半自动地面环境系统，或称SAGE，是美国第一个防空系统，也是林肯实验室成立的动力。下面几节描述了这个开创性的大规模系统工程项目的历史，以及它在塑造林肯实验室今天的文化中所起的作用。
1949年9月3日，美国空军第375气象侦察中队的一架WB-29飞机降落在阿拉斯加的艾尔森空军基地，携带着在苏联堪察加半岛以东采集的滤纸样本。对样本的测试显示，空气中的放射性碎片水平异常高-高到只能用原子爆炸来解释。
美国的情报来源报告说，苏联的科学家正在努力发展核能力，但他们似乎遇到了麻烦。人们的共识是，苏联人距离完成一枚正在工作的原子弹还有大约三年的时间。尽管如此，美国还是开始了常规监测，以探测苏联境内的原子弹爆炸。
放射性滤纸样本被空运到加利福尼亚州伯克利的一个实验室，检测结果报告给空军。洛斯阿拉莫斯科学实验室、英国原子能管理局对苏格兰北部收集的空中样本进行了独立测试，海军研究实验室对在阿拉斯加科迪亚克和华盛顿特区收集的雨水进行了独立测试。每项测试都证实了高水平的放射性。
9月19日，时任卡内基研究所所长的万纳瓦·布什在华盛顿特区召集了一个特别小组，该小组正式得出结论，苏联于1949年8月29日爆炸了代号为乔-1的第一颗原子弹。
1949年9月23日，哈里·杜鲁门总统宣布苏联进行原子弹爆炸，震惊了全国。不久之后，更糟糕的消息传出。苏联不仅拥有炸弹，还开发了能够通过北极航线到达美国的远程飞机。美国对核攻击没有防御措施。第二次世界大战期间开发的地面拦截(GCI)雷达网的设计初衷是用常规武器防御攻击，它探测来袭的敌机的能力有限。一波携带核武器的苏联轰炸机几乎肯定会成功躲避这些雷达的探测。
美国开始弥漫着一种恐惧和无助的感觉。民防组织建造了防空洞，父母们训练他们的孩子防范核战争的可能性。今天，这些看法和行动可能看起来不切实际和过分，但在1949年，这些恐惧是非常真实的。
美国已经习惯于垄断核武器。美国人感觉自己坚不可摧，维护军事设施的努力已降至最低水平。苏联的原子弹结束了这段自满时期，苏联成为红色威胁。关于约瑟夫·斯大林清洗和劳改营的故事虽然不完整，但却进一步增强了人们的恐惧感。斯大林可能使用核武器的说法似乎完全有道理。
这些看法迫使国防部(DoD)重新评估国家防御核攻击的能力。作为这一过程的一部分，国防部给美国空军分配了改进国家防空系统的任务。反过来，空军向麻省理工学院寻求帮助--这导致了麻省理工学院林肯实验室的成立。
林肯实验室的故事始于乔治谷。作为麻省理工学院物理系的副教授，瓦利对核武器的担忧是众所周知的。1949年，在得知苏联原子弹的消息后，硅谷开始担心美国的防空质量。与其他教授的谈话使他得出结论，美国几乎没有针对核攻击的保护措施。
在他对核攻击可能性的担忧上，乔治谷和许多美国人一样。但在他解决这个问题的愿望上，他是独一无二的。硅谷决定将确保美国防空安全的任务作为他个人的责任。
山谷在评估美国的防空系统方面处于绝佳的地位。作为空军科学顾问委员会(SAB)的成员，他能够安排参观由空军大陆空军司令部运营的雷达站。他的所见所闻使他大吃一惊。这些设备是从第二次世界大战中带回来的，不适合探测远程飞机。此外，操作员在防空问题上只接受了很少的指导。他特别震惊的是该地点使用高频(HF)无线电；高频通信的质量取决于电离层的状态，电离层的状态可能会随着时间的推移而变化，在发生核爆炸时会受到严重干扰。
在访问雷达站后，瓦利收集了更多关于美国防空的信息，没有一个让人放心，然后打电话给SAB主席西奥多·冯·卡曼(Theodor Von Karman)。冯·卡曼要求瓦利将他的担忧写下来，他在1949年11月8日的一封信中这样做了。
冯·卡曼向空军参谋长霍伊特·范登伯格将军转达了山谷的担忧。范登伯格指示他的副参谋长缪尔·费尔柴尔德将军立即采取行动。到12月15日，仙童已经组织了一个由8名科学家组成的委员会，由山谷担任主席，分析防空系统并提出改进建议。1950年1月20日，该委员会正式命名为防空系统工程委员会(ADSEC)，但非正式名称为山谷委员会，开始每周开会。
委员会成员同意从一系列关于敌对飞机和美国防空的基本假设开始他们的研究。他们一致认为，苏联轰炸机最有可能在高空飞越北极地区，然后在接近目标时下降。当飞机在高空飞行时，它将能够在雷达检测到飞机之前检测到地面雷达。然后轰炸机可以下降到低空，在那里它可以在雷达的波束下飞行，实际上是无法检测到的。该委员会确定，要攻击美国的一座城市，苏联轰炸机只需要在低空飞行约10%的路程。因此，低空飞行的射程惩罚将是很小的。如果在北极圈附近进行空中加油，整个美国都可能容易受到苏联的攻击。当时的GCI雷达虽然间距很大，但实际上没有提供任何保护。一架低空飞行的飞机几乎可以找到一条通向美国每一个城市的畅通路线。
该委员会认定，美国防空系统中最薄弱的环节是应该用来探测低空飞行飞机的雷达。每部雷达的射程都受到其地平线的限制。通过低空飞行，飞机可以躲避分布广泛的GCI雷达。由于在1950年，空中或天基监视不是一种选择，唯一的解决方案是将陆基雷达系统安装在一起。
在1950年，这个解决方案是雄心勃勃的。但对于未来的林肯实验室来说，幸运的是，委员会继续评估这个问题，并将其简化为两个主要问题：第一，为了解读来自大量雷达的信号，必须有一种方法将雷达数据传输到中央计算机，在那里可以聚合数据。其次，由于目标是探测和拦截敌机，计算机必须实时分析数据。
当硅谷打电话给几家计算机制造商，询问是否有可能使用他们的一个系统来测试他的想法时，他被认为是疯子而不屑一顾。在1950年，实时操作简直是不可想象的。然而，数据传输和实时操作问题的答案等待着就近解决。在空军的剑桥研究实验室，约翰·哈林顿开发了一种早期形式的调制解调器，称为数字雷达中继，它能够将模拟雷达信号转换成可以通过电话线传输的数字代码。此外，在麻省理工学院校园的ServomMechanical实验室，杰伊·弗雷斯特正在领导一个小组，该小组正在开发世界上第一台实时计算机。
硅谷需要一台速度足够快的计算机来处理实时数据分析。当他开始寻找的时候，瓦利遇到了时任电子研究实验室副主任的杰罗姆·威斯纳教授，得知他需要的电脑已经在麻省理工学院校园里了。它在ServomMechanical实验室，它即将被赞助商抛弃。
在第二次世界大战期间，伺服机械实验室的重点一直放在开发枪支定位仪器上。战争结束后，该实验室开始了一个项目，为海军研究办公室演示飞行模拟器。计划要求这种设备几乎可以模拟当时存在的每一架飞机。因为这需要一台功能强大的计算机，伺服机械实验室已经开始开发自己的计算机，代号为Whirlwind。
从与Forrester的谈话中，瓦利确信Whirlwind适合ADSEC项目。从那时起，Forrester就成了ADSEC的常客。Whirlwind还处于相对早期的建设阶段，只有5个字的随机存取存储器和27个字的可编程只读存储器。然而，它的高速和16位字长足以让ADSEC测试雷达数据可以通过数字雷达中继传输到计算机的概念的可行性，以及计算机可以实时响应信息并指导拦截的概念。
Forrester立即开始准备接收和处理数字化的雷达信号。雷达/数字数据概念的可行性论证于1950年9月在汉斯康姆机场进行。该雷达是战时麻省理工学院辐射实验室建造的微波预警装置的原始实验模型，与诺曼底登陆诺曼底时使用的雷达非常相似。在军事观察员密切观察的同时，一架飞机飞过雷达，数字雷达中继器通过电话线将雷达发出的信号传输给旋风公司，结果出现在计算机的监视器上。演示取得了圆满成功，证明了ADSEC防空概念的可行性。
汉斯康姆球场的示威活动标志着ADSEC第一阶段工作的结束。委员会的重点从评估转向实施；开始讨论专门研究防空问题的实验室。
1950年11月20日，空军首席科学家路易斯·里德努尔在给空军负责发展的副参谋长戈登·萨维尔少将的备忘录中写道，现在很明显，开发、测试和评估ADSEC提出的系统建议所需的实验工作将需要大量的实验室和现场工作。
莱德努尔的备忘录是第一份提议建立一个致力于防空研究的实验室的文件。他估计，这样的实验室需要大约100名工作人员，每年的预算约为200万美元。(在20世纪50年代，林肯实验室实际上约有1800名工作人员，年度预算超过2000万美元。)。
几周后，也就是12月15日，山谷与莱德努尔一起在五角大楼共进午餐。里德诺尔说服硅谷，他们应该要求麻省理工学院建立电子实验室，以发展ADSEC的防空想法。瓦利后来回忆说，他花了大约一个小时写了一封信，里德努尔用总司令的恰当措辞重写了这封信。到了4点钟，这封信已经由范登伯格将军签名，正在送往麻省理工学院校长小詹姆斯·基利安(James Killian，Jr.)的途中。
空军认为现在是时候通过建立一个实验室来实施兼职的美国防空安全委员会小组的工作，该实验室将致力于密集地研究防空问题…。
麻省理工学院几乎是唯一有资格作为空军承包商建立拟议实验室的机构。它管理二战辐射实验室的经验，山谷教授和其他麻省理工学院工作人员参与ADSEC的工作，它接近AFCRL[空军剑桥研究实验室]，以及在这类活动中表现出的能力，让我们相信，我们应该有幸获得MIT在这方面的服务。
空军面临的防空问题对这个国家的人民来说非常重要。这个问题在技术上既复杂又困难。空军迫切需要加大这方面的研发力度，在这方面，我们请求您的帮助。我真诚地希望您能认真考虑这件事。
麻省理工学院校长詹姆斯·基利安(James Killian)对麻省理工学院开设新实验室持严重保留态度，因为麻省理工学院非常专注于辐射实验室和其他大型战争项目的开展。
美国空军首席科学家路易斯·莱德努尔(Louis Rdenour)向基利安总统提供了设立实验室的理由，尽管这与国防无关，但特别有说服力。里德努尔建议建立一个实验室来解决防空问题，这将刺激该国的小型电子工业。他预测，成为新实验室所在地的该州将成为电子工业的中心。里德努尔的话是有先见之明的，128号公路上的电子和计算机工业的发展就是明证，128号公路是环绕波士顿的环行高速公路。
由于基利安并不热衷于麻省理工学院参与防空，他询问空军，麻省理工学院是否可以先进行一项研究，以评估是否需要一个新的实验室，并确定其范围。基利安的提议获得批准，1951年2月至8月间进行了一项名为“查尔斯计划”(针对流经麻省理工学院的河流)的研究。
查尔斯项目是由28名科学家组成的小组进行的，其中11名与麻省理工学院有关联。主任是F·惠勒·卢米斯，伊利诺伊大学教授，后来成为林肯实验室的第一任主任。阿尔伯特·希尔(Albert Hill)和卡尔·奥弗哈奇(Carl Overhage)也是这项研究的成员，他们分别成为实验室的第二和第四名董事。查尔斯计划的大多数其他成员也加入了实验室。
查尔斯计划的最后报告指出，美国需要一个改进的防空系统，山谷已经制定了正确的计划：我们赞同防空系统工程委员会提出的集中系统的概念，我们同意这个系统的中央协调机构应该是一台高速电子数字计算机。"；我们赞同防空系统工程委员会提出的集中系统的概念，我们同意这个系统的中央协调机构应该是一台高速电子数字计算机。
查尔斯计划毫不含糊地支持成立一个专门研究防空问题的实验室：
其中某些问题的实验工作计划在一个由麻省理工学院联合为陆军、海军和空军运营的实验室内进行，该实验室被称为林肯计划。1个。
这一声明得到了一个训练有素的专家小组的批准，这是基利安总统想要的。在所有三个服务机构的不同寻常的支持下，建立新实验室的决定成为了最终决定。
1防空问题：查尔斯计划最终报告，第一卷。I.剑桥，马萨诸塞州：麻省理工学院出版社，1951年，第X页。
“林肯计划运作宪章”规定，空军将在马萨诸塞州的贝德福德、列克星敦和林肯三个城镇的交界处建造一个实验室。为什么叫林肯这个名字？已经有了贝德福德计划(关于反潜战)和列克星敦计划(关于飞机的核推进)，所以负责起草宪章的普特少将决定以林肯镇的名字命名这个项目。
惠勒·卢米斯接任林肯项目主任。他的员工很少，资金不确定，而且承诺要建造一个实验室。此外，他还面临着一个巨大的挑战-为北美大陆设计一个可靠的防空系统。在卢米斯开始为林肯计划雇佣员工之前，他必须为该组织建立一个结构。为此，他借鉴了辐射实验室在1942年创立的一个模型。他遵循的组织结构由主任办公室、指导委员会和分成部门和小组的工作人员组成。每个部门负责开发一个系统，每个小组设计该系统的一个组件。事实证明，划分和分组的概念是有效和高效的。与许多其他组织相比，它的简单性使林肯项目的管理人员少得多，内部政治也少得多。事实上，这个结构工作得非常好，至今仍在林肯实验室使用。
林肯计划被分成五个技术部门：飞机控制和预警、通信和部件、武器、特殊系统和数字计算机。它还设有两个服务部门：工商管理和技术服务。这些分组被分成一到六个小组。每个师检查大陆防空问题的一个方面；每个小组检查其师任务的一个要素。
到1951年9月，林肯计划拥有300多名员工。在一年内，它雇佣了1300名员工。一年后，林肯实验室的员工人数增加到1800人，这个水平将在几年内保持不变。
随着工作人员的加入和资金的安全，卢米斯现在将注意力转向了建筑。麻省理工学院校园的空间已经不够，数百名员工加入了这个项目。校园里唯一可用于保密工作的地点是22号楼。
非机密研究在20号楼进行，林肯计划的行政办公室设在麻省理工学院的斯隆大楼。在瓦萨尔街的一座两层商业建筑中发现了机动车池、电子商店和出版商的临时住所。虽然麻省理工学院数字计算机实验室(最初是ServomMechanical实验室的一部分)成为林肯计划的一部分，但关于旋风的工作继续在马萨诸塞大道上的Barta大楼和奥尔巴尼街上的Whittemore大楼进行。
空间并不是唯一的问题。基利安校长认为麻省理工学院不应该在剑桥校园进行机密研究。他认为麻省理工学院有义务在整个学术界传播其研究成果，而分类研究与这一义务本质上是不相容的。因此，基利安希望麻省理工学院通过在校外开展林肯计划来保持诚信。林肯计划运营宪章中提到的贝德福德-林肯-列克星敦地区有新建的空间，而且离剑桥有一段舒适的距离。
这里是劳伦斯·G·汉斯康姆机场，现在是汉斯康姆空军基地，仍然是林肯实验室的所在地。汉斯康姆油田于1941年5月成为马萨诸塞州联邦的设施，当时州立法机构收购了509英亩土地用于建设机场。它位于俄亥俄州康科德、林肯、列克星敦和贝德福德各城镇的一部分。
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