那位坐在爱因斯坦身边的女人

读大学的时候,我们的物理老师是一个台湾人,他不仅是知名量子物理教授,还是一个英俊潇洒的摇滚歌手。

在用量子理论解释原子结构时,这位老师给我们展示了一张老照片。他深情地说,“这是我见过最美、最有魅力的女人,如果她还活着,我愿意等她一辈子”。

让我们看看这张拍摄于1920年的照片里面都有谁。

前排微秃的是大名鼎鼎的普朗克,他在历史上第一次提出原子发射的能量不能连续,也就是“量子”的概念。

还有就是刚刚因为光电理论而获得诺贝尔奖的爱因斯坦。而在爱因斯坦身边的神采奕奕的女生,就是梅特纳Elise Meitner

爱因斯坦并没有因为相对论而获得诺贝尔奖,因为诺贝尔委员会说,“这个理论太伟大,诺贝尔奖不配”。其实,爱因斯坦只是理论上提出著名的质能方程E=mc²,真正能够把这个公式转换为能够被人类控制的原子弹或者核能,其实要归功于照片中的女士特纳(Elise Meitner)。

然而,这样一位美丽动人的科学先驱,却终身未嫁,一生为情所困。

让我们一起追忆科学史上那段幽怨动人的往事。

八岁开始科学研究的女神童

她于 1878 年 11 月 7 日出生于维也纳一个犹太上层中产阶级家庭,从小便是聪明伶俐。

梅特纳 (Meitner) 最早的研究始于八岁,当时她在枕头下放了一本记录她的记录的笔记本。她特别喜欢数学和科学,并首先研究了浮油、薄膜和反射光的颜色。

直到 1897 年,女性才被允许进入维也纳的公立高等教育机构,她却于 1892 年完成了最后一年的学业。她接受的教育包括簿记、算术、历史、地理、科学、法语和体操。梅特纳于 1901 年 10 月进入维也纳大学。

核裂变实验使特纳成为“原子弹之母”

1938 年,特纳不得不离开柏林,因为纳粹正在杀害所有犹太血统的人。她在斯德哥尔摩的诺贝尔研究所为她的研究找到了一个合适的环境。当时德国的两位科学家,意外地制出了钡,这是一种比铀轻得多的元素。

他们将这一消息报告给了 Meitner。她和侄子根据玻尔的原子核“液滴”模型对这一现象进行了物理计算,明确指出铀发生了核裂变。人们很快认识到,钡是超铀元素放射性衰变的稳定同位素之一,超铀元素最初肯定是在中子轰击铀后形成的。

在此基础上梅特纳和其他科学家进行进一步原子核撞击实验。他们的实验证明铀与中子轰击的某些产物是钡。钡的原子质量比铀低 40%,之前已知的放射性衰变方法都无法解释原子核质量的如此大差异。

梅特纳正确地解释实验的结果,即铀原子核大致分裂成两半。柏林小组观察到的前两个反应是铀核分裂产生的轻元素;第三次,是对真正元素 93 的衰变。——核裂变被实验证明并完成。

基于此,制造原子弹成为现实可能。

痛失诺贝尔奖

尽管梅特纳一生获得了诸多荣誉,但她并没有获得诺贝尔奖;发现核裂变的诺贝尔奖被授予奥托·哈恩Otto von Baeyer。

1945年11月15日,瑞典皇家科学院宣布哈恩因“发现重原子核裂变”而获得1944年诺贝尔化学奖。事实上,是Meitner详细地测试实验结果的人,也是她告诉 哈恩 铀核有可能分解。如果没有梅特纳的这些贡献,哈恩就不会发现铀核可以分裂成两半。

然而,在提交提名的名单中,梅特纳的名字被无情划去。

划去她名字的,是和她同居并共同合作了近三十年的伴侣:哈恩Otto von Baeyer ,后来他被称为“核裂变之父”。

错爱终身

照片:梅特纳和哈恩在一起做实验

梅特纳生活在一个封闭的社会,那时的女孩子不能在大学读书接收教育。

梅特纳的父亲是医生,非常开明,他把自己宝贝的女儿送去了当时欧洲唯一接收女生的维也纳大学。那时候,梅特纳如鲜花一样盛开,漂亮,独立独行。

即使梅特纳进了大学,她依然只能是旁听,并没有学位。那时候,她喜欢上了化学课,经常去听一个教授的课,那个人就是:化学家哈恩(Otto von Baeyer)。

哈恩也很喜欢这个灵气漂亮的女孩子,可是他们认识的时候,哈恩已经结婚。

在他们认识的早二十年中,他们一起做实验,由于工作需要,他们大部分时间都在一起做实验。一楼是实验室,哈恩住在二楼,而梅特纳住在地下室。据说,他们所有房门都没有锁。但是从来没有听说他们之间有什么绯闻,他们只是默默地一起相互支持,把爱埋在心底和实验中。

再后来,第二次世界大战爆发,柏林的房子面临被随时轰炸的危险;于是,哈恩从二楼搬到了地下室,和梅特纳住在了一起。

在和梅特纳之前,哈恩只是维也纳一个普通的教授;然而,和梅特纳在一起生活并共同实验后,他得到了两次诺贝尔化学奖。

直到一百多年后的现在,也没有人知道哈恩为什么把梅特纳的名字从诺贝尔奖申请的项目成员名单里面划掉。一种解释是,当时的诺贝尔奖不能颁发给跨学科的获奖者,哈恩获得的诺贝尔化学奖,而梅特纳是一位物理学家。哈恩只好牺牲掉了梅特纳。

优雅的老去

得知自己被哈恩从获奖名单中划去后,梅特纳接受了大物理学家冯.诺依曼的邀请独自一个人搬去了美国。

尽管有49个诺贝尔奖获得者(包括爱因斯没坦、普朗克,历史上最知名的物理学家)亲自写信提名梅特纳,但是她由于被哈恩从项目组名单中划去,她的贡献依然无法被诺贝尔奖认可。

尽管世界上那么多人为梅特纳鸣不平,可是她终其一生没有对这个事和哈恩本人做任何的评论。

她所做的只是,一个人住在美国,停止了和哈恩近三十年的合作和生活。据说,后来她只和哈恩书信往来,但是不再讨论任何科学和私人生活事情。

广岛原子弹爆炸后,梅特纳发现自己成了名人。她在接收采访的时候说,“我是犹太人后裔,但并不是信仰上的犹太人;我只是一个普通人”,她一直反对核战争。

梅特纳后来在普林斯顿大学、哈佛大学和哥伦比亚大学讲学,并与爱因斯坦、李政道、杨振宁讨论物理学。她还前往英国,在那里她会见了薛定谔、泡利和玻恩。

这些都是百年一出的大科学家,都可以在那张知名的大合照中找到他们;可是,梅特纳身边再无哈恩。

梅特纳终身喜欢抽烟,老年后更是烟不离手。

1968 年 10 月 27 日梅特纳在睡梦中去世,享年 89 岁;而她在去世前都不知道,哈恩在同年7月份已经先她而去。

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页面更新:2024-04-11

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