永不停息的追求

1918 年,迈特纳博士被任命为负有盛名的威廉皇家学院物理系主任。她被责成组建一个物理放射系。她在那里拥有优良的研究设备和一批助理人员以及学生。她着重研究自然的和人工的元素嬗变,那就是α粒子、中子和其他原子的炮弹轰击一种化学元素,使其变成另外一种不同的元素。

迈特纳博士继续她的放射性元素的研究工作,发表了大量的工作报告。在 20 世纪 30 年代,世界各地的科学家特别是柏林的科学家,对于这一令人兴奋的核物理学新领域非常感兴趣,并且满怀热情地进行工作。在短短的时间里就取得了辉煌的进展。质子和中子以及人工放射现象都已经被发现了。1934 年,迈特纳博士和哈恩博士再次进行了积极的合作。他们对意大利的恩里科·费尔米的工作特别感到振奋。费尔米用中子轰击像铀这样的重元素, 得到了比铀还重的新元素——超铀元素。他们重做了费尔米的实验以证实他的结果,获得了成功。如果要让科学界承认这种结果,这种证实是非常重要的。

有一天,迈特纳博士和哈恩博士正在他们的实验室向铀原子核发射慢速中子,希望得到一种新的超铀元素。使他们大吃一惊的是,更确切地说是令人迷惑不解的,他们发现了有钡的存在,而在实验开始以前,这种元素并不存在。钡的重量比铀轻得多(原子数指的是一个原子核中的质子数目,原子量包括原子核中的质子加中子的数目)。他们原先希望的是发现一种比铀重而不是比铀轻的元素,他们对这个奇怪的结果无法作出解释。

迈特纳博士一生中的巨大悲剧发生了,正当她处于就要完成也许是本世纪最有深远影响的科学发现——发现铀原子可以分裂的边缘时刻,她被迫离开了哈恩的实验室。由于纳粹占领了奥地利,她的奥地利国籍已不再能使她在德国受到保护了。她从来没有隐瞒过她的犹太血统。1938 年 3 月,当反犹主义在纳粹德国达到狂热程度时,迈特纳博士不得不逃走。她已被柏林大学解除了教学职务。她借口想度一个星期的假期,乘火车前往荷兰。在侥幸地躲过了纳粹巡逻队之后,她偷偷地越过了荷兰国境线。在朋友们的帮助下, 她获准在没有签证的情况下进入荷兰,因为她的奥地利护照在纳粹占领下已经不再有效了。当她离开德国时,只有哈恩博士一人知道她将永远不会回来了。

迈特纳博士从荷兰前往丹麦的哥本哈根,在那里,她和她的朋友诺贝尔奖金获得者尼尔斯·博尔及他的夫人在一起过了一段时间。此后不久,她接到邀请,到瑞典斯德哥尔摩新诺贝尔物理研究所工作。与此同时,哈恩博士正在德国继续关于轰击铀的实验,结果得到的仍然是较轻的元素。他担心是否自己在实验中搞错了,于是,1939 年 12 月他写了一封信给在瑞典的莉泽·迈特纳,信中包括他的实验的所有细节以便供莉泽进行专门分析和使用。她一遍又一遍地读了这封信,心思完全被信的内容占据了。当时她确信,铀原子确实已被分裂,并且在之一过程中释放出巨大的能量。她把信给她的侄子、物理学家奥托·弗里施看,两人于是重新进行这种实验,以证实其结果。迈特纳博士运用著名的爱因斯坦方程式 E=mc2,计算出:用一个中子轰击一个铀原子核释放出的能是 2 亿电子伏特,即等于同等数量 TNT 炸药爆炸力的2000 倍。

威廉·L·劳伦斯在 1940 年 9 月 7 日的一篇杂志文章中对她的工作是这样描述的:“她正体验着一定是和哥伦布当年的感觉相类似的那种感觉。她和哈恩博士意外地碰上了本时代最伟大的发现之一。他们已经踏上了一条小路,这条小路也许将引导他们到达‘原子能的希望之乡’的彼岸。”

1939 年 1 月 16 日,迈特纳博士和她的侄子奥托·弗里施把他们的研究报告投寄给英国著名的杂志《自然》。这篇报告在大约三个星期之后发表, 其中含有具有历史意义的一段话:“因此,这种情况看来是可能的:铀原子核的形式只有很小的稳定性,所以,在被中子俘获后,可能将自身分成两个大小大致相等的原子核。这两种原子核将互相排斥(因为两者都带有大量的正电)并且将能得出总计大约 2 亿电子伏特的动能。”核时代已经开始了! 正是迈特纳博士把铀原子分裂成两个较小的和不同的原子的现象描述为核“裂变”,从而给科学词典中增添了一个非常重要的词汇。

当迈特纳博士把她发现原子裂变以及从而释放出巨大能量的情况通知丹麦的物理学家尼尔斯·博尔时,他非常激动,以致差点错过了去美国的轮船。他在美国哥伦比亚大学把这一消息转告给恩里科·费尔米和其他人。这一发现被迅速证实,原子弹的竞赛开始了。