奥本海默里「消失的她」！物理学第一夫人吴健雄，解决曼哈顿计划中关键难题

  新智元报道  

编辑：编辑部

【新智元导读】最近热映的奥本海默中，竟然隐藏了一个巨佬，华人物理学家吴健雄！不仅如此，曼哈顿计划中的女性科学家、技术人员、军队的存在也被淡化了……

盼了许久，《奥本海默》终于在国内上映了。

诺兰出手把控电影的细节和品质，一上映就收获了满满好评。

但许多观众却发现，作为一部传记作品，「她们」在电影里消失了。

长达180分钟的电影里，女性主要作为情人、妻子、女学生和路人背景板，点缀着奥本海默和曼哈顿计划的传奇。

在严肃的科学讨论上没有任何女性的发言，奥本海默邀请科学家加入曼哈顿计划时也没有哪怕一个女性科学家的身影。

但实际上，女性科学家、技术人员、军队都为曼哈顿计划的成功做出了重要的贡献，而不仅仅是电影里的行政、后勤、家庭主妇……

在整个曼哈顿计划中，女性参与了从爆炸化学专业知识到研究核裂变理论，从支持劳动力到测试反应堆，再到设计和制造原子弹的全部流程。

甚至负责了决定原子弹命运的关键技术点。

正如洛斯阿拉莫斯国家实验室的Kathy Keith所述：

「1943 年，曼哈顿计划的领导人J. Robert Oppenheimer和Leslie R. Groves将军在全国范围内寻找能够帮助他们实现目标的人。

他们一视同仁，无论男女老少，无论是否拥有博士学位或技术经验——只要有贡献，他们都会考虑。」

今天，我们来看看在那段传奇中「她们」的故事。

诺奖遗珠

吴健雄

吴健雄是美籍华裔粒子和实验物理学家、美国物理学会第一任女性会长、被誉为「东方居里夫人」、「核研究女王」、「物理学第一夫人」等。

在曼哈顿计划中，吴健雄让核反应能够继续进行、还为原子弹提供了宝贵的原料。

曾经，吴健雄离诺贝尔奖只有咫尺之遥，杨振宁提出宇称不守恒理论后，吴健雄在实践上证明了这个理论。这一发现成为如今基本粒子物理学标准模型的开端。杨振宁、奥本海默都向诺奖组委会推荐了吴健雄，然后他们的意见却没有被采纳。最终，吴健雄与诺奖失之交臂。1957年，与她同事的李宗道和杨振宁凭借这个项目获得了诺贝尔物理学奖，而吴健雄却在诺奖名单上被抹去了。吴健雄在给1988年诺贝尔奖得主Sternberg的祝贺信上写道：「尽管我从来没有为了得奖而去做研究工作，但是，当我的工作因为某种原因而被人忽视，依然是深深地伤害了我。」

当然，吴健雄在物理学上的贡献不止于此，她通过实验证实了守恒矢量电流假说、电荷共轭对称性在弱相互作用中会遭到破坏、第一个通过实验获得与爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论有关的纠缠光子实验结果…..

吴健雄虽未获得诺奖，但她的贡献让她与获得过该奖的居里、爱因斯坦、费米和费曼等物理学巨人齐名。

为了纪念吴健雄，有一颗小行星（2752 Wu Chien-Shiung）以她的名字命名。

Lise Meitner

原子弹是由核裂变驱动的。

Lise Meitner在1939年与Otto Hahn一起发现了核裂变。

但六年后，只有Hahn因这一发现获得了诺贝尔化学奖。

Lise Meitner出生于1878年的维也纳，她在23岁时进入了维也纳大学学习，四年后就成为该校第二位获得物理学博士学位的女性。

获得博士学位后，Meitner来到德国柏林，与物理学家普朗克和化学家Hahn一起工作。

Meitner与Hahn在一起工作了 30 多年。在1918 年，他们共同发现了镤元素。

1926 年，Meitner开始了核裂变研究。

1938 年，纳粹德国夺取政权，Meitner逃离柏林，先到荷兰，后到瑞典斯德哥尔摩。

同年，Otto Hahn和Fritz Strassmann发现了核裂变的证据，但是Meitner和她的侄子、物理学家Otto Frisch提出了铀核一分为二的理论。

而且，Meitner和Frisch是第一个将这一过程称为「裂变」的人，他们在1939年发表了一篇Science论文，对这一过程进行了解释。

但1944 年，诺贝尔化学奖仅授予了Otto Hahn，而Meitner的贡献却没有被承认。

尽管之后Meitner在1949 年获得马克斯-普朗克奖章，1966 年与哈恩和斯特拉斯曼一起获得恩里科-费米奖。

但Meitner的功绩就这样隐入历史的尘埃中，渐渐地被人们遗忘，她的贡献只剩下短短几行，而且还在变得更短。

解决曼哈顿计划中最关键的难题

吴健雄在1944年9月受邀加入了曼哈顿计划。

起初，吴健雄被指派负责检查核反应堆的辐射效应。

但这时侯的曼哈顿计划进展却不太顺利，当时在汉福德基地新投入使用的B反应堆会自己定期启动和关闭。

他们发现，原子核裂变链式反应里的中子莫名消失了！

惠勒和费米怀疑罪魁祸首可能是半衰期为9.4小时的氙-135，它是铀-235裂变的产物。

但他们都对此毫无办法，一是不能论证自己猜想的真假，二是无法分离出核反应中的氙-135。

在前路几乎一片黑暗的情况下，与费米他们一起共事的科学家Segrè想起了1940年他和吴健雄在伯克利写的关于Xe的放射性同位素博士论文。

Segrè告诉费米他们，「去请教一下吴女士吧，这篇论文还未发表」。

费米与惠勒拜访吴健雄后，证实了他们的猜想：

吴健雄的论文验证了氙-135具有极大的中子捕获截面，会对核反应堆的运行造成巨大影响。

于是，这个决定核反应能不能继续下去的关键任务，就交给了吴健雄。

吴健雄也不负众望，开发了通过气态扩散将铀分离成铀-235和铀-238同位素的方法。

由此，原子核裂变链式反应中消失的中子找回来了！

另外，在曼哈顿计划中，吴健雄还利用她在放射性铀分离方面的研究成果，在田纳西州的橡树岭工厂建立了生产浓缩铀的标准模型，为原子弹提供了原料，并建造了创新的盖革计数器。

然而，在大部分讲述曼哈顿计划的传奇故事中，吴健雄的功绩都被不约而同地略过了。

曼哈顿计划中的其他女性

Joan Hinton

Joan Hinton（中文名寒春，AI教父Hinton的姑妈）是一位核物理学家，也是直接参与曼哈顿计划的少数女性科学家之一。

她在1942年获得本宁顿学院自然科学学士学位后，进入了威斯康星大学，并于1944年获得物理学博士学位。

在洛斯阿拉莫斯，她主要负责核反应的实验。Hinton为第一个反应堆的堆芯周围堆放铍块，并为计数器构建电子电路。随后，Hinton还参与设计并建造了第二个反应堆的控制棒。

Hinton的工作促进了核反应堆的开发，但在美国向长崎和广岛投放了两颗原子弹后，Hinton为维护和平到处奔波、演讲。

Hinton之后的人生都在中国度过，她的贡献也被概括为：「协助核反应堆的开发」。

Lilli Hornig

Lilli Hornig是参与曼哈顿计划的女性科学家。

她在1942年获得Bryn Mawr的学士学位，并于1950年获得哈佛大学的博士学位。

在洛斯阿拉莫斯的曼哈顿计划期间，Lilli Hornig曾担任化学家。

她先是从事钚的基础研究，后来又从事内爆透镜的研究。

此外，Hornig也是洛斯阿拉莫斯许多签名要求在无人居住的地方演示原子弹，而不是在有许多平民的人口稠密地区使用原子弹的人之一。

在电影中，Hornig是那位向奥本海默说哈佛大学的化学系不教打字的女性研究员。

她的出场成为奥本海默知人善用、公正包容的例证。

而这也是电影中，极少有台词有正面的参与曼哈顿计划的女性科学家的镜头，尽管是为了衬托奥本海默。

Liane Russell

Liane Russell是一位杰出的遗传学家，她的研究集中在辐射诱导的突变上。

Russell发现了在妊娠期的两周内如果接受放射性手术，可能会导致胚胎畸形，这项创新研究被称为14天规则，至今仍保护着数百万孕妇免受过早的辐射程序侵害。

她于1973年获得伦琴奖章，1986年成为美国国家科学院院士，并于1994年获得能源部颁发的恩里科费米奖。

在曼哈顿计划中，Russell主要在田纳西州橡树岭的ORNL和Y-12工作。

她的研究在核武器的发展中发挥了重要的作用。

Leona Woods Marshall  Libby

Leona Woods Marshall Libby博士是建造世界上第一个核反应堆芝加哥堆的团队中唯一的女性成员，也是反应堆进入临界状态时唯一在场的女性。

在曼哈顿计划中，Woods创建了三氟化硼计数器，用于检测中子活动，并在芝加哥堆1号（CP-1）实验中使用，以确定是否可以通过石墨和浓缩铀氧化物及金属产生核裂变。

而这是汉福德工程师工厂生产钚的关键。

汉福德生产的钚被用于1945年7月的「三位一体试验」和当年8月在日本长崎投下的「胖子」炸弹的爆炸。

Katherine Oppenheimer

凯瑟琳·奥本海默是德裔美国生物学家、植物学家。

在曼哈顿计划中，她作为生物学家在阿拉莫斯卫生小组工作，负责为在基地的人员进行血液测试以评估核辐射的危险。

操作Calutron的女性们

在曼哈顿计划期间，约有10,000名年轻女性在橡树岭的Y-12电磁同位素分离厂操作分离器。

从1944年第一批分离器投入使用开始，这些被称为「Calutron Girls」的女性开始从较重和更常见的铀-238中分离出较轻的铀-235。

这些分离出来的铀-235最终成为「小男孩」原子弹的燃料，于 1945 年 8 月 6 日投放到日本广岛。

由于篇幅所限，其余曾做出贡献的女性们不得以略过。

「她们」的历史

在以吴健雄为创作原型的话剧《春逝》中，有这样一段话：

「世人的眼光或许分男女，微小的原子与核子却不会。

我们的努力，终究是能被看见的 。」

谨以此文，献给每一位正在努力生活和劳动的女性。

也献给所有正仰望着星星，追逐着星星，最终成为星星的女性。

参考资料：

https://www.nps.gov/mapr/learn/historyculture/women.htm