受賞者であり、サウスダコタ州出身者としても、また州立大学に在籍中に受賞した者としても初めてであった。ノーベル賞授賞式は、第二次世界大戦のため、1940年2月29日にカリフォルニア州バークレーの大学キャンパスにあるウィーラー・ホールの講堂で開催された。ローレンスはサンフランシスコのスウェーデン総領事カール・E・ウォーラーステッドからメダルを授与された。ロバート・W・ウッドはローレンスに手紙を書き、予言的に「あなたがウランの壊滅的な爆発の基礎を築いているように...古いノーベルも承認するでしょう」と述べた。
1940年3月、アーサー・コンプトン、ヴァネヴァー・ブッシュ、ジェームズ・B・コナン、カール・T・コンプトン、アルフレッド・リー・ルーミスはバークレーを訪れ、ローレンスの184 adj=onサイクロトロンと4500 tの磁石の提案について議論した。この計画は265.00 万 USDかかると見積もられていた。ロックフェラー財団はプロジェクトを開始するために115.00 万 USDを提供した。
2.3. 第二次世界大戦とマンハッタン計画
第二次世界大戦の勃発は、ローレンスの研究活動を大きく変貌させた。彼の放射線研究所は、アメリカの戦争努力の中心となり、特に原子爆弾開発のためのウラン濃縮技術において決定的な役割を果たすことになる。
2.3.1. 放射線研究所とウラン濃縮
1941年9月、オリファントはバークレーでローレンスとオッペンハイマーと会談し、彼らは新しい184 adj=onサイクロトロンの建設予定地を彼に見せた。オリファントは、原子爆弾開発プログラムを提唱していたイギリスのMAUD委員会の勧告をアメリカが追っていないことを非難した。ローレンスはすでに、ウラン235の核分裂性同位体をウラン238から分離する問題、今日ウラン濃縮として知られるプロセスについて考えていた。ウラン同位体の分離は、2つの同位体が非常に近い化学的性質を持っているため困難であり、わずかな質量差を利用して徐々に分離するしかなかった。質量分析器による同位体分離は、オリファントが1934年にリチウムで開拓した技術であった。

ローレンスは彼の古い0.9 m (37 in)サイクロトロンを巨大な質量分析器に改造し始めた。彼の推薦により、マンハッタン計画の責任者であるレズリー・グローヴス准将は、オッペンハイマーをニューメキシコ州ロスアラモスのロスアラモス国立研究所の所長に任命した。放射線研究所が電磁式ウラン濃縮プロセスを開発する一方で、ロスアラモス研究所は原子爆弾を設計・製造した。放射線研究所と同様に、ロスアラモス研究所もカリフォルニア大学によって運営されていた。
電磁式同位体分離には、カルトロンとして知られる装置が使用された。これは、標準的な実験室用質量分析計とサイクロトロンのハイブリッドであった。この名前は「カリフォルニア大学サイクロトロン」に由来する。1943年11月、バークレーのローレンスチームは、オリファントを含む29人のイギリス人科学者によって強化された。
電磁プロセスでは、磁場が帯電した粒子を質量に応じて偏向させた。このプロセスは、科学的に洗練されているわけでも、工業的に効率的であるわけでもなかった。ガス拡散プラントや原子炉と比較して、電磁分離プラントはより希少な材料を消費し、運用により多くの人員を必要とし、建設費用も高かった。それにもかかわらず、このプロセスは、実績のある技術に基づいており、したがってリスクが少ないという理由で承認された。さらに、段階的に建設することができ、迅速に工業生産能力に到達することができた。
2.3.2. オークリッジでの核物質生産
テネシー州オークリッジに電磁分離プラント(後にY-12と呼ばれる)の設計と建設の責任はストーン・アンド・ウェブスターに割り当てられた。1.47 万 tの銀を使用したカルトロンは、ミルウォーキーのアリス・チャルマーズによって製造され、オークリッジに出荷された。設計では、アルファ・レーストラックとして知られる5つの第一段階処理ユニットと、ベータ・レーストラックとして知られる2つの最終処理ユニットが要求された。1943年9月、グローヴスはさらに4つのレーストラック(アルファIIとして知られる)の建設を承認した。1943年10月にプラントが予定通り試験運転を開始した際、14 tの真空タンクは磁石の力のために位置ずれを起こし、よりしっかりと固定する必要があった。より深刻な問題は、磁気コイルが短絡し始めたときに発生した。12月、グローヴスは磁石を分解するよう命じ、内部から大量の錆が発見された。グローヴスはその後、レーストラックを解体し、磁石を工場に戻して洗浄するよう命じた。パイプや継手を洗浄するための酸洗いプラントが現場に設置された。

テネシー・イーストマンがY-12の管理を請け負った。Y-12は当初、ウラン235の含有量を13%から15%に濃縮し、1944年3月に最初の数百グラムをロスアラモス研究所に出荷した。ウラン供給量の5825分の1しか最終製品として得られなかった。残りはプロセス中の機器に飛び散った。精力的な回収努力により、1945年1月までにウラン235供給量の10%まで生産量を向上させた。2月には、アルファ・レーストラックは新しいS-50熱拡散プラントからわずかに濃縮された(1.4%)供給を受け始めた。翌月には、K-25ガス拡散プラントから強化された(5%)供給を受けた。1945年4月までに、K-25はベータ・トラックに直接供給できるほど十分に濃縮されたウランを生産するようになった。
1945年7月16日、ローレンスはトリニティ実験(最初の原子爆弾の核実験)をチャドウィックとチャールズ・A・トーマスとともに観測した。その成功にローレンスほど興奮した者は少なかった。機能するようになった兵器を日本にどう使用するかの問題は、科学者たちの間で議論となった。オッペンハイマーが日本の指導者たちに新型兵器の威力を見せることに反対したのに対し、ローレンスはデモンストレーションが賢明だと強く感じていた。広島市への原子爆弾投下でウラン爆弾が警告なしに使用されたとき、ローレンスは自分の達成に大きな誇りを感じた。
ローレンスはマンハッタン計画が改良されたカルトロンを開発し、アルファIIIレーストラックを建設することを望んだが、それらは非経済的と判断された。アルファ・トラックは1945年9月に閉鎖された。かつてないほど性能が向上していたにもかかわらず、K-25や1946年1月に稼働を開始した新しいK-27には太刀打ちできなかった。12月にはY-12プラントが閉鎖され、テネシー・イーストマンの従業員数は8,600人から1,500人に削減され、月に200.00 万 USDの節約となった。放射線研究所のスタッフ数は、1945年5月の1,086人から年末までに424人に減少した。
2.4. 戦後のキャリアと「ビッグサイエンス」
第二次世界大戦後、ローレンスは「ビッグサイエンス」の強力な提唱者となり、大規模な科学研究プログラムに対する政府の支援を積極的に推進した。しかし、彼のこうした活動は、科学の発展と国家安全保障という二つの側面を強く結びつけ、その後の科学研究のあり方に大きな影響を与えることになった。
2.4.1. ビッグサイエンスの提唱と推進
戦後、ローレンスは大規模な科学プログラムに対する政府の支援を広範に提唱した。彼は、巨大な機械と莫大な資金を必要とする「ビッグサイエンス」の強力な提唱者であり、1946年には放射線研究所での研究のためにマンハッタン計画に200.00 万 USD以上の資金を要求した。グローヴスはその資金を承認したが、グレン・シーボーグが人口密集地のバークレーに「ホット」放射線研究所を建設する提案や、ジョン・ローレンスが医療用同位体を生産する提案など、いくつかのプログラムを削減した。これは、このニーズが現在では原子炉からよりよく満たされるためであった。一つの障害はカリフォルニア大学であり、戦争中の軍事的義務を放棄することを熱望していた。ローレンスとグローヴスはスプラウルを説得して契約延長を受け入れさせた。1946年には、マンハッタン計画はカリフォルニア大学での物理学研究に、大学が支出した1ドルに対して7ドルを支出した。
ローレンスはほとんど数学的な思考を嫌悪しているように見えたと彼の同僚の多くは語る。彼は複雑な物理問題に対して非常に珍しい直感的なアプローチを持っており、彼に新しいアイデアを説明する際には、状況を明確にするように見えるかもしれない微分方程式を書き出すことで問題を曖昧にしないようにすぐに学んだ。ローレンスは、数学的な詳細に煩わされたくないが、「問題の物理を私に説明してほしい」と言うだろう。何年も彼の近くに住んでいて、彼がほとんど数学的に無学であるかのように思っていても、彼が古典的な電気と磁気の数学におけるスキルをいかに完全に保持していたかを見て、はっとさせられることがあった。
2.4.2. 新型加速器の開発と研究所の設立
4.7 m (184 in)サイクロトロンは、マンハッタン計画からの戦時資金で完成した。それはエドウィン・マクミランによる新しいアイデアを取り入れ、シンクロサイクロトロンとして完成した。1946年11月13日に稼働を開始した。1935年以来初めて、ローレンスは積極的に実験に参加し、ユージン・ガードナーと協力して、最近発見されたパイ中間子をシンクロトロンで生成しようと試みたが、成功しなかった。その後、セザール・ラッテスが彼らが作成した装置を使用して、1948年に負のパイ中間子を発見した。
国立研究所の責任は、1947年1月1日に新設されたアメリカ合衆国原子力委員会(AEC)に移管された。同年、ローレンスは彼のプロジェクトのために1500.00 万 USDを要求した。これには新しい線形加速器と、後にベバトロンとして知られるギガ電子ボルトシンクロトロンが含まれていた。カリフォルニア大学のロスアラモス研究所を運営する契約は1948年7月1日に失効する予定であり、一部の理事会メンバーはカリフォルニア州外のサイトを運営する責任を大学から切り離すことを望んでいた。いくつかの交渉の後、大学は現在のロスアラモス国立研究所の契約をさらに4年間延長し、1945年10月にオッペンハイマーの後任として所長に就任したノリス・ブラッドベリーを教授に任命することに合意した。その後まもなく、ローレンスは要求したすべての資金を受け取った。
2.4.3. 核兵器開発への関与

フランクリン・ルーズベルトに投票したにもかかわらず、ローレンスは共和党員であり、戦前にオッペンハイマーが放射線研究所の労働者を組織化しようとした努力を「左翼的な活動」と見なし、強く反対していた。ローレンスは政治活動を科学研究に費やすべき時間の無駄だと考え、放射線研究所から政治を遠ざけることを好んだ。
戦後の冷戦下のカリフォルニア大学の冷え込んだ雰囲気の中で、ローレンスは下院非米活動委員会の行動を正当なものとして受け入れ、それらを学問の自由や人権に関わる体系的な問題の兆候とは見なさなかった。彼は研究室の個人を保護しようとしたが、それ以上に研究室の評判を保護しようとした。彼は、大学の人事安全保障委員会によって調査されたロバート・サーバーのような放射線研究所のスタッフメンバーを擁護せざるを得なかった。いくつかのケースでは、彼はスタッフを支持する性格証明書を発行した。しかし、ローレンスはロバート・オッペンハイマーの弟フランク・オッペンハイマーを放射線研究所から締め出し、ロバートとの関係を損ねた。カリフォルニア大学での激しい忠誠宣誓運動も教員を追い出した。ロバート・オッペンハイマーの機密取扱者適格性を取り消すための公聴会が開催された際、ローレンスは病気を理由に出席を辞退したが、彼がオッペンハイマーを批判する証言録が彼の不在中に提出された。ローレンスが創造的で協力的な研究所を築き上げた成功は、政治的緊張から生じる悪感情と不信によって損なわれた。
ローレンスは1949年8月のソビエト連邦の最初の核実験に警戒した。彼は、適切な対応は、より大きな核兵器、すなわち水素爆弾を構築するための総力戦であると結論付けた。彼は、水素爆弾に必要な三重水素を生成するために、またより困難ではあるが、はるかに高いエネルギーが必要となるプルトニウムを生成するために、原子炉の代わりに加速器を使用して中性子を生産することを提案した。彼はまず、コードネーム「材料試験加速器(MTA)」と呼ばれる、プロトタイプである700.00 万 USD、25 MeVの線形加速器「マークI」の建設を提案した。彼はすぐに、劣化ウラン238から三重水素やプルトニウムを生産できる、さらに大型のMTA「マークII」について語り始めた。サーバーとセグレは、それが非実用的である技術的問題を説明しようと試みたが、ローレンスは彼らが非愛国的であると感じた。
ローレンスは、エドワード・テラーが提唱した第二の核兵器研究所の設立運動を強く支持し、その研究所をカリフォルニア州リバモアのマークI MTAの近くに設置することを提案した。ローレンスとテラーは、原子力委員会(設立に反対)、ロスアラモス国立研究所(断固として反対)、そしてシカゴがより適切な場所だと考える支持者たちと、彼らの主張を戦わせなければならなかった。リバモアの新研究所は最終的に1952年7月17日に承認されたが、マークII MTAは中止された。この時までに、原子力委員会は稼働を開始していたマークIに4500.00 万 USDを費やしていたが、それは主に核兵器プログラムのためのポロニウム生産に使用されていた。その間、ブルックヘブン国立研究所のコズモトロンは1 GeVのビームを生成していた。
3. 思想と哲学
ローレンスの科学的方法論は、直感的で実証的なアプローチを特徴としていた。しかし、彼の政治的見解、特に冷戦下の活動は、科学と社会の倫理的な関係性において、今日まで議論の対象となっている。
3.1. 科学的方法論
彼の同僚のほとんどにとって、ローレンスは数学的思考にほとんど嫌悪感を抱いているように見えた。彼は複雑な物理問題に対して非常に珍しい直感的なアプローチを持っており、彼に新しいアイデアを説明する際には、状況を明確にするように見えるかもしれない微分方程式を書き出すことで問題を曖昧にしないようにすぐに学んだ。ローレンスは、数学的な詳細に煩わされたくないが、「問題の物理を私に説明してほしい」と言うだろう、と語った。何年も彼の近くに住んでいて、彼がほとんど数学的に無学であるかのように思っていても、彼が古典的な電気と磁気の数学におけるスキルをいかに完全に保持していたかを見て、はっとさせられることがあったという。
3.2. 政治的見解と冷戦下の活動
ローレンスはフランクリン・ルーズベルトに投票したにもかかわらず共和党員であり、戦前にオッペンハイマーが放射線研究所の労働者を組織化しようとした努力を「左翼的な活動」と見なし、非常に不快に思っていた。ローレンスは政治活動を科学研究に費やすべき時間の無駄だと考え、放射線研究所から政治を遠ざけることを好んだ。
戦後の冷戦下のカリフォルニア大学の冷え込んだ雰囲気の中で、ローレンスは下院非米活動委員会の行動を正当なものとして受け入れ、それらを学問の自由や人権に関わる体系的な問題の兆候とは見なさなかった。彼は研究室の個人を保護しようとしたが、それ以上に研究室の評判を保護しようとした。彼は、大学の人事安全保障委員会によって調査されたロバート・サーバーのような放射線研究所のスタッフメンバーを擁護せざるを得なかった。いくつかのケースでは、彼はスタッフを支持する性格証明書を発行した。しかし、ローレンスはロバート・オッペンハイマーの弟フランク・オッペンハイマーを放射線研究所から締め出し、ロバートとの関係を損ねた。カリフォルニア大学での激しい忠誠宣誓運動も教員を追い出した。ロバート・オッペンハイマーの機密取扱者適格性を取り消すための公聴会が開催された際、ローレンスは病気を理由に出席を辞退したが、彼がオッペンハイマーを批判する証言録が彼の不在中に提出された。ローレンスが創造的で協力的な研究所を築き上げた成功は、政治的緊張から生じる悪感情と不信によって損なわれた。
1949年8月のソ連の最初の核実験に警戒したローレンスは、水素爆弾の開発を主張し、そのための加速器による三重水素やプルトニウム生産を提案した。しかし、ロバート・サーバーやエミリオ・セグレが技術的な非実用性を指摘した際、ローレンスは彼らを非愛国的だと感じたという。このような彼の姿勢は、科学的探求と国家安全保障の間の境界線を曖昧にし、科学技術の軍事利用に対する倫理的責任という、今日まで続く重要な論点を提起している。特に、原子爆弾が広島に投下された際に彼が感じた「大きな誇り」は、彼の科学者としての功績と、その成果がもたらした人類への影響との間の複雑な関係性を示している。
4. 私生活
ローレンスの私生活は、彼の科学的キャリアと並行して、家族との深い絆によって彩られていた。
ローレンスはイェール大学にいる間、イェール大学医学部長であるジョージ・ブルーマーの4人の娘の長女、メアリー・キンバリー(モリー)・ブルーマーと出会った。彼らは1926年に初めて出会い、1931年に婚約し、1932年5月14日にコネチカット州ニューヘイブンのトリニティ教会・オン・ザ・グリーンで結婚した。彼らにはエリック、マーガレット、メアリー、ロバート、バーバラ、スーザンの6人の子供がいた。ローレンスは息子のロバートを、バークレーでの親友であった理論物理学者のロバート・オッペンハイマーにちなんで名付けた。1941年には、モリーの妹エルシーがエドウィン・マクミランと結婚した。マクミランは後にグレン・シーボーグとともに1951年にノーベル化学賞を受賞することになる。モリーは夫より44年以上長生きし、2003年1月6日にカリフォルニア州ウォルナットクリークで92歳で亡くなった。
5. 健康と死
ローレンスの晩年は、健康問題に悩まされながらも、国際的な外交活動に尽力する姿が見られた。しかし、その活動中に病状が悪化し、志半ばでその生涯を閉じることとなる。
1958年7月、ドワイト・D・アイゼンハワー大統領はローレンスに、ソビエト連邦との間で提案されていた部分的核実験禁止条約の交渉を支援するため、スイスジュネーヴへ渡航するよう要請した。アメリカ合衆国原子力委員会委員長のルイス・ストローズはローレンスの参加を強く求めていた。両者は水素爆弾の開発を主張しており、ストローズは1939年にローレンスのサイクロトロンの資金調達を支援していた。ストローズは、ローレンスが核実験の継続を支持していたため、彼をジュネーヴ代表団の一員に加えることに熱心であった。
長年の潰瘍性大腸炎の深刻な再燃に苦しみながらも、ローレンスは渡航を決意したが、ジュネーヴ滞在中に体調を崩し、スタンフォード大学医療センターの病院に緊急搬送された。外科医は彼の大腸の大部分を切除したが、動脈の重度のアテローム性動脈硬化症を含む他の問題も発見された。彼は57歳の誕生日から19日後の1958年8月27日、パロアルトの病院で死去した。モリーは公葬を望まなかったが、バークレーの第一会衆派教会での追悼式には同意した。カリフォルニア大学総長のクラーク・カーが弔辞を述べた。彼の遺体はオークランドのチャペル・オブ・メモリーズ・コロンバリウムに埋葬された。
6. 遺産と評価
ローレンスの死後、彼の科学的・社会的業績は多大な遺産として残された。彼の名を冠した研究所や賞、元素は、彼の功績を称えるものとして永く記憶されている。しかし、彼の研究が核兵器開発に深く関与したという事実は、その遺産に複雑な影を落とし、今日まで批判と論争の的となっている。
6.1. 主要な受賞歴と栄誉
ローレンスは、サイクロトロンの発明と開発、およびそれによって得られた成果、特に人工放射性元素に関する功績により、1939年11月にノーベル物理学賞を受賞した。彼はバークレーで最初のノーベル賞受賞者であり、サウスダコタ州出身者としても、また州立大学に在籍中に受賞した者としても初めてであった。ノーベル賞授賞式は、第二次世界大戦のため、1940年2月29日にカリフォルニア州バークレーの大学キャンパスにあるウィーラー・ホールの講堂で開催された。ローレンスはサンフランシスコのスウェーデン総領事カール・E・ウォーラーステッドからメダルを授与された。
ノーベル賞の他にも、ローレンスは数多くの栄誉を受けている。1937年にはエリオット・クレッソン・メダルとヒューズ・メダルを、1938年にはコムストック物理学賞を、1940年にはダデル・メダル・アンド・プライズを、1942年にはホーリー・メダルを、1946年にはメリット勲章を、1951年にはウィリアム・プロクター科学業績賞を、1952年にはファラデー・メダルを、そして1957年にはアメリカ合衆国原子力委員会からエンリコ・フェルミ賞を受賞した。彼は1934年に全米科学アカデミーの会員に、1937年にはアメリカ芸術科学アカデミーとアメリカ哲学協会の会員に選出された。1948年にはレジオンドヌール勲章オフィシエを受章し、1958年にはアメリカ陸軍士官学校からシルヴァナス・セイヤー賞の最初の受賞者となった。1982年には全米発明家殿堂に選出されている。
6.2. 命名されたもの
ローレンスの死後ほぼすぐに、カリフォルニア大学の理事会は、大学の2つの核研究施設を彼の名にちなんで改名することを投票で決定した。これらはローレンス・リバモア国立研究所とローレンス・バークレー国立研究所である。1959年には彼の功績を記念してアーネスト・オーランド・ローレンス賞が設立された。1961年にローレンス・バークレー国立研究所で発見された第103番元素は、彼にちなんでローレンシウムと名付けられた。1968年には、彼の栄誉を称えてローレンス科学館が設立された。また、クロマトロンと呼ばれるカラーテレビ用ブラウン管の発明者でもある。
6.3. 科学と社会への影響
ローレンスの研究は、粒子物理学、核技術、そして「ビッグサイエンス」の発展に計り知れない影響を与えた。彼以前は、「小さな科学」は主に個々の研究者が限られた手段で小規模に行われていた。彼以降は、大規模な産業的、特に政府による人的・財政的支出が「ビッグサイエンス」を生み出し、大規模な研究チームによって国家経済の主要な部分を占めるようになった。彼の業績は、アメリカの軍事と大学の関係性を形成する上でも重要な役割を果たした。
6.4. 批判と論争
ローレンスの科学的功績は輝かしいものであったが、その成果が核兵器開発に深く関与したことは、彼の遺産に複雑な影を落としている。特に、彼の妻モリー・ローレンスは、1980年代に数回にわたりカリフォルニア大学理事会に対し、核兵器開発に特化したローレンス・リバモア国立研究所から夫の名前を外すよう請願したが、その都度却下された。この事実は、ローレンスの研究成果が持つ両義性、すなわち平和的利用と軍事的利用の間の倫理的な論争を象徴している。
彼の政治的立場、特に冷戦下での反共主義的な姿勢や、ロバート・オッペンハイマーの忠誠宣誓問題における彼の役割は、科学者の社会的責任という観点から批判の対象となっている。ローレンスは、科学研究を政治から切り離すことを望んだが、彼の研究が国家安全保障と密接に結びついたことで、科学と軍事の複合体という新たな問題を生み出した。彼の功績が人類に与えた恩恵と、核兵器という破壊的な力を生み出した責任との間で、彼の評価は歴史的に議論され続けている。
7. 演じた人物
- ジョシュ・ハートネット - 映画『オッペンハイマー』(2023年)