形上集

諾貝爾獎的兩種缺憾

無論是該給獎而不給,或是因為錯誤理由而給獎,對諾貝爾獎來說都是缺憾。

撰文/高涌泉

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諾貝爾獎的兩種缺憾

無論是該給獎而不給,或是因為錯誤理由而給獎,對諾貝爾獎來說都是缺憾。

撰文/高涌泉


幾個月前,知名天文學家薇拉.魯賓(Vera Rubin)以88歲高齡過世,每一篇訃聞都提到,很多科學家認為她早應該是諾貝爾獎得主。魯賓的重要貢獻是提出堅實的觀測數據,證明了在螺旋星系外圍的星體,它們繞行星系中心的速率,並沒有因為距離中心較遠而降低。這個結果與牛頓重力理論的預測不符;除非星系中存在看不見的暗物質,提供了額外的向心力,以至外圍星體的速率沒有往下掉。


目前最被看好的宇宙學模型認為,暗物質在當今宇宙能量中所佔的比率高達27%,另外有68%是同樣也看不見的暗能量,而粒子標準模型所涵括的一般物質僅佔5%。魯賓的擁護者相信她的研究確認了暗物質存在,這項功績值得讓她到瑞典斯德哥爾摩走一趟。


但是魯賓終究沒有拿到諾貝爾獎。在七嘴八舌的討論中,女性物理學家極少獲得諾貝爾物理獎的事又被提起(在100多年間的203位得主中,只有兩位是女性),尤其是麗莎.梅特納(Lisa Meitner)與吳健雄兩位沒有獲獎,公認是受了委屈。本來諾貝爾獎評審相關資料規定必須在頒獎後50年才可公開,供科學史家閱覽,諾貝爾獎幕後的考量才能曝光。可惜在吳健雄的情況中,50年仍太短,因為到了2007年(吳在1957年初證實了李政道與楊振寧關於鏡像對稱在弱交互作用中失效的猜想,李楊兩人因而獲得當年諾貝爾物理獎),相關人士還在世,所以1957年的檔案至今仍是秘密。


至於梅特納,諾貝爾委員會已經公佈了與她有關的資料,我們從中知道她總共曾被提名48次,其中29次是物理獎(最早是在1937年),19次是化學獎(最早是在1924年)。我猜她是被提名次數最多、但沒能獲獎的科學家。一般認為她最重要的貢獻是對於核分裂現象的理論解釋,那是她與外甥弗里希(Otto Frisch)在1939年完成的。當1944年諾貝爾化學獎只頒給發現核分裂的化學家哈恩(Otto Hahn)時,與他長期合作的梅特納已喪失一次良機。兩年後,一些物理學家提名梅特納與弗里希共同角逐物理獎,也未成功。在此之後,梅特納就知道自己與諾貝爾獎永遠無緣了。在介紹科學史家如何看待梅特納屢未能獲獎之前,我先說明一點歷史。


長久以來,科學家相信元素是永恆不變的,直到1919年拉塞福用α粒子撞擊氮,發現可以產生氧17,並釋出一個質子。由於α粒子帶正電荷,會被也帶正電荷的原子核排斥,所以我們很難用拉塞福的辦法造出較重的元素。但是查德威克於1932年發現中子之後,人們馬上想到如果以中子撞擊原子核,由於中子不帶電,可輕易穿透到原子核內部,一旦發生β衰變,新元素就出現了。大物理學家費米的團隊用中子撞擊了週期表上所有的元素,直到當時所知最重的元素——鈾。費米相信他們由此得到了「超鈾元素」。諾貝爾獎委員會接受了費米的說法,把1938年諾貝爾物理獎頒給了費米,理由是他「發現了新的放射性元素」。


當時在德國柏林的哈恩與梅特納覺得費米的結論還有可議之處,決定重複費米的實驗,哈恩從事化學分析,梅特納提供核物理學的解釋。可惜兩人的合作被殘酷地打斷,原因是梅特納有猶太血統,為了逃避納粹,不得不出走到瑞典。1938年12月,哈恩寫信給梅特納,說明了他與化學家史特拉斯曼(Fritz Strassmann)發現,鈾受到中子撞擊之後會產生鋇。他請梅特納為這個奇怪的結果找出合理的解釋。很快地,梅特納和弗里希利用波耳的液滴模型,想出哈與史兩人所發現的是,鈾原子核在吸收中子後裂解成兩個較輕原子核的過程。這也表示費米先前關於「超鈾元素」的結論是錯的。


科學史家說梅特納未獲獎的原因是多重的,包括為化學獎委員會進行審查工作的化學家,其實並不真正理解她的成就,而為物理獎委員會寫意見書的是位實驗學家,也沒有給出適當的判斷。無論是該給而不給(梅特納),或是為了錯誤理由而給(費米),都是缺憾。


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