埃德温·麦克米伦：以行星命名元素的人

1940年5月，在加州大学伯克利分校的一台回旋加速器上工作时——这台机器最初建造的目的是为了粉碎原子而非合成原子——埃德温·麦克米伦 (Edwin McMillan) 和化学家菲利普·阿贝尔森 (Philip Abelson) 分离出了一种前所未见的物质：元素周期表中铀之后的第一个元素。他们将其命名为镎 (neptunium)，因为海王星 (Neptune) 是天王星 (Uranus) 之外的行星——这不仅是一个小小的玩笑，还产生了巨大的影响，因为它开启了超铀元素时代，不久后便衍生出了钚 (plutonium)，即原子弹核心的材料。

加州物理学家的成长历程

麦克米伦于1907年9月18日出生在加利福尼亚州雷东多海滩，他的父亲是一位医生，他从小就在潜移默化中吸收科学知识。他于1928年和1929年在加州理工学院获得学士和硕士学位，随后前往东部，在普林斯顿大学攻读博士学位，并于1932年在爱德华·康登 (Edward Condon) 的指导下完成学业，其论文课题关于非均匀电场中分子束的偏转——这是一项精确且仪器密集的物理研究，展现了他日后带到伯克利的实验风格。他于1932年加入加州大学伯克利分校的辐射实验室，并在整个职业生涯中一直留在这里，从1935年的讲师晋升为1946年的正教授，最终在1958年至1973年间担任整个实验室的负责人。

镎与超铀元素的前沿

镎的发现解答了恩里科·费米 (Enrico Fermi) 早期铀轰击实验留下的谜题，当时实验产生了一些无人能识别的神秘放射性副产物。麦克米伦和阿贝尔森于1940年5月27日在《物理评论》上发表了题为“93号放射性元素”的成果。这并非一个孤立的奇闻：这一发现为在同一实验室工作的格伦·西奥多·西博格 (Glenn Seaborg) 提供了直接线索，并于同年晚些时候合成了钚。因共同开启了超铀元素研究，麦克米伦和西博格共同获得了1951年诺贝尔化学奖，以表彰他们“在超铀元素化学方面的发现”。麦克米伦的其他实验室工作包括鉴定氧-15和铍-10同位素，后者以约139万年的半衰期而闻名。

战争岁月与原子弹

麦克米伦的职业生涯与曼哈顿计划直接相关。他帮助制定了洛斯阿拉莫斯新实验室的技术规范，招募了理查德·费曼 (Richard Feynman) 和罗伯特·威尔逊 (Robert Wilson) 等科学人才，并担任研发枪式核武器工作的副负责人，随后转入内爆式设计工作。1945年7月16日，他出席了三位一体核试验，见证了基于他曾助力实现的物理原理所制造的装置的首次引爆。对于一个在五年前其标志性发现还被公开宣称为纯粹科学好奇心课题的人来说，这是一个奇异的位置。

发明同步加速器

麦克米伦的第二个主要贡献出现在“三位一体”核试验的同一年。1945年，他提出了“相位稳定性”原理，这是一种控制粒子加速器中加速电场定时的方法，使得过早或过晚到达的粒子能自动回到同步状态。这一洞见使得建造同步加速器和同步回旋加速器成为可能，其能量远高于早期的回旋加速器，后者的粒子在接近光速时会与加速场失去同步。苏联物理学家弗拉基米尔·韦克斯勒 (Vladimir Veksler) 在1944年发表了极为相似的思想，这两位在战时封锁边境两侧各自独立发展出这一概念的科学家，因此共同获得了1963年的“原子促进和平奖”。

后期职业生涯与荣誉

麦克米伦后来领导伯克利辐射实验室（后更名为劳伦斯伯克利国家实验室）长达十五年，于1968年至1971年担任美国国家科学院主席，并在正式退休后甚至在欧洲核子研究中心 (CERN) 工作，于1974年和1975年为缪子磁矩实验做出贡献。他拥有九项美国专利，其中包括同步回旋加速器本身的专利，并于1990年（即去世前一年）获得了美国国家科学奖章。他于1941年与埃尔西·沃尔福德·布卢默 (Elsie Walford Blumer) 结婚；育有三个孩子。他于1984年中风，并于1991年9月7日在加利福尼亚州埃尔塞里托因糖尿病并发症去世。他的诺贝尔奖章由史密森尼学会的国家美国历史博物馆收藏。

为什么埃德温被称为天才

麦克米伦被称为天才更多是因为他是一位能工巧匠，而非空想家：他不是在追求大统一理论或新的物质理论，而是在解决具体的仪器问题——如何让粒子在接近光速时保持同步，如何识别埋在回旋加速器残骸中的微弱放射性信号——而每一个解决方案恰好都重新定义了一个领域。诺贝尔委员会的嘉奖是针对特定发现，而非某种理论体系，物理学史学家普遍认为他具备严谨、审慎的实验判断力，而非大开大合的观念原创性。对于任何“天才”标签，一个诚实的反驳是他的两项标志性成就都有密切且同时出现的竞争者：阿贝尔森分享了镎的全部功劳，而韦克斯勒也几乎同时独立提出了相位稳定性，这表明这些想法在某种意义上是可以被任何处理相同问题的严谨实验家所发现的。无可否认的是，麦克米伦在同一实验室长达四十年里产出了大量可证实的成果，以及他将两个截然不同的物理难题——核化学和粒子加速——在五年内转化为实际机器所需要的纪律性。

遗产

每一台现代同步加速器，从医院的癌症治疗加速器到大型强子对撞机的助推环，都源自麦克米伦的相位稳定性洞见，而镎的发现至今仍是定义当今核科学的超铀化学的开篇。他的侄子，物理学家约翰·克劳泽 (John Clauser)，后来在2022年获得了诺贝尔物理学奖，延续了一个跨越几代的实验严谨性的家族传统。