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玛丽亚·格佩特-梅耶:核物理学史上的丰碑

日期:2017-09-12 13:59    来源:中国妇女报

主持人:章梅芳(北京科技大学科技史与文化遗产研究院副院长、副教授)

玛丽亚·格佩特-梅耶(Maria Goeppert-Mayer,1906~1972),系德裔美国物理学家。1906年6月28日出生于波兰的卡托维兹。4岁时,由于父亲受聘哥廷根大学儿科学教授,举家迁往哥廷根。也因此,玛丽亚从小便生活在哥廷根大学教授和学者云集的科学氛围之中,第一时间接触了当时世界上最优秀的科学家,并被科学深深吸引。1924年,玛丽亚成功进入哥廷根大学学习数学。然而,在听了量子力学奠基人马克思·波恩(Max Born)的讲课之后,玛丽亚发现她对物理学更感兴趣,于是改修理论物理学。1930年,她提交的博士论文,主要讨论原子的双光子吸收问题,后得到美国理论物理学家及数学家尤金·维格纳(Eugene Wigner)的高度好评。

同年,玛丽亚嫁给了当时在哥廷根大学做研究工作的约瑟夫·爱德华·梅耶(Joseph Edward Mayer)。随后,两人前往美国定居,当时约瑟夫是约翰·霍普金斯大学的化学副教授。囿于当时社会对女性就业存在普遍的性别歧视,玛丽亚无法获得约翰·霍普金斯大学的正式教职。幸运的是,她在物理系谋得了一个助教工作,虽然薪酬非常低,但好歹还能保持与学术同行的接触和交流。

从1937年开始,玛丽亚在实验室的工作再度因性别歧视而受阻,同时约翰·霍普金斯大学开始排斥包括她在内的其他德裔科学家。1942年春天,由于美国卷入了二战,她和其他物理学家一起参与了曼哈顿工程。在此期间,玛丽亚主要致力于从事铀同位素分离和分子结构、固态物理、相变理论及统计力学等诸多方面的研究工作。

战后,玛丽亚随家人搬至芝加哥大学,同时受聘于美国阿贡国家实验室,从事核物理研究。尽管核物理学对她而言属于新的学科,但她继续发挥锲而不舍的钻研精神,很快掌握了前沿专业知识,成为这个领域的精英。整个20世纪40年代后半期,玛丽亚一直致力于研究核壳层结构问题。她从研究幻数入手,再一次证明原子核中存在封闭壳层,内含封闭壳层的原子核具有异常的稳定性。她认为原子核的组成要素,即质子和中子各自沿着自己的轨道独立运动,这种相互间的独立性超出了人们以往的判断;核壳层与电子壳层不同,它的组成要素旋转的方向,在很大程度上决定了核轨道能量值的大小。1950年开始,玛丽亚与提出“核壳层模型具有自旋-轨道耦合特性”理论的延森(J. Hans D. Jensen)合作,进一步研究上述理论,并于1955年共同发表《核壳层结构基本理论》一书,为创立原子核结构的壳层模型理论作出了重要贡献,成为核物理学史上的一座丰碑。1963年,玛丽亚与延森、维格纳共获诺贝尔物理学奖,成为继居里夫人之后第二位获此殊荣的女科学家。

入职加州大学圣地亚哥分校后不久,玛丽亚遭遇中风,身体状况受到很大影响,但她仍然坚持教学和研究。1965年,她当选为美国艺术与科学学院院士,1972年去世。玛丽亚去世后,美国物理学会设立了以她的名字命名的奖项,面向所有取得博士学位的女性物理学家。

玛丽亚·格佩特-梅耶的一生经历了两次世界大战,虽然从小生活在良好的家庭环境和科学氛围之中,培养了她浓厚的科学兴趣,她个人也十分聪颖,但其科学生涯却也屡次因社会性别偏见和歧视而遭遇不公正的待遇。幸运的是,她百折不挠,拥有克服各种困难的勇气和决心。她的这些品质,值得当代的年轻女性科技工作者学习。

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