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顶级科学家竞自称是白痴

时间:2024-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:想不到梅特耐尔接到哈恩的信后很激动,她深信哈恩与斯特莱斯迈的化学分析是准确的,那只能说明物理上某些妨碍人思考的概念是应该冲破了。梅特耐尔与弗利士马上接受了核裂变的概念,并且提出了裂变这个名词,这名词是从生物学描述细胞分裂现象中借用的。

在发表这结果以前,哈恩写信把结果告诉在瑞典的梅特耐尔,因哈恩是个著名的核化学家,梅特耐尔是个著名的核物理学家,哈恩对自己的化学分析结果很有信心,但对一个原子核能分裂成质量差不多的两个的前所未有的结果却信心不够。拿他自己的话说:“当我把文章送往邮局之后,这一切又重新使我感到是不可能的,以至想把文章从邮箱里拿回来。”他还害怕梅特耐尔收到信后会生气地将信撕碎,说他在物理概念上的荒谬。想不到梅特耐尔接到哈恩的信后很激动,她深信哈恩与斯特莱斯迈的化学分析是准确的,那只能说明物理上某些妨碍人思考的概念是应该冲破了。她把信给她的侄子弗利士看,弗利士是著名理论物理学家玻尔在哥本哈根研究所的主要成员,是到瑞典来度假的。梅特耐尔与弗利士马上接受了核裂变的概念,并且提出了裂变这个名词,这名词是从生物学描述细胞分裂现象中借用的。几天后,弗利士回到哥本哈根,用他自己的话说:“我强烈地要把这思想告诉正要去美国的玻尔,他只能给我几分钟的时间,在我对他说这事还没有说完,他就用手敲打自己的额头,大声地说:“我们都是白痴!可是这多好!就应该这样,文章出来了吗?”

柏林实验室的斯特莱斯迈,梅特纳尔,哈恩,自左至右

啊!玻尔怎么说自己是白痴?

大物理学家玻尔是卢瑟福的学生,原子模型的创始人,他说自己是白痴,意思是怎么自己以及很多人会没想到原子核会裂变。他到美国后马上从事核裂变的理论研究,对核裂变的理论提出了很重要的基本概念。可惜他的老师卢瑟福已经在1937年10月里去世了,否则一定也会为这重大的发现而鼓舞。

原子核由中子与质子所组成,这些中子与质子统称为核子,核子能相聚在一起,就因为核子之间有着很大的吸引力,即核力。原子核中的一个带电粒子,例如α粒子,要跑出核外,是很不容易的。用下图来示意,黑球表示α粒子,α粒子在原子核中,好像一个球掉在井里,在图中的A点,要跑出核外,就要跑过B这样高的位垒,从物理的理论计算,只要α粒子有足够的动能能到达较低的C点就可以跑出核外了。

原子核放射α粒子的示意图

α粒子是氦的核,由两个质子与两个中子所组成。从一个大的原子核中跑出一个α粒子是可能的,实验与理论都证实了这一点。但像钡这样的原子核,由56个质子与70多个中子所组成,在铀原子核中,这样大的一个核,几乎占了铀核的一半,要能像α粒子那样获得足够能量跑出位垒在理论上是不可能的。这也就是原来许多物理学家,包括像费米那样的人都不相信铀核中会出来大于α粒子的原子核的原因。

那为什么梅特耐尔与玻尔后来又相信铀原子核会裂变了呢?

物理学是一门实验的科学,一方面,裂变的事实摆在面前,不容人不相信;另一方面,玻尔在理论上已经提出了原子核的液滴模型,对一个大的原子核,像一个液滴一样。这样的模型,可以理解原子核的裂变。当原子核吸收一个中子时,中子带给核一些能量,这些能量促使原子核发生形变,当形变达到一定程度时,裂变就发生了,如下图所示意的一样。梅特耐尔与她侄子弗利士就是用了玻尔的液滴模型才对核裂变深信不疑的。

液滴模型的核裂变过程示意图

哈恩与斯特莱思曼由于发现了原子核的裂变得到1944年的诺贝尔化学奖。

得奖人中没有梅特耐尔吗?

没有,由于她的犹太人血统,她受到纳粹党人的迫害。她从1918年起到1938年,一直与哈恩一起在哈恩领导的研究室工作,并担任物理研究室主任。1912~1915年,她在柏林大学普朗克的助教,1922年升为讲师,1926年任无薪金教授,1933年被纳粹政权解除教师职务。1938年3月,纳粹侵占奥地利,她被迫于同年7月秘密流亡到荷兰,经丹麦转到瑞典斯德哥尔摩诺贝尔研究所任教授。也许因为她是犹太人,也许是因为她没有直接参加哈恩与斯特莱思曼发现核裂变的工作,总之诺贝尔奖金中没有她的名字。但核裂变的概念是她首先提出的,人们永远记得她。而弗利士则因用电离室观察到裂变碎片的大脉冲,成为首先用物理方法证明裂变过程的人。这种直接的证明,对一些对化学方法抱怀疑的物理学家是很重要的。

左2为赛格里,右1为费米当年罗马实验室的年轻人

1989年4月25~28日,在华盛顿举行的“核裂变50周年纪念会”上,当年罗马实验室的主要成员之一E.赛格里在他的书面发言稿中说:“很少有科学发现,有像发现核裂变那样影响着人类;有像发现核裂变那样错综复杂的历史。”E.赛格里可惜没有亲自到会,他在会议的前三天与世长辞了。

核裂变的发现,原来就是科学家们在实验室中对物质世界认识的不断追求的结果。谁也不会想到这个发现竟然给人类发掘了一个巨大的能源,竟然在一时间,左右了世界的战争与和平。

发现核裂变的历史是很错综复杂的。当时欧洲的几个著名的实验室,罗马实验室、巴黎实验室、柏林实验室几乎都在探索同一个课题,这些著名的科学家们发表了不少似是而非的文章,被许多有局限性的传统概念所统治着,就像在漫漫的黑夜里从荆棘中寻找一条出路那样努力摸索;但孜孜不倦的、不怕失败的探索终于找到了正确的答案。

在“核裂变50周年纪念会”上,与会者常常用幽默的语言阐述当年实验室中的种种错误,引起听众们哄堂大笑。

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