從「曼哈頓工程」到「阿波羅計劃」美大科學工程帶來的借鑑與啟示

2020-12-05 新華網客戶端

來源:科技日報

在「曼哈頓工程」橡樹嶺項目地工作的女性。圖片來自網絡

1971年7月31日，「阿波羅15號」在月球亞平寧山哈德利溪。圖片來自網絡

從1942到1972短短30年間，美國開展了舉世聞名的「曼哈頓工程」與「阿波羅計劃」兩大國家級大科學工程。曼哈頓工程歷時3年，工作人員超過15萬，總投資25億美元，最終使原子彈由假想成為現實；阿波羅計劃歷時12年，高峰時有30萬人參加，耗資超過250億美元，最終將人類送上了月球。可以說，正是這兩大工程鑄就了美國全球科技強國的地位。

當前，5G、人工智慧、量子技術等多學科交融發展，第四次科技革命呼之欲出。實施大科學工程依然是一個國家推動科技發展的有效手段和綜合國力的象徵之一。回望歷史，「曼哈頓」和「阿波羅」對未來大科學工程的實施有哪些借鑑與啟示？

目標瞄準戰略新興領域

大科學工程應瞄準具有戰略作用卻尚不成熟的新興科技領域，以大量資金、人才投入和大規模科研設施建設新興體系爭取跨越式發展。1942年曼哈頓工程啟動時，原子能還是一個局限於實驗室的新名詞，納粹德國正在發展核武器，美國急於掌握這一「殺手鐧」。1960年阿波羅計劃開啟時，美蘇都剛剛具備將航天員送入太空的能力，美國的航天技術相對落後，航天工業基礎相對薄弱，開展國家級航天工程奮起直追是必然選擇。

美國先是通過曼哈頓工程在全球率先擁有核武器，並建立起以洛斯阿拉莫斯、橡樹嶺等國家實驗室為核心的核工業體系；再藉助阿波羅計劃建立或扶植起包括馬歇爾空間飛行中心、甘迺迪航天中心等政府科研機構，格魯曼、洛克希德等大型航天企業，以及麻省理工、斯坦福等航天強校在內的航天工業體系，一舉奠定其在這兩個新興科技領域的全球領先地位。

決策執行奉行科學精神

大科學工程的決策實施既要勇於探索，更要有科學精神。

1961年5月25日，在美國首次載人航天任務僅僅成功20天後，時任總統甘迺迪就宣布阿波羅計劃要在10年內將人類送上月球。這一要求看起來過於超前、政治意味濃厚，但事實上，馮·布勞恩等航天專家早在1958年就已論證過在20世紀60年代實現載人登月的可行性。曼哈頓工程則更不必說，完全是由愛因斯坦等科學家上書羅斯福建議開始的。美國政府拍板「曼哈頓」和「阿波羅」都是基於科學的政治決策。

在實施過程中，曼哈頓工程由頂尖物理學家奧本海默擔任首席科學家，全權負責研發工作，真正是「內行人管理內行人」，美國政府和軍方承擔的主要工作是配合、協調和服務。阿波羅計劃則由美國國家航空航天局（NASA）成立多個專家小組並聯合國防部，以系統評估各機構提出的登月方案，最終否決了得到布勞恩支持、更有權威性的「地球軌道交會」路線，選擇了難度更低的「月球軌道交會」技術，大大加速了載人登月進程。

應持續發展而非虎頭蛇尾

大科學工程應可持續發展而非虎頭蛇尾。1969年完成載人登月後，NASA仍然堅持平均6個月開展一次「阿波羅」探測任務，最終因發射成本過高導致預算掣肘無法維繫。1972年，隨著「阿波羅17號」歸來，「阿波羅」計劃正式退出歷史舞臺。此後，「研製不易」的「土星5號」運載火箭僅發射一次就「輕易退役」，著名的「鷹」式登月艙再也沒有造訪過月球表面。

雖然阿波羅計劃已經極大地推動了美國科技的飛躍式發展，但其謝幕依舊令人惋惜。假如NASA能夠適時規劃更科學的探測方案，適當放緩腳步、推動技術改進、謀求降低成本、追求可持續探月，或許阿波羅計劃將輝煌繼續而非提前終結，其技術能夠得到更好的繼承發展，人類早已實現在月球空間的長期駐留，美國的載人登月也就無需「重打鑼鼓另開張」。

（科技日報北京7月23日電 實習記者 胡定坤）

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  • 曼哈頓計劃中的愛因斯坦和中國兩彈一星工程的于敏,哪個更偉大?
    這是愛因斯坦寫信建議羅斯福研製原子彈後美國正式執行的曼哈頓計劃，這是全球規模最大的工程項目，即使阿波羅登月計劃也無法與之媲美！但真正領導這個計劃實施的並非愛因斯坦，而是尤利烏斯·羅伯特·奧本海默！從理論構建，到計算以及原子彈的架構設計，工程實施愛因斯坦並未參與，但愛因斯坦做了最為關鍵的步驟，穿針引線，引導一大批科學家為曼哈頓計劃效力，在奧本海默正確領導下，最終獲得成功！當然後來的事情大家都知道了，但非常有必要再說一次，廣島和長崎分別受到了原子彈的特別待遇，當然廣島的是鈾彈，而長崎的是鈽彈，為什麼兩個都不一樣？您認為呢？
  • 愛因斯坦積極推動而事後又非常後悔的工程：改變世界的曼哈頓計劃
    上次我們說了人類最偉大的工程之一的，這次我們聊聊同樣是人類歷史上最偉大的科學工程之一——曼哈頓計劃！而美國這個原子彈研究成功，就是來源於這個科學史上最偉大工程之一的曼哈頓計劃。該工程匯聚了當時西方絕大多數的優秀科學家，參加人員超過50萬，耗資超過20億美元（上世紀40年代的20億美元，相當於現在1100億美元以上），歷時3年才研究成功。
  • 講武堂|《核武風雲》(二)神秘的曼哈頓工程
    而美國製造原子彈的「曼哈頓工程」，也成為20世紀全球最神秘、影響最大的一項科學工程。CCTV-7《講武堂》欄目特別策劃推出四期系列節目《核武風雲》，揭秘曼哈頓工程的來龍去脈，講述世界上第一顆原子彈誕生、使用以及核武競賽中的神秘往事。        本周播出《核武風雲》（二）神秘的曼哈頓工程。
  • 看「曼哈頓工程」是如何應用項目管理理念的?
    曼哈頓工程是科學界公認的第一個全面應用項目管理理念和技術的大型項目。美國陸軍部於1942年6月開始利用核裂變反應來研製原子彈的計劃。羅斯福立即批覆了布希的報告,並賦予「曼哈頓工程」這一計劃以「高於一切行動的特別優先權」。當時還不知道分離鈾235的三種方法哪種最好,只得用三種方法同時進行分離工作。「曼哈頓工程」在頂峰時期曾經起用了53.9萬人,總耗資高達25億美元。根據奧本海默的建議,軍事當局決定建立一個快中子反應和原子彈結構研究基地,這就是後來聞名於世的洛斯阿拉莫斯實驗室。
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    阿波羅飛船登上月球的一剎那，就意味著人類科技文明又向前邁進了一大步！幾千年來，登上月球這樣一個神秘而美麗的星球，一直是中國人的夢想。為了實現這個夢想，我們一直在探索著。1993年後，我們進行了月球探測工程的論證。
  • 一個可以媲美曼哈頓工程的項目—《生命的語言》這本書帶你去了解
    人類科學的發展，有幾個卓越的項目，今天就帶你了解一下即曼哈頓工程和阿波羅計劃之後第三個重要項目——人類基因組計劃。首先先說下這本書的作者—弗朗西斯·柯林斯，他是醫學博士，美國國立衛生研究院(NIH)院長，國際人類基因組計劃的首席科學家，全球基因組學研究領域的先驅者和領軍人物。
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  • 英國在曼哈頓工程中的角色(上)
    作為人類歷史上最具傳奇色彩的偉大工程，研發製造原子彈的「曼哈頓」工程因阿拉莫戈多沙漠中的一聲巨響而永載史冊。
  • 隨著阿波羅飛翔3.1——阿波羅計劃的管理
    所以不知道對這個日子究竟應該是慶賀還是感到悲哀，在中美兩國都將目標對準月球的時候，是應該好好回顧下當年是為何並且如何完成這一踏足地外天體的偉大成就的，本系列為連載內容，這裡是第五期，聊聊阿波羅計劃項目管理的啟示。
  • 正傳:27.曼哈頓工程
    看樣子，日子越來越難熬啊。自然，大家都想得到。海森堡這一次。必定是空手而歸。盟軍的消息沒打聽到。玻爾老師也不答應入夥。而且師徒之間的感情也大受影響。他回到了德國，繼續去告他的核計劃。盟國的情報部門也不是吃素的，海森堡跑去找玻爾，那他們哪兒能不知道啊，玻爾的哥本哈根理論物理研究所，那是物理學界的重鎮啊。特別是原子彈的理論基礎所謂的液滴模型就是玻爾和他的學生惠勒搞出來的。
  • 社會大協同進化史:從阿波羅計劃、蘋果智慧型手機到「天貓雙11」
    進入到工業社會，人類的社會化大協同有了全新面貌。典型例子如「曼哈頓計劃」和「阿波羅計劃」。「曼哈頓計劃」是二戰期間美國秘密研製核武器的計劃，當時總耗資達18.89億美元，相當於現在的250多億美元，調動人員至少在60萬人以上；而後來為了和蘇聯在登月上展開競爭的「阿波羅計劃」，耗費更多，截至1973年總耗資194.08億美元，相當於現在的近1700億美元，涉及企業20000餘家，調動的人員保守估計也超過40萬人。
  • 阿波羅登月計劃是一場騙局?
    從某種意義上說,「阿波羅登月計劃」本該是人類歷史上最不應受到質疑的大工程,用奧爾德林的話說:「你可以相信金字塔是外星人幫忙建造的,可以相信馬可波羅從未去過中國,但你不應該質疑我們曾經登上過月球。」
  • 登月50周年,我們都是「阿波羅」計劃的受益者
    「阿波羅」計劃當年之所以被叫停,最主要的原因是耗資過大,從1961年開始到1972年結束,「阿波羅」計劃持續的11年中,總花銷達到了255億美元,以金價計算相當於現在的9000多億美元。這麼一大筆錢花出去,只為了人類能在月球上踩個腳印,似乎真的太不划算了。
  • 曼哈頓計劃的艱辛歷程:原子彈是怎麼造出來的?
    1942年6月18日，美國展開開發原子彈的曼哈頓計劃。曼哈頓計劃（Manhattan Project）是第二次世界大戰期間研發與製造原子彈的一項大型軍事工程，由美國以及給予相關支援的英國與加拿大執行，該計劃於1942年到1946年間直屬於美國陸軍工程兵團的萊斯利·理察·格羅夫斯將軍領導，工程原名為「代用材料項目發展」（Development of Substitute Materials），後改為「曼哈頓工程區
  • 曼哈頓計劃啟動,或將影響你的生活!
    聽從這位物理學大師的建議，羅斯福於1941年啟動了這項計劃。時年，這項最高絕密任務被以「曼哈頓計劃」代稱。為了在第二次世界大戰獲得戰爭先機，先於納粹德國製造出原子彈，該工程集中了當時西方國家(除納粹德國外)最優秀的核科學家，動員了10萬人參加這一工程，歷時3年，耗資20億美元，於1945年7月16日成功地進行了世界上第一次核爆炸，並按計劃製造出兩顆實用的原子彈「小男孩」「胖子」投放日本廣島和長崎，打敗了法西斯主義，曼哈頓計劃完滿成功。
  • 20世紀人類科學界著名的三大計劃一覽
    20世紀人類科學界著名的三大計劃一覽1、曼哈頓原子彈計劃2、阿波羅登月計劃3、人類基因組計劃曼哈頓原子彈計劃，是美國陸軍1942年6月開始實施利用核裂變反應來研製原子彈的計劃，該計劃集中了當時西方國家最優秀的核科學家，動員了10萬多人參加這一計劃，歷時3年，耗資20億美元，於1945年7月16日成功進行了世界上第一次核爆炸。
  • 從百度矽谷攬才,看網際網路新「曼哈頓計劃」
    再提示一下，你還記得那個偉大的「曼哈頓計劃」嗎？歷史上「曼哈頓計劃」終結混戰1942年，蘇德正在史達林格勒拉鋸，日美正在中途島苦戰，英軍和徳意正在阿拉曼殊死對決，百萬生靈在戰爭的絞鏈中塗炭，數以億萬計的金錢在戰火中化為灰燼，美國悄悄啟動了研製原子彈的「曼哈頓計劃」。
  • 地大肖龍教授參與嫦娥五號探月工程計劃
    本次月球探測器計劃將首次實現從月球的採樣返回，把月壤和月巖等寶貴樣品帶回地球，有望為我國探月工程重大科技專項「繞、落、回」三步走發展戰略畫上一個圓滿的句號。我校肖龍教授作為嫦娥五號鑽取子系統飛控專家組成員參與此次計劃。
  • 阿波羅登月計劃
    或作阿波羅工程，港澳地區及臺灣有時稱其為太陽神計劃，是航空航天局從1961年-1972年從事的一系列載人航天任務，於1960年代的10年中，主要致力於完成載人登陸月球和安全返回地球的目標。1969年，阿波羅11號宇宙飛船達成了上述目標，尼爾·阿姆斯特朗成為第一個踏足月球表面的人類。為了進一步執行在月球的科學探測，阿波羅計劃一直延續到1970年代早期。總共耗資250億美元（幣值相當於2018年時的1530億美元）。
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    對百度研究院來說也是如此，在人才體系與產業輸出能力更加完整之後，向更大目標邁進也就成為了AI世界的「曼哈頓工程」，在接下來需要完成的任務。 進一步升級的百度研究院，至少可以看到今天承載著百度與中國AI產業在三個層面的任務需求： 一、支撐產學研快一體化進一步加深，令AI落地和場景應用更加體系化、靈活化。