Zapomniany geniusz. Lise Meitner - pierwsza dama fizyki jądrowej - Tomasz Pospieszny - ebook

Zapomniany geniusz. Lise Meitner - pierwsza dama fizyki jądrowej ebook

Tomasz Pospieszny

4,5

Opis

Opowieść o genialnej kobiecie, która musiała przekonywać świat o swoim geniuszu
Małgorzata Sobieszczak-Marciniak

Biografia austriackiej uczonej uznanej dziś za matkę fizyki jądrowej. Kobiety niezwykle pracowitej, o wielkim umyśle i charakterze, o ogromnym dorobku naukowym, a przy tym serdecznej, pełnej ciepła i szacunku dla innych.
Lise Meitner była nominowana aż piętnaście razy do Nagrody Nobla i gorąco rekomendowana przez samego Nielsa Bohra oraz Maxa Plancka, nigdy nie została doceniona tą prestiżową nagrodą, choć na nią z pewnością zasłużyła. Zawsze zostawała w cieniu mężczyzn naukowców. Jako pierwsza zrozumiała zjawisko rozszczepienia jądra atomowego, ale i wtedy to odkrycie zostało przypisane mężczyźnie. Pacyfistka z przekonania, została okrzyknięta matką bomby atomowej. Była kobietą i Żydówką – to wystarczyło, żeby utrudniać rozwój jej kariery. Nie wystarczyło jednak, żeby ją zahamować!

Ebooka przeczytasz w aplikacjach Legimi na:

Androidzie
iOS
czytnikach certyfikowanych
przez Legimi
czytnikach Kindle™
(dla wybranych pakietów)
Windows
10
Windows
Phone

Liczba stron: 367

Odsłuch ebooka (TTS) dostepny w abonamencie „ebooki+audiobooki bez limitu” w aplikacjach Legimi na:

Androidzie
iOS
Oceny
4,5 (2 oceny)
1
1
0
0
0

Popularność




Przedmowa

To już druga książka dr. Tomasza Pospiesznego o genialnej kobiecie, która musiała przekonywać świat o swoim geniuszu. Tym razem autor przedstawił losy urodzonej w Austrii niezwykłej kobiety, Lise Meitner. Tytuł niniejszej książki: „Zapomniany geniusz – Lise Meitner: pierwsza dama fizyki jądrowej” zdaje się już mówić sam za siebie. Kiedy pochylimy się nad udziałem kobiet w rozwoju nauk, głównie ścisłych (w tym medycyny, biologii), choć nie tylko, dostrzeżemy, że ich wkład jest bardzo istotny. Oczywiście imiona i nazwiska uczonych mężczyzn, nagrodzonych naukowymi nagrodami, pojawiają się znacznie częściej. A przecież genialne, uczone kobiety działały już w starożytności, dość wspomnieć o matematyczce Hypatii, żonie Heweliusza Elizabeth Koopman czy średniowiecznej lekarce i matematyczce Heloizie. Nie mówi się o nich jednak zbyt często, a jeśli już, to jako o precyzyjnych pomocnicach i asystentkach. Sytuacja taka niestety nie ulegała zmianie w kolejnych wiekach.

Można zastanawiać się, jaki jest powód takiego stanu rzeczy, choć odpowiedź wydaje się prosta i oczywista. Mówiąc w skrócie, po prostu takie były czasy i uwarunkowania społeczne. Znacznie ciekawsze są pytania o cechy charakteru i umysły kobiet, które miały odwagę wystąpić przed szereg, wejść (czy właściwie wtargnąć) do naukowego świata zarezerwowanego dla mężczyzn, narażając się przy tym na ostracyzm, śmieszność, czasem odrzucenie. Jak radziły sobie z łączeniem roli uczonej z tradycyjnymi obowiązkami żon, matek i opiekunek domowego ogniska? Wreszcie: jak trafiały na mężczyzn, którzy wspierali ich dążenia do samorealizacji? A może nie trafiały, tylko intuicyjnie szukały takich, którzy te dążenia rozumieli i wspierali, sami będąc albo uczonymi, albo na tyle dobrze sytuowani, aby móc je wspierać. Wśród genialnych kobiet były jednak i takie, które całkowicie poświęciły się nauce.

Wróćmy jednak do Lise Meitner. Urodziła się 7 listopada 1878 roku w Wiedniu, mieście muzyki, architektury i psychoanalizy; w żydowskiej, licznej rodzinie. Oprócz niej państwo Meitnerowie mieli jeszcze siedmioro dzieci, którym dali doskonałe wykształcenie. Rodzice Lise byli ludźmi otwartymi; ojciec prawnik, matka zajmowała się domem i organizowała domowe życie intelektualne. To ona uczyła Lise samodzielnego, odważnego myślenia. Można pokusić się o stwierdzenie, że Lise wzrastała w atmosferze charakterystycznej dla inteligenckiego XIX-wiecznego Wiednia, atmosferze poszanowania książek, tolerancji i drobnomieszczańskiego dobrobytu. Dziewczynka dość wcześnie, jeszcze w dzieciństwie, zainteresowała się matematyką, cechowała ją także odwaga w formułowaniu poglądów. Oczywiście i w Wiedniu dostęp do edukacji dla dziewcząt był utrudniony, ale już w roku 1897 umożliwiono im studia filozoficzne, a wkrótce medyczne. Wymagania stawiane dziewczętom były jednak bardzo wysokie. W wieku dwudziestu jeden lat, w roku 1900, Lise ukończyła gimnazjum. To otworzyło jej drogę do dalszej nauki.

Trudno jest uchronić się tu od pewnych porównań z bohaterką poprzedniej książki autora, z Marią Skłodowską-Curie, która zresztą była wzorem dla młodszej o jedenaście lat Lise. Czy dzienna data urodzin warunkuje jakoś nasze życie, czy osoby urodzone tego samego dnia mają podobne predyspozycje psychiczne bądź intelektualne? Może zodiakalne gdybanie jest mało poważne, ale trudno się przed nim ustrzec. Obie dziewczyny urodziły się tego samego dnia, obie więc są zodiakalnymi skorpionami, o których mówi się, że są uparte, samodzielne, niezawisłe i kiedy trzeba – potrafią walczyć o swoje. Obie przyszły na świat w światłych, inteligenckich rodzinach wspierających odwagę i samodzielne, twórcze myślenie. Obie wreszcie miały liczne, wykształcone rodzeństwo. Tu jednak pojawiają się różnice. Warszawa czasów dzieciństwa i młodości Marii Skłodowskiej to miasto zamknięte w zrusyfikowanej atmosferze, pozbawione wolności politycznej i intelektualnej, miasto, w którym uczeni musieli uciekać się do sztuczek obchodzenia zakazów, aby móc rozwijać naukę. Wiedeń zaś był zupełnie innym miejscem, otwartym, wolnym, tętniącym życiem intelektualnym i kulturalnym, choć nie wspierano tam szczególnie intelektualnych dążeń młodych panien. Dla Marii Skłodowskiej wyjazd na wymarzone studia do Paryża okupiony był licznymi wyrzeczeniami, koniecznością pracy zarobkowej, była to decyzja ze wszech miar ciężka, biorąc pod uwagę sytuację w kraju, patriotyczne zaangażowanie młodej Marii i wreszcie trudną rzeczywistość rodzinną. Choć Lise jako pierwsza kobieta studiowała na Uniwersytecie Wiedeńskim, we własnym mieście, wśród najbliższych, nie musząc chociażby martwić się o warunki materialne, nie miała jednak łatwo. Kiedy panna Meitner przeniosła się do Berlina, musiała wchodzić tylnym wejściem do Instytutu Chemii, w którym znajdowało się laboratorium, ponieważ główne było przeznaczone tylko dla mężczyzn. Nie mogła pobierać pensji i korzystać z toalety… Pracowała tak przez dwa lata, do 1909 roku. Z pewnością Maria Skłodowska-Curie pracowała w lepszych warunkach. Pierwszą pełnopłatną pracę wiedenka otrzymała dopiero w 1914 roku, w tym czasie polska uczona miała już dwie Nagrody Nobla i tytuł profesora Sorbony. Pomimo tych wszystkich trudności Lise Meitner, tak jak Maria Curie, na bardzo wielu polach była tą pierwszą: jako pierwsza kobieta studiowała fizykę na Uniwersytecie Wiedeńskim, była pierwszą kobietą asystentem na uniwersytecie w Prusach, jako pierwsza otrzymała pełnoprawną pracę i pensję, wreszcie pierwszą, która wywalczyła sobie prawo do kariery akademickiej.

Kiedy wybuchła pierwsza wojna światowa, Lise zaciągnęła się do korpusu pielęgniarek i została technikiem rentgenowskim. Coś nam to przypomina, prawda? Czy genialne uczone tamtych czasów czuły obowiązek włączyć się w wojenną zawieruchę? Czy ich świadomość społeczna, poczucie obowiązku i wspólnoty kazały im opuścić laboratoria i jechać na front? Wydaje się, że tak właśnie było; co więcej: ich stosunek do wojny jako do niepotrzebnej, tragicznej, niszczycielskiej siły był taki sam. Obie opatrywały i prześwietlały rannych żołnierzy bez względu na to, po której stronie walczyli.

W roku 1944 profesor Otto Hahn otrzymał Nagrodę Nobla za odkrycie rozpadu ciężkich jąder. Uczony odbierał nagrodę 10 grudnia 1945 roku. W mowie noblowskiej kilkakrotnie wspominał wkład Lise Meitner we wspólne badania, wspólne opracowania etc. Nie zająknął się słowem o jej pomocy w zakresie porad, rozważań, dyskusji, korespondencyjnego udziału w pracach. To ona pierwsza dostrzegła wyjątkowość i wagę badań oraz ich efektów, to ona pierwsza zrozumiała ich naukowe następstwa. Pomimo protestów świata nauki Komitet Noblowski nie zaakceptował kandydatury Lise Meitner. Jej nazwisko w różnych konfiguracjach zgłaszano do Nagrody Nobla kilkanaście razy. Zrobił to po raz ostatni w roku 1948 Niels Bohr.

Ważny jest, jak widzimy, sens naszego życia, motor naszych działań, w imię czego stać nas na nadludzki czasem wysiłek. Dla Lise Meitner istotą życia było działanie, a wypowiedziane przez nią słowa definiują to jasno: Wierzę, że wszyscy młodzi ludzie zastanawiają się, jak ułożyć sobie życie. Gdy ja się zastanawiałam, zawsze dochodziłam do wniosku, że życie nie musi być łatwe, byle tylko nie było puste. I to życzenie zostało spełnione.

 

Małgorzata Sobieszczak-MarciniakPrezes Towarzystwa Marii Skłodowskiej-Curie w Hołdzie

Słowo wstępne

Kiedy spojrzymy w przeszłość fizyki i chemii, zobaczymy, jak niewiele miejsca poświęcono kobietom. Każdy jednym tchem wymieni Kopernika, Galileusza, Newtona, Einsteina i Bohra jako twórców fundamentalnych praw współczesnej nauki. Kilku wspomni Rutherforda, Heisenberga, Plancka czy Hawkinga. Jeśli zapytamy o kobiety, to z pewnością usłyszymy o Marii Skłodowskiej-Curie i być może jej córce Irène – laureatce Nagrody Nobla z chemii w 1935 roku. Są jednak inne wybitne kobiety. Chociażby Hypatia, która wykładała w Akademii Aleksandryjskiej matematykę i astronomię; wybitna średniowieczna botaniczka, zielarka, filozofka i teolożka Hildegarda z Bingen czy doskonała matematyczka i lekarka tego okresu Heloiza.

Obok wszechstronnych kobiet były i takie, które oddawały się wybranej gałęzi nauki. Wybitne uczone osiągnęły wiele sukcesów w astronomii, np. urodzona w Świdnicy Maria Cunitz (obliczyła położenie planet i wprowadziła poprawki w obliczeniach samego Keplera) czy Elisabeth Koopmann (żona Heweliusza, współautorka dzieła zawierającego opis aż 1546 gwiazd i ich położeń). Inna uczona pozostająca w cieniu to Rosalynd Franklin, która nadal pozostaje osobą nieznaną, pomimo że to dzięki jej badaniom James Watson i Francis Crick prawidłowo określili strukturę DNA. To oni wraz z Maurice’em Wilkinsem otrzymali w 1962 roku Nagrodę Nobla z fizjologii i medycyny. Usprawiedliwieniem pominięcia udziału Franklin dla Komitetu Noblowskiego była jej śmierć w 1958 roku. Nic jednak nie usprawiedliwia przemilczenia kolegów naukowców o jej udziale w badaniach nad DNA. W cieniu „męskiej nauki” pozostaje także Gertrude Elion, której badania nad metabolizmem kwasów nukleinowych doprowadziły do otrzymania i zastosowania nowych leków, takich jak acyklowir i AZT w leczeniu chorób nowotworowych i wirusowych. Zapewne amerykańska biochemiczka Gerty Cori, która wspólne z mężem Carlem w 1947 roku otrzymała Nagrodę Nobla w zakresie fizjologii i medycyny za badania nad glikogenolizą, także pozostaje osobą mało znaną szerszemu gronu współczesnych intelektualistów. Kto poza zawodowymi krystalografami wie, kim była Dorothy Crowfoot Hodgkin i co ludzkość zawdzięcza jej badaniom? A przecież ta wybitna uczona laureatka Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1964 roku wyznaczyła między innymi strukturę penicyliny i witaminy B12. Była pionierką i niekwestionowanym geniuszem krystalografii.

Również w fizyce i matematyce wybitne kobiety nie miały szczęścia. Jedna z najwybitniejszych matematyczek wszech czasów, Emmy Noether, która jest między innymi twórczynią teorii pierścieni i algebry abstrakcyjnej, pozostaje do dziś w cieniu wielkich matematyków. Urodzona w Katowicach Maria Goeppert-Mayer, która została drugą kobietą laureatką Nagrody Nobla z fizyki, także jest mało znana. Jej badania nad strukturą powłokową jądra atomowego są doskonałym uzupełnieniem prac kolegów naukowców z początku dwudziestego wieku. Któż wie, że obie Marie są jedynymi kobietami, które otrzymały Nagrodę Nobla z fizyki? I obydwie przyszły na świat w Polsce!

Prawie całkowicie zapomnianymi pozostają także inne badaczki fizyki i chemii jądrowej: Marietta Blau jako pierwsza zastosowała płyty fotograficzne w badaniu promieniowania kosmicznego, przez co zwróciła uwagę na znaczną ilość protonów i neutronów w promieniowaniu kosmicznym; Chien-Shiung Wu odkryła istotne właściwości oddziaływań słabych, między innymi tzw. łamanie parzystości; Marguerite Perey i Ida Noddack-Tacke to odkrywczynie nowych pierwiastków chemicznych: odpowiednio fransu i renu.

Właśnie w takie zapomnienie i pominięcie doskonale wpisuje się także jedna z najznamienitszych uczonych wszech czasów – Lise Meitner. Jej sława nie powinna ustępować wielkiej Madame Curie, bowiem Meitner miała wybitne osiągnięcia na polu fizyki i chemii jądrowej. Nie bez powodu Einstein mawiał o niej, że jest nasząMadame Curie i to bardziej utalentowaną niż Madame Curie[1]. Niestety Lise nie miała tyle szczęścia, co jej francuska koleżanka. Od samego początku szykanowana ze względu na płeć, nie miała równej szansy na pracę naukową. Nie było mowy, by otrzymywała jakąkolwiek pensję, podczas gdy jej naukowy partner Otto Hahn był zatrudniony w instytucie z wszystkimi zawodowymi przywilejami. W takich warunkach Lise Meitner pracowała aż do 1909 roku. W tym czasie Maria Skłodowska-Curie była już laureatką Nagrody Nobla z fizyki i piastowała funkcję profesora fizyki na Sorbonie. Niestety jedna kobieta nie przetrze szlaku innym. Potrzeba kolejnej wybitnej, silnej indywidualności, która nie pozwoli, by raz utarta droga nie stała się zbyt wyboista i nie zarosła trzciną.

Pomimo odwagi, niezależności i determinacji Lise Meitner nie otrzymała nigdy Nagrody Nobla, choć była do niej zgłaszana aż piętnaście razy, między innymi przez Maxa Plancka i Nielsa Bohra! A przecież jej dorobek naukowy był ponadprzeciętny. Wspólnie z Hahnem odkryła odrzut jądra atomowego, kilka naturalnych izotopów promieniotwórczych czy trwały izotop pierwiastka protaktynu. W tym ostatnim wyścigu wyprzedziła polskiego fizyka Kazimierza Fajansa. Badała także właściwości fizyczne substancji promieniotwórczych, rozkład energii promieniowania beta, porównanie promieniowania beta i gamma, zjawisko Augera. Wreszcie jako pierwsza prawidłowo zinterpretowała rozszczepienie jądra atomowego, obliczyła energię wyzwalaną w tym procesie oraz przewidziała łańcuchową reakcję jądrową. Czy przynajmniej ostatnie dokonanie nie było sukcesem, za który ta wyjątkowa kobieta powinna trafić na piedestał? W szowinistycznym świecie niestety nie. Udział Lise Meitner w rozszczepieniu atomu jest bezsporny. Zmuszona do ucieczki z Niemiec fizyczka brała udział w badaniach kontynuowanych przez Hahna i Strassmanna na odległość. To ona naprowadziła obu chemików na prawdopodobne powstające produkty rozpadu. Bezspornie wiodła intelektualny prym w tym naukowym triumwiracie. Hahn, który w 1944 roku otrzymał Nagrodę Nobla z chemii, nie okazał się tak lojalny i sprawiedliwy jak Piotr Curie, który w 1903 roku, zdumiony pominięciem kandydatury swojej żony do Nagrody Nobla, głośno i szybko zaprotestował. Hahn nie miał w sobie tyle odwagi i lojalności.

Poza fizyką jądrową Meitner miała kluczowy wkład w rewolucję kwantową. Podczas kolokwiów w Instytucie Fizyki kierowanym przez Bohra w Kopenhadze oraz Instytucie Cesarza Wilhelma w Berlinie-Dahlem żywo dyskutowała z czołowymi postaciami teorii kwantów: Nielsem Bohrem, Wolfgangiem Paulim, Wernerem Heisenbergiem i Maxem Bornem.

Życie i praca Lise Meitner nasuwają analogię do działalności Marii Skłodowskiej-Curie[2]. Obie były pionierkami w pracach nad promieniotwórczością, obie odkryły pierwiastki promieniotwórcze, chociaż Meitner poszła z duchem epoki i wyprzedziła swą francuską rywalkę. Podczas gdy Maria Curie jest twórczynią nauki o promieniotwórczości, Lise Meitner należy uznać za matkę fizyki jądrowej. To ona wdrożyła w życie idee stworzone przez Polkę. Podobieństwo pomiędzy obiema paniami jest jeszcze szersze. Obie zostały pierwszymi kobietami profesorami – Maria w Paryżu, Lise w Berlinie, podczas pierwszej wojny światowej działały na froncie, Marię poturbowała Francja w 1911 roku, Lise musiała uciekać w 1938 przed hitlerowskimi Niemcami przez Holandię i Danię do Szwecji. Jednocześnie Lise stanowiła swoisty pomost pomiędzy odkryciami Marii Curie a tymi dokonaniami później przez Irène Joliot-Curie. Zresztą zarówno Madame Joliot-Curie, jak i Fräulein Meitner utrzymywały się w wyścigu, w którym wyróżnienie stanowiła Nagroda Nobla. I chociaż Irène została drugą (zaraz po swej matce) laureatką tej nagrody, to Meitner (chociaż całkowicie niesłusznie) przeszła do historii jako męczennica szowinistycznych decyzji komisji sztokholmskiej.

Później los jeszcze raz dokonał niesprawiedliwego osądu uczonej. Meitner, pacyfistka z przekonania, została okrzyknięta matką bomby atomowej. Musiała patrzeć i żyć z sumieniem niesłusznie obarczonym winą za śmierć tysięcy niewinnie zabitych ludzi. A żyła dziewięćdziesiąt lat. Do końca życia była zakochana w muzyce i nauce. Namiętnie oddawała się czytaniu i paleniu papierosów. W późniejszych latach niewiele też mówiła o postawie Hahna. Nigdy nie napisała autobiografii czy pamiętników[3], nie autoryzowała także swojej biografii[4].

Chciałbym przybliżyć czytelnikowi życie i działalność wielkiej, niedocenionej kobiety, która, podobnie jak Madame Curie, wyprzedzała swoją epokę o pokolenia. Jednocześnie chciałbym, aby pamięć o kobiecie ponadprzeciętnie uzdolnionej, skromnej i strąconej w cień ożyła i pozostała żywa, tak długo jak fizyka i chemia będą się rozwijać i czerpać z odkryć wyjątkowej kobiety. Jeśli Maria Skłodowska-Curie pozostaje królową promieniotwórczości, niech Lise Meitner zostanie królową fizyki i chemii jądrowej. A ta opowieść – wspomnieniem tej, która wprowadziła nas w erę energetyki jądrowej. Oto historia kobiety, której imię na wieki zostało uwiecznione w układzie okresowym[5], a odkrycia i człowieczeństwo są ciągle żywe[6].

 

T.P.Poznań, marzec 2015 r.

 

 

 

 

 

29 sierpnia 1982 roku, Instytut Badań Ciężkich Jonów w Darmstadt, Niemcy. Zespół niemieckich naukowców pod kierunkiem Petera Armbrustera i Gottfrieda Münzenberga przeprowadził eksperyment, którego rezultatem było powstanie zaledwie kilku atomów nowego pierwiastka chemicznego. Fizycy, bombardując jądra atomowe bizmutu-209 izotopem żelaza-58, otrzymali pierwiastek o liczbie atomowej 109. Nadali mu tymczasową nazwę Unnilennium i symbol Une. Ten niezwykle radioaktywny sztucznie otrzymany pierwiastek ma kilka izotopów, z których najtrwalszy ma czas połowicznego zaniku nieco ponad siedem i pół sekundy. Peter Armbruster zaproponował dla niego nazwę Meitnerium i symbol Mt[7]. Dwanaście lat później, w 1994 roku, nazwa ta została zalecona przez IUPAC[8]. W 1997 roku została oficjalnie przyjęta. Jest to jedyny pierwiastek w układzie okresowym noszący imię upamiętniające kobietę – Lise Meitner[9]. Peter Armbruster po latach uzasadniał: Jestem przekonany, że jej wkład stanowi bardzo istotną części fizyki jądrowej XX wieku. Musiała przy tym pokonać wszelkie możliwe przeszkody[10]. I pokonała.

[1] M. Baukhage, „Der Tisch von Otto Hahn”, Deutsches Museum, Ravensburger Buchverlag, München, 2006, str. 153.

[2] Doskonały przegląd życia i dokonań naukowych obu uczonych przedstawiła R. L. Sime, „From radioactivity to nuclear physics: Marie Curie and Lise Meitner”, „Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry”, Articles, Vol. 203, No. 2, 1996, str. 247–257.

[3] W 1964 roku Meitner na podstawie wykładów wygłoszonych rok wcześniej w Wiedniu napisała krótkie wspomnienia: L. Meitner, „Looking Back”, „Bulletin of the Atomic Scientists”, Nov. 1964, str. 2–7. Jest to podstawowe i wiarygodne źródło informacji o uczonej.

[4] Spośród kilku biografii Meitner dwie należy uznać za doskonałe – Ruth Lewin Sime, „Lise Meitner. A Life in Physics”, University of California Press, Berkeley and Los Angeles, California, 1996, oraz Patricia Rife, „Lise Meitner and the Dawn of the Nuclear Age”, Birkhäuser, Boston, 1999. Obie książki będą wielokrotnie cytowane w tej biografii w tłumaczeniu autora.

[5] Pierwiastek o liczbie atomowej 109 nazwano meitner (symbol Mt). Otto Hahn był poważnie brany pod uwagę jako patron pierwiastka o liczbie atomowej 105. Nawet przez krótki czas Amerykanie proponowali nazwę hahn (symbol Ha). Ostatecznie jednak komisja IUPAC zmieniła nazwę na dubn (symbol Db) dla uczczenia laboratorium w Dubnej.

[6] T. Weston, „Fission”, tom weston media, USA, 2001, str. 327. Jest to powieść biograficzna oparta na faktach.

[7] P. Rife, „Meitnerium”, „Chemical & Engineering News”, 81 (36), 2003, str. 186.

[8] Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (International Union of Pure and Applied Chemistry).

[9] Kiur o liczbie atomowej 96 nosi nazwę na cześć małżonków Curie.

[10] H. Aldersey-Williams, „Fascynujące pierwiastki. W krainie fundamentalnych składników materii”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2012, str. 416.

Rozdział 1Wiedeń

Jeśli mogę, postaram się opowiedzieć coś o rozwoju fizyki od początku tego wieku, chociaż oczywiście nie mogę przekazać dobrze powiązanego czy obszernego sprawozdania. Wybrałam tylko kilka rzeczy, które szczególnie pamiętam i których forma była magicznym akompaniamentem muzycznym w moim życiu. […] Życie nie zawsze było łatwe – pierwsza i druga wojna światowa oraz ich konsekwencje sprawiły, że pomimo tego faktu rzeczywiście było pełne, muszę podziękować za wspaniały rozwój fizyki w czasie mojego życia oraz współpracę z wielkimi i sympatycznymi osobowościami, z którymi pracowałam w fizyce.

Lise Meitner[1]

 

 

Lise Meitner przyszła na świat 7 listopada 1878 roku w stolicy Austro-Węgier, w Wiedniu[2]. Miasto, w którym się urodziła, weszło już na stałe do historii światowych mocarstw. W czasie wojen napoleońskich (1803–1815) Wiedeń stał się stolicą cesarstwa austriackiego, odgrywając istotną rolę w polityce europejskiej. Najważniejszym wydarzeniem tego okresu był obradujący w latach 1814–1815 kongres wiedeński (tzw. tańczący kongres, ze względu na dużą liczbę organizowanych bali), na którym określono nowy porządek w całej ówczesnej Europie. Odtworzono Państwo Kościelne, wzmocniono znacznie dynastię Habsburgów, utworzono Związek Niemiecki. Jednocześnie warto w tym miejscu nadmienić, że car Aleksander I, wbrew woli większości uczestników kongresu, wprowadził w życie swój plan związany z powstaniem Królestwa Polskiego, które musiało pozostać w unii personalnej z Rosją. Ponadto Prusy objęły Wielkie Księstwo Poznańskie, z Krakowa zaś utworzono niepodległą Rzeczpospolitą Krakowską…

W XVIII wieku Wiedeń nawiedziło wiele klęsk, ale już niebawem miasto weszło w złoty okres. Bardzo intensywnie rozwijał się przemysł i handel. W 1826 roku Wiedeń miał już połączenie żeglugowe z Budapesztem. Rozkwitała w nim kultura, w szybkim tempie miasto zostało okrzyknięte stolicą klasyków. To właśnie w Wiedniu tworzyli: Wolfgang Amadeusz Mozart, Joseph Haydn i Ludwig van Beethoven. Nie bez znaczenia pozostawała także rodzina Straussów. Po dziś dzień koncert noworoczny otwiera walc syna Johanna Straussa pt. „Nad pięknym modrym Dunajem”. Wiedeń był magiczny i urokliwy także dla innych wybitnych kompozytorów, którzy w różny sposób się z nim związali: Franz Schubert, Johannes Brahms czy Gustav Mahler zakończyli swoje życie w stolicy Austrii. Z Wiedniem był także związany jeden z najwybitniejszych symbolistów, twórca austriackiego modernizmu, autor „Judyty z głową Holofernesa” i znanej „Złotej Adeli” – Gustav Klimt. Pośród innych nietuzinkowych artystów należy wspomnieć grafika Kolomana Mosera, architektów: Josefa Hoffmanna, Josepha Olbricha i Otto Wagnera. Wszyscy oni wspólnie z Klimtem tworzyli tzw. secesję wiedeńską. W Wiedniu studiował i zaczął wielką karierę naukową Sigmund Freud, twórca psychoanalizy.

Również wybitni politycy, którzy trwale zapisali się na kartach historii świata, byli związani z Wiedniem. Książę Józef Poniatowski urodził się w tym mieście, a Klemens von Metternich zakończył w nim swoje długie życie, niedoszły artysta Adolf Hitler mieszkał krótko w Wiedniu i wiązał z nim swoją malarską twórczość.

W burzliwych latach czterdziestych XIX wieku w tzw. okresie Wiosny Ludów w 1848 roku mieszkańcy wywalczyli nowe reformy. Cesarz Ferdynand I, zmuszony przez społeczeństwo, obiecał utworzenie konstytucji i powstanie gwardii narodowej. Jednakże najistotniejszą konsekwencją zrywu ludowego była abdykacja cesarza i powołanie na tron cesarski urodzonego w Wiedniu w 1830 roku syna Ferdynanda, Franciszka Józefa I. Jego polityka doprowadziła do utworzenia w 1867 roku monarchii austro-węgierskiej. Były to czas likwidacji murów obronnych i stworzenia nowych, reprezentacyjnych budowli państwa[3], tworzenia Wiednia na miarę wielkiej, nowoczesnej europejskiej metropolii. Nie mniej znana niż cesarz była jego żona cesarzowa Elżbieta – Sissi. To właśnie za panowania tej pary cesarskiej Austria zyskała pokój i uzależniła się od Niemiec. Z końcem XVIII wieku do Wiednia napłynęło wiele ludności zachęconej reformami nowego cesarza Józefa II. Wydane przez niego dekrety były niezwykle oryginalne i nowoczesne jak na tamte czasy. Dotyczyły praktycznie każdej dziedziny życia: administracji, skarbu państwa, gospodarki, sądownictwa, szkolnictwa i kościoła. Ponadto cesarz jako pierwszy w historii udostępnił Żydom (wprawdzie ograniczony) dostęp do zatrudniania, służby wojskowej i nade wszystko edukacji. Dla Żydów oznaczało to pełnię praw obywatelskich, w tym także dostęp do wielu wcześniej niedostępnych zawodów. Jak podaje Ruth Lewin Sime, reformy administracyjne mogły dotyczyć tych rodzin żydowskich, które miały nazwisko rodowe,

Dziadkowie Lise ze strony ojca – Moritz (1803/1804–1872/1873) i Charlotte (Lotti) Löwy z domu Kuhn (1811–1896)[4] – pochodzili ze wsi Meiethein położonej na Morawach. Rejon ten znajdował się na północ od Wiednia, a obecnie należy do Czech. Pierwotne nazwisko rodziny Lise brzmiało Meietheiner, co miało wyraźnie wskazywać na powiązanie rodziny ze wsią Meiethein. Nazwa ostatecznie uległa skróceniu do Meitheiner, następnie Meithner, a wreszcie Meitner[5].

Ojcem Lise był Philipp Meitner, pierwszy uznany żydowski prawnik w Wiedniu i znany mistrz szachowy. Urodził się w 1839 roku i dość szybko zaczął przejawiać zainteresowanie logiką. Cechowała go także bardzo dobra pamięć. W 1870 roku ukończył prawo na Politechnice Wiedeńskiej, a później mógł w wyniku reform cesarza swobodnie praktykować. Otto Robert Frisch (1904–1979), ulubiony siostrzeniec Lise Meitner, wspominał, że dziadek był również zapalonym szachistą i wolnomyślicielem z zainteresowaniami politycznymi[6]. Podczas studiów Philipp często grywał w szachy dla rozrywki i być może drobnych zarobków. W 1873 i 1882 roku brał udział w dwóch ważnych międzynarodowych turniejach szachowych, w których zajął odpowiednio siódme i czternaste miejsce. Warto zauważyć, że Meitner był kolegą ze studiów pierwszego oficjalnego mistrza świata w szachach Wilhelma Steinitza (1836–1900). To właśnie on wygrał oba turnieje i był niekwestionowanym mistrzem w latach 1886–1894.

Philipp był przystojnym niebieskookim blondynem, który słynął z życzliwości, dobroci i znacznego poczucia humoru. W wieku trzydziestu sześciu lat, 24 sierpnia 1875 roku, ożenił się z młodszą o czternaście lat Hedwig Skovran (1853–1924), piękną, ciemnowłosą kobietą z dużym poczuciem niezależności. I jej rodzice: Julie Skovran z domu Reinitz (1825–1909) i Bernhard (1821–1872)[7] byli Żydami. W Wiedniu znaleźli się w podobnych okolicznościach jak przodkowie Philippa. Ojciec Hedwig z obawy przed prześladowaniami Żydów wyemigrował z Rosji do Słowacji, a później, zachęcony reformami cesarza, przeniósł się z rodziną do Austrii.

Mimo znacznej różnicy wieku małżeństwo państwa Meitner było bardzo udane. On, wolnomyśliciel zaangażowany w życie polityczne Wiednia, organizował w domu mieszczącym się w dzielnicy Leopoldstadt przy ulicy 27 Kaiser-Joseph-Strasse spotkania pisarzy, szachistów i kolegów prawników. Ona, wspierając męża, żywo uczestniczyła w życiu i wydarzeniach, które przetaczały się przez ich dom. W szybkim czasie na świat przychodziły kolejne dzieci: w 1876 roku Gisela, w 1877 roku Augusta (zwana Gusti), w 1878 roku Elise (zwana Lise)[8], w 1880 roku Fritz (Moritz), w 1884 Frida, w 1888 roku Max, w 1889 roku Carola (Lola) i w 1891 Walter[9]. Gusti została znaną pianistką, poślubiła prawnika Justiniana Frischa. Z tego związku narodzi się ukochany siostrzeniec Lise – Otto Robert Frisch. Najstarszy z braci, Moritz, został uznanym inżynierem, Lola wyszła za psychiatrę i filozofa Rudolfa Allersa, a Frida została matematyczką i poślubiła Leo Frischauera. Najmłodszy z rodzeństwa, uwielbiany przez Lise Walter, wybrał chemię i ożenił się z Lotte Graf, która zasłynęła jako fotograf specjalizujący się w portretach znanych osób.

Otto Robert wspomina, że Lise była raczej zdominowana przez starsze siostry, musiała też troszczyć się o pięcioro młodszych dzieci i nie miała czasu na strojenie się i tym podobne rzeczy[10]. Dzieci były wychowywane w domu pełnym miłości, kultury, intelektu i muzyki, do której Hedwig namiętnie zachęcała kolejne pociechy. Po wielu latach Lise wspominała, że zarówno ona, jak i jej bracia i siostry dorastali otoczeni niezwykłą dobrocią rodziców i w niezwykłej atmosferze stymulującej intelekt[11]. Nic dziwnego, że wszystkie córki zyskały swobodę kształcenia i myślenia. Matka mówiła do Lise: Słuchaj mnie i ojca, ale myśl samodzielnie[12]. Było to niezwykle nowatorskie podejście wychowawcze, jeśli zważymy, że większość młodych panien była wychowywana na dobre i oddane żony.

Rodzina Lise dzięki praktyce ojca żyła w luksusie. Dzieci miały dostęp do książek, spędzały wakacje w górach, brały prywatne lekcje muzyki; nie tylko uczyły się grać na instrumentach muzycznych, ale także żywo uczestniczyły w muzycznym świecie Wiednia: chodziły na koncerty, do opery, czytały nuty, studiowały partytury. Szczególne zdolności muzyczne wykazywała starsza siostra Lise, Gusti, która w przyszłości została uznaną pianistką. Z kolei Lise z upodobaniem grywała na fortepianie i bardzo często gościła w operze. Otto Robert Frisch po latach napisał:

 

Muzyka jest dla mnie ważna od dzieciństwa. […] Gdy przyjechałem do Berlina, grałem na fortepianie z większym rozmachem niż umiejętnościami i lubiłem popisywać się scherzami Chopina, które tak naprawdę były zbyt trudne dla mnie. Lise Meitner stanowiła część mojej muzycznej edukacji, częściowo poprzez duety fortepianowe, które z nią grywałem. W rzeczywistości nie była zbyt dobrą pianistką i nigdy nie znalazła nikogo poza rodziną, kto wiedział, że w ogóle grywa. Nauczyła się jednak czytać nuty i razem powoli przechodziliśmy przez np. Septet Beethovena i inne utwory, które były melodyjne, a gdzie powolne ruchy były dość łatwe, na tyle że dawały nam prawdziwą przyjemność. Instrukcję „Allegro ma non tanto” tłumaczyła jako „Szybko, ale nie ciocia” [Tante po niemiecku oznacza ciocię]. Wprowadziła mnie też w życie koncertowe, to przez nią po raz pierwszy usłyszałem symfonie Brahmsa i wiele utworów z klasycznej muzyki kameralnej[13].

 

Jednak to matematyka i fizyka będą jej największą miłością życia. Frida wspominała, jak w wieku około ośmiu lat Lise chowała książkę do matematyki pod poduszką i czytała ją późno w nocy pod przykryciem. Intrygowało ją odbicie światła przez lustro, płonąca świeca czy rtęć w termometrze. Któregoś dnia zauważyła piękno opalizującej wody w kałuży z odrobiną oleju na powierzchni. To był czas, w którym nieświadomie, a być może podświadomie Lise zapragnęła poznać prawa i sekrety świata przyrody. Jako mała dziewczynka dowiedziała się od babci, że w szabat nie powinno się szyć, a niezastosowanie do odwiecznego prawa może spowodować, że zawali się niebo. W tym czasie Lise pracowała nad haftem i postanowiła sprawdzić wiarygodność słów babci. Umieściła igłę w hafcie i spojrzała w niebo, następnie zrobiła jeden ścieg i ponownie spojrzała w niebo. Ponieważ nic się nie stało, dziewczynka z zadowoleniem kontynuowała pracę. Tak narodził się w niej racjonalizm i sceptycyzm, które będą nieodzowne w jej naukowym życiu. Mimo tego Lise w swoim dorosłym życiu nie zrezygnowała z religii. W 1908 roku zmieniła wyznanie i została protestantką, podobnie zresztą jak Gisela i Lola, które przeszły na katolicyzm. Wydaje się, że siostry zmieniły wyznanie ze względu na dość restrykcyjne wymagania judaizmu, chociaż rodzina Lise nie była ortodoksyjna.

Dzieci państwa Meitner miały dostęp do edukacji, choć dziewczynki ze znaczną trudnością. Wydaje mi się jednak, że kształcenie dziewcząt w Wiedniu było bez porównania łatwiejsze niż w Warszawie. Kiedy Maria Skłodowska zdobywała wiedzę, musiała przezwyciężać niechęć do zaborcy i znienawidzonego języka rosyjskiego. Meitner uczyła się w rodzimym języku i nie była dyskryminowana ze względu na pochodzenie. Uczęszczała do publicznej dziewczęcej szkoły Mädchen-Burgerschule w Czerninplatz, którą ukończyła 15 lipca 1892 roku. Otrzymała certyfikat zakończenia nauki, tzw. Entlassungs-Zeugnis. Poznała arytmetykę, historię, geografię, rysunek, śpiew, język francuski (z którym radziła sobie wyjątkowo dobrze) i kobiece prace ręczne. Ogólnie jej zachowanie oceniono na zupełnie dobre, a wyniki w nauce na zadawalające. Może to świadczyć z kolei o dużej trudności i wymaganiach stawianych kształcącym się dziewczętom. Pomimo to zainteresowania naukowe Lise cały czas się rozwijały. Niestety w Austrii przez lata kobiety nie mogły zdobywać wyższego wykształcenia. Jeśli któryś z profesorów wyraził zgodę, aby kobieta została słuchaczką prowadzonych przez niego wykładów, to formalnie nic to nie zmieniało. Po zakończonym kursie kobiety nie dostawały dokumentów potwierdzających ich udział w studiach wyższych. Zresztą, aby mogły w nich uczestniczyć, musiały ukończyć gimnazjum i zdać maturę, a to było nie lada wyczynem. Tylko nieliczne kraje, jak Francja czy Szwajcaria (a później także konserwatywne Niemcy), były otwarte na kształcenie kobiet[14]. Prestiżowe uniwersytety Cambridge i Oxford umożliwiły studiowanie kobietom dopiero w 1920 roku.

Wśród wykształconych kobiet była żona Alberta Einsteina, Mileva Marič (1875–1948), która zdała maturę w 1890 roku z najlepszymi wynikami z matematyki i fizyki. Sześć lat później rozpoczęła studia medyczne w Zurychu, ale szybko przeniosła się na tamtejszą politechnikę, aby studiować na wydziale matematyczno-fizycznym[15]. Przez różne koleje losu studiów nigdy nie ukończyła. Maria Skłodowska-Curie (1867–1934) ukończyła gimnazjum w 1883 roku, a dopiero w 1891 roku rozpoczęła studia fizyczne i matematyczne na Sorbonie, które w przeciwieństwie do Marič ukończyła z sukcesem w 1894 roku. Nie umożliwiło jej to jednak znalezienia pracy w Warszawie czy Krakowie. W 1903 roku po przedłożeniu rozprawy „Badanie ciał radioaktywnych” uzyskała stopień doktora nauk fizycznych. Z kolei żona Fritza Habera, Clara Immerwahr (1870–1915) skończyła studia chemiczne na Uniwersytecie Wrocławskim (wtedy niemieckim) i tamże w 1900 roku uzyskała doktorat z chemii na podstawie pracy pt. „Przyczynki do określenia rozpuszczalności trudno rozpuszczalnych soli rtęci, miedzi, ołowiu, kadmu i cynku”[16]. Była pierwszą kobietą ze stopniem doktora na tym uniwersytecie. Profesor Danuta Sobczyńska uznała Marię, Milevę i Clarę za pionierki w zdobywaniu wykształcenia. Wszystkie one należały do pokolenia heroicznego, którego przedstawicielki musiały poświęcić sporo energii na zdobycie wyższego wykształcenia. Miały najtrudniej, pokonywały przeszkody i uprzedzenia, a jednocześnie przetarły szlak kolejnym zdolnym – Lise Meitner, Irène Joliot-Curie czy Idzie Noddack[17].

Talent Lise do matematyki był coraz bardziej widoczny, a pasja, z jaką śledziła w wiedeńskich gazetach odkrycia Madame Curie, wróżyła wielkie naukowe sukcesy. Niestety poświęcenie się nauce nie było takie proste. Pomimo że kariera Marii Curie zaczynała budzić światowe zainteresowanie, rola kobiety nadal była ograniczona do pomocy mężczyźnie. W 1903 roku, kiedy Henri Becquerel (1852–1908) samodzielnie odbierał Nagrodę Nobla, prezydent Szwedzkiej Akademii Nauk doktor H. R. Törnebladh był uprzejmy stwierdzić, że wielki sukces profesora i Madame Curie jest najlepszą ilustracją starego przysłowia […] zjednoczenie jest siłą. To pozwala nam spojrzeć na słowo Boga w zupełnie nowym świetle: «Nie jest dobrze, żeby mężczyzna był sam; uczynię mu zatem odpowiednią dla niego pomoc»[18]. Rola Marii Skłodowskiej-Curie została ograniczona do odpowiedniej pomocy. Nikt nie wspomniał wtedy, że to dzięki jej badaniom odkryto i wyizolowano polon i rad, że zaczęto badać promieniotwórczość, że Polka była już doktorem nauk fizycznych! Niestety niesprawiedliwy szowinizm Szwedzkiej Akademii Nauk ujawni się jeszcze nie raz.

Lise Meitner miała dopiero czternaście lat i mogła tylko marzyć o karierze naukowca. Była jednak pełna pasji i energii i aby nie poddać się obowiązującym konwenansom, wybrała kurs języka francuskiego. W ten sposób mogła być nauczycielką, otrzymywać wynagrodzenie i niezależność finansową. Uspokoiła tym samym ojca, który pragnął, żeby jego dzieci miały pewny zawód i zabezpieczoną przyszłość. Frisch wspomina, że Lise wcześnie zafascynowała się fizyką i zdecydowała się jej uczyć, ale ojciec postanowił, żeby zdobyła dyplom nauczycielki języka francuskiego, tak aby mogła zarabiać w razie konieczności[19]. Lise zaczęła wykorzystywać zdobyte umiejętności i uczyła młodsze dziewczęta. W ten sposób opłacała zaawansowane lekcje muzyki Gusti. Po latach, wracając pamięcią do młodości, wspominała: zpewnym zdumieniem uświadamiam sobie, jak wiele problemów wtedy istniało w życiu zwykłych młodych dziewcząt, które dziś wydają się prawie niewyobrażalne. Najtrudniejszym z nich była możliwość zdobycia normalnego wykształcenia[20]. W końcu w 1897 roku rząd austriacki umożliwił kobietom dostęp do studiowania nauk filozoficznych, a kilka lat później także i medycznych[21]. Był to bezsporny triumf ducha nauki nad uprzedzeniami. Była to też otwarta droga dla panien Meitner – Gisela rozpoczęła studia medyczne, a Lise z ukończonym kursem nauczycielskim rzuciła się na naukę z wielkim zapałem. Uczyła się łaciny, greki, logiki, historii, literatury niemieckiej, zoologii, botaniki, mineralogii i wreszcie ukochanej fizyki i matematyki. Do matury przystąpiła w lipcu 1900 roku w akademickim gimnazjum wiedeńskim, mając skończone dwadzieścia jeden lat. Zaledwie kilka lat wcześniej ludzkość poznała promienie X, elektron, promieniotwórczość, polon, rad i aktyn. Zaczynała też rodzić się teoria kwantów.

Egzamin maturalny zdały cztery z czternastu kobiet – w tym oczywiście Lise. Frisch we wspomnieniach napisał, że ciotka przygotowywała się do tak zwanej matury w ciągu dwóch lat bardzo intensywnej pracy, co zazwyczaj trwa osiem lat w szkole średniej. Bracia i siostry dokuczali jej: „Lise, oblejesz egzaminy, właśnie przeszłaś przez pokój, nie ucząc się”. Ale nie oblała egzaminów; była w rzeczywistości jedną z czterech dziewczyn, które spośród czternastu zdały egzamin[22]. Sama Meitner wspominała:

 

[…] Chociaż już we wczesnych latach wykazywałam bardzo wyraźne predyspozycje do matematyki i fizyki, nie rozpoczęłam studiów natychmiast. Było to częściowo spowodowane ideami, które były powszechnie akceptowane w odniesieniu do edukacji kobiet, i częściowo szczególnymi warunkami panujących w moim rodzinnym mieście, Wiedniu. Aby nadrobić tych kilka straconych lat, byłam wraz z dwiema innymi uczennicami prywatnie przygotowywana do matury przez dr. Arthura Szarvasy, który w tym czasie był wykładowcą na Uniwersytecie Wiedeńskim, a później został profesorem fizyki eksperymentalnej na Technische Hochschule w Brnie. Byłyśmy jednymi z czternastu dziewcząt, które wzięły udział w niełatwym egzaminie (tylko cztery z nas go przeszły) w szkole dla chłopców. Dr Szarvasy miał prawdziwy talent do przedstawiania matematyki i fizyki w niezwykle stymulujący sposób. Czasami udało mu się pokazać nam urządzenia w Instytucie Uniwersytetu Wiedeńskiego […][23].

 

Wybór studiów jednak nie okazał się taki oczywisty. Lise wspominała: już jako dzieckobyłammocnozainteresowanamatematyką i fizyką, ale gdydorastałam,rozwinęło się we mnie duże poczucieodpowiedzialności społecznej. Pomyślałam więc o studiowaniu medycyny, żeby być użyteczną dla społeczeństwa […]. Mój ojciec wyprowadził mnie z mojego błędnego osądu […][24]. Próg upragnionej Świątyni Wiedzy Lise przekroczyła 1 października 1901 roku. Profesor Sime podaje, że była mała iszczupła,zachowawcza, zpoważnymiciemnymi oczami, wyglądała młodziej niżnadwadzieścia trzy lata[25]. Podobnie jak kiedyś młoda Maria Skłodowska, tak i Lise Meitner rzuciła się w wir pracy. Interesowało ją wszystko, robiła też wszystko, żeby nadgonić stracony czas. Słowa Lwa Tołstoja: Czas jest przed nami i za nami, przy nas nigdy go nie ma wydają się idealnie trafiać w ten okres życia Fräulein Meitner. Bardzo szybko Lise zorientowała się, że woli fizykę od matematyki[26]. Po latach wspominała:

 

[…] W pierwszym semestrze studiowałam rachunek różniczkowy i całkowy pod kierunkiem profesora Gegenbauera. W drugim semestrze poprosił mnie, abym znalazła błąd w pracy włoskiego matematyka. Jednak potrzebowałam znacznej pomocy profesora, zanim znalazłam błąd, a kiedy uprzejmie mi zaproponował, że może chciałabym opublikować tę pracę samodzielnie, poczułam, że to nie jest uczciwe […]. Po tym incydencie było już dla mnie jasne, że chcę zostać fizykiem, a nie matematykiem[27].

 

Lise rozpoczęła swoją przygodę z fizyką pod okiem bliskiego przyjaciela Röntgena, profesora Franza Serafina Exnera (1849–1926), który prowadził wykłady dla studentów farmacji. Z początku wydawały się one Meitner zbyt łatwe, ale mimo to była pod wielkim urokiem pracowni fizyki. Sam instytut i pracownia były w fatalnym stanie technicznym. Często myślałam, że gdy wybuchnie pożar, to niewielu z nas przeżyje[28] – wspominała później Meitner. Jednak profesor Exner uczył fizyki z wielką pasją i zaangażowaniem, zwłaszcza fizyki eksperymentalnej[29]. Jako jeden z pierwszych zainteresował się promieniotwórczością. Dzięki staraniom Exnera władze Wiednia zdecydowały się przekazać Marii i Piotrowi Curie bezcenną tonę ziemi zawierającą poszukiwane przez małżonków Curie nowe pierwiastki – rad i polon. Wydaje się, że to właśnie kursy prowadzone przez Exnera były tymi, które w znaczny sposób ukształtowały naukową osobowość Lise Meitner. Każdy pamięta pierwszego pasjonata zarażającego młodych ludzi wrażliwością na piękno świata. Wprawdzie to późniejsi profesorowie ukształtowali młodą uczoną, ale zajęcia z profesorem Exnerem w dużym stopniu obudziły wrażliwość Lise na piękno fizycznego świata.

Jeśli pierwszy rok studiów był dla Meitner odkryciem, to drugi zdecydowanie cudem. Poznawała każdy dział fizyki: od elektryczności i magnetyzmu, przez akustykę i optykę, do termodynamiki i kinetycznej teorii gazów. A wszystko to za sprawą sławy ówczesnej fizyki teoretycznej – Ludwiga Boltzmanna. Ten jeden z najznakomitszych fizyków wszech czasów urodził się w 1844 roku w Wiedniu. Jego kariera akademicka była bardzo szybka i owocna: w wieku dwudziestu dwóch lat uzyskał doktorat na podstawie rozprawy o kinetycznej teorii gazów, w wieku dwudziestu pięciu lat został profesorem w Grazu. Wykładał fizykę teoretyczną i eksperymentalną oraz matematykę w Lipsku, Wiedniu i Monachium. Był niskim, krępym mężczyzną z bujnymi kręconymi włosami i gęstą brodą. W młodości czytał bardzo dużo książek przy słabym świetle świecy, przez co nabawił się sporej wady wzroku. Jego wygląd i skupione spojrzenie zza grubych okularów sprawiały wrażenie, że jest gotowy do szarży i niezbyt obecny. Poza fizyką miał jeszcze dwie pasje – muzykę i dobre jedzenie. Mawiał: kiedy piję piwo, to ginie gdzieś moja świetna zdolność zapamiętywania liczb i nie potrafię policzyćwypijanych kufli piw[30]. Jak podaje profesor Wróblewski, Boltzmanna cechowało niezwykłe oderwanie od rzeczywistości. Potrafił pójść na spacer ze swoim synkiem siedzącym w wózku, zatopić się w myślach i wrócić do domu bez dziecka. Na szczęście okoliczni mieszkańcy znali ekstrawaganckiego profesora i zawsze odprowadzali wózek do domu[31]. Boltzmann cierpiał na cyklofrenię, jak sam twierdził, bardzo łatwo zmieniał nastrój z wesołego na melancholijny. Pomimo wszystko był doskonałym wykładowcą. Meitner wspominała, że jego wykłady były najpiękniejsze i stymulujące, […] a on sam był tak entuzjastycznie nastawiony do wszystkiego, czegonas uczył, że każdy wykład pozostawał w nas poczucie zupełnie nowego, wspaniałego i objawionego świata[32]. W odczuciu uczonej Boltzmanna charakteryzowała czysta dusza, twierdziła, że był pełen dobroci serca, idealizmu i szacunku dla cudu naturalnego porządku rzeczy[33]. Wpływ tak wybitnej indywidualności na młodą osobę był bez wątpienia wyjątkowy i bezsporny. Sądzę, że Boltzmann był nie tylko przewodnikiem Meitner po świecie nauki, ale nade wszystko jej naukowym ojcem. Jego prace niestety nie były akceptowane przez wielu fizyków. Zwłaszcza ostro krytykowano jego postawę wobec teorii atomistycznej, której był gorącym zwolennikiem. Szczególnie agresywnie atakowali go przedstawiciele tzw. energetyzmu – Wilhelm Ostwald (1853–1932) i Ernest Mach (1838–1916). Uczeni ci dowodzili, że fizyka powinna badać wielkości, które można wyznaczyć za pomocą pomiarów eksperymentalnych. Według ich myślenia nie można było zajmować się wymyślonymi obiektami mikroskopowymi, których nie można zobaczyć. Max Planck (1858–1947) wspominał: było dla mnie oczywiste, że Boltzmann ostatecznie zwycięży w walce z Ostwaldem i innymi energetykami. Jednak twierdził także, iż nowa prawda naukowa zazwyczaj nie zdobywa sobie uznania w ten sposób, że jej przeciwnicy zostają przekonani i deklarują się jako jej zwolennicy, lecz raczej dzięki temu, że przeciwnicy stopniowo wymierają, a dorastające pokolenie z prawdą tą się oswaja[34]. Niestety zdarza się, że i zwolennicy umierają…

Ostwald poddał się dopiero w 1908 roku, przytłoczony dowodami eksperymentalnymi dostarczonymi przez czołowych badaczy atomu. To dzięki pracom Marii Curie, Rutherforda, Hahna i Meitner przyznał, że pozyskane przez nich wyniki uprawniają nawet ostrożnego uczonego do uznania, iż atomowa budowa przestrzeni wypełnionej materią została wykazana doświadczalnie[35]. Wielu uczonych nie przekonywało odkrycie radioaktywności w 1896, elektronu w 1897 czy nawet wyizolowanie polonu i radu w 1898 roku. Wybitny Mendelejew (1834–1907) twierdził, że atomy tworzące pierwiastki są niepodzielne i nie podlegają przeobrażeniom[36]. W 1902 roku udał się w długą podróż do laboratorium państwa Curie w Paryżu, aby przekonać siebie i innych badaczy, że promieniotwórczość nazywana przez niego „duchem materii”[37] nie istnieje! Po tym wydarzeniu Boltzmann, wielki fizyk i wielki człowiek, twórca kinetycznej teorii gazów, autor twierdzenia H i interpretacji drugiej zasady termodynamiki, odebrał sobie życie w 1906 roku[38].

Wpływ, jaki Ludwig Boltzmann wywarł na ówczesną, a także całą nowożytną fizykę, był bardzo długo odczuwalny. Uczony miał nieodzowne znaczenie dla twórczej pracy wielu naukowców, którzy nie mieli okazji poznać go osobiście. Erwin Schrödinger (1887–1961), austriacki fizyk teoretyczny, jeden z ojców mechaniki kwantowej, rozpoczął studia w roku śmierci Boltzmanna, nie miał więc okazji spotkać go osobiście. Jednak po latach we wspomnieniach napisał:

 

Wkrótce po tym, jak wstąpiłem na Uniwersytet Wiedeński, jedyny, na którym kiedykolwiek studiowałem, słynny Ludwig Boltzmann zakończył tragicznie swe życie w Duino. Do dziś pamiętam jasne, ścisłe, a zarazem entuzjastyczne słowa Fritza Hasenöhrla, w których opisywał nam dzieło tego wielkiego fizyka. Jesienią 1907 roku, jako jego uczeń i następca, bez żadnej pompy i uroczystości wygłosił swój inauguracyjny wykład w prymitywnym audytorium w budynku przy starej Türkenstrasse. Wykład ten wywarł na mnie ogromne wrażenie: niczyje podejście do fizyki – nawet Plancka i Einsteina – nie wydawało mi się nigdy tak ważne jak Boltzmanna. Nota bene, wczesne prace Einsteina sprzed 1905 roku również świadczą o jego fascynacji osiągnięciami Boltzmanna[39].

 

Ostatnimi czasypochłaniam pisma Boltzmanna o kinetycznej teorii gazów – pisał w 1901 roku Albert Einstein do przyjaciela[40]. Boltzmann umiał zarazić pasją do nauki, wydaje się, że umiał także wyłapywać talenty wśród swoich studentów. Często po zajęciach wybranych zapraszał do domu, gdzie rozmawiał z nimi i dawał popis wspaniałej gry na pianinie. Co jednak najważniejsze, był entuzjastycznie nastawiony do studiowania kobiet. Nie utrudniał im zdobywania wiedzy, a wręcz przeciwnie: zachęcał i ofiarowywał swoją pomoc. Myślę, że był spełnieniem marzeń Lise Meitner, która bez trudu i przeszkód mogła zagłębiać tajniki fizyki. Jej siostrzeniec Otto Robert Frisch po latach wspominał, że Boltzmann dał ciotce wizję fizyki, która walczy o prawdę ostateczną, wizję, której nigdy nie straciła[41]. To właśnie pod wpływem wykładów Boltzmanna Meitner mocno zaangażowała się w fizykę eksperymentalną i w 1905 roku zaczęła poważnie myśleć o doktoracie. Jako promotora rozprawy doktorskiej wybrała profesora Franza Exnera, gdyż Boltzmann w tym czasie przebywał w Kalifornii, a poza tym zajmował się raczej fizyką teoretyczną. Meitner zaś pragnęła fizyki eksperymentalnej, pragnęła osiągnięć na miarę Madame Curie. Należy pamiętać, że Maria Curie była ikoną fizyki i chemii, była znana z pionierskich prac nad radioaktywnością. Dla Meitner uznanie przyjdzie znacznie później. Pozostawi jednak swój kamień milowy w badaniach nad radioaktywnością, odkryje nowy pierwiastek promieniotwórczy, protaktyn, i w latach dwudziestych ubiegłego stulecia dorówna swą naukową rangą Marii. Znamienne jest, że obie damy nauki przyszły na świat tego samego dnia… Po latach Meitner wspomni swojego pierwszego mistrza:

 

Nie mogę powiedzieć, że mam bardzo żywe wspomnienie jego [Exnera] wykładów z fizyki doświadczalnej. Odbywały się one prawie bez doświadczeń między godziną dwunastą a trzynastą, kiedy większość studentów była już bardzo zmęczona. Czasami bałam się, że spadnę z krzesła[42].

 

Tematem badań rozprawy Lise był wzór Maxwella, który odnosił się do przewodzenia elektryczności i ciepła w niejednorodnych substancjach stałych. Wyniki pracy zostały opublikowane pod tytułem „Przewodzenie ciepła w niejednorodnych ciałach stałych” i przedstawione na posiedzeniu Wiedeńskiego Instytutu Fizyki. Egzaminy ustne Meitner złożyła z wyróżnieniem w grudniu 1905 roku przed profesorami Exnerem i Boltzmannem, a stopień doktora otrzymała 1 lutego 1906 roku. Była drugą kobietą doktorem w pięciusetletniej tradycji uniwersytetu. Miała skończone dwadzieścia osiem lat. W tym samym czasie na prośbę byłego doktoranta Boltzmanna, Paula Ehrenfesta (1880–1933), zwróciła uwagę na pracę z optyki, którą opisał Lord Rayleigh (1842–1919), a która nadal nie została wyjaśniona. Meitner nie tylko prawidłowo ją zinterpretowała, ale przewidziała także jej pewne konsekwencje. Udowodniła, że potrafi samodzielnie pracować naukowo. Był to też moment zwrotny w jej przyszłej karierze naukowej, gdyż poznała promieniotwórczość i Maxa Plancka.

5 września 1906 roku podczas wakacji we Włoszech Boltzmann popełnił samobójstwo. Był to wielki cios dla wszystkich jego studentów i przyjaciół, a także całej intelektualnej społeczności Austrii. Jego tymczasowym zastępcą został Stefan Meyer (1872–1949), który miał już określoną pozycję naukową i zaczynał wprowadzać badanie promieniotwórczości na akademickie salony Wiednia. Meyer wykazał między innymi, że promieniowanie alfa wysyłane przez polon odchylało się w silnym polu magnetycznym w kierunku bieguna ujemnego. Promieniotwórczość była młodą, ale bardzo szybko rozwijającą się dziedziną nauki z pogranicza fizyki i chemii. Od jej odkrycia przez Antoine’a Henriego Becquerela minęło dopiero dziesięć lat. Poza promieniotwórczymi pierwiastkami, takimi jak uran i tor, zaczęły pojawiać się kolejne, nowe kamienie milowe nauki. W 1898 roku Maria Skłodowska-Curie i jej mąż Piotr (1859–1906) odkryli rad i polon, a w 1899 roku André Debierne (1874–1949) wyizolował aktyn[43]. W kolejnych latach liczba odkrytych pierwiastków promieniotwórczych wzrosła do około dwudziestu. Oczywiście nie wszystkie stanowiły odrębne pierwiastki, większość z nich to tak zwane izotopy, ale w 1906 roku to pojęcie jeszcze nie istniało. Do nauki wprowadził je dopiero siedem lat później Frederick Soddy (1877–1956). Przez cały ten czas nowe pierwiastki będą wprowadzały zamieszanie w układzie okresowym i głowach naukowców. Irène Joliot-Curie w książce poświęconej pierwiastkom promieniotwórczym relacjonowała:

 

Doktor Lise Meitner w palmiarni, Wiedeń, 1906.

 

Stosując wprowadzoną przez Piotra i Marię Curie nową metodę analizy chemicznej, Debierne odkrył w roku 1899 aktyn, Hahn w roku 1905 – radiotor i mezotor, Boltwood w roku 1907 – jon[44]. Protaktyn odkryli w roku 1918 jednocześnie Hahn i Meitner oraz Soddy i Cranston; A. v. Grosso otrzymał czysty protaktyn i oznaczył jego ciężar atomowy. Prace z dziedziny radiochemii prowadzono głównie w laboratoriach Piotra i Marii Curie we Francji, Hahna i Meitner w Niemczech, Soddy’ego w Anglii, Meyera w Austrii[45].

 

Stefan Meyer był o sześć lat starszy od Meitner i prezentował się doskonale: nosił elegancko skrojony garnitur, miał duże, ciemne oczy, był gładko uczesany i miał bardzo dobrze wypomadowany i podwinięty na pruską modę wąs. Cenił intelekt kobiet i był niezwykle szarmancki. Elizabeth Rona (1890–1981)[46], jedna z współpracownic Meyera, wspominała: atmosfera w instytucie była bardzo przyjemna. Wszyscy tworzyliśmy rodzinę. Każdy brał udział w badaniach innych, oferując pomoc w eksperymentach […]. Narodziły się tam trwałe przyjaźnie[47]. Meyer bez wahania zaproponował Meitner, aby zmierzyła absorpcję wysyłanego przez aktywne źródła toru i aktynu promieniowania alfa i beta przez folię wykonaną z różnych metali. Młoda pani doktor przestudiowała literaturę z zakresu promieniotwórczości, przeprowadziła pierwsze badania i w ten sposób na zawsze wkroczyła w dziedzinę, którą kilka lat wcześniej zaczęła tworzyć Maria Skłodowska-Curie. We wspomnieniach pisała:

 

Dzięki Stefanowi Meyerowi, który przejął tymczasowo [kierownictwo w instytucie] po śmierci Boltzmanna, poznałam nową dziedzinę – radioaktywność, chociaż nigdy na pewno nie miałam zamiaru specjalizować się w niej. Początkowo moje myśli biegły bardziej w kierunku fizyki ogólnej[48].

 

Wpływ Meyera na karierę naukową Lise Meitner był jednoznaczny – to dzięki niemu, jego sposobowi pracy, jego tworzeniu nauki i badaniu radioaktywności uczona stała się gwiazdą na firmamencie fizyki jądrowej. W 1949 roku, będąc uznaną fizyczką, wspominała:

 

Zapewne jego kierunek pracy wpłynął także na mój […], ze względu na radość, którą dała mi na nowo możliwość śledzenia […] rozwoju radioaktywności w ciągu mojego życia, wciąż za ten udział jestem pełna wdzięczności [dla Meyera][49].

 

Meitner nurtowały pytania, które pozostawały bez odpowiedzi: czy promienie alfa są wchłaniane przez materię, czy może rozpraszane, jaki jest ich tor ruchu? Jej pierwsze prace z tego okresu: „Absorpcja promieni alfa i beta”oraz „Rozpraszanie promieni alfa”[50] były wyznacznikiem ścieżki, która później wskazała drogę Ernestowi Rutherfordowi (1871–1937) do odkrycia jądra atomowego…

Uczona wiedziała jednak, że w Austrii kobieta naukowiec jest rzadkością, wiedziała także, że najprawdopodobniej nie otrzyma stanowiska asystentki w żadnym laboratorium. Znalazła więc posadę nauczycielki, którą piastowała w ciągu dnia, a wieczorami wracała do instytutu. Zachęcona sukcesami, pełna zapału, ale jednocześnie przezorna i ostrożna, napisała do Madame Curie list, w którym zgłaszała chęć odbycia stażu w laboratorium znanej badaczki[51]. Lise była od dawna zafascynowana badaniami Marii i nigdy nie ukrywała, że to właśnie Maria w dużej mierze była jej wzorem i inspiracją do wyboru studiów. Wyobraźmy sobie wielkie rozgoryczenie, kiedy pani Curie odrzuciła podanie Meitner. Ruth Lewin Sime uważa, że negatywna odpowiedź była spowodowana złą kondycją psychiczną uczonej i wiązała się z niedawną śmiercią Piotra w wypadku ulicznym, 19 kwietnia 1906 roku. Stan psychiczny pani Curie się załamał, Maria wydawała się na wiele spraw obojętna, nie interesowała się w tym czasie tak intensywnie badaniami[52]. Później Meitner przyznała, że w Wiedniu nauczyła się więcej, niż mogłaby nauczyć się w Paryżu. Według opinii Barbary Goldsmith uczona wyrażała opinię, iż skoro Irène była „księżniczką” instytutu, to jej matka nie chciała żadnych innych „zdolnych umysłów”[53]. Jednakże Ruth Lewin Sime podsumowuje, że Lise zawsze i bez wątpliwości uznawała Marię Skłodowską-Curie za doskonałego eksperymentatora[54]. Początkowo chciałam pojechać do niej; na szczęście napisała do mnie. Nauczyło mnie to być dużo bardziej zdeterminowaną. Jej książka jest napisana bardziej z chemicznego punktu widzenia niż z fizycznego – wspominała po latach Lise[55]. Później Lise Meitner jako uznana uczona spotykała Marię Curie na wielu konferencjach, ale nigdy nie nawiązały bliższego kontaktu[56]