20世纪的科学怪杰：鲍林(56)

五六

　　鲍林相信世界是“有序的”，而希特勒的罪孽在于打破了这种秩序。这一想法将鲍林萌芽的政治思想同他的科学观统一了起来：他认为，人类世界和分子世界一样，同样可以被认知和理性化。问题的关键又是结构。如果人类生活在一个结构正确的世界上——民族主义被世界政府所取代，资本主义被科学的社会主义所取代，独裁被民主所取代——那么人类的苦难将会减少，战争将会绝迹。世界将会变得健康美好。以上这些目标有些尚遥不可及，但是希特勒是一个迫在眉睫的威胁，必须马上采取必要的行动。

　　鲍林日渐激进的左翼思想使他在加州理工学院和共和党占主导地位的帕萨迪纳都处于少数派的地位。1940年秋天，理工学院学生设法组织了竞选年的一次辩论，请持不同政见的教授为各自拥戴的总统候选人辩护。他们在寻找支持罗斯福的入选时碰到了麻烦，最后只得求助于鲍林，而鲍林同意试一下。拥护文德尔·威尔基的加州理工学院的经济学教授们毫无还手之力。约翰·埃德塞尔，一位当时正在加州理工学院访问的哈佛教授回忆道：“鲍林处处占尽先机，这是一场令人眩目的表演。”但是，威尔基最终在帕萨迪纳的选举中获胜，事实上，在罗斯福参加的每一年选举中，共和党候选人都在帕萨迪纳获得了胜利。不过，鲍林发现做一个反派角色同样是非常有趣的。

　　鲍林最为关切的仍然是即将来临的战争。有一阵子，他考虑参加全美科学工作者协会。这是一个左翼组织，属于伯纳尔在30年代晚期创建的一个英国组织的分支，旨在鼓励科学家思考其工作的社会影响，并动员他们将科学服务于社会福利，而不是为战争服务。全美科学工作者协会成员包括一些知名学者，但是在1940年协会在《科学》杂志上发表文章，敦促美国在欧洲战争中保持中立，这使它失去了鲍林的支持，因为他认为只有通过战争才可能打败希特勒。他公开抗议科学工作者学会“不惜一切代价维持和平”的计划，他还参加了帮助同盟国保卫美国协会和中国人民的美国朋友组织。

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　　大多数美国科学家对法西斯主义的看法和鲍林相仿。当1940年春天闪电战横扫欧洲的时候，国家科学院院长、加州理工学院校友弗兰克·朱厄特开始游说华盛顿，动员科学家为战争服务。美国政府采纳了这项建议，设立了国家防卫研究委员会，旨在组织并资助全国的战争科研工作，这一机构相当于海耳在第一次世界大战期间成立的全国科学研究委员会。卡内基学院主席、麻省理工学院毕业的电气工程师几内瓦·布什受命领导这一组织，并在1941年将它与医学研究委员会合并，建立了科学研究与发展局。

　　这开创了美国科学界和政府合作的新纪元。随着战争的风声越来越紧，布什开始召集起一群顾问，来决定数百亿防卫开支的投向。加州理工学院的理查德·托尔曼受邀主持国家防卫研究委员会装甲和军械部的工作。他在1940年夏天来到首都上任，并推荐学院的核物理学家查尔斯·劳利森作副手。

　　鲍林也被请到了华盛顿，不过是请他出主意，而不是请他当官。1940年10月，他和另外叨名化学家一同在华盛顿参加了国家防卫研究委员会二处召集的战争需求讨论会。鲍林终于觉得自己可以为打击纳粹作些有益的工作了，他全神贯注地听一群军官向科研人员描述他们希望得到的一些突破，包括新的药品、威力更大的炸药以及更精确的监视和探测仪器。鲍林特别注意到了一名海军军官介绍的在潜艇中存在的一个致命的问题。那位军官说，没有简易的方法来测量那些锡罐中的氧气含量，因而很难在长时间的潜水航行中监测氧气是否处于安全和有效的水平。氧气过少的话，水兵会感到无力和困倦；而氧气过多，则会增加爆炸的危险。

　　在回程的火车上，鲍林思考着该如何来设计一个氧气测量仪。氧气具有与众不同的磁特性——它会被磁铁吸引，而大多数别的一般气体会稍稍受到排斥——在对血红蛋白的研究中，鲍林曾成功地利用了氧气的这一特性。也许通过这一点可以制作一个氧气测量仪。空气样本中的氧气含量越高，受磁铁的吸引就越大。但是你如何来测量呢？氧气含量的细微变化所引发的磁场变化非常小，特别是和转动刻度盘上的指针所需的机械力相比而言。

　　他忽然想到了阿基米德。两千年前，这位希腊哲学家通过在液体中悬挂一个固体测出了液体的密度：周围液体的密度越大，其中的物体受到的浮力就越大。通过测量物体受到浮力和不受浮力之间的差异，就可以计算出液体的密度。鲍林推理道，将液体换成空气，并在其中悬挂一个可以反映磁场变化的试验体，那么空气中氧气含量的变化将会使试验体发生变化。他开始描绘草图。试验体必须很小，并保持精巧的平衡，以测量细微的变化。鲍林设想出一个小的玻璃哑铃，两头充满空气，粘在一根极细的石英纤维上保持平衡。磁场可以从一块普通的马蹄形磁铁获得。将石英纤维穿过磁铁的两极。这样试验体周围空气磁性的任何变化都会使它在磁场中重新定位，发生旋转直到纤维的扭转使它处于新的平衡状态。旋转的程度可能非常小，也许可以通过将一束光射向试验体并反射到刻度盘上来放大这一变化。

　　他觉得这不是一个坏主意，特别对他这样一个没有制造实验仪器经验的理论家而言。回到帕萨迪纳之后，他将草图交给鲁本·伍德，一个更具机械才能的同事来完成这项工作。难点在于制作小的玻璃哑铃，并在纤维上将它平衡；在完成了这一工作之后，伍德在哑铃上粘了一小块玻璃以反射光束，将小哑铃穿过磁铁，整个设备被装入一个钟形玻璃罩内，用一个手电筒提供光源，在瓶壁上贴了一小张纸片作为刻度。他只花了几天时间就制作完成了样品。

　　几星期后，鲍林重新踏上去华盛顿的火车，随身携带着第一台鲍林氧气测量仪。他既骄傲，又有些不安。离开帕萨迪纳的第一个晚上，他突然惊醒，预感到自己的设计有可能失效。他拧亮顶灯，小心地取出测量仪，打开了手电筒。纸片上显示出的氧气水平显然太低了；在上车的拥挤中，仪器肯定给碰坏了。它过于精细，难以实用。“我最好还是下车回帕萨迪纳去，”鲍林想道。他绝望地向窗外望去。突然他长吁一口气。目力所及到处是山峰。列车正在翻越大陆分水岭。测量仪是精确的——它正确地反映了高海拔的低氧气水平。他把测量仪装了回去，如释重负地重新陷入了梦乡。

　　军官们看到这台仪器奏效之后，即刻向鲍林订购了几百台鲍林氧气测量仪。他申请了专利，然后让斯特迪文特在实验室里组织起一个小工厂。工人们将融化的玻璃吹成哑铃的小球，并将其平衡在几乎看不见的纤维上。这项工作难度极大。首先需要鼓足所有的气才能让融化的玻璃膨胀；而一旦玻璃开始膨胀，得马上停止吹气，不然玻璃球就太大了。他们只找到一个研究生高手，他能够咬住吹管，协调横隔膜、肺和口腔的动作，吹出一个像样的球体——大约每两百次中能够成功一个。

　　鲍林意识到这样做无济于事。他说服具有创新精神的理工学院化学系教授和仪器制造专家阿诺德·贝克曼——贝克曼pH计量器的发明人和贝克曼仪器设备公司的奠基人——来掌管生产。贝克曼雇佣了鲍林的工人，亲自设计了世界上最小的玻璃吹制机，并找到了一种能够拉出肉眼看不到的硅丝的方法——工人们只有通过将一张折叠的纸放到硅丝所在的位置才能找到它。他制造出的测量仪十分精确。尽管美国海军一直到战争结束还在就技术规格争论不休，从未成为大买主，但是英国海军定购了几百套。这一仪器还被用到航空医药、工业厂房和早产儿保育箱内。加州理工学院、鲍林、斯特迪文特和伍德分享销售的专利使用费——这项收入在许多年中成为加州理工学院专利使用费的主要来源。不过真正靠这项发明赚大钱的是贝克曼。他在50年代中期以一百万美金的价格出售了制造氧气测量仪的公司。

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