王江山

1963年，在瑞典的斯德哥爾摩，一位名叫瑪麗亞·格佩特-邁耶的女士走到臺(tái)前，接受諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。作為第二位獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的女性，她為何能獲得這么高的榮譽(yù)？

與父親散步的少女

格佩特家族已經(jīng)有六代大學(xué)教授了，弗里德里?！じ衽逄赜蓄A(yù)感，自己的女兒會(huì)成為第七代。1906年6月28日，瑪麗亞·格佩特出生于普魯士，是這個(gè)家庭的獨(dú)生女。從小瑪麗亞就更喜歡親近父親，多年后她在回憶錄中寫(xiě)道：“我父親更有趣，他畢竟是個(gè)科學(xué)家?！毙r(shí)候父親經(jīng)常帶她去散步，他們踏過(guò)哥廷根大學(xué)的林蔭，小瑪麗亞對(duì)那些與父親打招呼的人好奇極了，而父親總是不厭其煩地解答她的任何問(wèn)題。正是在這些充滿了智力挑戰(zhàn)的散步中，瑪麗亞發(fā)展了自己對(duì)科學(xué)的愛(ài)好和好奇心，并決心在未來(lái)從事科學(xué)事業(yè)。

在20世紀(jì)初，女性的地位仍然很低。即使瑪麗亞是中產(chǎn)階級(jí)的孩子，被大學(xué)錄取的希望也很渺茫。幸而瑪麗亞在1921年進(jìn)入了一個(gè)由婦女參政主義者開(kāi)辦的學(xué)校，在那里學(xué)習(xí)了各種課程，還提前一年參加了大學(xué)入學(xué)考試。那年參加考試的學(xué)生里有四個(gè)女生、三十個(gè)男生。然而所有的女孩都通過(guò)了測(cè)試，眾多男孩中卻只有一個(gè)通過(guò)。

突如其來(lái)的“愛(ài)情”

1924年春天，瑪麗亞考上了哥廷根大學(xué)，這是德國(guó)的知名學(xué)府，匯聚了非常多的知名物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，在物理和數(shù)學(xué)方面的學(xué)術(shù)氛圍極其濃厚。雖然那時(shí)去大學(xué)讀書(shū)的女性大多會(huì)選擇藝術(shù)或文學(xué)專業(yè)，瑪麗亞卻選擇了數(shù)學(xué)。機(jī)緣巧合中，某一天她參加了一個(gè)由馬克斯·普朗克領(lǐng)導(dǎo)的量子力學(xué)研討會(huì)，旁聽(tīng)了玻恩的課程，如撥云見(jiàn)日般，瑪麗亞對(duì)物理學(xué)一見(jiàn)鐘情，轉(zhuǎn)而學(xué)習(xí)物理。

瑪麗亞的天賦很高，成績(jī)一直很好。在1930年參加理論物理學(xué)博士考試時(shí)，她的答辯導(dǎo)師陣容強(qiáng)悍極了，那是三位諾貝爾獎(jiǎng)得主：馬克斯·玻恩、詹姆斯·弗蘭克和阿道夫·奧托·溫道斯。面對(duì)著這些學(xué)術(shù)名人，瑪麗亞從容不迫地展示了她的工作：研究原子吸收雙光子的理論。這一理論比較超前，當(dāng)時(shí)還無(wú)法用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證她的成果，直到31年后，這一理論才被證實(shí)。為了紀(jì)念她對(duì)這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)，雙光子吸收截面的單位被命名為格佩特-邁耶（Goeppert-Mayer，GM）。

也就是在那一年，瑪麗亞成了“邁耶夫人”——在大學(xué)階段她認(rèn)識(shí)了年輕的物理化學(xué)家約瑟夫·邁耶，從此他們攜手開(kāi)啟了科學(xué)旅程。

逆境中的閃光

新婚后不久，約瑟夫被聘為美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)的副教授，于是夫妻二人決定遷居美國(guó)。那時(shí)候他們對(duì)這個(gè)新興國(guó)家充滿了幻想：它應(yīng)該不像歐洲那般沉悶吧？然而在那里，瑪麗亞仍因女性身份而被視為二等公民。盡管瑪麗亞的學(xué)識(shí)無(wú)可挑剔，但因?yàn)閭鹘y(tǒng)的思想，她雖然先后被約翰霍普金斯大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)聘用，卻既沒(méi)有得到辦公室，也沒(méi)有頭銜，甚至沒(méi)有薪水。她猶如一顆明星，卻總是被保守的社會(huì)傳統(tǒng)所遮蔽。即便如此，她仍然極盡熱忱地參與科研和教學(xué)活動(dòng)。

兩年后，瑪麗亞來(lái)到薩拉·勞倫斯學(xué)院，得到了第一個(gè)正式的有薪職位。她對(duì)科學(xué)的廣泛研究很適合這所大學(xué)——她的課程突破傳統(tǒng)，在本質(zhì)上是跨學(xué)科的。那時(shí)候她已經(jīng)敏銳地察覺(jué)到，核物理會(huì)是未來(lái)研究的重點(diǎn)。

雖然瑪麗亞的前半生一直被社會(huì)傳統(tǒng)阻礙，但物理學(xué)界還是有人看到了她的才華，著名物理學(xué)家、反法西斯斗士哈羅德·烏里邀請(qǐng)她到哥倫比亞的替代合金材料實(shí)驗(yàn)室研究鈾同位素分離?，旣悂喖婢呶锢砗突瘜W(xué)的知識(shí)，這對(duì)預(yù)測(cè)鈾各向異性的影響非常有用。

1945年8月6日和9日，美國(guó)向日本的廣島和長(zhǎng)崎分別投下了原子彈。正在所有人歡慶戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束時(shí)，瑪麗亞卻懷著復(fù)雜的心情重新開(kāi)始審視這一切。其實(shí)她很早就預(yù)見(jiàn)到了原子彈的可怕威力，開(kāi)始對(duì)未來(lái)憂心忡忡，她曾經(jīng)這樣說(shuō)：“人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明很可能毀滅自己?！?/p>

后來(lái)瑪麗亞和丈夫來(lái)到了芝加哥大學(xué)，即使她參與過(guò)舉世聞名的曼哈頓工程，仍然只得到了一個(gè)無(wú)薪職位?，旣悂喿晕医獬埃骸拔覄e無(wú)選擇?！彼[藏起自己為國(guó)家效力的過(guò)去，安靜地教授著基礎(chǔ)物理和物理化學(xué)。然而，隨著先前的秘密研究公開(kāi)，她在芝加哥大學(xué)的威望不斷提高，幾乎每一堂課都有學(xué)生詢問(wèn)她關(guān)于原子彈或核物理的事情。人們懷著崇敬和好奇重新打量這位看似平凡的女性——她已經(jīng)被遮蔽太久，但無(wú)人能掩蓋她真正的光華。

新的發(fā)現(xiàn)

在芝加哥大學(xué)工作時(shí)，瑪麗亞對(duì)“為什么某些原子核比其他原子核更穩(wěn)定”的原因產(chǎn)生了興趣。她列出了一份最穩(wěn)定的原子核清單，發(fā)現(xiàn)有一些神奇的質(zhì)子和中子會(huì)在特別穩(wěn)定的原子核中不斷出現(xiàn)，而這并不符合當(dāng)時(shí)公認(rèn)的原子核結(jié)構(gòu)模型。當(dāng)原子核中核子的數(shù)量為特殊值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特別穩(wěn)定的構(gòu)型。這些數(shù)字正是尤金·維格納所說(shuō)的神奇數(shù)字：2、8、20、28、50、82和126。

那時(shí)人們已經(jīng)知道電子是成對(duì)的，每一個(gè)電子都以不同的方向旋轉(zhuǎn)，但從來(lái)沒(méi)有人想到質(zhì)子和中子也有類似的情況?，旣悂喨硇耐度脒@個(gè)研究，一次，在與著名物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米談?wù)撍罱墓ぷ鲿r(shí)，費(fèi)米忽然問(wèn)她：“有任何關(guān)于自旋軌道耦合的證據(jù)嗎？”

可能說(shuō)者無(wú)心，但是瑪麗亞立刻意識(shí)到這也許會(huì)解開(kāi)謎題，她假設(shè)原子核是一系列閉合的殼層，成對(duì)的中子和質(zhì)子會(huì)結(jié)合在一起。她這樣描述這個(gè)想法：

想象一間滿是華爾茲舞者的房間。假設(shè)他們繞著房間轉(zhuǎn)了一圈，每個(gè)圈都圍在另一個(gè)圈里。然后再想象一下，在每個(gè)圓圈中，你可以容納兩倍多的舞者，其中一組是順時(shí)針，另一組是逆時(shí)針。接著再增加一個(gè)變量：所有的舞者自身也都像陀螺一樣在房間里旋轉(zhuǎn)，但是只有逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的那部分舞者保持著逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其他的保持順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。同理也適用于那些順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的人，這樣就可以保證“這間房子”里的力量趨于平衡。這或許就是那些穩(wěn)定的原子核內(nèi)正在發(fā)生的事情。

就在那天晚上，瑪麗亞有如神助，很快完成了所有的計(jì)算，第二天就給出了一個(gè)新的原子核模型。

1963年，因?yàn)樵诤藲そY(jié)構(gòu)方面的發(fā)現(xiàn)，瑪麗亞與詹森以及維格納共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

盡管瑪麗亞生前被當(dāng)時(shí)的社會(huì)傳統(tǒng)阻礙，去世后也被許多科學(xué)史傳記作家所忽略，但她靠著過(guò)人的才智寫(xiě)下了屬于自己的光輝一頁(yè)。瑪麗亞在教學(xué)上鼓勵(lì)學(xué)生從以實(shí)踐為目的的科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)渡到以科學(xué)好奇心為基礎(chǔ)的終身知識(shí)之旅，在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期不負(fù)使命，在研究中又做出了舉世矚目的貢獻(xiàn)。她的故事告訴我們：出身與財(cái)富不該成為判斷一個(gè)人能力的標(biāo)準(zhǔn)，性別更不能。在那個(gè)女性備受歧視的年代，邁耶夫人用自己的努力與才華創(chuàng)造了奇跡，人們也會(huì)永遠(yuǎn)銘記她的貢獻(xiàn)。

（劉雯摘自《知識(shí)就是力量》2018年第7期）