科学使人们无私地追求真理和客观性;它教导人们接受现实,充满奇迹和敬佩,更不用说自然秩序给真正的科学家带来的深深敬畏和喜悦。
Lise Meitner是一位奥地利-瑞典物理学家,对原素镤和核裂变的发现做出了贡献。在Kaiser Wilhelm研究所从事放射性研究期间,她在1917年发现了放射性同位素镤-231。1938年,Meitner与侄子物理学家Otto Robert Frisch发现了核裂变。她被Albert Einstein誉为"德国的Marie Curie"。
Meitner在1905年完成了博士研究,成为维也纳大学历史上第一位获得物理学博士学位的女性,也是全球第二位。她大部分科学生涯都在德国柏林度过,在那里她是物理学教授,也是Kaiser Wilhelm研究所的部门主任;她是德国第一位获得物理学正教授职位的女性。由于纳粹德国的反犹太《纽伦堡法》,她在1930年代失去了这些职位,1938年她逃往瑞典,在那里生活了多年,最终成为瑞典公民。
在1938年中期,Meitner与Kaiser Wilhelm研究所的化学家Otto Hahn和Fritz Strassmann一起发现,用中子轰击钍会产生不同的同位素。Hahn和Strassmann在同年晚些时候发现,铀的轰击可以形成钡的同位素。12月末,Meitner和Frisch阐明了这种裂变过程的现象。在他们1939年2月发表在《自然》杂志上的报告中,他们将其命名为"裂变"。这一原理导致了第二次世界大战期间第一颗原子弹的开发,以及随后的其他核武器和核反应堆。
Meitner在晚年获得了许多奖项和荣誉,但她没有获得1944年诺贝尔化学奖,该奖专门授予她长期的合作者Otto Hahn用于核裂变研究。许多科学家和记者称她的被排除是"不公正的"。根据诺贝尔奖档案,她在1924年至1948年间被提名19次获得诺贝尔化学奖,在1937年至1965年间被提名29次获得诺贝尔物理学奖。尽管未获得诺贝尔奖,Meitner还是在1962年被邀请参加Lindau诺贝尔奖获得者会议。然而,Meitner获得了许多其他荣誉,包括1997年以她的名字命名化学元素109镅。
早年
她出生时名叫Elise Meitner,于1878年11月7日出生在一个犹太上中产阶级家庭,家住维也纳Leopoldstadt区Kaiser Josefstrasse 27号。她是Hedwig和Philipp Meitner的第三个孩子,共有八个孩子。维也纳犹太社区的出生登记簿中列出她的出生日期为1878年11月17日,但所有其他文件都列出她的出生日期为11月7日,这是她使用的日期。她将名字从Elise缩短为Lise。她的父亲是奥地利最早获准执业的犹太律师之一。她有两个哥哥姐姐,Gisela和Auguste Gusti,以及五个弟弟妹妹:Moriz Fritz、Carola Lola、Frida和Walter;这八个孩子中包括五个女孩,都最终接受了高等教育。尽管她是犹太人,但她的父亲是确定的自由思想家,她在这样的氛围中长大。成年后,她皈依基督教,信奉路德教,并在1908年受洗。她的姐姐Gisela和Lola也在同年皈依天主教。
教育
Meitner最早的研究始于八岁时,当时她在枕头下放着一本笔记本记录。她特别喜欢数学和科学,首先研究了油膜的颜色、薄膜和反射光。在1897年之前,维也纳的妇女不被允许参加高等教育公共机构,她在1892年完成了最后一年的学业。她的教育包括簿记、算术、历史、地理、科学、法语和体操。
唯一对妇女开放的职业是教师,所以她受训成为法语教师。她的姐姐Gisela通过了Matura考试,并在1900年进入医学院。1899年,Meitner开始与另外两位年轻女性进行私人课程,在短短两年内完成了缺失的八年中学教育。物理学由Arthur Szarvasy教授。1901年7月,这些女孩在Akademisches Gymnasium参加了外部考试。十四个女孩中只有四个通过,包括Meitner和Henriette Boltzmann,后者是物理学家Ludwig Boltzmann的女儿。
Meitner于1901年10月进入维也纳大学。她特别受到Boltzmann的启发,据说经常用具有感染力的热情谈论他的讲座。她的论文由Franz Exner和Hans Benndorf指导。她的论文题目为Prüfung einer Formel Maxwells"Maxwell公式的检验",提交于1905年11月28日,由Exner和Boltzmann评估,并于1905年11月28日获得批准。她成为维也纳大学第二位以物理学为主修获得博士学位的女性,在1903年获得学位的Olga Steindler之后。她的论文以Wärmeleitung in inhomogenen Körpern"非均匀物体中的热传导"的名义发表于1906年2月22日。

Paul Ehrenfest要求她调查Lord Rayleigh关于光学的一篇文章,该文章详述了一个产生了Rayleigh无法解释的结果的实验。她不仅能够解释发生了什么;她还进一步进行了基于她解释的预测,然后进行了实验验证,展示了她进行独立和无监督研究的能力。
在进行这项研究期间,Meitner被Stefan Meyer介绍到放射性,当时这是一个非常新的研究领域。她从阿尔法粒子开始。在研究阿尔法粒子束时,她发现在她与准直仪和金属箔的实验中,散射随着金属原子的原子质量而增加,这后来导致Ernest Rutherford预测了核原子,这一直是她的专长。她在1907年6月29日向Physikalische Zeitschrift提交了她的发现。
Friedrich Wilhelm大学
在父亲经济支持的鼓励和支持下,Meitner前往位于柏林Dahlem区的Friedrich Wilhelm大学,著名物理学家Max Planck在那里教书。Planck邀请她到家里,允许她参加他的讲座,这对Planck来说是一个不寻常的举动,因为Planck在记录中反对妇女被大学录取,但他愿意承认偶尔会有例外;显然他认识到Meitner是这样的例外之一。她与Planck的双胞胎女儿Emma和Grete成为朋友,她们与她分享对音乐的热爱。
参加Planck的讲座并不占用她的全部时间,Meitner找到了实验物理学研究所主任Heinrich Rubens,询问是否可以进行研究。Rubens说他很乐意让她在他的实验室工作。他还补充说,化学研究所的Otto Hahn正在寻找一位物理学家合作。几分钟后,她被介绍给Hahn。他在Sir William Ramsay手下研究了放射性物质,在蒙特利尔的Rutherford手下工作,并且已经因发现当时被认为是几种新放射性元素而获得认可。实际上,它们是已知元素的同位素,但同位素的概念和术语只是在1913年由Frederick Soddy提出的。Hahn与她同龄,她注意到他随和平易近人的态度。在民主的加拿大,没有必要在与Rutherford交谈时谨慎,但德国许多人认为他的态度令人反感,并将其描述为"英化的柏林人"。在蒙特利尔,Hahn已经习惯了与物理学家的合作,包括至少一位女性,Harriet Brooks。

化学研究所主任Emil Fischer将一个前木工车间Holzwerkstatt放在地下室,供Hahn用作实验室。Hahn配备了电离室来测量阿尔法和贝塔粒子及伽马射线。在木工车间进行研究是不可能的,但无机化学部主任Alfred Stock让Hahn使用他的两个私人实验室中的一个空间。与Meitner一样,Hahn也没有报酬,靠父亲的津贴生活,尽管比她的津贴更大一些。他在1907年春季完成了habilitation,成为Privatdozent。化学研究所的大多数有机化学家都不认为Hahn的工作——通过放射性检测微量的同位素,太小而无法看到、称重或闻到——是真正的化学。一位部主任评论说"现在任何人都可以成为Privatdozent,这令人难以置信!"
这个安排一开始对Meitner很困难。妇女还没有被普鲁士大学录取。Meitner被允许在木工车间工作,它有自己的外部入口,但她不能踏入研究所的其余部分,包括楼上的Hahn实验室。如果她想上洗手间,她必须使用街下面的餐厅的洗手间。第二年,妇女被普鲁士大学录取,Fischer取消了限制,并在建筑物中安装了妇女卫生间。并不是所有化学家都对此感到高兴。物理学研究所更能接受,她与那里的物理学家成为朋友,包括Otto von Baeyer和Wilhelm Westphal。

在Meitner与Hahn合作的最初几年中,他们在1908年共同撰写了三篇论文,在1909年又撰写了六篇。她还与Hahn一起发现并开发了一种称为放射性反冲的物理分离方法,其中子核在衰变时反冲时被猛烈地从其基质中弹出。虽然Hahn更关心发现现在已知是同位素的新元素,但Meitner更关心理解它们的辐射。她观察到放射性反冲可能是检测放射性物质的新方法。他们进行了一些测试,很快发现了两个更多的新同位素。
Meitner特别对贝塔辐射感兴趣。到那时,已知它们是电子。阿尔法粒子以特征能量发射,她期望贝塔粒子也会如此。Hahn和Meitner仔细测量了铝对贝塔粒子的吸收,但结果令人困惑。1914年,James Chadwick发现从原子核发射的电子形成连续谱,但Meitner认为这很难相信,因为它似乎与量子物理相矛盾。
Kaiser Wilhelm化学研究所
1912年,Hahn和Meitner搬到新成立的Kaiser Wilhelm研究所(KWI)化学部门。Hahn接受了Fischer的邀请,成为其放射化学部门的初级助手,这是德国第一个此类实验室。这份工作附带了"教授"的头衔和每年5000马克的薪水。Meitner作为Hahn部门的"客人"无薪工作。同年晚些时候,Planck可能担心Meitner财务困难,可能会返回维也纳,因为她的父亲在1910年去世了,他任命她为Friedrich Wilhelm大学理论物理研究所的助手。作为助手,她批改他学生的论文。这是她的第一个有报酬的职位。助手是学术阶梯的最低等级,Meitner是普鲁士的第一位女性科学助手。

骄傲的官员们在1912年10月23日KWI化学研究所的正式开幕式上向Kaiser Wilhelm II介绍了Meitner。第二年,她成为Mitglied副研究员,与Hahn的等级相同,尽管她的薪水仍然较低,放射性部分成为Hahn-Meitner实验室。Meitner在Hotel Adlon举办了一场晚宴以庆祝。Hahn和Meitner的薪水很快就被来自中钍射线镭-228的版税所淹没——为医疗用途生产的"德国镭",Hahn在1914年收到了66,000马克,其中他给了Meitner百分之十。1914年,Meitner收到了布拉格学术职位的诱人提议。Planck明确向Fischer表示他不希望Meitner离开,Fischer安排将她的薪水增加一倍至3,000马克。
搬到新住所很幸运,因为木工车间已被溅出的放射性液体和泄漏的放射性气体彻底污染,这些气体已衰变并沉积为放射性灰尘,使敏感测量变得不可能。为了确保他们的新实验室保持干净,Hahn和Meitner制定了严格的程序。化学和物理


