2016年11月30日

諾貝爾獎的爭議性

作者/賴昭正(前清大化學系教授、系主任、所長;合創《科學月刊》。)

每年10 月,因為諾貝爾獎委員宣佈當年得獎人之故,科學界裡總會出現幾家歡樂幾家愁的現象。得獎人固然高興,可是許多名落孫山的研究者難道真的就技不如人嗎?不!事實上即使在較能客觀的物理與化學獎方面,諾貝爾獎還是存在著許多爭議!我們現在就用筆者在上期之〈微中子的故事〉裡所提到的一些人物來「作證」吧。

核分裂的發現
費米(E. Fermi)於1938 年因「發現以中子撞擊產生新的放射性元素,以及慢中子所產生的核反應」而獲諾貝爾物理獎。在費米開始其得獎之實驗後不久,德國科學家哈恩(O. Hahn)、麥特諾(L. Meitner)及助手史創思曼(F. Strassmann)也不落後地跟進:以中子撞擊鈾原子(核)。他們在1934~1938 年間也像費米一樣,發現許多放射性之產物,也一樣地認為它們應是「超鈾」新元素。

但另一位德國化學家諾達克(I. Noddack)卻早在1934年就提出異議,她認為重原子受中子撞擊後,很可能破裂成一些質量相當大的已知元素之放射性同位素,而不是衰變成原來元素旁的另一元素。因當時科學家均認為原子核破裂是不可思議的,因此沒有任何物理學家或化學家 —— 包括諾達克本人 —— 認真地考慮此一想法或設計實驗來証實它。

1938年6月,化學家哈恩幫以色列裔的麥特諾逃離到荷蘭;10 月,他在其撞擊產物裡發現一些鹼土金屬元素的放射性同位素。幾經分析與改進,哈恩終於在12 月中旬的實驗裡肯定了他所發現的三種同位素性質絕對不像鐳。但作為一位化學家,哈恩不敢提出理論來解釋此一物理學上的革命性發現;因此在12 月19 日寫給舊同事物理學家麥特諾的信中,他謂:「⋯⋯或許你可建議個稀奇古怪的解釋法。我們自己覺得鈾核實在不太可能破裂成鋇(鹼土金屬)。」麥特諾雖然也同意哈恩的看法,但近水樓台先得月,她數月後即與姪兒弗里施(O. Frisch)成功地發展出「核分裂」理論來闡釋哈恩的實驗結果(弗里施首次使用「核分裂」這一名詞)。



哈恩因「發現重核分裂」而獲1944 年諾貝爾化學獎;等一等,費米不是早在1938 年就已因同樣實驗得諾貝爾物理獎嗎?不錯,在頒獎典禮上,諾貝爾物理獎委員主席還特別提到費米發現原子序為93 及94 的兩個超鈾(原子序92)新元素呢!

超鈾元素的發現
1940 年,在美國加州大學柏克萊分校,一群由物理學家麥可米倫(E. McMillan)及化學家西博格(G. Seaborg)所領導的團隊終於在鈾核反應裡真正偵測到了並確定超鈾新元素錼(原子序93)及鈽(原子序94)。他們兩人因「發現超鈾元素的化學」而獲1951 年諾貝爾化學獎。顯然1938年的物理獎不是發錯了、就是發得太早 —— 費米根本沒有發現超鈾新元素(費米可以說是上世紀最偉大的一位理論兼實驗的物理學家!因此如果沒得這一「錯」獎,他遲早還是會得諾貝爾獎的)!

可是為什麼只有哈恩獨得1944 年之「核分裂」諾貝爾化學獎呢?與他一齊工作多年的同事麥特諾,不但有苦勞,且提出核分裂的革命性理論,及預測核分裂連鎖反應的可能,怎未得獎呢?從50 年後才能公開的1944 年諾貝爾獎委員記錄來看,有科學家及作家均認為未給麥特諾是「不公平」的(原子序為109 的元素於1997 年因她而命名為meitnerium)。

諾貝爾獎的遺珠
有「資格」得諾貝爾獎但卻失之交臂的科學家事實上不少。最突顯出的應是發現元素週期表的門德列夫(D. Mendeleyev):1906 年時他只差一票落選(有人謂是因有一委員會不認同他的發現),隔年即辭世(諾貝爾獎不授予在天之人)。還有,如果不是吳健雄的實驗証明,楊振寧及李政道絕不可能在其革命性論文發表後一年即得諾貝爾獎的。反之,在實驗上,蘇瓦茲(M. Schwartz)、雷德曼(L. Lederman)及施泰因貝格爾(J. Steinberger)因發現伴隨著μ 子的微中子,萊因斯(F. Reines)因發現伴隨著電子的微中子而分別獲得了1988 年及2002 年的諾貝爾獎,但大膽提出微中子存在之包利(W. Pauli)、給予微中子弱作用之費米,以及首倡微中子不只一種的龐蒂科夫(B. Pontecorvo)卻完全被諾貝爾獎委員們忽略掉!

包利及費米不是得獎了嗎?不錯,但均與微中子無關。難道諾貝爾獎規定科學家不能在同一類獎裡得兩次嗎?沒有!事實上家喻戶曉之居禮夫人(M. Sk odowskaCurie)就在1903 年因「放射現象的研究」得了物理獎後,又於1911年因「發現鐳和釙,及分離、研究鐳之性質」而得了化學獎;巴丁(J. Bardeen)則在1956 年因發現電晶體得了物理獎(有爭論)後,又於1972 年因超導體理論再得物理獎;桑格(F. Sanger)因「蛋白質——尤其是胰島素—— 的構造」於1958 年得化學獎,又於1980 年因「確定核酸基序」再次得化學獎!可是像愛因斯坦這位可以說是牛頓以後的最偉大物理學家,在幾個不同的物理領域裡均有不同凡響的貢獻,但卻「望穿秋水」地遲到1922 年11月9日,諾貝爾獎物理委員才宣佈將1921 年空缺的物理獎補發給他(《科學月刊》2013 年4月)!

還有,〈微中子的故事〉文中提到之包利的論文指導教授、「發現」他所不明白之電磁作用常數 1/137.035⋯ 的索末非(A. Sommerfeld),共被提名了創紀錄的84 次,但卻一直未獲諾貝爾獎委員們的青睞!他是有名的教育者:在各自領域有成就的桃李滿天下,其中有4 位學生及3 位博士後研究員均比他「幸運」地得了諾貝爾獎。事實上前面提到之雷德曼也知道自己多次被提名(包括與吳健雄同時証明「宇稱性不守恆」的實驗),因此他的親友每到10 月諾貝爾獎揭曉後總會問:「怎麼又⋯⋯?」雷德曼有許多研究,與諾貝爾獎得主的成就相當,但就是與諾貝爾獎無緣。


諾貝爾獎光環
諾貝爾物理與化學獎之爭論可以說是全發生在「革命性之新發現」上:例如前面提到之諾達克,她早在1934 年就提出核分裂的想法,應合得1944 年的諾貝爾化學獎嗎(她於1925 年發現原子序為75 的錸,總共被提名諾貝爾化學獎四次)?一些因在某領域中積勞累功的成就得獎人,一般很少會有爭議的。

儘管「問題重重」,但諾貝爾物理與化學獎還是全世界中最受注目的科學大獎!每到10 月,多少的美國科學家都暗中希望能在深夜裡被來自遠方、帶有瑞典英語口音的電話吵醒!同樣的研究,一旦被諾貝爾獎委員肯定了,便似乎高人一等,可以享受無盡的「榮華」:例如在加州大學柏克萊分校就有特定的停車位,不必再與其他教職員及學生爭寸土寸金了!在中國及臺灣,從國外帶回來之諾貝爾獎光環的「榮華」更是不用說了!還有,不要忘了每年12月,《科學月刊》還有「諾貝爾獎特別報導」呢!



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