致敬物理学先驱女性

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

1938年圣诞节前夕，在瑞典白雪皑皑的树林里的一段树干上，奥地利物理学家莉泽·迈特纳和她最喜欢的侄子奥托·弗里施——也是一位物理学家——在一堆废纸上进行了一系列计算。他们这样做是应德国同事的要求，他们面临着一个谜团。实验似乎表明，铀原子在受到中子轰击后会分裂成较轻的元素，而不是像所有人预期的那样变成较重的元素。德国人向迈特纳寻求解释——她充分地提供了解释。铀确实在分裂，释放出一股动能，与爱因斯坦著名的方程 E = mc² 完全一致。她和弗里施为这个过程创造了“核裂变”这个术语。由此，原子时代开始了。

1982年8月29日，在这个非凡的突破近44年后——以及本周35年前——人工合成（即非天然存在）的放射性元素镄首次被创造出来。这是迄今为止唯一一个以非神话人物的女性名字命名的元素，它是为了纪念迈特纳这位放射性研究的真正先驱而命名的。

莉泽·迈特纳（1878-1968）出生于奥地利维也纳，在一个中产阶级犹太家庭的八个孩子中排行第三。尽管按照19世纪奥地利的标准，女孩的教育在14岁时就结束了，但莉泽继续接受私人课程，并在1905年获得了维也纳大学的物理学博士学位；她是该机构第二位获得该学位的女性。正是在这里，她的大学教授路德维希·玻尔兹曼向她灌输了“将物理学视为为终极真理而战”的愿景。这种愿景将贯穿她的一生。

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在最初进行了一些关于放射性的工作后，1907年，她决定去柏林与马克斯·普朗克合作。到达柏林后，迈特纳有义务（根据大学对女性的政策）请求普朗克的许可才能参加讲座。尽管普朗克犹豫不决（并指出她已经拥有博士学位），但他还是同意了。然而，迈特纳也有兴趣进行科学研究，并开始与奥托·哈恩合作。这是一个完美的搭配，哈恩是实验化学家，迈特纳是理论物理学家。

作为柏林大学化学研究所的助手，哈恩可以使用一些最好的设施。另一方面，迈特纳没有专业地位（因为她是女性），只允许在前木工的壁橱里工作，该壁橱位于研究所的地下室；她唯一可以使用的厕所在街对面的一家餐馆里。最终，到1909年，普鲁士的大学开始降低对女性的门槛，迈特纳现在可以进入研究所的实验室（以及新安装的女士洗手间的便利）。

哈恩和迈特纳在放射性研究方面取得了巨大进展，这导致了一系列论文的快速发表：1908年发表了三篇论文，1909年发表了六篇。1912年，迈特纳和哈恩搬到了新的威廉皇帝化学研究所；迈特纳终于走出了木工的壁橱。在这里，迈特纳作为“客座物理学家”无薪工作，一年后，她的职位变得永久。

1917年，她终于获得了自己的物理学部门，薪水几乎（但并不完全）与哈恩相当。大约在同一时间，迈特纳和哈恩发现了同位素镤，这为迈特纳赢得了莱布尼茨奖章。1926年，迈特纳成为德国第一位被任命为正式教授的女性。

到1938年，希特勒的统治最终迫使迈特纳放弃她的工作并逃离德国，最终在斯德哥尔摩的诺贝尔物理研究所（瑞典皇家科学院）落脚，1924年诺贝尔奖获得者曼内·西格班最近被任命为该研究所的主任。在这里，她领着初级助手的工资，靠借来的钱住在一家小旅馆里。尽管迈特纳被分配了实验室空间，但她没有被分配实际资源来组建自己的团队，也没有被要求加入西格班的研究小组（很可能是因为西格班对女性的偏见，而且——他比她年轻八岁——他只是认为她的科学方法过时了）。没有合作者、设备，甚至没有允许她进入实验室和工作室的自己的钥匙，她的处境非常让人想起几年前在那个木工壁橱里的时光。她束手无策，无法开展工作。

尽管如此，她还是继续与哈恩合作。事实上，与柏林的哈恩保持联系并不困难，因为邮件服务非常快捷，他们每天都互相写信。然后在1938年11月，她和哈恩在哥本哈根会面（这在当时是一个保守的秘密，后来在哈恩的回忆录中完全没有提及），讨论他们正在进行的项目。该项目以铀的核反应研究为中心。自从恩里科·费米在1934年开创性工作以来，这件事就一直引起了迈特纳的兴趣。她将这个想法带给了哈恩，并说服了他几周，他最终才同意加入她。在她被迫离开德国之前的四年里，一直是她在领导这项调查。

回到柏林后，哈恩和他的助手弗里茨·斯特拉斯曼继续他们的实验。从斯特拉斯曼自己的话来看，很明显迈特纳仍然是该项目的指导力量，“幸运的是，L. 迈特纳的意见和判断在柏林对我们来说非常重要，以至于我们立即进行了必要的对照实验。”他们的实验似乎显示了一个惊人的发现：铀在受到中子轰击后会分裂成较轻的元素。这怎么可能呢？毕竟，该领域顶尖科学家此前约四年的工作表明，会产生较重的（超铀）元素，而不是较轻的元素。哈恩难以置信地写信给迈特纳，“也许你能想出某种奇妙的解释。”而她确实做到了。

尽管她对核裂变的发现做出了贡献，并且多次获得诺贝尔奖提名，但她从未获得过诺贝尔奖（化学奖或物理学奖）。1944年，诺贝尔化学奖单独授予了哈恩，以表彰他对核裂变的卓越发现。哈恩最初将这项工作称为他、迈特纳和斯特拉斯曼之间的合作努力，但他后来并将永远坚持认为，这一发现完全是他和斯特拉斯曼所做的实验化学的成果，甚至暗示物理学实际上阻碍了这一发现。

虽然迈特纳应得的名声被公然剥夺了，但她却被不应有地与原子弹联系在一起。迈特纳坚决反对核武器：“我绝不会参与炸弹！”事实上，她是唯一一位拒绝接受邀请前往洛斯阿拉莫斯参与原子弹研制的著名盟军物理学家。

尽管如此，迈特纳一生中还是获得了许多荣誉：1949年马克斯·普朗克奖章；普林斯顿大学、哈佛大学和其他美国大学的荣誉博士学位；1966年恩里科·费米奖（与哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼分享），仅举几例。

当然，还有镄。

参考文献

克罗珀，威廉·H. 伟大的物理学家：从伽利略到霍金的顶尖物理学家的生平和时代。 纽约：牛津大学出版社，2004年。

西梅，露丝·L. 莉泽·迈特纳：物理学的一生。 伯克利：加州大学出版社，1997年。