人类对天然核反应已有深切认知，人工操控核反应也变得越来越得心应手。然而寻求可观而实用的核能仍然一片迷雾，核能物理学的车轮便驶向破晓的1938年年底。

1. 核裂变的预言

图1 伊达·诺达克（Ida Noddack）

1934年，诺达克提交了一份进一步阐释费米等人研究工作的论文，她指出：“种种迹象表明，铀核分裂为几个大的碎片，即一些已知元素的同位素，而不是本底放射性元素的邻近元素”。这一论断明确指出铀核被轰击后可能产生两个较轻的元素。不过诺达克本人并未做实验验证自己的想法，其他人也没有认真地对待诺达克的意见。

2.发现铀核裂变

图2 奥托·哈恩（Otto Hahn）

1938年末，德国放射化学家核物理学家哈恩与另一位德国化学家弗里茨·斯特拉斯曼（Fritz Strassmann）合作开始一项早有筹划的实验，他们用一种慢中子轰击铀-235核时，竟出人意料地发生了一种异乎寻常的情况：反应不仅迅速强烈、释放出很高的能量，而且铀核分裂成为一些原子序数小得多的、更轻的物质成分。

核裂变现象的发现推翻了此前的经验认知：人工核反应不仅仅只能打出细碎的基本粒子，而且还可能由大核分解成两个或多个中等规模的核。这个中子激发铀核分裂实验就是原子弹和原子能的原理性实验，开创了人类利用原子能的新纪元。

值得一提的是，核裂变现象也算从约里奥·居里夫妇手中滑落的又一个重大发现。此前约里奥·居里夫妇在用中子轰击铀元素时，已经发现产物中好像有镧，这与哈恩按他们实验方法终于确定产物中是钡，在化学上来说，这差别并不是很大。

3.亲密合作者

图3 莉泽·迈特纳（Lise Meitner）

说起哈恩，就不得不提另外一个人物，那就是哈恩的长达近30年的合作者，奥地利女物理学家迈特纳。两人合作从事铀的放射试验从30年代初期就开始了，1938年初迈特纳因具有犹太血统的缘故，被迫离开德国，逃亡荷兰。就在哈恩铀核分裂实验取得初步结果时，哈恩就令人困惑的实验事实多次向迈特纳写信征求意见：“我们越来越接近一个可怕的结论：我们的镭同位素性状不像镭，而像钡…也许你能提供一个绝妙的解释。我们自己认识到它不可能实际上分裂成钡…”。该实验结果得到迈特纳的肯定与支持，1939年1月哈恩在德国《自然科学》杂志发表了其实验论文，确定他们发现的是钡、镧、铈等较轻的元素。

图4奥托·罗伯特·弗里施（Otto·Robert·Frisch）

 同时，流亡的迈特纳与其外甥——奥地利物理学家弗里施则合作在英国《Nature》发表另一篇题为《中子导致的铀裂体：一种新的核反应》的理论解释文章，理论上阐明：这种新的裂解现象，并非以往那种大核被轰出小碎片，而是铀核俘获中子后，自身变得不稳定，从而导致核解体。

此外，迈特纳和弗里施也是最先意识到老爱的质能方程是重核裂变造成质量亏损并放出巨大能量的理论机制。他们的理论解释工作为核能利用刻画了清晰的图景，其研究贡献得到科学界的积极关注。

4. 诺奖背后的纷争

凭借核裂变的重要贡献，哈恩于1944年一人独得诺贝尔化学奖。哈恩独享诺奖，并否认迈特纳的贡献，一个可能的解释是在当时的社会氛围中，担心承认与犹太人合作危及自身，迈特纳一度对此表示释怀。哈恩同时也否认关键实验合作者斯特拉斯曼的实质性贡献，据此，哈恩一直被后人以贪功独食而诟病。玻尔也曾正式写信给《Nature》杂志，认为这个成就应归功于迈特纳和弗里施。因此，基于核裂变的发现，成为诺奖史上最具争议的话题之一。

哈恩与迈特纳一起共事15年，保持30多年的合作关系，取得诸多科学成就，一度被认为科学合作的杰出典范。迈特纳逃离德国时，哈恩将其母亲遗赠的戒指送与迈特纳，以备不时之需。纳粹倒台后，哈恩继续否认迈特纳的贡献，导致两人关系最终决裂。毒舌的人将哈恩称为“可耻的叛徒”。凭心而论，纵观其人之一贯行为，哈恩不啻一位具有同情心和正义感的科学家，他反对纳粹德国制造核弹，拒绝参与相关研究，一度被纳粹拘禁。哈恩因诺奖而饱受非议，与战后科学界同情受害科学家而憎恶纳粹德国科学家不无关系。

迈特纳曾有“原子弹之母”的盛名，恐有过誉之嫌，但其卓著科学贡献值得肯定，老爱也曾将其称为“德国的居里夫人”。迈特纳获得科学界的普遍同情，或许更多与其二战期间科研生活的悲情际遇有关。迈特纳曾三次被诺奖提名，最终与诺奖无缘，其在核裂变发现中有广为人知的贡献，但没有得到诺奖的垂青，确实是科学界的遗憾，与双螺旋结构发现中的罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Elsie Franklin）可有一比。好在迈特纳是个长寿的人，享年90岁，后期纷至沓来的诸多荣誉足以聊慰平生。

阅读索引：

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