诺贝尔奖金错发之后

王东瑜

1938年，意大利物理学家费米因发现“93号元素”获诺贝尔物理奖。然而授奖仪式刚刚结束，新的发现就证明这不过是一场错误。这场错误，最终却又导致了原子弹的产生。

用中子轰击铀

本世纪30年代初，中子被发现以后，科学家就利用它去轰击各种元素，研究核反应。以意大利皇家科学院院士费米为首的一批青年人，干得最起劲。他们按照元素周期表的顺序，从头到尾地轰击已知的各种元素，看看都会发生什么情况。

1934年，元素周期表上最后一个是92号元素铀。当用中子轰击时，他们发现铀被强烈地激活了，并产生出好些种元素。他们认为，在这些铀的衰变产物中，有一种是原子序数为93的新元素。这是由于中子打进铀原子核里，使铀的原子量增加而转变成的新元素。

费米的忧虑

费米等人关于93号新元素的实验报告发表后，意大利参议员科比诺发表公开演说:“我认为我可以做出结论，这一元素的制成可予以确切的肯定。”

世界各国的报纸立即进行了轰动性的报道。《纽约时报》的大字标题是《意大利人以轰击铀的方法制成第93号元素》。意大利法西斯宣传机器出于政治的目的，鼓吹这是“法西斯主义在文化领域的胜利”。一家报纸竟然无中生有地说，费米曾把一小瓶93号元素献给了意大利王后。

费米对此深感不安。他认为，在公开宣布发现93号元素之前，还需作进一步的研究。至于把这一发现归结为法西斯文化的胜利，更使他厌恶。

出于一个科学家的责任感，费米向报界发表了一个声明:“我的研究工作已经证明了有许多被中子轰击的元素可以变成各种具有放射性的元素。制成第93号元素，在得到实际证明以前尚需完成无数次精密试验。”

遗憾的是，费米当时拥有的实验设备简陋得可怜，他的“精密试验”困难重重。

意外收获

关于93号元素问题，在各国科学家中引起一场激烈而持续的争论。有不少人肯定，也有不少人持怀疑态度。这场争论迟迟没有定论的原因是当时缺乏一种有效的手段，可以对铀元素受到中子轰击后的产物进行精确的分离和分析。

1934年10月，费米研究小组未解决这个谜团，却意外地取得另一项重大发现:中子在到达被辐照物质之前，和含氢物质中的氢原子核碰撞，速度大大降低；这种降低了速度的“慢中子”，更容易引起被辐照物质的核反应。这正如速度太快的篮球容易从框上弹出去，速度慢的的较容易进篮一样。使用“慢中子”轰击原子核很快被各国科学家采用。

1935年10月，意大利入侵阿比西尼亚，国家进入战争状态。费米研究小组解体。费米的妻子是犹太人，在法西斯种族主义日益猖獗的年月里，费米一家处境艰难。他对93号元素的研究也被迫中断。

诺贝尔奖

1938年11月10日，也就是“93号元素”发现4年多以后，费米接到来自斯德哥尔摩的电话，瑞典科学院宣布费米获得诺贝尔物理学奖的奖状:

“奖金授与罗马大学恩里科·费米教授，以表彰他认证了由中子轰击所产生的新的放射性元素，以及他在这一研究中发现由慢中子引起的核反应。”

这里的“新的放射性元素”就是有争议的“93号元素”。

费米携带全家前往斯德哥尔摩领奖后，没有返回意大利，而是乘上了去美国的轮船。

不是“嬗变”而是“裂变”

就在这一年，德国威廉皇家化学研究所的两位化学家哈恩和斯特拉斯曼，与女物理学家梅特涅合作，试验用慢中子轰击铀元素，而且用化学方法分离和检验核反应的产物，获得了令人难以置信的结果:铀核在中子的轰击下，分裂成大致相等的两半，它们不是93号新元素，而是56号元素钡!原子核的这一种变化现象过去还从未发现过。

1938年12月22日，也就是在诺贝尔奖颁发后的12天，哈恩把分裂原子的报告寄往柏林《自然科学》杂志，该刊1939年1月便刊出了那篇论文。论文说——

铀核在中子的轰击下，不是吸收中子嬗变为新原子核，而是发生裂变。费米的试验结果被推翻了，诺贝尔奖搞错了!

然而，发现裂变不仅澄清了对试验的解释，它有更为重要的意义。

坦率的检讨

铀核在中子的轰击下一分为二，这意味着什么?

梅特涅女士和她的外甥玛里茨研究了这一试验结果，提出一个新理论:当铀核裂变时，一定会释放出极大的核能，根据爱因斯坦的质能公式B=mc2计算，一个铀核裂变时会释放出两亿电子伏特能量！