奧托·哈恩：在拘禁中獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家

人物小傳

奧托·哈恩（Otto Hahn，1879年3月8日—1968年7月28日），德國(guó)化學(xué)家，放射化學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)。奧托·哈恩在1938年發(fā)現(xiàn)了核裂變。他被稱為“核化學(xué)之父”。1944年，他因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)核裂變現(xiàn)象而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

那個(gè)不停發(fā)現(xiàn)新元素的年輕人

1879年3月8日，奧托·哈恩出生在法蘭克福的一個(gè)富裕家庭。他在一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境里長(zhǎng)大，生活中只有父母和兩個(gè)兄弟。也許是孤獨(dú)的生活激發(fā)了他的創(chuàng)造欲，他在15歲時(shí)對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣，經(jīng)常在自己家的洗衣房里進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。

?德國(guó)柏林自由大學(xué)的哈恩·邁特納樓：哈恩發(fā)現(xiàn)核裂變的地方（圖片來(lái)源 / Wiki ）

那時(shí)哈恩的父親建造和收購(gòu)了幾處住宅和商業(yè)地產(chǎn)，所以一直想讓哈恩學(xué)習(xí)建筑學(xué)，但這個(gè)一向沉默的孩子卻展露了對(duì)學(xué)化學(xué)的非凡決心，因?yàn)樗谋ж?fù)是成為一名工業(yè)化學(xué)家。哈恩努力勸說(shuō)父親，最終如愿以償。1901年，他獲得博士學(xué)位，正式開(kāi)始科研生涯。

那時(shí)哈恩想在工業(yè)界工作，而這需要較高的英語(yǔ)水平，所以他決定去英國(guó)。1904年，他來(lái)到倫敦大學(xué)學(xué)院（University College London），跟著發(fā)現(xiàn)了惰性氣體的威廉·拉姆齊爵士（Sir William Ramsay）從事放射化學(xué)的研究，這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)非常新的領(lǐng)域。沒(méi)想到，哈恩很快就在拉姆齊給他的用于提純的粗鐳制劑中發(fā)現(xiàn)了新的放射性物質(zhì)，他稱之為放射性釷。這一成就讓拉姆齊對(duì)其刮目相看，他鼓勵(lì)哈恩繼續(xù)進(jìn)行放射性研究，而不是進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域。

1905年秋天到次年夏天，哈恩來(lái)到加拿大蒙特利爾麥吉爾大學(xué)（McGill University）物理研究所，師從著名科學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福。拉姆齊爵士在給盧瑟福的信中如此寫(xiě)道：“哈恩是一位杰出的學(xué)者，他的工作令人欽佩。我相信你會(huì)喜歡和他一起工作的。”果不其然，哈恩的天賦不斷展露，不久后他就發(fā)現(xiàn)了放射性錒，并與盧瑟福一起對(duì)放射性釷和放射性錒的射線進(jìn)行了研究。

?哈恩的手稿（供圖 / 王江山）

接二連三的成功讓哈恩成了當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)新星。盧瑟福也難掩興奮地說(shuō)：“哈恩有個(gè)專門能嗅出新元素的特殊鼻子?！币苍S盧瑟福真的“說(shuō)對(duì)了”，因?yàn)樵谕蟮臍q月中，哈恩又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了新釷1（228Ra）、新釷2（228Ac）、鈾Z（234Pa）、鏷（231Pa）。當(dāng)年那個(gè)在洗衣房里偷偷做實(shí)驗(yàn)的孩子，后來(lái)在真正的實(shí)驗(yàn)室中發(fā)揮了自己的天賦。

發(fā)現(xiàn)核裂變

1908年末和1909年初，哈恩成功地演示了α粒子發(fā)射的放射性反沖事件，并給出了正確的解釋。物理學(xué)家瓦爾特·格拉赫（Walther Gerlach）將這一發(fā)現(xiàn)描述為“具有深遠(yuǎn)影響的物理學(xué)重大發(fā)現(xiàn)”。盧瑟福也難掩興奮和欣賞之情，甚至在給母親的家信中都忍不住提到哈恩：“他是德國(guó)目前做得最好的?！本瓦@樣，哈恩漸漸步入了“科研第一梯隊(duì)”。1912年，他成為柏林-達(dá)勒姆新成立的威廉皇家化學(xué)研究所放射化學(xué)部門的負(fù)責(zé)人。12年后又被選為柏林普魯士科學(xué)院的正式成員，他的推薦人星光熠熠—阿爾伯特·愛(ài)因斯坦、馬克斯·普朗克、弗里茨·哈伯……幾乎是當(dāng)時(shí)科學(xué)界的全明星陣容，由此可見(jiàn)他的受認(rèn)可程度。

20世紀(jì)二三十年代正是放射化學(xué)急速發(fā)展的時(shí)期，許多科學(xué)家都在這一領(lǐng)域辛苦鉆研，渴望找到人工引發(fā)核嬗變的方法。從1934年開(kāi)始，哈恩與莉澤·邁特納（Lise Meitner）及其學(xué)生兼助理弗里茨·斯特拉斯曼（Fritz Strassmann，1902—1980）合作，發(fā)現(xiàn)了大量的放射性轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，哈恩小組確定了至少4種元素的多種同位素的存在，他們還是第一批測(cè)量239U半衰期并在化學(xué)上確定它是鈾的一種同位素的科學(xué)家。

1938年12月16日至17日，哈恩進(jìn)行了著名的“鐳鋇間皮分餾”實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果令人困惑：在用中子轟擊鈾后，它分裂成了兩半，并且產(chǎn)生了許多β放射性核素，其中之一是放射性鋇。哈恩給邁特納寫(xiě)信描述了這一現(xiàn)象。邁特納為了驗(yàn)證哈恩的說(shuō)法重新做了實(shí)驗(yàn)，也同樣發(fā)現(xiàn)了該現(xiàn)象。后來(lái)哈恩和他的小組對(duì)此進(jìn)行了計(jì)算和二次實(shí)驗(yàn)，1939年2月10日，哈恩和斯特拉斯曼第一次使用術(shù)語(yǔ)Uranspaltung（鈾裂變）來(lái)形容這一過(guò)程，他們預(yù)測(cè)了額外的中子的存在，還指出在裂變過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。

?1913年，哈恩和邁特納在KWI的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室（供圖 / 王江山）

?在德國(guó)慕尼黑德意志博物館（Deutsches Museum）重建的核裂變實(shí)驗(yàn)裝置（供圖 / 王江山）

就這樣，哈恩團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象，還進(jìn)行了理論解釋。邁特納曾對(duì)此評(píng)論說(shuō)，哈恩和斯特拉斯曼之所以能發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，是因?yàn)樗麄兡茏龀龇浅０舻幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)，在當(dāng)時(shí)只有他們有這樣的能力—成功地利用化學(xué)證明了一個(gè)物理過(guò)程。

核裂變這一令人興奮的發(fā)現(xiàn)，不僅歸功于哈恩作為一名放射化學(xué)家的卓越能力，也同樣歸功于他的性格。哈恩在所有的科學(xué)工作中都堅(jiān)持不懈，力求弄清問(wèn)題的根源，永不滿足;且當(dāng)一個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)并被他弄清楚以后，無(wú)論結(jié)果多么出人意料，他都會(huì)欣然接受。核裂變的發(fā)現(xiàn)是當(dāng)時(shí)放射性研究的最高成就，盡管在此之前哈恩的許多杰出貢獻(xiàn)已經(jīng)給他帶來(lái)了很高的聲譽(yù)。

在拘禁中獲得諾貝爾獎(jiǎng)

納粹上臺(tái)以后，哈恩不愿讓納粹政權(quán)掌握原子能技術(shù)，拒絕參與任何研究，因此遭受了不少苛待。而當(dāng)時(shí)德國(guó)境內(nèi)猶太人的處境更是艱難，于是在1938年7月13日，哈恩幫助自己的猶太同事邁特納逃到荷蘭，還把自己母親留下的鉆石戒指送給她，以便于她在必要時(shí)賄賂邊防警衛(wèi)。

可哈恩畢竟是德國(guó)人，又是核裂變的主要發(fā)現(xiàn)者，所以二戰(zhàn)結(jié)束后，他被懷疑參與德國(guó)的核武器項(xiàng)目。為了驗(yàn)證猜疑，1945年4月，哈恩和9名主要的德國(guó)物理學(xué)家（馬克斯·馮·勞厄、維爾納·海森堡和卡爾·弗里德里?！ゑT·魏茨澤克等）被拘留在英國(guó)劍橋附近的戈德曼農(nóng)場(chǎng)。無(wú)論是在室內(nèi)還是在室外，他們的每一次談話，都被隱藏的麥克風(fēng)錄了下來(lái)，哈恩因此才洗清了嫌疑。甚至那些監(jiān)聽(tīng)他的人也不得不承認(rèn)：哈恩是個(gè)見(jiàn)多識(shí)廣的人。他是教授中最樂(lè)于助人的，他的幽默感和常識(shí)在許多場(chǎng)合挽救了局面。他對(duì)英國(guó)和美國(guó)都很友好。

1945年8月6日和9日，美國(guó)空軍向廣島和長(zhǎng)崎投下了原子彈。消息傳來(lái)，哈恩崩潰了。他覺(jué)得是自己發(fā)現(xiàn)的核裂變現(xiàn)象才使得制造原子彈成為可能，因此他個(gè)人要對(duì)日本成千上萬(wàn)人的死亡負(fù)責(zé)。他為此甚至考慮過(guò)自殺。哈恩對(duì)他的同伴們說(shuō)：“我必須誠(chéng)實(shí)地說(shuō)，如果我當(dāng)時(shí)有能力，我一定會(huì)破壞戰(zhàn)爭(zhēng)的?！倍?dāng)哈恩獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的消息傳來(lái)時(shí)，他仍在拘禁中，通過(guò)《每日電訊報(bào)》才得知自己獲獎(jiǎng)的消息。這份榮譽(yù)實(shí)至名歸—他在1914年至1945年間被提名22次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，在1937年至1947年間被提名16次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

為和平奔走

戰(zhàn)后，哈恩認(rèn)識(shí)到用來(lái)制造武器的科學(xué)是扭曲的，他強(qiáng)烈反對(duì)科學(xué)的軍事目的，越來(lái)越傾向于成為社會(huì)責(zé)任的代言人。他和許多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者努力奔走，宣傳原子武器的危害，警示世界各國(guó)，強(qiáng)烈反對(duì)“使用武力作為最后的手段”。1957年4月13日，他參與起草了《哥廷根宣言》（Gottingen Manifesto），與17名德國(guó)頂尖的原子科學(xué)家一起，抗議西德新設(shè)武裝部隊(duì)（Bundeswehr）擬議中的核武裝。他還在自己撰寫(xiě)的《維也納呼吁》中寫(xiě)道：“今天戰(zhàn)爭(zhēng)不再是政治手段，它只會(huì)毀滅世界上所有的國(guó)家?！?/p>

1959年，哈恩創(chuàng)辦了德國(guó)科學(xué)家聯(lián)合會(huì)（VDW），這是一個(gè)倡導(dǎo)有責(zé)任心的科學(xué)理想的非政府組織。其不僅面向公眾，而且面向各級(jí)政治和社會(huì)的決策者。哈恩認(rèn)為，自己既然比其他公民更了解原子武器，就更有責(zé)任關(guān)注這個(gè)對(duì)人類至關(guān)重要的問(wèn)題，運(yùn)用知識(shí)把事情說(shuō)清楚。他一直在對(duì)大國(guó)之間的核軍備競(jìng)賽和地球放射性污染的危害發(fā)出緊急警告。

1968年7月28日，奧托·哈恩去世，享年89歲。馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)在訃告中說(shuō)：“作為原子時(shí)代的奠基人，奧托·哈恩的名字將被載入人類史冊(cè)……他將活在所有有機(jī)會(huì)見(jiàn)到過(guò)他的人的記憶中，他的工作將繼續(xù)下去，我們懷著深深的感激和欽佩之情紀(jì)念他?！?/p>

的確，即使在哈恩死后，人們也并未將他遺忘，而是用各種方式紀(jì)念他：用他的名字命名核動(dòng)力民用船，建立核研究所，命名小行星19126號(hào)，設(shè)立奧托·哈恩和平獎(jiǎng)，甚至整個(gè)歐洲都有以他的名字命名的街道、廣場(chǎng)、橋梁和學(xué)校。

?位于法蘭克福的哈恩紀(jì)念碑（供圖 / 王江山）

現(xiàn)如今，核能已經(jīng)在各項(xiàng)和平產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮了重要作用，而奧托·哈恩那慷慨的精神，堅(jiān)強(qiáng)的性格，人道主義的責(zé)任感，科學(xué)發(fā)現(xiàn)需要被正確使用的信念，對(duì)和平的追求，也將永遠(yuǎn)被人們銘記于心。

（責(zé)任編輯/江盼 ?美術(shù)編輯/胡美巖）