奧本海默里「消失的她」!物理學(xué)第一夫人吳健雄,解決曼哈頓計劃中關(guān)鍵難題
盼了許久,《奧本海默》終于在國內(nèi)上映了。
諾蘭出手把控電影的細節(jié)和品質(zhì),一上映就收獲了滿滿好評。
但許多觀眾卻發(fā)現(xiàn),作為一部傳記作品,「她們」在電影里消失了。
長達180分鐘的電影里,女性主要作為情人、妻子、女學(xué)生和路人背景板,點綴著奧本海默和曼哈頓計劃的傳奇。
在嚴肅的科學(xué)討論上沒有任何女性的發(fā)言,奧本海默邀請科學(xué)家加入曼哈頓計劃時也沒有哪怕一個女性科學(xué)家的身影。
但實際上,女性科學(xué)家、技術(shù)人員、軍隊都為曼哈頓計劃的成功做出了重要的貢獻,而不僅僅是電影里的行政、后勤、家庭主婦......
在整個曼哈頓計劃中,女性參與了從爆炸化學(xué)專業(yè)知識到研究核裂變理論,從支持勞動力到測試反應(yīng)堆,再到設(shè)計和制造原子彈的全部流程。
甚至負責(zé)了決定原子彈命運的關(guān)鍵技術(shù)點。
正如洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Kathy Keith所述:
「1943 年,曼哈頓計劃的領(lǐng)導(dǎo)人J. Robert Oppenheimer和Leslie R. Groves將軍在全國范圍內(nèi)尋找能夠幫助他們實現(xiàn)目標的人。
他們一視同仁,無論男女老少,無論是否擁有博士學(xué)位或技術(shù)經(jīng)驗——只要有貢獻,他們都會考慮?!?/span>
今天,我們來看看在那段傳奇中「她們」的故事。
諾獎遺珠
吳健雄
吳健雄是美籍華裔粒子和實驗物理學(xué)家、美國物理學(xué)會第一任女性會長、被譽為「東方居里夫人」、「核研究女王」、「物理學(xué)第一夫人」等。
在曼哈頓計劃中,吳健雄讓核反應(yīng)能夠繼續(xù)進行、還為原子彈提供了寶貴的原料。
曾經(jīng),吳健雄離諾貝爾獎只有咫尺之遙,楊振寧提出宇稱不守恒理論后,吳健雄在實踐上證明了這個理論。這一發(fā)現(xiàn)成為如今基本粒子物理學(xué)標準模型的開端。
楊振寧、奧本海默都向諾獎組委會推薦了吳健雄,然后他們的意見卻沒有被采納。
最終,吳健雄與諾獎失之交臂。
1957年,與她同事的李宗道和楊振寧憑借這個項目獲得了諾貝爾物理學(xué)獎,而吳健雄卻在諾獎名單上被抹去了。
吳健雄在給1988年諾貝爾獎得主Sternberg的祝賀信上寫道:「盡管我從來沒有為了得獎而去做研究工作,但是,當(dāng)我的工作因為某種原因而被人忽視,依然是深深地傷害了我。」
當(dāng)然,吳健雄在物理學(xué)上的貢獻不止于此,她通過實驗證實了守恒矢量電流假說、電荷共軛對稱性在弱相互作用中會遭到破壞、第一個通過實驗獲得與愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論有關(guān)的糾纏光子實驗結(jié)果.....
吳健雄雖未獲得諾獎,但她的貢獻讓她與獲得過該獎的居里、愛因斯坦、費米和費曼等物理學(xué)巨人齊名。
為了紀念吳健雄,有一顆小行星(2752 Wu Chien-Shiung)以她的名字命名。
Lise Meitner
原子彈是由核裂變驅(qū)動的。
Lise Meitner在1939年與Otto Hahn一起發(fā)現(xiàn)了核裂變。
但六年后,只有Hahn因這一發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾化學(xué)獎。
Lise Meitner出生于1878年的維也納,她在23歲時進入了維也納大學(xué)學(xué)習(xí),四年后就成為該校第二位獲得物理學(xué)博士學(xué)位的女性。
獲得博士學(xué)位后,Meitner來到德國柏林,與物理學(xué)家普朗克和化學(xué)家Hahn一起工作。
Meitner與Hahn在一起工作了 30 多年。在1918 年,他們共同發(fā)現(xiàn)了鏷元素。
1926 年,Meitner開始了核裂變研究。
1938 年,納粹德國奪取政權(quán),Meitner逃離柏林,先到荷蘭,后到瑞典斯德哥爾摩。
同年,Otto Hahn和Fritz Strassmann發(fā)現(xiàn)了核裂變的證據(jù),但是Meitner和她的侄子、物理學(xué)家Otto Frisch提出了鈾核一分為二的理論。
而且,Meitner和Frisch是第一個將這一過程稱為「裂變」的人,他們在1939年發(fā)表了一篇Science論文,對這一過程進行了解釋。
但1944 年,諾貝爾化學(xué)獎僅授予了Otto Hahn,而Meitner的貢獻卻沒有被承認。
盡管之后Meitner在1949 年獲得馬克斯-普朗克獎?wù)拢?966 年與哈恩和斯特拉斯曼一起獲得恩里科-費米獎。
但Meitner的功績就這樣隱入歷史的塵埃中,漸漸地被人們遺忘,她的貢獻只剩下短短幾行,而且還在變得更短。
解決曼哈頓計劃中最關(guān)鍵的難題
吳健雄在1944年9月受邀加入了曼哈頓計劃。
起初,吳健雄被指派負責(zé)檢查核反應(yīng)堆的輻射效應(yīng)。
但這時侯的曼哈頓計劃進展卻不太順利,當(dāng)時在漢福德基地新投入使用的B反應(yīng)堆會自己定期啟動和關(guān)閉。
他們發(fā)現(xiàn),原子核裂變鏈式反應(yīng)里的中子莫名消失了!
惠勒和費米懷疑罪魁禍首可能是半衰期為9.4小時的氙-135,它是鈾-235裂變的產(chǎn)物。
但他們都對此毫無辦法,一是不能論證自己猜想的真假,二是無法分離出核反應(yīng)中的氙-135。
在前路幾乎一片黑暗的情況下,與費米他們一起共事的科學(xué)家Segrè想起了1940年他和吳健雄在伯克利寫的關(guān)于Xe的放射性同位素博士論文。
Segrè告訴費米他們,「去請教一下吳女士吧,這篇論文還未發(fā)表」。
費米與惠勒拜訪吳健雄后,證實了他們的猜想:
吳健雄的論文驗證了氙-135具有極大的中子捕獲截面,會對核反應(yīng)堆的運行造成巨大影響。
于是,這個決定核反應(yīng)能不能繼續(xù)下去的關(guān)鍵任務(wù),就交給了吳健雄。
吳健雄也不負眾望,開發(fā)了通過氣態(tài)擴散將鈾分離成鈾-235和鈾-238同位素的方法。
由此,原子核裂變鏈式反應(yīng)中消失的中子找回來了!
另外,在曼哈頓計劃中,吳健雄還利用她在放射性鈾分離方面的研究成果,在田納西州的橡樹嶺工廠建立了生產(chǎn)濃縮鈾的標準模型,為原子彈提供了原料,并建造了創(chuàng)新的蓋革計數(shù)器。
然而,在大部分講述曼哈頓計劃的傳奇故事中,吳健雄的功績都被不約而同地略過了。
曼哈頓計劃中的其他女性
Joan Hinton
Joan Hinton(中文名寒春,AI教父Hinton的姑媽)是一位核物理學(xué)家,也是直接參與曼哈頓計劃的少數(shù)女性科學(xué)家之一。
她在1942年獲得本寧頓學(xué)院自然科學(xué)學(xué)士學(xué)位后,進入了威斯康星大學(xué),并于1944年獲得物理學(xué)博士學(xué)位。
在洛斯阿拉莫斯,她主要負責(zé)核反應(yīng)的實驗。Hinton為第一個反應(yīng)堆的堆芯周圍堆放鈹塊,并為計數(shù)器構(gòu)建電子電路。隨后,Hinton還參與設(shè)計并建造了第二個反應(yīng)堆的控制棒。
Hinton的工作促進了核反應(yīng)堆的開發(fā),但在美國向長崎和廣島投放了兩顆原子彈后,Hinton為維護和平到處奔波、演講。
Hinton之后的人生都在中國度過,她的貢獻也被概括為:「協(xié)助核反應(yīng)堆的開發(fā)」。
Lilli Hornig
Lilli Hornig是參與曼哈頓計劃的女性科學(xué)家。
她在1942年獲得Bryn Mawr的學(xué)士學(xué)位,并于1950年獲得哈佛大學(xué)的博士學(xué)位。
在洛斯阿拉莫斯的曼哈頓計劃期間,Lilli Hornig曾擔(dān)任化學(xué)家。
她先是從事钚的基礎(chǔ)研究,后來又從事內(nèi)爆透鏡的研究。
此外,Hornig也是洛斯阿拉莫斯許多簽名要求在無人居住的地方演示原子彈,而不是在有許多平民的人口稠密地區(qū)使用原子彈的人之一。
在電影中,Hornig是那位向奧本海默說哈佛大學(xué)的化學(xué)系不教打字的女性研究員。
她的出場成為奧本海默知人善用、公正包容的例證。
而這也是電影中,極少有臺詞有正面的參與曼哈頓計劃的女性科學(xué)家的鏡頭,盡管是為了襯托奧本海默。
Liane Russell
Liane Russell是一位杰出的遺傳學(xué)家,她的研究集中在輻射誘導(dǎo)的突變上。
Russell發(fā)現(xiàn)了在妊娠期的兩周內(nèi)如果接受放射性手術(shù),可能會導(dǎo)致胚胎畸形,這項創(chuàng)新研究被稱為14天規(guī)則,至今仍保護著數(shù)百萬孕婦免受過早的輻射程序侵害。
她于1973年獲得倫琴獎?wù)拢?986年成為美國國家科學(xué)院院士,并于1994年獲得能源部頒發(fā)的恩里科費米獎。
在曼哈頓計劃中,Russell主要在田納西州橡樹嶺的ORNL和Y-12工作。
她的研究在核武器的發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。
Leona Woods Marshall Libby
Leona Woods Marshall Libby博士是建造世界上第一個核反應(yīng)堆芝加哥堆的團隊中唯一的女性成員,也是反應(yīng)堆進入臨界狀態(tài)時唯一在場的女性。
在曼哈頓計劃中,Woods創(chuàng)建了三氟化硼計數(shù)器,用于檢測中子活動,并在芝加哥堆1號(CP-1)實驗中使用,以確定是否可以通過石墨和濃縮鈾氧化物及金屬產(chǎn)生核裂變。
而這是漢福德工程師工廠生產(chǎn)钚的關(guān)鍵。
漢福德生產(chǎn)的钚被用于1945年7月的「三位一體試驗」和當(dāng)年8月在日本長崎投下的「胖子」炸彈的爆炸。
Katherine Oppenheimer
凱瑟琳·奧本海默是德裔美國生物學(xué)家、植物學(xué)家。
在曼哈頓計劃中,她作為生物學(xué)家在阿拉莫斯衛(wèi)生小組工作,負責(zé)為在基地的人員進行血液測試以評估核輻射的危險。
操作Calutron的女性們
在曼哈頓計劃期間,約有10,000名年輕女性在橡樹嶺的Y-12電磁同位素分離廠操作分離器。
從1944年第一批分離器投入使用開始,這些被稱為「Calutron Girls」的女性開始從較重和更常見的鈾-238中分離出較輕的鈾-235。
這些分離出來的鈾-235最終成為「小男孩」原子彈的燃料,于 1945 年 8 月 6 日投放到日本廣島。
由于篇幅所限,其余曾做出貢獻的女性們不得以略過。
「她們」的歷史
在以吳健雄為創(chuàng)作原型的話劇《春逝》中,有這樣一段話:
「世人的眼光或許分男女,微小的原子與核子卻不會。
我們的努力,終究是能被看見的 ?!?/span>
謹以此文,獻給每一位正在努力生活和勞動的女性。
也獻給所有正仰望著星星,追逐著星星,最終成為星星的女性。