Chương 12 Những nguyên tố chính trị

Tâm trí và bộ não con người là những cấu trúc phức tạp nhất từng được biết đến. Chúng thôi thúc ta bằng những ham muốn mạnh mẽ, phức tạp và thường là mâu thuẫn nhau. Ngay cả một thứ chặt chẽ và thuần túy khoa học như bảng tuần hoàn cũng phản ánh những ham muốn đó. Xét cho cùng thì nó được chính những người phàm dễ mắc sai lầm tạo ra. Hơn thế nữa, bảng tuần hoàn là nơi gặp nhau của quy tắc và bất quy tắc: nơi khát khao hiểu được vũ trụ (khả năng cao quý nhất của nhân loại) tương tác với vật chất tạo nên thế giới (nơi thể hiện những đam mê đầy thiếu sót và hạn chế của con người). Bảng tuần hoàn thể hiện sự thất vọng và thất bại trong mọi lĩnh vực của nhân loại: kinh tế, tâm lý học, nghệ thuật và chính trị (như câu chuyện về di sản của Gandhi và thử nghiệm muối iốt đã chứng minh). Bên cạnh khoa học, các nguyên tố hóa học cũng có vị trí trong lịch sử xã hội.

Lịch sử đó thể hiện rõ nhất ở châu Âu, tại một đất nước cũng là con tốt thí cho các đế quốc giống Ấn Độ của Gandhi. Như một tấm phông sân khấu rẻ tiền, Ba Lan từng được gọi là “quốc gia bị đẩy qua đẩy lại” mỗi lần nó xuất hiện trên trường quốc tế. Các đế chế xung quanh Ba Lan là Nga, Áo, Hungary, Phổ và Đức sau này từ lâu đã phát động chiến tranh trên vùng đất bằng phẳng, trơ trọi này, và lần lượt khắc dấu ấn lên “Sân chơi của Chúa”. Nếu chọn ngẫu nhiên một bản đồ từ bất kỳ năm nào trong năm vòng thế kỷ trở lại đây, bạn gần như có thể chắc chắn rằng lãnh thổ Polska (Ba Lan) sẽ bị thiếu.

Thật vậy, Ba Lan không tồn tại vào thời điểm Maria Skłodowska – một trong những người Ba Lan lừng lẫy nhất – sinh ra ở Warsaw vào năm 1867, cũng là lúc Mendeleev đang xây dựng bảng tuần hoàn vĩ đại của ông. Nga đã chiếm Warsaw bốn năm trước đó, sau một cuộc nổi dậy đòi độc lập thất bại (như bao cuộc nổi dậy khác) của người Ba Lan. Nước Nga dưới thời Sa Hoàng có quan điểm lạc hậu về việc giáo dục phụ nữ, nên Maria được cha mình dạy dỗ. Bà đã thể hiện năng khiếu khoa học ngay từ thời niên thiếu, nhưng cũng tham gia các nhóm chính trị gai góc và khát khao giành độc lập. Sau khi tham gia biểu tình phản đối nhà cầm quyền thường xuyên, Maria nhận ra tốt hơn hết là chuyển đến một trung tâm văn hóa lớn khác của Ba Lan là Krakow (lúc ấy – thật buồn thay – là thuộc Áo). Ngay cả ở đó, bà cũng không có được điều kiện học tập bộ môn khoa học bằng đam mê. Cuối cùng bà chuyển đến Đại học Sorbonne ở Paris xa xôi. Bà dự định trở về quê hương sau khi lấy bằng tiến sĩ, nhưng đã đem lòng yêu Pierre Curie và ở lại Pháp.

Vào những năm 1890, Marie và Pierre Curie đã bắt đầu quá trình hợp tác có lẽ là thành công nhất lịch sử khoa học. Phóng xạ là lĩnh vực mới tuyệt vời nhất thời đó, và Marie nghiên cứu về urani (nguyên tố tự nhiên nặng nhất), cung cấp một cái nhìn sơ khai quan trọng: tính chất hóa học của nó tách biệt với tính chất vật lý. Urani tinh khiết cũng phóng xạ mạnh như urani trong khoáng vật vì liên kết giữa nguyên tử urani và các nguyên tử xung quanh (tính chất hóa học) không ảnh hưởng đến khả năng và thời điểm phóng xạ (tính chất vật lý) của hạt nhân urani. Các nhà khoa học không còn phải kiểm tra hàng triệu chất và nhàm chán đo độ phóng xạ của từng loại (như họ phải làm để tìm ra các điểm nóng chảy chẳng hạn) nữa. Họ chỉ còn cần nghiên cứu hơn 90 nguyên tố trên bảng tuần hoàn. Điều này đã tinh gọn lĩnh vực, dọn sạch “mạng nhện” và để lộ các trụ cột của bảng tuần hoàn. Vợ chồng Curie đã cùng nhận giải Nobel Vật lý năm 1903 cho khám phá này.

Trong thời gian này, cuộc sống của Marie ở Paris khá êm đềm và bà đã sinh con gái Irène vào năm 1897. Nhưng bà chưa bao giờ quên mình là người Ba Lan. Marie là một trong những điển hình đầu tiên của cộng đồng các nhà khoa học tị nạn mọc lên như nấm sau mưa trong suốt thế kỷ 20. Giống như bất kỳ hoạt động nào của con người, khoa học luôn ngập tràn chính trị: những lời đàm tiếu sau lưng, đố kỵ và nhỏ mọn. Bất kỳ lát cắt chính trị nào của giới khoa học cũng sẽ thể hiện những điều này. Tuy nhiên, thế kỷ 20 lại chứa đựng những ví dụ lịch sử rõ ràng nhất (nghĩa là kinh khủng nhất) về tác động của các cường quốc làm méo mó khoa học. Chính trị đã hủy hoại sự nghiệp của hai nhà khoa học nữ có lẽ là vĩ đại nhất từ trước đến nay; và những nỗ lực xây dựng lại bảng tuần hoàn thuần túy còn làm rạn nứt mối quan hệ giữa hóa học và vật lý. Trên hết, chính trị đã chỉ rõ cái dại của các nhà khoa học khi vùi đầu trong phòng thí nghiệm và hy vọng thế giới cũng sẽ tự giải quyết vấn đề gọn gẽ như phương trình họ giải.

Không lâu sau giải Nobel, Marie đã thực hiện một khám phá nền tảng khác. Trong quá trình tinh chế urani, bà nhận thấy “chất thải” mà mình bỏ đi không hiểu sao lại có lượng phóng xạ cao hơn urani tới 300 lần. Kỳ vọng vào một nguyên tố chưa xác định trong loại chất thải này, bà và chồng đã thuê một nhà kho từng được sử dụng để giải phẫu tử thi và đun sôi hàng ngàn cân uraninit (một loại quặng urani) trong vạc, khuấy nó bằng “một thanh sắt to cỡ người tôi” – như bà từng kể – chỉ để thu được vài gram dư lượng mà nghiên cứu. Công việc tẻ ngắt kéo dài nhiều năm này đã được đền đáp bằng hai nguyên tố mới, đem lại cho Marie giải Nobel Hóa học năm 1911. Chúng là các nguyên tố có tính phóng xạ cao gấp nhiều lần bất kỳ nguyên tố nào trước đó.

Thật lạ khi cùng một nghiên cứu cơ bản lại được nhận giải từ hai hạng mục khác nhau, nhưng sự khác biệt giữa các lĩnh vực trong vật lý và hóa học nguyên tử thời đó chưa rõ ràng như ngày nay. Nhiều người đoạt giải trong cả hóa học và vật lý trước đây là nhờ nghiên cứu liên quan đến bảng tuần hoàn, vì các nhà khoa học vẫn còn hiểu chưa hết về bảng này. (Chỉ khi Glenn Seaborg và nhóm của ông tạo ra nguyên tố thứ 96 và đặt tên là curi nhằm vinh danh Marie, việc này mới là hóa học thuần túy.) Dù sao đi nữa, trong thời kỳ sơ khai đó, chưa từng có ai ngoài Marie được nhận nhiều hơn một giải Nobel.

Là người phát hiện ra các nguyên tố mới, vợ chồng Curie giành được quyền đặt tên cho chúng. Để tận dụng sự giật gân mà các kim loại phóng xạ mới lạ này mang lại (đặc biệt là vì một trong hai người khám phá ra chúng là phụ nữ), Marie đã gọi nguyên tố đầu tiên họ phân lập là poloni theo tên quê hương hiện đang không tồn tại trên bản đồ của mình (tên Latin của Ba Lan là Polonia). Chưa có tiền lệ đặt tên nguyên tố vì lí do chính trị, và Marie cho rằng sự lựa chọn táo bạo của bà sẽ thu hút sự chú ý trên toàn thế giới và tiếp thêm động lực cho cuộc đấu tranh giành độc lập của Ba Lan. Nhưng không. Thay vào đó, công chúng không những không đếm xỉa mà lại đào xới bê bối tình ái của Marie.

Bi kịch bắt đầu khi một cỗ xe ngựa trên đường tông trúng và giết chết Pierre* vào năm 1906 (đó là lý do tại sao ông không cùng nhận giải Nobel thứ hai, vì giải này chỉ trao cho những người còn sống). Vài năm sau, khi nước Pháp vẫn còn sôi sục vì Vụ Dreyfus (vụ ngụy tạo bằng chứng phản gián của quân đội Pháp nhằm ghép tội phản quốc cho một người lính gốc Do Thái tên Dreyfus – BTV), Viện hàn lâm Khoa học danh giá của nước này đã từ chối kết nạp Marie vì bà là phụ nữ (điều này là thật) và bị nghi ngờ là người Do Thái (điều này là bịa). Ngay sau đó, bà và Paul Langevin – đồng nghiệp (hóa ra cũng là người tình) – cùng nhau tham dự một hội nghị ở Brussels. Trong cơn giận dữ, bà Langevin gửi những bức thư tình của Paul và Marie cho một tờ báo rẻ tiền và họ đã đăng không thiếu phần nào. Cảm thấy mất thể diện, Paul đã đứng ra quyết đấu để cứu vãn danh dự của Marie, dù sau đó không ai trúng đạn. Chỉ có Paul bị thương do bị vợ mình nện ghế.

Bê bối Langevin nổ ra năm 1911, và Viện hàn lâm Khoa học Thụy Điển đã tranh luận về việc bác bỏ đề cử cho giải Nobel lần thứ hai của Marie do lo sợ hệ lụy chính trị khi dính líu tới bà. Lương tâm khoa học không để họ làm điều đó, nhưng họ đã yêu cầu bà không tham dự buổi lễ vinh danh mình. (Marie có thói quen đạp lên dư luận mà sống. Trong một lần đến thăm nhà một khoa học gia nổi tiếng, bà dẫn ông và một người khác vào một xó tối để khoe lọ kim loại phóng xạ phát sáng trong bóng tối. Ngay khi mắt quen với ánh sáng, một tiếng gõ đanh làm họ giật mình. Một trong hai bà vợ của hai nhà khoa học đã nghe về tiếng xấu của Marie và nghĩ rằng họ đã ở trong đó hơi lâu.)

Marie tìm thấy chút cứu rỗi khỏi đời sống cá nhân nhiều biến cố* khi sự sụp đổ của các đế chế châu Âu sau Thế Chiến I đã giúp Ba Lan hồi sinh. Cuối cùng, nước này đã được tận hưởng hương vị độc lập lần đầu tiên sau nhiều thế kỷ. Nhưng việc đặt tên Ba Lan cho nguyên tố đầu tiên của bà không đóng góp gì cho điều này. Đó hóa ra lại là một quyết định vội vàng. Poloni là một kim loại vô dụng, phân rã nhanh đến mức người ta nghĩ nó hẳn được đặt để chế giễu chính Ba Lan. Và với cái chết của tiếng Latin, cái tên poloni không gợi nhớ đến Polonia mà là ông già Polonius lập cập trong vở kịch Hamlet . Tồi tệ hơn, radi (nguyên tố thứ hai của vợ chồng Curie) phát ra ánh xanh mờ và sớm xuất hiện trong các sản phẩm tiêu dùng khắp thế giới. Mọi người thậm chí còn uống nước ngâm radi từ các bình tráng radi có tên Revigator như một loại thuốc bổ. (Công ty Radithor đã bán từng chai nước ngâm sẵn radi và thori ra thị trường để cạnh tranh.)* Nhìn chung, radi đã làm lu mờ người anh em của nó và tạo ra điều mà Marie đã hy vọng với poloni. Hơn nữa, poloni còn liên quan đến ung thư phổi do thuốc lá, vì cây thuốc lá hấp thụ poloni rất tốt và tích trữ trong lá của chúng. Sau khi đốt và hít vào, khói tàn phá mô phổi bằng phóng xạ. Trong tất cả các quốc gia trên thế giới, chỉ có Nga – từng nhiều lần tấn công Ba Lan – vẫn còn sản xuất poloni. Đó là lý do tại sao khi cựu đặc vụ KGB Alexander Litvinenko ăn phải sushi có poloni và xuất hiện trong các đoạn phim như một nạn nhân ung thư bạch cầu ở tuổi thiếu niên với râu tóc rụng sạch, những ông chủ cũ ở điện Kremlin đã trở thành nghi can chính.

Revigator thời thượng, một chiếc bình chứa bằng gốm tráng radi hạt nhân. Sau một đêm, nước được đổ vào bình sẽ trở thành nước nhiễm xạ. Hướng dẫn khuyên uống sáu ly trở lên mỗi ngày. (Nguồn: Bảo tàng Lịch sử và Khoa học Hạt nhân Quốc gia Mỹ)

Trong lịch sử, chỉ có một trường hợp ngộ độc poloni cấp tính duy nhất gây rúng động như vụ Litvinenko: chính là Irène Joliot-Curie, cô con gái gày gò, mắt biếc của Marie. Bản thân là một nhà khoa học lỗi lạc, Irène và chồng là Frédéric Joliot-Curie đã tiếp bước Marie và sớm thành công hơn mẹ. Thay vì chỉ tìm các nguyên tố phóng xạ, Irène đã tìm ra phương pháp để chuyển đổi nguyên tử của các nguyên tố không có tính phóng xạ thành nguyên tử phóng xạ nhân tạo: bắn phá chúng bằng các hạt hạ nguyên tử. Công trình này đã mang đến giải thưởng Nobel cho riêng cô vào năm 1935. Rủi thay, Irène đã dùng poloni làm nguồn cung hạt hạ nguyên tử cho các thí nghiệm. Năm 1946, không lâu sau khi Ba Lan thoát khỏi Đức Quốc Xã và ngả sang Liên bang Xô Viết, một viên poloni đã phát nổ trong phòng thí nghiệm và Irène đã hít phải nguyên tố yêu dấu của mẹ mình. Dù không bị bêu gương như Litvinenko, Irène cũng qua đời vì bệnh bạch cầu vào năm 1956, giống như mẹ mình 22 năm trước.

Cái chết của Irène Joliot-Curie lại trớ trêu gấp bội vì nguồn phóng xạ nhân tạo giá rẻ mà cô tạo ra đã trở thành công cụ y tế quan trọng. Khi nuốt một lượng nhỏ, “chất đánh dấu” phóng xạ có thể làm sáng các cơ quan và mô mềm hiệu quả như tia X đối với xương. Hầu như tất cả bệnh viện trên thế giới đều sử dụng chất đánh dấu, và một ngành y học mới – chẩn đoán hình ảnh – phụ thuộc vào nó. Thật ngạc nhiên khi biết rằng chất đánh dấu vốn được một sinh viên (là bạn của Irène) bày ra nhằm trả đũa bà chủ nhà trọ của mình.

Năm 1910, ngay trước khi Marie Curie nhận giải Nobel về phóng xạ lần thứ hai, chàng trai trẻ György Hevesy đã đến Anh để nghiên cứu về phóng xạ. Ernest Rutherford – giám đốc phòng thí nghiệm của Đại học Manchester mà anh theo học – lập tức giao cho Hevesy một nhiệm vụ khó khăn là tách các nguyên tử phóng xạ khỏi các nguyên tử không có tính phóng xạ bên trong các khối chì. Hóa ra nó chẳng khó, mà chỉ là một nhiệm vụ bất khả thi. Rutherford cho rằng các nguyên tử phóng xạ mà ông gọi là radi-D là một chất độc đáo. Radi-D thực ra là đồng vị chì có tính phóng xạ, nên việc tách rời nó khỏi các nguyên tử chì không có tính phóng xạ là bất khả về mặt hóa học. Không hề hay biết điều này, Hevesy đã lãng phí hai năm cho việc ấy trước khi bỏ cuộc.

Chàng quý tộc Hevesy hói đầu, má xệ, có ria mép đến từ Hungary còn phải đối mặt với rắc rối ở chỗ trọ. Hevesy quen với món ăn Hungary, chứ không phải đồ ăn của Anh tại nhà trọ. Nhận thấy sự lặp lại trong các bữa ăn ở đó, Hevesy ngờ rằng thịt “tươi” hằng ngày của chủ nhà cũng giống như cách mà các bếp ăn ở trường trung học tái chế hamburger hôm thứ hai thành thịt bò sốt ớt ngày thứ năm. Bà chủ nhà phủ nhận điều này, nên Hevesy quyết tìm cho ra chứng cứ.

Anh đã đạt được một bước đột phá ngoạn mục trong phòng thí nghiệm vào khoảng thời gian đó. Anh vẫn không thể tách được radi-D nhưng nhận ra ứng dụng của chất này. Hevesy suy nghĩ về khả năng tiêm một lượng nhỏ chì hòa tan vào một sinh vật và lần theo dấu vết của lượng chì ấy. Sinh vật sẽ chuyển hóa cả chì có và không có khả năng phóng xạ theo cùng một cách, và radi-D sẽ phát ra các tia phóng xạ khi di chuyển. Nếu điều này là đúng, anh có thể xác định được các phân tử bên trong tĩnh mạch và nội quan của cơ thể với độ chính xác chưa từng có.

Trước khi thử nghiệm với sinh vật sống, Hevesy quyết định thử nghiệm ý tưởng trên mô của sinh vật đã chết với mục đích rất cá nhân. Trong bữa ăn, anh lấy rất nhiều thịt, và khi bà chủ nhà quay lưng đi, anh đã rắc chì “đặc biệt” lên nó. Thức ăn thừa được dọn đi như thường lệ. Ngày hôm sau, Hevesy mang về nhà một máy dò phóng xạ tân tiến từ người bạn trong phòng thí nghiệm: Hans Geiger. Khi đưa máy dò qua món bò hầm, máy đếm Geiger vang lên tiếng “lạch tà lạch tạch” dồn dập. Hevesy dùng bằng chứng này lật tẩy bà chủ nhà. Vốn là một nhà khoa học lãng mạn, hẳn anh hơi kích động quá khi giải thích về những bí ẩn của phóng xạ. Thực tế thì, bà chủ nhà ngỡ ngàng khi bị lật tẩy khéo léo đến vậy bằng những công cụ khoa học giám định mới nhất đến nỗi bà không hề giận dữ. Tuy nhiên, không ai biết liệu sau này bà có đổi thực đơn không.

Ngay sau khi phát minh ra các nguyên tố đánh dấu, sự nghiệp của Hevesy đã thăng hoa và tiếp tục thực hiện các dự án lai giữa hóa học và vật lý. Tuy nhiên, hai lĩnh vực đó rõ ràng đang dần tách biệt nhau và phần lớn giới khoa học bắt đầu chọn phe. Các nhà hóa học vẫn quan tâm đến sự liên kết giữa các nguyên tử. Các nhà vật lý lại say mê các phần riêng lẻ của nguyên tử và một lĩnh vực mới là cơ học lượng tử – một cách mô tả kỳ lạ nhưng đẹp đẽ về vật chất. Hevesy rời Anh năm 1920 để theo học Niels Bohr – một nhà vật lý lượng tử lớn – tại Copenhagen. Và chính tại Copenhagen, Bohr cùng Hevesy đã vô tình biến vết nứt giữa hóa học và vật lý thành một rạn nứt chính trị thực sự.

Năm 1922, ô thứ 72 trên bảng tuần hoàn vẫn còn trống. Các nhà hóa học biết rằng các nguyên tố từ lantan (thứ 57) đến luteti (thứ 71) đều thuộc nhóm đất hiếm. Nguyên tố thứ 72 rất mơ hồ. Không ai biết nên đặt nó ở cuối của nhóm nguyên tố đất hiếm rất khó tách rời (nếu vậy, các thợ săn nguyên tố nên sàng lọc các mẫu luteti mới được phát hiện) hay tạm thời phân nó vào nhóm riêng là kim loại chuyển tiếp.

Tương truyền, Niels Bohr đã một mình trong văn phòng chứng minh như đinh đóng cột rằng nguyên tố thứ 72 không thuộc nhóm đất hiếm như luteti. Ta cần nhớ rằng vai trò của các electron trong hóa học bấy giờ chưa được biết đến rộng rãi. Bohr được cho là đã dùng các tính toán lạ thường của cơ học lượng tử để chứng minh rằng các nguyên tố chỉ có thể chứa ngần ấy electron ở các lớp bên trong. Lớp f của luteti không thể chứa thêm electron được nữa; nên ông cho rằng nguyên tố tiếp theo không còn lựa chọn nào khác ngoài chứa electron ở lớp d và hoạt động như kim loại chuyển tiếp. Do đó, Bohr đã cử Hevesy và nhà vật lý Dirk Coster xem xét kỹ lưỡng các mẫu ziriconi (nguyên tố thứ 40, nằm ngay trên nguyên tố thứ 72) để xem tính chất hóa học của hai nguyên tố này có tương tự nhau hay không. Đây có lẽ là khám phá tốn ít công sức nhất trong lịch sử bảng tuần hoàn: Hevesy và Coster tìm thấy nguyên tố thứ 72 ngay trong lần thử nghiệm đầu tiên. Họ đặt tên nó là hafni (xuất phát từ Hafnia – tên của Copenhagen theo tiếng Latin).

Khi đó, cơ học lượng tử đã chinh phục nhiều nhà vật lý, nhưng nó vẫn bị giới hóa học ghẻ lạnh và cho là trái với thường lý. Không phải vì nó đáng chán mà vì nó không thực dụng: cách đếm electron ngộ nghĩnh đó dường như chẳng liên quan gì đến hóa học thực sự. Tuy nhiên, dự đoán của Bohr về hafni – được thực hiện mà không cần đặt chân vào phòng thí nghiệm – đã buộc các nhà hóa học phải nghĩ lại. Thật trùng hợp, Hevesy và Coster phát hiện ra nguyên tố này ngay trước khi Bohr nhận giải Nobel Vật lý năm 1922. Họ đánh điện tới Stockholm cho ông, và Bohr công bố phát hiện này ngay trong bài phát biểu trước khi nhận giải. Điều này khiến cơ học lượng tử được coi là một hình thái tiến hóa mới của khoa học, vì nó đào sâu vào cấu trúc nguyên tử hơn hóa học. Tin tức nhanh chóng lan đi. Vốn xem ông là con người thần bí trong khoa học, các đồng nghiệp nhanh chóng coi Bohr như đấng tiên tri.

Giai thoại là vậy. Sự thật hơi khác một chút. Trước Bohr có ít nhất ba nhà khoa học (bao gồm một nhà hóa học ảnh hưởng trực tiếp đến ông) đã viết các bài báo từ năm 1895 để kết nối nguyên tố thứ 72 với các kim loại chuyển tiếp như ziriconi. Họ không phải là những thiên tài đi trước thời đại mà chỉ là các nhà hóa học bình thường với một chút kiến thức hoặc sự quan tâm về vật lý lượng tử. Dường như Bohr đã dựa vào những ý tưởng này khi tìm vị trí cho hafni, và có lẽ đã dùng các tính toán lượng tử của mình để hợp lý hóa một cuộc tranh luận hóa học tuy không lãng mạn nhưng lại khả dĩ về vị trí của nó trên bảng tuần hoàn.*

Cũng như hầu hết các giai thoại, sự thật không quan trọng bằng hệ quả, tức cách mọi người phản ứng với câu chuyện. Tuy tam sao thất bản nhưng mọi người rõ ràng muốn tin rằng Bohr tìm thấy hafni chỉ nhờ cơ học lượng tử. Vật lý luôn chia nhỏ các thành phần của tự nhiên; và đối với nhiều nhà khoa học, Bohr đã biến hóa học cũ kỹ, khô khan thành một nhánh vật lý chuyên dụng kỳ lạ. Các triết gia khoa học cũng góp vui với tuyên bố rằng “hóa học Mendeleev” đã băng hà và đến lượt “vật lý Bohr” lên ngôi. Cuộc tranh luận về khoa học ban đầu nhanh chóng trở thành tranh chấp chính trị giữa các nước. Cuộc sống thế nào thì khoa học thế ấy.

Giai thoại cũng đề cao con người ở tâm cuộc tranh luận: György Hevesy. Các đồng nghiệp đã đề cử Hevesy cho giải Nobel vào năm 1924 nhờ phát hiện ra hafni, nhưng đã xảy ra một cuộc tranh cãi về quyền ưu tiên với một nhà hóa học kiêm nghệ sĩ nghiệp dư người Pháp. Georges Urbain (từng thử và thất bại trong việc làm Henry Moseley bẽ mặt với mẫu đất hiếm của mình) đã phát hiện ra luteti lẫn trong mẫu vật của mình vào năm 1907. Rât lâu sau, ông tuyên bố đã tìm thấy hafni ở dạng đất hiếm. Công trình này không thuyết phục được hầu hết giới khoa học, và không may là châu Âu vẫn bị chia rẽ bởi những lời công kích năm 1924 nên tranh chấp quyền ưu tiên đã trở thành vấn đề mang tính quốc gia. (Pháp coi Bohr và Hevesy là người Đức, dù họ là người Đan Mạch và Hungary. Một tạp chí định kỳ của Pháp khinh khỉnh rằng rằng toàn bộ chuyện này “sặc mùi Hung”, như thể chính Attila 1 đã phát hiện ra nguyên tố này.) Các nhà hóa học cũng không tin vào Hevesy vì “quốc tịch” kép của ông trong cả hóa học và vật lý. Điều này cùng sự cãi lộn chính trị đã ngăn Ủy ban Nobel trao giải cho ông. Họ để trống giải thưởng năm 1924.

1 . Attila (phiên âm Hán Việt là A Đề Lạp, người châu Âu gọi ông là “Attila the Hung”) không rõ năm sinh. Là Thiền Vu của Đế quốc Hung Nô từ năm 434 tới khi qua đời năm 453, ông là vị vua kiệt xuất nhất trong lịch sử Hung Nô. (BTV)

Buồn bã nhưng không chịu khuất phục, Hevesy rời Copenhagen đến Đức và tiếp tục những thí nghiệm quan trọng của mình về chất đánh dấu phóng xạ. Lúc rảnh rỗi, ông còn giúp xác định thời gian tái sử dụng một phân tử nước của cơ thể (9 ngày) bằng cách uống “nước nặng”* – nguyên tử hydro trong nước nặng có thêm 1 neutron – rồi cân nước tiểu của mình mỗi ngày. (Giống như câu chuyện về món thịt và bà chủ nhà, ông cũng không coi trọng hình thức nghiên cứu đúng lề thói.) Suốt thời gian đó, các nhà hóa học như Irène Joliot-Curie liên tục đề cử Hevesy cho một giải Nobel và cũng chẳng đi đến đâu. Hụt giải từ năm này qua năm khác, Hevesy có chút tuyệt vọng. Nhưng không như Gilbert Lewis, sự bất công lồ lộ đã khơi dậy sự đồng cảm sâu sắc cho Hevesy và củng cố vị thế của ông trong cộng đồng quốc tế.

Tuy nhiên, với nguồn gốc Do Thái của mình, Hevesy sớm phải đối mặt với các vấn đề nghiêm trọng hơn là không có giải Nobel. Vào những năm 1930, ông rời nước Đức (bấy giờ đang được cầm quyền bởi Hitler) để đến Copenhagen một lần nữa và lưu lại đó đến tháng 8 năm 1940, khi lính Đức Quốc Xã gõ cửa viện nghiên cứu Bohr. Khi cần thiết, Hevesy đã chứng minh lòng can đảm của mình. Trong những năm 1930, hai người Đức, một người Do Thái và một người ủng hộ người Do Thái đã gửi huy chương Nobel làm bằng vàng của họ cho Bohr giữ, đề phòng chúng bị Đức Quốc Xã tịch thu khi đem về Đức. Tuy nhiên, Hitler đã ban hành luật cấm xuất khẩu vàng nên nếu các huy chương ở Đan Mạch bị phát hiện thì sẽ có nhiều hệ lụy. Hevesy đề nghị đem chôn các huy chương nhưng Bohr nghĩ rằng làm vậy quá dễ bị lộ. Hevesy sau này nhớ lại: “trong khi bọn xâm lược diễu hành trên đường phố Copenhagen, tôi đang bận hòa tan huy chương của [Max von] Laue và của cả James Franck”. Ông đã dùng cường thủy – hỗn hợp của axit nitric và axit clohydric mà các nhà giả kim say mê về khả năng hòa tan kim loại quý của nó – mặc dù cũng chẳng dễ dàng gì, như Havesy nhớ lại. Phát xít Đức lục tung Viện nghiên cứu Bohr để cướp bóc hoặc tìm tang chứng, nhưng không chạm đến bình thủy tinh màu cam đựng cường thủy. Hevesy buộc phải trốn đến Stockholm vào năm 1943, nhưng khi trở lại phòng thí nghiệm sau ngày châu Âu giải phóng, ông thấy chiếc bình thủy tinh tưởng như tầm thường ấy vẫn nằm im trên kệ. Ông kết tủa vàng từ dung dịch, giao cho Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển để đúc lại huy chương cho Franck và Laue. Điều duy nhất mà Hevesy phàn nàn sau chuyện này là đã bỏ lỡ một ngày làm việc khi chạy trốn khỏi Copenhagen.

Giữa những cuộc phiêu lưu đó, Hevesy tiếp tục hợp tác với các đồng nghiệp, bao gồm Irène Joliot-Curie. Hevesy là một nhân chứng vô tình cho một sai lầm lớn của Irène khiến bà không thể thực hiện một trong những khám phá khoa học vĩ đại của thế kỷ 20. Vinh dự đó thuộc về một phụ nữ người Áo gốc Do Thái, cũng chạy trốn sự bức hại của Đức Quốc Xã giống Hevesy. Thật không may, sự bất đồng của Lise Meitner với chính trị (cả trong đời thường và khoa học) đã mang lại cho bà một cái kết tồi tệ hơn Hevesy.

* * *

Meitner và đồng nghiệp Otto Hahn trẻ hơn bà một chút bắt đầu làm việc cùng nhau ở Đức ngay trước khi nguyên tố thứ 91 được phát hiện. Nhà hóa học Ba Lan Kazimierz Fajans chỉ phát hiện ra đồng vị kém bền của nguyên tố này vào năm 1913 nên ông gọi nó là “brevi” (xuất phát từ brevis , nghĩa là “ngắn ngủi” trong tiếng Latin – BTV). Năm 1917, Meitner và Hahn nhận thấy hầu hết các nguyên tử của nguyên tố này tồn tại hàng trăm ngàn năm, nên cái tên “brevi” có vẻ hơi ngớ ngẩn. Họ đặt lại tên cho nó là protactini – hay “chất mẹ của actini” – nguyên tố do đồng vị bền của protactini phân rã thành.

Tất nhiên là Fajans đã phản đối điều này. Mặc dù ông được ngưỡng mộ vì sự lịch lãm trong giới có địa vị xã hội cao, nhưng nhiều đồng nghiệp nói rằng Fajans hay gây gổ và thiếu khôn ngoan trong các vấn đề chuyên môn. Thật vậy, có lời đồn rằng Ủy ban Nobel đã biểu quyết để trao cho Fajans giải Nobel Hóa học năm 1924 bị bỏ trống năm 1924 (năm mà Hevesy bỏ lỡ) vì công trình về phóng xạ. Nhưng họ đã hủy bỏ như hình phạt cho sự ngạo mạn khi một bức ảnh của Fajans và câu chuyện “K. Fajans nhận giải Nobel” xuất hiện trên một tờ báo Thụy Điển trước khi có thông báo chính thức. Fajans luôn cho rằng mình đã bị một thành viên có ảnh hưởng trong Ủy ban ám hại vì hiềm khích cá nhân.* (Theo tuyên bố chính thức, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển cho biết họ để trống giải Nobel Hóa học năm đó và giữ tiền thưởng để củng cố quỹ, mà họ phàn nàn là đã giảm nhiều vì thuế ở Thụy Điển cao. Nhưng họ chỉ đưa ra lý do đó sau khi bị phản đối công khai. Lúc đầu, họ tuyên bố sẽ không có giải thưởng trong nhiều hạng mục vì “thiếu ứng cử viên đủ điều kiện”. Chúng ta có lẽ sẽ không bao giờ biết được sự thật, bởi học viện nói rằng “đó mãi mãi là thông tin mật”.)

Dù gì thì “brevi” cũng bị từ chối còn “protactini” đã “chốt tên”*. Ngày nay, Meitner và Hahn đôi khi được công nhận là những người đồng phát hiện ra nguyên tố thứ 91. Tuy nhiên, có một câu chuyện ly kỳ hơn giải thích lý do dẫn đến cái tên mới. Bài báo khoa học công bố tính bền của nguyên tố protactini đã để lộ những dấu hiệu đầu tiên về sự sùng kính khác thường mà Meitner dành cho Hahn. Đó không phải là tình yêu đôi lứa vì Meitner chưa từng kết hôn và cũng không có tài liệu nào ghi chép về người yêu của Meitner; nhưng ít nhất là về mặt chuyên môn, bà say mê Hahn. Có lẽ vì Hahn đã nhận ra năng lực và chọn làm việc cùng bà trong một cửa hàng đồ mộc được nâng cấp; giới chức Đức từ chối giao cho Meitner một phòng thí nghiệm thực sự vì bà là phụ nữ. Tuy làm việc độc lập nhưng họ phối hợp rất ăn ý: “chàng” thì công tác hóa học, xác định các nguyên tố tồn tại trong mẫu phóng xạ; còn “nàng” làm vật lý, tìm ra cách giải thích cho phát hiện của Hahn. Nhưng Meitner đã thực hiện từ đầu đến cuối thí nghiệm với protactini để công bố nghiên cứu, vì Hahn bị phân tâm với chiến tranh khí độc của Đức trong Thế Chiến I. Tuy nhiên, bà vẫn đảm bảo rằng công lao của ông đã được ghi nhận. (Hãy nhớ sự ưu ái này.)

Sau chiến tranh, họ tiếp tục cộng tác. Dù nền khoa học Đức đã phát triển sôi nổi trong mấy thập kỷ giữa hai cuộc chiến, nhưng khoảng thời gian này lại bất ổn về mặt chính trị. Hahn – một người Đức điển hình với hàm vuông và ria mép – không có gì phải lo sợ sau khi Quốc Xã lên nắm quyền vào năm 1932. Tuy nhiên, cũng phải ghi nhận là khi Hitler trục xuất tất cả các nhà khoa học Do Thái vào năm 1933 (dẫn đến làn sóng tị nạn lớn đầu tiên của các nhà khoa học), Hahn đã từ chức giáo sư để phản đối (dù ông vẫn tham dự các hội thảo). Tuy ông bà của Meitner là người Do Thái, nhưng vì bà có quốc tịch Áo nên không bị trục xuất. Có lẽ vì cuối cùng đã tìm được phòng thí nghiệm thực sự của riêng mình, bà đã vùi đầu vào những khám phá mới trong vật lý hạt nhân để tránh phiền não.

Phát hiện lớn nhất trong số đó diễn ra vào năm 1934, khi Enrico Fermi tuyên bố đã tạo ra các nguyên tố siêu urani đầu tiên nhờ bắn phá hạt nhân urani bằng hạt hạ nguyên tử. Tuy tuyên bố của Fermi có sai sót nhưng ý tưởng bảng tuần hoàn không còn giới hạn trong 92 ô đã khiến tất cả choáng váng. Những ý tưởng mới về vật lý hạt nhân mọc lên như nấm sau mưa đã khiến các nhà khoa học toàn thế giới được một phen bận rộn.

Cùng năm đó, Irène Joliot-Curie – một người tiên phong khác trong lĩnh vực này – đã tự mình thực hiện thí nghiệm bắn phá. Sau khi phân tích cẩn thận, bà tuyên bố các nguyên tố siêu urani mới có sự tương đồng kỳ lạ với lantan (nguyên tố đất hiếm đầu tiên) về tính chất hóa học. Điều này bất ngờ đến mức Hahn không thể tin nổi. Các nguyên tố lớn hơn urani đơn giản là không thể hoạt động hóa học hoàn toàn giống một nguyên tố kim loại cách xa urani trên bảng tuần hoàn. Ông lịch sự nói với Frédéric Joliot-Curie rằng điều này là phi lý, và hứa sẽ lặp lại các thí nghiệm của Irène để chứng minh các nguyên tố siêu urani có tính chất hóa học khác lantan.

Cũng trong năm 1938, thế giới của Meitner hoàn toàn sụp đổ. Hitler thôn tính Áo và thừa nhận người Áo – trừ bất cứ ai có chút nguồn gốc Do Thái – là đồng bào Aryan. Sau nhiều năm sống ẩn dật, Meitner bất ngờ trở thành đối tượng bị Đức Quốc Xã đuổi giết. Khi bị một nhà hóa học đồng nghiệp tố giác, bà buộc phải chạy trốn chỉ với vài bộ quần áo và mười mác Đức trong túi. Bà tị nạn ở Thụy Điển và nhận việc tại một trong những viện khoa học Nobel (trớ trêu thay).

Tình bạn của Hahn với Meitner không vì thế mà thay đổi. Hai người vẫn tiếp tục hợp tác, trao đổi thư từ và thỉnh thoảng gặp nhau ở Copenhagen (như những đôi tình nhân bí mật). Trong một cuộc gặp như vậy vào cuối năm 1938, Hahn đã đem tới cho Meitner một tin mới. Sau khi tái lặp thí nghiệm của Irène Joliot-Curie, ông đã tìm thấy các nguyên tố bà nói tới. Và không chỉ hoạt động hóa học giống lantan (và giống cả bari ngay trước nó), các thí nghiệm đã biết đều chứng minh chúng chính là lantan và bari. Hahn được coi là nhà hóa học giỏi nhất thế giới, nhưng như sau này ông từng thừa nhận thì phát hiện này “[đã] mâu thuẫn với tất cả kinh nghiệm trước đó của tôi.” Ông thổ lộ sự bối rối với Meitner.

Meitner lại không hề bối rối. Trong số tất cả những bộ óc vĩ đại nghiên cứu về các nguyên tố siêu urani, chỉ có Meitner mới biết được rằng đó không phải là các nguyên tố siêu urani. Sau khi thảo luận với nhà vật lý Otto Frisch – cháu trai kiêm đối tác khoa học mới – bà nhận ra rằng điều Fermi phát hiện ra không phải là các nguyên tố mới, mà là sự phân hạch hạt nhân. Urani phân hạch thành hạt nhân của các nguyên tố nhỏ hơn và Fermi đã diễn giải sai kết quả của mình. Eka-lantan mà Irène tìm thấy là chính là lantan thực sự – kết quả của phản ứng phân hạch hạt nhân đầu tiên! Hevesy đã nhìn thấy những bản nháp đầu tiên của các bài báo mà Irène viết thời đó, và hồi tưởng lại việc bà đến gần phát minh phi thường đó tới mức nào. Hevesy nói “nhưng Irène không đủ niềm tin với bản thân”. Meitner thì có và bà đã thuyết phục Hahn rằng những người khác đều sai.

Hahn đương nhiên muốn công bố những kết quả đáng kinh ngạc này, nhưng sự hợp tác và mối quan hệ thân thiết với Meitner khiến điều ấy rất khó khăn về mặt chính trị. Họ đã thảo luận và bà đồng ý chỉ nêu tên Hahn cùng trợ lý của ông trên bài báo chính. Những đóng góp về lý thuyết giúp mọi thứ trở nên có nghĩa của Meitner và Frisch sẽ xuất hiện trong một tạp chí khác sau đó. Với những bài báo ấy, phản ứng phân hạch hạt nhân đã ra đời đúng lúc Đức đang xâm lược Ba Lan, châm ngòi cho Thế Chiến II.

Và đây là khởi đầu cho một chuỗi các sự kiện khó tin mà đỉnh điểm là sự bỏ quên nghiêm trọng nhất trong lịch sử giải Nobel. Năm 1943, Ủy ban Nobel đã quyết định trao giải cho phản ứng phân hạch hạt nhân, dù không hề biết về Dự án Manhattan. Câu hỏi là: ai xứng đáng? Rõ ràng là Hahn. Nhưng chiến tranh đã cô lập Thụy Điển, khiến Ủy ban Nobel không thể phỏng vấn các nhà khoa học về đóng góp của Meitner (điều giúp cho phát minh này được trao giải). Vì thế họ dựa vào các tạp chí khoa học tới trễ nhiều tháng (hoặc không đến), và nhiều tạp chí trong đó – đặc biệt là những tờ nổi danh của Đức – “cấm cửa” Meitner. Sự chia rẽ đang nổi lên giữa hóa học và vật lý cũng khiến cho việc trao giải thưởng cho các nghiên cứu liên ngành trở nên khó khăn.

Sau khi tạm dừng vào năm 1940 vì Thế Chiến II, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã trao bù một số giải vào năm 1944. Cuối cùng thì Hevesy cũng giành được giải Nobel Hóa học của năm 1943 – phần nào là vì lý do chính trị, nhằm tôn vinh các nhà khoa học tị nạn. Năm 1945, Ủy ban lại đề cập tới giải thưởng cho phản ứng phân hạch. Cả Meitner và Hahn đều có những người ủng hộ mạnh mẽ trong Ủy ban Nobel, nhưng người ủng hộ Hahn đã táo tợn chỉ ra rằng Meitner không có đóng góp gì “thực sự quan trọng” trong vài năm trước, khi bà đang trốn tránh Hitler. (Không rõ tại sao họ chưa từng phỏng vấn trực tiếp Meitner đang làm việc tại một viện Nobel gần đó. Tuy nhiên, phỏng vấn một người về việc họ có xứng đáng nhận giải thưởng hay không là khá vô duyên.) Người ủng hộ Meitner đề nghị chia giải và hẳn sẽ được đáp ứng nếu đủ thời gian. Nhưng người này đột ngột qua đời và Hahn đã giành giải thưởng một mình năm 1944 nhờ sự ủng hộ của các thành viên thân phe Trục.

Xấu hổ thay, khi biết tin về chiến thắng của mình (dù đang bị quân Đồng minh giam giữ vì nghi ngờ ông chế tạo bom nguyên tử cho Đức; sau đó ông đã được thả), Hahn không hề lên tiếng bảo vệ Meitner. Như một kết quả tất yếu, người phụ nữ mà ông từng quý trọng đến mức chống lại cấp trên và cùng cộng tác trong một xưởng mộc đã không nhận được gì. Như một số sử gia nhận xét, bà là nạn nhân “của thiên kiến, sự độc đoán chính trị, vô tâm và hấp tấp”. *

Ủy ban Nobel đã có cơ hội sửa chữa sai lầm này vào năm 1946 hoặc muộn hơn, sau khi lịch sử làm rõ những đóng góp của Meitner. Ngay cả các bộ não chủ chốt của Dự án Manhattan cũng thừa nhận là phải biết ơn bà. Nhưng Ủy ban Nobel – nổi tiếng là “một bà thím già hay dỗi” (như tạp chí Time từng nhận xét) – không dễ thừa nhận sai lầm. Dù liên tục được nhiều người và đặc biệt là Kazimierz Fajans – người hiểu nỗi đau khi mất một giải Nobel hơn bất cứ ai – đề cử, Meitner đã qua đời năm 1968 mà không được trao giải.

Thật may là “lịch sử luôn công bằng”. Nguyên tố thứ 105 trên bảng tuần hoàn được Glenn Seaborg, Al Ghiorso và một số nhà khoa học đặt tên là “hahni” theo tên của Otto Hahn vào năm 1970. Nhưng trong cuộc chiến gay gắt để giành quyền đặt tên cho các nguyên tố giữa hai nước Mỹ và Nga thì số phận của “hahni” cũng chẳng khác gì tình cảnh của Ba Lan trong lịch sử: IUPAC đã tước bỏ cái tên đó vào năm 1997 và thay bằng “dubni”. Do các quy tắc đặc biệt trong việc đặt tên nguyên tố* (mỗi tên chỉ được đề xuất một lần), hahni đã mãi mãi mất đi cơ hội xuất hiện trên bảng tuần hoàn sau này. Giải Nobel là tất cả những gì Hahn nhận được. Và IUPAC cũng đã vinh danh Meitner bằng một vinh dự vượt xa giải Nobel: nguyên tố thứ 109 sẽ mãi mãi được gọi là “meitneri”.