1905年的维也纳,一位二十七岁的年轻女性站在大学的走廊里,手里攥着刚获得的物理学博士学位证书。她是维也纳大学有史以来第二位获得物理学博士学位的女性。在那个年代,大学讲台对女性而言几乎是禁地,实验室的大门对她们紧闭,科学被视为男性的专属领地。莉泽·迈特纳没有意识到,这张证书只是她漫长而孤独旅程的起点——一段将把她带向原子核深处、带向人类历史上最惊人的发现之一、也带向被背叛与遗忘的深渊的旅程。

莉泽·迈特纳,摄于她的科研生涯鼎盛时期
1878年11月7日,迈特纳出生于维也纳一个富裕的犹太家庭。她的父亲菲利普是一位成功的律师,母亲海德维希来自一个受过良好教育的家庭。在八个孩子中排行第三的迈特纳,从小便展现出对数学和物理的敏锐直觉。在那个时代,奥地利的女孩子通常在十四岁便结束正规教育,但迈特纳的父母支持她的学术抱负,为她请来私人教师。她最终通过了艰难的成人高考,获得了进入维也纳大学的资格。
在大学里,迈特纳遇到了她一生中最重要的导师——理论物理学家路德维希·玻尔兹曼。这位曾为原子论的真理而战的天才,以其深邃的思想和对科学的无限热忱影响了年轻的迈特纳。玻尔兹曼坚信原子的真实存在,在当时的科学界,这还是一个充满争议的观点。多年后,迈特纳会追随导师的足迹,在另一个更深的层次上探索原子的秘密——不是证明原子的存在,而是证明原子可以被撕裂。
1907年,迈特纳来到柏林,希望跟随当时最负盛名的理论物理学家马克斯·普朗克继续深造。她不知道的是,她即将踏入一个对她充满敌意的世界。柏林大学不接受女性,普朗克的讲座对她关闭,化学研究所的大门更是对她严加防范。作为女性,她甚至不允许进入研究所的建筑,更不用说在实验室里工作了。
正是在这样的困境中,她遇到了奥托·哈恩。这位刚刚从加拿大回到德国的年轻化学家正在寻找一位物理学家合作研究放射性现象。哈恩需要一个懂物理的人来解释他的实验结果,而迈特纳需要实验室。他们达成了一种在当时看来极其不平等的安排:迈特纳可以在一个废弃的木工坊里设立一个小型实验室——就在研究所的地下室。她必须从外面的入口进出,不能使用研究所的任何正式设施,甚至连厕所都不能使用。

莉泽·迈特纳与奥托·哈恩在柏林威廉皇帝化学研究所的实验室,1913年
这间地下室实验室成了迈特纳未来五年的工作场所。潮湿、阴暗、没有正式的通风设施——但她终于可以接触实验设备了。她在日记中写道:“生活不必轻松,只要不是空虚的。“这句话将成为她一生的注脚。在这个狭窄的空间里,迈特纳和哈恩开始了他们长达三十年的合作。他是实验化学家,她是理论物理学家。他做实验,她解释结果。这种互补的合作关系很快展现出惊人的成效。
1912年,他们的研究小组迁入新成立的威廉皇帝化学研究所。哈恩被任命为放射化学研究所的负责人,而迈特纳最初只是一名无薪的"客人”。但她的才华很快得到了认可。1918年,她成为该研究所物理部门的负责人——这是德国科学界第一位女性获得如此高的职位。1926年,她成为柏林大学的编外教授,成为德国第一位女性物理学教授。
在第一次世界大战期间,迈特纳曾作为X光护士为奥地利军队服务,在前线医院里亲眼目睹了战争的恐怖。这段经历将在三十年后影响她对原子弹的态度。战后,她回到柏林继续研究。1917年,她和哈恩共同发现了一种新的元素——镤,原子序数91。这是他们合作生涯中最重要的一环,但远不是最后一环。

莉泽·迈特纳与奥托·哈恩,约1912年。他们开始了长达三十年的科学合作
1932年,詹姆斯·查德威克发现了中子,这个不带电的粒子为科学家们提供了一把打开原子核大门的钥匙。意大利物理学家恩里科·费米开始用中子轰击各种元素,观察它们会发生什么变化。迈特纳被这些研究深深吸引,她说服哈恩加入她的研究,开始用中子轰击当时已知最重的元素——铀。他们猜测,铀原子核在吸收中子后可能会变成更重的元素——所谓的"超铀元素”。他们无法想象,他们即将发现的是完全不同的东西。
1933年,希特勒上台。迈特纳作为奥地利公民,暂时不受纳粹反犹法律的直接影响。但她周围的同事一个接一个地消失——有的被解雇,有的被迫流亡,有的选择了沉默。马克斯·普朗克曾试图说服希特勒放过一些杰出的犹太科学家,但没有成功。爱因斯坦在访问美国时决定不再返回德国。迈特纳留在柏林,继续她的研究。她想,也许情况不会变得更糟。
她错了。1938年3月,纳粹德国吞并奥地利。一夜之间,迈特纳失去了奥地利公民的保护。根据新的法律,她是"非雅利安人",必须被清除出德国的科学机构。她的薪水被停发,她的实验室被收回,她的名字从研究所的门牌上被抹去。同事们开始回避她。在研究所的走廊里,曾经和她热烈讨论科学问题的同事现在视她为透明人。
哈恩试图保护她。他与纳粹官员交涉,试图为她争取时间。但这种保护是有限的——哈恩自己也在纳粹的监视之下,继续与一名犹太女性合作可能毁掉他的职业生涯。在私下里,他们开始筹划迈特纳的逃亡。
1938年7月的一个夜晚,迈特纳收拾了一个小手提箱。她带走了10马克(几乎是身无分文)、一些夏天的衣服、哈恩给她的他母亲的钻戒(他说她可能需要钱),还有她无法带走的东西——三十年的研究、她建立的事业、她在柏林的全部生活。在荷兰物理学家德克·科斯特的帮助下,她登上了开往荷兰的火车。在边境,纳粹士兵检查了她的护照——那是一本已经过期的奥地利护照。她屏住呼吸。士兵看了她一眼,挥手让她通过。
迈特纳再也没有回到德国。她先去了荷兰,然后前往瑞典斯德哥尔摩,在那里诺贝尔物理学奖得主曼内·西格巴恩刚刚建立了一个新的物理研究所。但西格巴恩对她的到来并不热情。他没有为她提供研究经费,也没有给她合适的实验室空间。这位曾经欢迎她的瑞典科学家现在似乎希望她尽快离开。在流亡的最初几个月里,迈特纳陷入了深深的绝望。她写信给朋友说,她感觉自己像一棵被连根拔起的树。
然而,她与哈恩的联系没有中断。尽管纳粹禁止与犹太人通信,哈恩仍然冒着风险与她保持联系。他寄给她实验数据,向她请教意见。她仍然是那个能够理解他实验结果的人——实际上,她是唯一一个能够理解那些结果的人。
1938年12月,哈恩和他的助手弗里茨·斯特拉斯曼在柏林的实验室里做出了一个令人困惑的发现。当他们用中子轰击铀时,他们发现产物中有一种比铀轻得多的元素——钡。这在当时是不可想象的。铀的原子序数是92,钡的原子序数是56。如果铀变成了钡,那意味着铀原子核发生了某种剧烈的变化,分裂成了两半。但当时没有人认为这是可能的。

弗里茨·斯特拉斯曼,哈恩的助手,参与了核裂变发现的关键实验
哈恩写信给迈特纳,描述了这个令人困惑的结果。“我们不知道,“他在信中写道,“这可能是某种奇怪的过程。“他把实验的详细数据都寄给了她,包括那些似乎表明铀原子核分裂成了钡的测量结果。哈恩不知道如何解释这些发现,但他知道谁可能知道——远在斯德哥尔摩的迈特纳。
1938年的圣诞节,迈特纳在瑞典西部的小镇孔艾尔夫与她的侄子奥托·弗里施共度假期。弗里施是一位年轻的理论物理学家,在哥本哈根的尼尔斯·玻尔研究所工作。在雪地里的散步中,迈特纳向她的侄子讲述了哈恩的困惑发现。
他们坐在一块石头上,迈特纳在纸上画出了她的计算。铀原子核可以被想象成一滴液体——这是玻尔提出的"液滴模型”。当这滴"液体"被中子击中时,它会变形、拉长,最终分裂成两个较小的液滴。在这个过程中,一部分质量会转化为能量——根据爱因斯坦著名的公式 E=mc²。迈特纳计算了铀原子核分裂时会释放多少能量,得出了惊人的数字:约两亿电子伏特。
弗里施后来回忆道:“我们走了很长时间,在雪地里来回踱步,越来越兴奋。我们意识到,哈恩的实验结果只能有一种解释:铀原子核确实分裂了。”
1939年2月11日,迈特纳和弗里施在《自然》杂志上发表了他们的论文。他们把这种新发现的过程命名为"核裂变”——这个词是弗里施从一位生物学家朋友那里借来的,用来描述细胞的分裂。在这篇论文中,他们不仅解释了哈恩的实验结果,还计算了裂变过程中释放的巨大能量。他们写道:“看起来可能的是,铀原子核在吸收中子后只具有很小的稳定性,因此它可能分裂成两个大致相等的核。”
这篇论文引发了物理学界的轰动。尼尔斯·玻尔在美国华盛顿的一次会议上宣布了这个发现,几乎所有的与会者都立即意识到这意味着什么。如果铀原子核分裂时释放中子,而这些中子又引发更多的分裂,那么就可能形成链式反应——在极短的时间内释放出难以想象的能量。原子弹的可能性第一次变得清晰可见。
但迈特纳的工作至此戛然而止。她是一个流亡的犹太女性,被困在瑞典一个对她充满敌意的研究所里,没有经费,没有设备,没有学生。她眼睁睁地看着其他物理学家——包括她的侄子弗里施——加入曼哈顿计划,去制造原子弹。当美国人邀请她参与时,她拒绝了。“我与炸弹无关,“她说。她在第一次世界大战中担任X光护士的经历让她亲眼目睹了战争的恐怖。她不会让自己的发现变成杀人的武器。

莉泽·迈特纳1959年在布林莫尔学院与学生合影
1945年8月6日,广岛。迈特纳听到这个消息时,她在斯德哥尔摩的公寓里独自走了五个小时。她无法接受她的发现导致了这样的毁灭。报纸称她为"原子弹之母”,编造出她带着原子弹的秘密逃离德国的故事。但真相远非如此。她对原子弹的研发一无所知,她甚至拒绝参与。
与此同时,在德国,哈恩被盟军逮捕,与其他德国科学家一起被关押在英国的农场大厅。在那里,他们听到了广岛原子弹的消息。德国科学家们震惊了——他们从未成功研发原子弹,甚至不知道盟军已经做到。在他们的窃听录音中,可以听到他们讨论盟军是如何成功的。然后,他们开始讨论一个问题:谁应该因为发现核裂变而获得荣誉?
1944年的诺贝尔化学奖已经授予了哈恩——这是在战争期间宣布的,但因为战争的原因,颁奖仪式一直推迟到1946年。迈特纳被完全排除在外。她被提名了49次——19次化学奖,30次物理学奖——但她从未获奖。她的朋友们在物理学界为她呼吁,包括玻尔、普朗克和阿瑟·康普顿。但诺贝尔委员会的决定已经做出。
为什么迈特纳被排除在外?部分原因是科学界的性别歧视和反犹主义。部分原因是诺贝尔委员会的内部政治——西格巴恩作为瑞典物理学的权威人物,对迈特纳的候选人身份有重大影响。部分原因是哈恩自己在获奖后没有积极为她争取——他在诺贝尔演讲中提到了她的贡献,但从未提名她获奖。
在哈恩前往斯德哥尔摩领取诺贝尔奖时,迈特纳在火车站迎接了他。她期望他在演讲中正式承认她的贡献。但他没有。那天晚上的晚餐在冰冷的沉默中进行。事后,她写信给他,表达了自己的失望。他给了她一部分诺贝尔奖金,她将这笔钱捐给了帮助犹太难民科学家的紧急委员会。这是她能做的最少的事。

奥托·哈恩,1930年。他因核裂变发现获得1944年诺贝尔化学奖,而迈特纳被排除在外
战后的岁月里,迈特纳和哈恩的关系变得复杂而痛苦。她希望他能公开谴责纳粹的罪行,希望他能承认自己在战争期间的沉默是一种形式的共谋。她写道:“你从未开口。“哈恩辩解说,他只是在保护他的研究所和他的同事。但迈特纳无法接受这种解释。她曾写道:“哈恩无疑是一个正派的人,有很多好的品质。他只是缺乏深思熟虑,或许也缺乏某种性格的力量——这些在正常时期只是小缺陷,但在今天的复杂时代却有着更深的含义。”
1947年,哈恩邀请迈特纳回到柏林,担任马克斯·普朗克研究所(威廉皇帝研究所的继承者)的物理部门负责人。她拒绝了。她写道,她不会在那里感到舒适——作为奥地利人,作为犹太人,她觉得她的学生和同事永远不会真正信任她。她多次返回德国接受奖项,但每次都发现那里的反犹主义和从前一样丑陋。
1960年,迈特纳退休后搬到英国剑桥,与她的侄子弗里施一家住在一起。她的健康状况开始恶化。1968年7月28日,奥托·哈恩去世。迈特纳的家人决定不告诉她这个消息——他们担心这会加重她的病情。三个月后,1968年10月27日,莉泽·迈特纳在睡梦中离世,享年八十九岁。
她的墓碑上刻着弗里施撰写的铭文:“一位从未失去人性的物理学家。“这句话概括了她的一生——在科学的真理面前,在时代的黑暗中,在个人的背叛与遗忘里,她始终坚守着自己的人性。
1992年,第109号元素被命名为"迈特纳ium”,以纪念她的贡献。这是迟来的承认,但她已经不在人世见证了。在今天的物理教科书中,核裂变的发现常常被归功于哈恩,迈特纳的名字经常被省略。2023年的电影《奥本海默》中,她在发现核裂变的场景中完全缺席——尽管正是她的理论解释使那个发现成为可能。
但科学界没有忘记她。历史学家露丝·莱文·赛姆在她1997年的传记《莉泽·迈特纳:物理生涯》中详细记录了迈特纳的贡献和她所遭受的不公。赛姆写道:“迈特纳的排除是诺贝尔奖历史上最明显的不公正之一。”
迈特纳自己对这个问题的态度是复杂的。她从未公开抱怨过被排除在诺贝尔奖之外。她继续在公开场合支持哈恩的获奖,强调他的实验工作的重要性。但在私人信件中,她承认自己感到受伤。1947年,她写信给她的侄子弗里施,谈到奥地利的记者问她为什么没有获奖。她写道:“我知道他的态度影响了诺贝尔委员会的决定。但这纯粹是私人的事,我们不想公开。”
她始终保持着对哈恩的忠诚,即使在她对他在纳粹时期的沉默感到失望时也是如此。他们之间的纽带——三十年的合作、共同的发现、战争和流亡的分离——太深了,无法轻易断裂。当哈恩给她他母亲的戒指帮助她逃亡时,那不仅仅是一个实用的礼物——那是友谊的象征,关心的姿态。据传记作家玛丽莎·莫斯说,迈特纳终生保存着这枚戒指。
迈特纳的故事是关于天才与偏见、真理与背叛的故事。它揭示了科学界并非纯粹追求真理的象牙塔——它同样充满了政治、偏见和人际关系的复杂性。它也提醒我们,历史的书写者常常决定谁被记住,谁被遗忘。
但迈特纳的贡献最终是无法抹去的。她是第一个理解原子核可以分裂的人。她计算了裂变释放的能量。她为我们打开了原子能时代的大门。她拒绝让她的发现变成武器。她在最黑暗的时代里从未失去她的人性。这是她的遗产——比任何奖牌都更持久。
参考资料
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