他是一位活跃于上个世纪的物理学家，在核科学、天文学等领域均有杰出的成就；他是一位不畏强权、敢于斗争的勇士， 即使处在险恶环境中也不失正义和幽默感。然而，很多人对他了解不多，甚至没有听说过他的名字——弗里茨•豪特曼斯（Fritz Houtermans）。

撰文 | 李研

编辑 | 金庄维

弗里茨•豪特曼斯是德国著名的核物理学家和地球化学家。他的著名不仅仅在于杰出的学术贡献，还因为他的传奇经历和十足的幽默感。

1/4犹太血统

豪特曼斯于1903年出生在当时德国的但泽市（现位于波兰的格但斯克），一个富裕的知识分子的家庭。父亲在一家大银行的支行任董事长，母亲是维也纳大学第一个化学博士，她兴趣广泛、思想前卫，毕业后留校任教。豪特曼斯3岁时来到维也纳，作为独子，自然倍受双亲的关爱。尤其在母亲的影响与悉心教导下，年幼的豪特曼斯受到了浓郁的科学与文学氛围的熏陶。豪特曼斯8岁时开始对星空和矿石着迷，特别爱好去野外收集各种各样的石头标本。随后，他对数学和历史也产生了浓厚兴趣，并显现出出众的才华和令人捧腹的幽默感。

豪特曼斯的外婆是犹太人，所以他有1/4犹太血统。希特勒时代，达到3/4犹太血统的人，就会被认为是犹太人，有被抓入集中营、甚至处死的危险。即使是像豪特曼斯这样的人，心头通常也有可怕的思想包袱。但豪特曼斯不仅不刻意隐瞒，反而为拥有犹太血统而自豪，他幽默地说：“当你们的祖先还生活在森林里的时候，我的祖先已经在制造假支票了！”

早期研究生涯

1921年，18岁的豪特曼斯考入哥廷根大学攻读物理学专业，从此开始了他的学术研究生涯。他的研究起始于光学领域的实验，师从1925年诺贝尔物理学奖的获得者詹姆斯•弗兰克（James Franck）。他以《水银柱的荧光反应》的论文，在1928年获得哥廷根大学的博士学位。

豪特曼斯在英国工作期间，曾经想用实验论证爱因斯坦的一个假说。这个假说，实际上是日后激光发现的理论依据。可惜当时实验室里一台昂贵的变压器被烧毁了，而公司老板又不愿意再花钱购买新的，于是豪特曼斯丧失了完成这样一个重要实验的机会，否则激光的发现或许会提早20多年。据说，豪特曼斯做实验时，喜欢给实验仪器送上一朵玫瑰——为了仪器能正常工作、不出岔子。因此，对于豪特曼斯未能完成激光实验的遗憾，著名物理学家弗里施（O. R. Frisch）曾风趣地评论道：“他可能是忘了给变压器送玫瑰花了。”

（图源：harveybialy.org）

相比光学领域，豪特曼斯在理论物理、特别是核物理领域的贡献更为重要。 在柏林，豪特曼斯十分幸运地与英国天文学家阿特金森（R. Atkinson）相遇。1929年，阿特金森和豪特曼斯共同发表了有关重核元素α衰变的理论研究，他们的理论与铀、镭元素衰变实验的结果吻合良好。

与此同时，一个新问题引起了豪特曼斯的兴趣——是什么让恒星能够持久地燃烧发光？阿特金森和豪特曼斯提出，恒星内部的高温可以使原子失去外围电子，聚变成为新的元素。这种反应释放的能量使得恒星能够长期燃烧。他们将这一思想整理为论文，并配上一个颇为抓眼球的题目《怎样用势锅来煮氮核？》，寄给了《物理杂志》。这篇文章最终被接收发表，只是题目被编辑改得中规中矩：《恒星中元素合成的可能性问题》。当时又有谁能想到，这两个年轻人的见解，为日后研发威力巨大的氢弹奠定了理论基础，深刻地改变了我们的世界。

写完论文的当晚，豪特曼斯携女友夏洛特（Charlott）散步。仰望天空时，夏洛特感慨道：“闪耀的繁星是多么美呀”，而豪特曼斯得意地回应说：“是的，在此刻我是世界上唯一知道它们为什么会发光的人。”

据豪特曼斯回忆，这句话当时并没有触动到夏洛特。不过令人欣慰的是，这位可爱的女伴最终在1931成为了他的第一任夫人。在一次学术会议的旅行中，两人在黑海边的巴统市完成了婚礼。被誉为“物理学的良知”的沃尔夫冈•泡利（Wolfgang E.Pauli）是这场婚礼的见证人之一。

豪特曼斯和他的第一任妻子夏洛特以及他们女儿乔凡娜（Giovanna），摄于1932年柏林。（图源：参考资料2）

战争时期

1929年开始的世界经济危机，让越来越多的德国人把纳粹党视为解决德国社会主要问题、实现民族强盛的希望。希特勒在1932年的选举中大胜，更使整个德国陷入了充满血腥味的白色恐怖之中。豪特曼斯有四分之一的犹太血统，同时还是一名德国本土的共产党员。双重压力使得豪特曼斯决心移民国外。尽管遭到沃尔夫冈•泡利的极力反对，豪特曼斯在英国工作短暂时间后，还是接受儿时好友Alexander Weissberg（Soviet Journal of Physics创刊人）的邀请，于1934 年12月来到了他向往的苏联。

在苏联期间，豪特曼斯一直在位于乌克兰哈尔科夫的物理技术研究所工作。在这个国立物理中心，豪特曼斯以自己的才干和幽默，结交了不少才华横溢的前苏联科学家。虽然他从德国移民而来，也仍受到研究所大多数人的尊重与喜爱。凝聚态物理学的奠基人列夫•朗道（L.  D. Landau）常对自己的助手说：“如果你们在核物理方面有什么问题，就去问豪特曼斯。”

尽管受到食物短缺的困扰，豪特曼斯依然认为这是一段值得怀念的好时光。然而好景不长，到了1937 年，这种宽松自由的研究环境即被斯大林发起“大清洗” 运动彻底破坏。这种恐怖运动越演越烈，研究所里人人自危。当豪特曼斯发现，之前发表的论文中自己的名字被抹去的时候，他预感即将大祸临头。1937年11月17日，豪特曼斯申请到移居英国的签证，然而29日，苏联政府竟发布了他的逮捕令。随后，豪特曼斯在莫斯科机场被逮捕。幸亏他的妻子和孩子没有与他同行，她们后来安全逃离苏联。

豪特曼斯在苏联监狱里遭到不分昼夜的审问，他的许多狱友劝告他做假的口供，以避免自己受到更多伤害。在非人的严刑拷打下，豪特曼斯学会了为生存而“合作”。然而，他的“招供”并没有牵连任何研究所里的无辜同事，反而充满了幽默感。他胡诌了一个惊人的故事，承认自己是德国间谍，而且声称自己发明了一个仪器，能够测定苏联飞机的速度。实际上，任何有专业知识的人都能识破他画的虚假仪器图。另外，他还招供自己将情报送给了德国大使馆的两位军官，并说出了这两位军官的具体姓名，但实际上这两个人是与拿破仑作战时期的德国将军。豪特曼斯事后回忆，他当时希望后人能通过这些荒诞不经的“招供”，理解他的清白。

NKWD（苏联秘密警察）档案中的豪特曼斯照片（图源：参考资料2）

后来，因为1939年《苏德互不侵犯条约》的签署，豪特曼斯得以在交换战俘时被送回德国，但立刻又被关进了德国的集中营。多亏德国物理学家马克斯•冯•劳厄（Max von Laue） 为他奔走求情，豪特曼斯才最终获得解救，并在柏林郊外的一间实验室从事铀的研究。1941年8月，霍特曼斯已经独立得出制造一颗核炸弹所需要的基本概念，并准确预言了超铀元素（原子序数在92以上的重元素）可以取代铀235，成为当时技术条件下更易获取的核弹原料。

他写成了一份长达39页的报告，题为《关于释放出链式反应的问题》。只是这个报告是供自己研究思考用的，因此被藏于密室而不示于人。在当时的德国，公开罢工是极危险的，但他在胆量允许的范围内尽量不把自己知道的重要东西说出来。豪特曼斯事后回忆说：“凡是正派的人，只要一接触这种独裁制度，都会产生叛国的勇气。”除了豪特曼斯，当时至少还有10位德国著名物理学家，也在避免与希特勒的战争机器合作，或者只是伪装合作。这无疑帮助美国在原子弹研发项目上占尽先机。

即使在战争时期，豪特曼斯的幽默感也没有掉线。 1945年初，当纳粹德国面临毁灭之际，烟草供应严重不足。而豪特曼斯的烟瘾十足，难以忍受。于是他灵机一动，想出了一个鬼点子，他向德累斯顿的一家烟草公司写信表示，为了制造原子弹，他可以从一种马其顿烟叶里提炼出重水。结果，他真的弄到了一大袋的烟叶。

纪念

第二次世界大战结束后，豪特曼斯在哥廷根大学任教。 1952 年，他受聘到瑞士伯尔尼大学。由于豪特曼斯的不懈努力，他最终将名不见经传的伯尔尼大学物理系，办成了当时在世界上颇有声望的物理学研究中心。他在这里一直工作到1966年因肺癌去世，享年63岁。 

在那个天才辈出，群雄并起的物理学史上的辉煌年代，早逝的豪特曼斯仍然是夜空中最耀眼的几颗巨星之一。为纪念他在核科学、天文学等领域的杰出贡献，欧洲地球化学学会设立了豪特曼斯奖，每年在世界范围内颁发给一位在地球化学领域取得突出研究成果的青年科学家。这也是国际地球化学界授予青年科学家的最高级别奖项之一。 2014年，因在“应用同位素异常来研究太阳系形成”方向上取得的突出成就，中国科技大学空间科学学院教授秦礼萍获此殊荣。

参考资料

[1] Iosif B. Khriplovich, The Eventful Life of Fritz Houtermans, Physics Today, 1992, 45, 29.

[2] Edoardo Amaldi, The Adventurous Life of Friedrich Georg Houtermans, (Physicist-Springer, 2013)

[3] 程民治、朱爱国, 豪特曼斯：极富正义感而又幽默风趣的核物理学家,《现代物理知识》 2011, 6, 52.

[4] Richard Rhodes , The Making of the Atomic Bomb (Simon and Schuster, 1986)

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Fritz_Houtermans

文章头图及封面图片来源：cool-posting.blogspot.com

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