Noblistka ze Śląska: Cebulowa Madonna

Maria Göppert-Mayer to jedna z trzech laureatek Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Jakże adekwatne do tego faktu są słowa ojca noblistki: "nigdy nie bądź kobietą, gdy dorośniesz". Nagrodę Nobla za prace z dziedziny fizyki teoretycznej otrzymała w 1963 roku, a więc 60 lat po swojej znakomitej poprzedniczce Marii Skłodowskiej-Curie. W Polsce jest mało znana.

"Dziennik Zachodni" w 2013 roku informował, że 85 proc. ankietowanych mieszkańców Katowic, zapytanych: kim była Maria Göppert-Mayer, nie znało odpowiedzi, a część twierdziła, że... śpiewaczką operową.

Maria Göppert urodziła się 28 czerwca 1906 roku w Katowicach, w domu przy ul. Młyńskiej 5 (wówczas Muechlstrasse). Pochodziła z rodziny o dużych tradycjach naukowych. Jej pradziadek był wybitnym botanikiem, dyrektorem Ogrodu Botanicznego we Wrocławiu, dziadek - profesorem prawa. Ojciec przyszłej noblistki, Fryderyk, był lekarzem. Pracował w inspektoracie sanitarnym na powiat katowicki, odpowiadał za szkolne gabinety lekarskie. Ponadto prowadził prywatną praktykę jako pediatra. Matka - Maria z domu Wolff, pochodziła z rodziny nauczycielskiej i sama udzielała lekcji francuskiego oraz gry na fortepianie. Rodzice przyszłej noblistki byli ewangelikami i ich jedyne dziecko - Maria Gertruda zostało ochrzczone w kościele ewangelicko-augsburskim w Katowicach przy ul. Warszawskiej.

W 1995 roku (w 89. rocznicę urodzin uczonej) w Katowicach, na kamienicy przy ul. Młyńskiej 5, uroczyście odsłonięto pamiątkową tablicę, ufundowaną przez "Dziennik Zachodni". Obecna tablica (dwujęzyczna) jest trzecia w tym miejscu.

Fryderyk Göppert poza obowiązkami zawodowymi prowadził badania naukowe, zasłużył się w zwalczaniu epidemii zapalenia opon mózgowych wśród dzieci, opublikował pracę naukową o nowej metodzie leczenia tej choroby. Następstwem tego było powierzenie mu stanowiska profesora w Katedrze Pediatrii Uniwersytetu w Getyndze. Tak więc we wrześniu 1909 roku, gdy przyszła uczona miała 3 lata, rodzina przeniosła się z Katowic do Getyngi.

Ojciec rozbudzał w jedynaczce wciąż nowe zainteresowania naukowe, po matce zaś odziedziczyła zdolności językowe i muzykalność. Jej edukacja szkolna była dość zawiła z powodu ówczesnego systemu nauczania w Niemczech, wyraźnie dyskryminującego dziewczęta - nie było tam żadnej publicznej średniej szkoły żeńskiej. Po skończeniu czterech klas szkoły ludowej rozpoczęła w 1916 roku naukę w prywatnej żeńskiej szkole "półśredniej" (uczyły się tam głównie córki wykładowców uniwersytetu) i po jej zakończeniu w 1921 roku wstąpiła do kolejnej 3-letniej szkoły prywatnej przygotowującej dziewczęta do egzaminów maturalnych. Ta ostatnia szkoła, prowadzona przez sufrażystki, zbankrutowała i Maria Göppert nie zdążyła zaliczyć całego wymaganego materiału nauczania. Mino to przystąpiła do eksternistycznego egzaminu maturalnego w 1924 roku w gimnazjum realnym w Hanowerze. Spośród 34 zdających (z trzech języków, matematyki, fizyki, chemii i historii) tylko 5 osób uzyskało maturę - wśród nich była Maria z oceną celującą.

W październiku 1924 roku przyszła noblistka wstąpiła jako wolny słuchacz na Wydział Przyrodniczy Uniwersytetu w Getyndze jako jedna z nielicznych kobiet studiujących na tym wydziale. Na wybór kierunku studiów wpłynął nie tylko dom rodzinny, ale także znajomości z wieloma matematykami i fizykami zawarte za pośrednic­twem przyjaciela rodziny, doskonałego matematyka, profesora Davida Hilberta. On to w 1922 roku zaprosił Marię na swój wykład poświęcony najnowszym odkryciom fizyki atomowej i za jego namową zdecydowała się na studia matematyczne. Początkowo myślała o pójściu w ślady ojca, ale ten stanowczo odradzał jej zawód lekarza jako zbyt ciężki dla kobiety.

W pierwszych latach studiów Maria nie przykładała się zbytnio do nauki, bardziej ceniła sobie życie towarzyskie. Wyróżniała się urodą (była szczupłą blondynką), chęcią do zabaw, śmiechu i żartów. Miała powodzenie u mężczyzn. Studia matematyczne dały jej jednak solidne przygotowanie teoretyczne do późniejszych studiów fizycznych. Po śmierci ojca w lutym 1927 roku opieką otoczył ją bliski przyjaciel rodziny Max Born. Zaczęła uczęszczać na jego seminarium z mechaniki kwantowej. Dzięki niemu uzyskała stypendium i w semestrze letnim 1927 roku słuchała wykładów na uniwersytecie w Cambridge w Anglii.

Instytut Fizyki Uniwersytetu w Getyndze był wtedy jednym z wiodących ośrodków naukowych w dziedzinie mechaniki kwantowej. Na zajęcia prowadzone przez najwybitniejszych naukowców europejskich uczęszczali młodzi fizycy z całej Europy i Stanów Zjednoczonych. Jednym z amerykańskich stypendystów był Joseph Mayer, absolwent Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który zamieszkał na stancji u Göppertów. W styczniu 1930 roku Maria Göppert i Joseph Mayer wzięli ślub w ratuszu w Getyndze. 1 marca tegoż roku Maria zdała egzamin doktorski, a już 4 marca 1930 roku odbyła się publiczna obrona jej pracy doktorskiej, dotyczącej teoretycznych problemów mechaniki kwantowej. Promotorem był Max Born.

W połowie marca 1930 roku Mayerowie wyjechali do Ameryki i osiedlili się w Baltimore w stanie Wirginia. Maria zmieniła wtedy pisownię nazwiska na angielską. Myślała o karierze uniwersyteckiej, na którą nie miała szans w Niemczech. Jej sprawy zawodowe nie ułożyły się jednak dobrze. Mąż otrzymał posadę asystenta na miejscowym Johns Hopkins University, ale dla niej, mimo wysokich kwalifikacji, nie było stanowiska naukowego. Świat profesorów był bowiem światem mężczyzn. Jako emigrantkę z Europy szczególnie dotknęły ją miejscowe nastroje antyfeministyczne. Podczas całego, prawie 10-letniego pobytu w Baltimore nie uzyskała stałego zatrudnienia na uczelni. Otrzymane "z łaski" prace wykonywała zwykle jako wolontariuszka.

Zwrot nastąpił po nawiązaniu współpracy z Karlem Herzfeldem (kierownikiem Instytutu Fizyki Teoretycznej uniwersytetu w Baltimore), który poszukiwał młodego naukowca - znawcy najnowszych osiągnięć mechaniki kwantowej. Nie mógł on jednak zatrudnić przyszłej noblistki na etacie naukowym. Uzyskał dla niej stanowisko pomocnicze do prowadzenia korespondencji, przede wszystkim z uczonymi niemieckimi, za co otrzymywała niewielkie wynagrodzenie. Najważniejsza była jednak możliwość udziału w pracach naukowych, nawiązywania licznych naukowych kontaktów i przez to własnego rozwoju intelektualnego. Miała za sobą duże wsparcie ze strony męża. Ich życie prywatne i towarzyskie było przesiąknięte dyskusjami naukowymi. Wspólnie opublikowali w 1933 roku dwa artykuły z chemii fizycznej.

Współpraca z Herzfeldem, trwająca do jego odejścia z uniwersytetu w 1936 roku, okazała się bardzo owocna, opublikowali razem pięć artykułów. Uczona brała udział w pionierskich badaniach m.in. nad strukturami związków organicznych, ale równocześnie wiele uwagi poświęcała własnym dalszym studiom z różnych dziedzin fizyki i matematyki.

W 1933 roku Maria Goeppert-Mayer uzyskała obywatelstwo amerykańskie, urodziła córkę Mariannę i z tego powodu porzuciła na rok wszystkie prace badawcze. Wówczas po raz pierwszy zaangażowała się w działalność społeczną. Wraz z mężem włączyła się do akcji pomocy represjonowanym ze względów rasowych kolegom ze środowiska naukowego. W gościnnym domu Mayerów przebywało wielu niemieckich uchodźców.

* Więcej o książce "Nasi Nobliści. 56 laureatów znad Wisły, Odry i Niemna" przeczytasz TUTAJ.

Od 1935 roku uczona prowadziła również zajęcia z chemii. Studenci oceniali te zajęcia bardzo wysoko, chociaż wręcz zdumiewała ich biegłość wykładowcy w dziedzinie fizyki teoretycznej. W roku akademickim 1937/1938 prowadziła z mężem seminarium z mechaniki statycznej, co zaowocowało pomysłem napisania wspólnie podręcznika na ten temat. Pisanie wypełniło Marii Goeppert-Mayer naukową bezczynność po urodzeniu w 1938 roku syna Petera Conrada. Kupiła sobie wówczas pierwszą w życiu maszynę do pisania. W 1940 roku opublikowała pracę "Mechanika statystyczna", która stanowiła syntezę wiedzy z dwóch dziedzin: fizyki oraz chemii i dlatego spotkała się z dużym uznaniem środowiska naukowego. W czasie przygotowywania książki do druku pojawił się problem. Na stronie tytułowej należało umieścić informację o stanowisku naukowym Marii na uniwersytecie, a ona takiego nie miała. Dopiero przełożony męża uzyskał dla niej formalnie nieetatową posadę wykładowcy i wtedy można było podać stosowne dane. Mimo to i tak wszyscy uważali, że to Joseph Mayer jest głównym autorem podręcznika, a jego żona tylko wykonywała pomocnicze prace redakcyjne.

W 1938 roku nie przedłużono Mayerowi kontraktu na uniwersytecie w Baltimore. Przyjął stanowisko profesora chemii na Columbia University w Nowym Jorku i w maju 1939 roku rodzina zamieszkała w Leonii pod Nowym Jorkiem. Niestety powtórzyła się sytuacja z Baltimore - mąż realizował swoje prace badawcze, a dla żony nie było etatu na uczelni i nie miała możliwości prowadzenia własnych badań. Pierwszą stałą pracę od przybycia do Stanów Zjednoczonych - wykładowcy kursu nauk ścisłych w żeńskim collegu w Bronxville w stanie Nowy Jork, znalazła na rok w grudniu 1941 roku.

W połowie 1942 roku Maria Goeppert-Mayer, jako jedna z nielicznych kobiet, rozpoczęła pracę przy amerykańskim rządowym programie atomowym w tajnej grupie badawczej Columbia University o kryptonimie SAM-Projekt (skrót od nadanej dla zmylenia ewentualnych szpiegów angielskiej nazwy Projekt Zastępczych Materiałów Stopowych). Zadaniem tej grupy badawczej było opracowanie technologii wydzielenia z uranu rozszczepialnych atomów tego pierwiastka będącego paliwem do bomby atomowej. Pracy naukowej poświęcała uczona każdą wolną chwilę, chociaż formalnie była zatrudniona na pół etatu. Nie przerywała jej nawet podczas dwukrotnych pobytów w szpitalu, kiedy to codziennie odwiedzali ją współpracownicy. Kierowana przez nią grupa naukowców osiągnęła dobre wyniki teoretyczne, chociaż rezultaty praktyczne uzyskano gdzie indziej. Wreszcie Maria zaczęła być traktowana przez środowisko jak prawdziwy naukowiec, a nie tylko żona naukowca. Mąż zresztą, zatrudniony jako konsultant w przemyśle zbrojeniowym, nie był wprowadzony w istotę badań żony ze względu na ich tajność. Dowiedział się o nich dopiero po wybuchu bomby atomowej nad Hiroszimą, co było dla niego dużym zaskoczeniem.

Po dokonaniu przez Amerykanów ataków jądrowych na miasta japońskie Maria Goeppert-Mayer wycofała się z programu atomowego. Zaangażowała się w działalność społeczną na rzecz jedynie pokojowego wykorzystania energii atomowej.

W 1946 roku podjęła pracę w nowo powstałym przy Uniwersytecie Chicagowskim Instytucie Badań Nuklearnych, skupiającym doskonałych naukowców. Etat w instytucie i profesurę z chemii otrzymał także Joseph Mayer, więc cała rodzina przeniosła się do Chicago, zamieszkali w dużym domu blisko uniwersytetu. Pozycja naukowa Marii rosła. Po raz pierwszy w życiu otrzymała stanowisko profesorskie, początkowo nieetatowego profesora nadzwyczajnego. Dużo uczyła się sama, poszerzając swoją wiedzę z fizyki jądrowej, uczestniczyła w seminariach dyskusyjnych, prowadziła wykłady, seminaria i poszukiwania naukowe, wykorzystując swój talent matematyczny. Z uporem skupiała się nad omówieniem powłokowego (warstwowego) modelu jądra atomowego, co w gronie naukowców przyniosło jej przydomek "Cebulowa Madonna" nawiązujący do istoty opracowywanego przez nią modelu. W 1949 roku opublikowała wyniki swoich badań. Zyskała uznanie środowiska fizyków amerykańskich, odbywała wraz z mężem podróże naukowe po świecie m.in. w 1953 roku prowadziła wykłady w Japonii i na własne życzenie odwiedziła Hiroszimę.

Efektem współpracy z niemieckim uczonym Hansem Jensenem była opublikowana wspólnie w 1955 roku duża monografia poświęcona teorii powłokowego modelu jądra atomowego. Za te odkrycia przyznano obojgu w 1963 roku Nagrodę Nobla z fizyki. Otrzymali połowę nagrody (czyli Marii Goeppert-Mayer przypadła czwarta część), drugą dostał przyjaciel Marii jeszcze z Getyngi - amerykański fizyk węgierskiego pochodzenia Eugene Wigner.

W 1960 roku, Mayerowie przenieśli się do Kalifornii. Zamieszkali w domu nad Pacyfikiem w La Jolla. Na University of California w San Diego Maria, podobnie jak jej mąż, otrzymała stanowisko profesora zwyczajnego i własną katedrę. Niestety przyszły problemy zdrowotne spowodowane m.in. nałogowym paleniem kilku paczek papierosów dziennie. Potrafiła bowiem podczas prowadzenia wykładów przypalać jednego papierosa od drugiego. Równocześnie spotykały ją zaszczyty i wyróżnienia, których uwieńczeniem była Nagroda Nobla przynosząca jej sławę jako "pierwszej Amerykance laureatce Nobla z nauk ścisłych".

W 1967 roku uczona odwiedziła Polskę jako uczestnik sympozjum poświęconego 100-leciu urodzin Marii Skłodowskiej-Curie, w którym oprócz Polaków wzięli udział uczeni z 22 krajów świata. Zapamiętano ją jako czarującą, atrakcyjną, ale skromną osobę.

Maria Goeppert-Mayer była aktywna zawodowo do końca życia. Zmarła na atak serca w San Diego 20 lutego 1972 roku. Została pochowana na cmentarzu El Camino Memorial Park. Joseph Mayer zmarł w 1983 roku.

Imię Marii Goeppert-Mayer nosi jeden z kraterów na Wenus.

Od 1986 roku Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne przyznaje corocznie Nagrodę imienia Marii Goeppert-Mayer (Maria Göppert-Mayer Award) wybranej młodej fizyczce ze Stanów Zjednoczonych za osiągnięcia na początku pracy naukowej.

Imieniem noblistki nazwano wytyczoną w 2006 roku ulicę w pobliżu dworca kolejowego w Katowicach, a w 2014 roku na jednej ze ścian rektoratu Uniwersytetu Śląskiego umieszczono poświęcony jej mural "Tańcząca z atomami".

Imieniem Goeppert-Mayer został nazwany także oddany do użytku w 2012 roku nowoczesny, pierwszy katowicki biurowiec energooszczędny, wybudowany przy ul. Konduktorskiej w ramach Górnośląskiego Parku Przemysłowego.

"Swoje" biurowce mają tam również inni śląscy nobliści Otto Stern, Kurt Alder i Konrad Bloch.

* Więcej o książce "Nasi Nobliści. 56 laureatów znad Wisły, Odry i Niemna" przeczytasz TUTAJ.