逃離納粹的核先驅

逃離納粹的核先驅

1938年7月的一天，一輛汽車在柏林的火車站停了下來。一個女人爬了出來。她向穿著納粹制服的武裝警衛展示了她的旅行證件。這個女人瘦小苗條，她似乎很緊張。在火車上，她迎接了一位男士，他們一起開始旅行，前往荷蘭的格羅寧根。他們是一對情侶，也許吧？

不，這不是幽會，而是救援任務。這位女士是名為麗斯·梅特納（Lise Meitner）的奧地利人，也是在德國工作的最傑出的核科學家之一。她是猶太人後裔，幾乎為時已晚，正在逃離阿道夫?希特勒的政權。納粹領導人已經出台了一項禁止所有科學家離開德國的政策，並且他們禁止梅特納獲得能夠提供她旅行自由的文件。在荷蘭邊境，納粹軍事巡邏隊穿過火車的車廂，檢查文件。梅特納的旅伴，丹麥化學家德克?科斯特（Dirk Coster），已經與荷蘭當局談判允許她進入該國。但她唯一的身份證件是她的奧地利護照——而且已經過時了。「我非常害怕，我的心幾乎停止跳動，」梅特納後來回憶說。「我知道納粹剛剛宣布對猶太人的開放搜捕季節，狩獵已經開始。 10分鐘，我坐在那裡焦急地等著，10分鐘，看起來好像是很多小時。然後納粹的一位官員回來，無言地遞給我護照。」

幾分鐘後，她安全地越過了荷蘭邊界。 他們剛一抵達格羅寧根，科斯特就發回了一封密碼電報，告訴梅特納在柏林的前科學合作者化學家奧托?哈恩，說，寶貝已經抵達。

當希特勒在幾年前於1933年上台時，他的反猶太政策失去了德國科學許多偉大的研究人員。 最著名的是阿爾伯特·愛因斯坦，在選舉結果公布時他正在美國旅行，並且再未返回。 但是對於德國來說，很少有人會像梅特納那樣有價值。

在她從納粹德國戲劇性地逃離幾個月後，梅特納住在瑞典。 她被告知哈恩在他關於鈾放射性衰變的工作中獲得的最新結果。 她意識到哈恩沒有做的事：鈾正在發生核裂變，分裂成一半，並釋放出一些巨大的核能儲存。

七年後的1945年8月6日，同樣的鈾核裂變過程在小男孩的內部觸發，這顆炸彈落在日本廣島市。你可能會說，其餘的是歷史——除了它仍然是一段歷史。當核衝突的威脅再次出現在世界各地時，今天這一切都是如此。這是梅特納對開啟核時代的見解。

閃光的職業

梅特納的職業生涯始於1901年，當時她決定開始在奧地利維也納大學學習物理學。 獲得博士學位後，她於1907年抵達柏林進一步學習，但當時普魯士（一個以柏林為首都的歷史悠久的德國國家）的大學仍然沒有招收女性。第二年改變了，但態度並未改變。哈恩在那年秋天第一次遇到了梅特納，他們決定一起工作。但是，哈恩的化學研究所不允許女性參加，據說是因為研究所主任確信她們會把她們的頭髮點著火。作為妥協，梅特納在地下室得到了一個房間，但禁止上樓，甚至不能與哈恩交談。

1912年，哈恩和梅特納轉到了威廉皇帝化學研究所（KWIC）研究放射性。這是20世紀初期，放射性對科學家來說是一個令人興奮的領域，因為它提供了關於由哪些原子構成的線索。

研究人員確定，原子的內部結構是一個由質子和中子組成的帶正電的超稠密核心組成，被稱為電子的負電荷粒子所包圍。

科學家們還發現，核衰變和亞原子粒子與原子碰撞引發的核反應可以將一種化學元素轉化為另一種化學元素。他們發現了一大堆新元素：1917年，梅特納和哈恩發現了鏷。

在邪惡的納粹下生活

在威廉皇帝化學研究所工作期間，梅特納的決心和敏銳的頭腦很快贏得了同事們的尊重。

到了20世紀30年代，她被認為是德國最重要的核科學家之一。但後來一切都改變了。

1933年1月，阿道夫?希特勒被任命為總理，並迅速將德國從民主轉變為獨裁。 那年4月，納粹驅逐了猶太人的一切勢力和影響力，包括學術領域。 然而，不知何故，梅特納仍然保留了五年的學術職位。 她被德國柏林大學解僱，在科學會議上被禁止發表演講，除此之外，她從德國核物理學的正式敘述中被抹去，所以她與哈恩的聯合發現只歸屬於他。儘管如此，她仍然能夠在威廉皇帝化學研究所從事積極的研究。哈恩和梅特納在德國一位年輕的化學家弗里茨?斯特拉斯曼（Fritz Strassmann）的協助下，開始收集鈾產生的新型放射性物質的證據，其中可能包括一些當時未知的元素。

但是當1938年3月德國吞併奧地利時，在柏林的奧地利猶太人不再僅僅是反常而是危險。

維也納的猶太人被逐出家園，遭到殘酷的毆打；有些人被謀殺。在柏林，納粹的同情者不再費心去調和他們的語言——她的同事庫爾特?赫斯（Kurt Hess）是一位熱心的納粹分子，他對梅特納說：「猶太女人危及這個研究所。」20年來一直是梅特納最親密的同事的哈恩屈服投降了，告訴她必須離開研究所。「本質上，他已經把我拋出去了，」梅特納在她的日記中痛苦地寫道。

現在是離開的時候了，而且速度要快。 荷蘭格羅寧根大學的德克?科斯特一直在為來自德國的難民科學家安排緊急援助，並於1938年7月11日收到官方確認梅特納將被允許入境荷蘭。

兩天後，他陪同梅特納逃離柏林。

裂變

在梅特納逃離德國之後，哈恩和斯特拉斯曼繼續進行鈾實驗。 但是，沒有梅特納的專業知識，他們很難解釋他們看到的東西。 他們發現鈾可以通過中子轟擊轉化為放射性物質，這种放射性物質與鋇的化學性質似乎相似，這是一種輕得多的元素。他們寫信給當時在斯德哥爾摩的梅特納，她回答說它看起來不可信。放射性變換被認為一次只發生一點點：放射性衰變會將一個元素轉化為另一個具有非常相似質量的元素。然而鋇只有鈾的一半。

那年的聖誕節，在一個安靜的瑞典村莊度假時，梅特納與她的外甥奧托?弗里斯克（Otto

Frisch）一起討論了這個特殊的結果。他也被從德國流放，當時在哥本哈根工作。他們得出的結論違背了所有關於核嬗變的普遍看法。他們認為，鈾核確實已經或多或少地分裂了一半——提高了核能大量釋放的前景。為了尋找這個過程的名字，弗里斯克回憶起了活細胞的分裂，並借用了它的生物學術語：鈾經歷了核裂變。

到1939年4月底，德國物理學家告訴納粹政府關於核裂變提供能源和爆炸物的潛力，當局宣布這種研究應該保密。但是話語已經流出來了。 8月，愛因斯坦和其他科學家寫信給總統羅斯福警告製造原子彈的可行性。

那年晚些時候，德國物理學家維爾納?海森堡（Werner

Heisenberg）向納粹官員寫了一份報告，提出關於通過在鈾燃料的核反應堆中控制裂變釋放能量的可能性——也許還是一個炸彈。海森堡負責研究利用這種核能。 但是，德國科學家缺乏資金，並受到盟軍轟炸襲擊的阻礙，但是直到戰爭結束時，在核反應堆或炸彈的發展過程中並沒有取得太大的進展。 當他們在1945年8月聽到廣島爆炸事件時，他們和世界其他地方一樣驚訝。

雖然這種破壞能力並非核裂變的唯一特徵。在戰爭中，在芝加哥的義大利物理學家恩里科?費米（Enrico Fermi）領導的科學家們想出了如何控制裂變，以便它不會成為一個失控的過程：鈾只是逐漸釋放其核能，產生的熱量可以用來燒水並驅動渦輪發電。在梅特納洞察力的啟發下，費米獲得了成功，這導致了核電的到來。時至今日，大多數核電站都依賴於鈾的裂變來產生能量，儘管人們希望有一天它能夠利用核聚變，這是一種為太陽提供燃料的過程，在這種過程中，當它們融合在一起的時候，非常輕的原子核釋放出能量。核裂變問題，特別是危險核廢料的產生，是眾所周知的。但是，面對全球變暖，部分原因是石油和煤炭等基於碳的化石燃料的燃燒，一些環保主義者今天轉而採用核電，作為解決我們在地球氣候中形成的問題的部分解決方案。

德國科學的意識

梅特納拒絕參與盟軍開發原子彈的曼哈頓計劃。 「我將與炸彈無關！」她宣稱。 戰後，作為「炸彈的猶太人之母」在美國慶祝讓她感到沮喪，她曾以某種方式對希特勒保守了秘密。

但是她在戰後的大部分精力都是為了勸說她在德國的前同事，讓他們承認並接受他們在第三帝國發生的恐怖事件中保持沉默的責任——而許多科學家現在想要扯上一具面紗。

盟軍挺進德國，向世人揭示了這些恐怖，並向梅特納展示了她所僥倖逃脫的東西。

當部隊進軍達豪和布溫瓦爾德的集中營時，她聽到廣播報道時哭了起來。「有人」，1945年6月她寫信給在劍橋郡實習的哈恩，「應該強迫像海森堡這樣的人和其他數百萬人看看這些營地和殉道者。」

哈恩花了很多年才承認自己的罪責。 1958年，他在80歲生日時寫信給梅特納：「我們都知道不公正正在發生，但我們不想看到它，我們欺騙了自己......來到1933年，我跟著一面我們應該撕裂扯下的旗幟。

我沒有這樣做，現在我必須承擔責任。」

他感謝梅特納「試圖讓我們理解，引導我們有非凡的機智」，以此來認識德國物理學家在許多方面的工作方式，以及在許多方面為一個可怕的政權工作。後來賦予在納粹德國工作過的科學家的美好話語的時候，很少有人像1968年英格蘭南部漢普郡的梅特納墓碑上那樣雄辯。他們宣稱她是「一位從未失去人性的物理學家」。

本文作者菲利普?鮑爾（PHILIP BALL）是一名科學作家，也是英國廣播公司第4電台「科學故事」的主持人。欲了解納粹德國物理學的更多信息，請閱讀他的《為帝國服務》一書。

時間軸：核裂變

1896年

法國科學家亨利?貝克勒在研究X射線時觀察到來自鈾礦石的輻射使攝影板變黑。

1898年至1902年

在巴黎，瑪麗和皮埃爾?居里得出結論，這些不尋常的排放是一種新的活力射線——他們稱之為放射性效應。

1904

在加拿大工作的歐內斯特?盧瑟福表明，一些放射性的「射線」實際上是粒子：原子核衰變的碎片。

1933年

匈牙利科學家裡奧?齊拉德意識到，如果放射性衰變原子的發射可能引發其他原子衰變，結果可能是連鎖反應。

1938年

奧托?哈恩和弗里茨?斯特拉斯曼觀察到了鈾的裂變，但無法解釋他們的結果。 麗斯?梅特納和奧托?弗里斯克得出結論，鈾原子分裂成一半並釋放大量能量。

1939年

巴黎的弗雷德里克·約里奧-居里表明，鈾核裂變產生中子，為連鎖反應創造條件，可能導致持續的能量釋放或爆炸。

1942年

在芝加哥工作的義大利科學家恩里科?費米創建了第一個核堆——一個使用鈾核裂變產生熱能的反應堆。

1942-1945

美國總統富蘭克林羅斯福授權的新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的曼哈頓計劃致力於發展原子彈。

1945年8月6日

小男孩，利用鈾的失控裂變的原子彈，殲滅日本的廣島。三日之後，第二枚炸彈投入長崎，日本於8月15日投降。

2017年

朝鮮進行了一系列導彈和核試驗，使核武器重新成為聚光燈。

《BBC知識》2018/04

推薦閱讀：