不願開除猶太人，哈柏自己辭職—《為第三帝國服務》

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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從地圖上消失的島嶼

1929 年，舊日本陸軍在瀨戶內海的大久野島，設立了化學武器（毒氣）工廠。因為當地製造的是國際法所禁止的毒氣，所以屬於國家最高機密。直到 1945 年二戰結束為止，這座島一直都是不存在於日本地圖的祕密島嶼。

毒氣自 1929 年開始生產，工廠並在 1933 年和 1935 年兩度擴建，都在絕對保密的情況下生產芥子毒氣、路易氏劑、多種催淚瓦斯和氰化氫（氫氰酸）。

1937 年 7 月，蘆溝橋的一聲槍響，揭開中日戰爭的序幕，當時毒氣工廠的員工已將近一千人。在全盛時期，員工人數多達五千人，二十四小時全力製造各種毒氣，然後送往中國戰場前線。

當然，工人也會在工廠內因接觸毒氣而喪命。 1933 年 7 月，一名青年在傾倒氰化氫溶液時，飛沫不小心噴到防毒面具的吸收罐，結果瞬間就因吸入毒氣造成的急性氰化物中毒倒下。當他被送上病床躺好時，全身已嚴重抽搐，連救都來不及救，僅撐了一天就斷氣。許多員工也因長期吸入芥子毒氣而引發呼吸系統疾病——據說只要在大久野島工作，至少都會罹患一次肺炎。

要命的氣體

芥子毒氣的氣味類似黃芥末，因此才命名為芥子。它是一種揮發性液體，對皮膚和內臟都有強烈糜爛性，一旦接觸到，皮膚就會潰爛燒傷，痊癒後會留下蟹足腫般的肥厚疤痕，吸入後也會侵蝕肺部。

路易氏劑也是糜爛性毒氣，別名「死亡之露」，只要嘗到一滴，短短半小時必然斃命；皮膚接觸後會產生劇痛，吸入後會引發噁心嘔吐，並引發全身嚴重的中毒反應。

日本在 1939 年夏天之後，開始對中國國民黨與中國共產黨軍隊使用芥子毒氣。最大規模的毒氣攻擊，是為期四個月的武漢會戰（1938 年 6 月 12 日至 10 月 25 日），期間展開了將近四百次毒氣攻擊。

大久野島的毒氣生產在太平洋戰爭開始時達到巔峰，到 1943 年左右，才逐漸轉為以製造發煙筒和普通炸彈為主，不再生產毒氣。這項轉變起因於 1942 年 6 月，時任美國總統羅斯福對日本的警告。他表示，如果日本繼續採取這種非人道的戰爭手段，他將視其為對美國的挑釁，並以相同的方法施以最大的報復。提出這項警告，表示美國握有日軍在中國使用毒氣武器的鐵證。有一說認為，日軍剛好趁此機會結束對中國的毒氣攻勢。

不過還有另一項原因，就是製造毒氣罐的鐵等資材短缺。比起製造毒氣罐，日軍認為，應該把鐵用來製造普通炸彈。唯恐美國報復的日軍，從此停止製造毒氣。

第一次世界大戰採取的戰略是嚴守陣地，使得化學武器還能發揮某種程度的效果；但到了第二次世界大戰，轉為注重武器的火力和機動性，從這一點來看，化學武器的沒落，或許是因為跟不上時代的緣故。

「末日鐘」的衝擊

1947 年起，美國科學雜誌《原子科學家公報》每個月都會發表預測世界末日的「末日鐘」，目的在於警告全球核武開發、戰爭、環境破壞等問題。「末日鐘」是為了警告眾人關於核子戰爭的危險性，而由曼哈頓計畫中最早參與原子彈研發的美國科學家所創立。它將人類滅亡設為「午夜零時」，並以距離這個時間還有幾分鐘來表示。當核子戰爭的危機升高，分針就會前進；降低則會退後。

2020 年 1 月 23 日發表的末日鐘所顯示的剩餘時間，是有史以來最短的——僅剩一百秒。當時伊朗破壞核子協定、北韓研發核子武器，以及美國、中國與俄羅斯持續擴張核武，都提高了相關威脅；而各國對氣候變遷的關心降低，也是其中一項原因。

——本文摘自《世界史是化學寫成的：從玻璃到手機，從肥料到炸藥，保證有趣的化學入門》，2022 年 2 月，究竟出版，未經同意請勿轉載。

• 【科科愛看書之本月選書】當科學家面對納粹統治，應該共謀還是抵抗？在《為第三帝國服務：希特勒與科學家的拉鋸戰》中以三位諾貝爾獎得主：彼得．德拜、馬克斯．普朗克和華納．海森堡為主角，敘述他們在納粹統治時期如何面對科學、面對政治。德拜是個局外人，雖然在德國擁有傑出的職業生涯，卻堅持拒絕入籍德國。面對國家社會主義者的干擾和要求，普朗克的反應是苦惱且支吾。海森堡尋求官方的認同，卻又拒絕承認自己的妥協所帶來的後果。

普朗克在會見希特勒的描述中，有個部分我們可以毫無疑問的接受，那就是他擔憂在達勒姆的威廉皇帝物理化學和電化學研究所所長哈柏（Fritz Haber）的命運。父母都是猶太人，儘管哈柏已經受洗，偶爾也去教堂做禮拜。但是以亞利安主義的教條來看，他仍是猶太人。仇恨猶太人的人知道他們的敵人仍舊流著原本的血液。

哈柏的化學武器

哈柏對於德意志帝國一直很有用處。正如普朗克對希特勒所說的，他不僅發明由氮轉化為氨的製程，氨對於炸藥來說是重要的先質；他也策劃了生產氯氣的化學武器 。沒有人能夠指責哈柏在化學的軍事應用上缺乏貢獻。

就在氯氣於 1915 年用於伊普爾的戰場上後不久，他出發到東部戰線去監督它的使用──他出發前一天，他的第一任妻子克拉拉（也是化學家）用丈夫的軍用手槍自殺，自殺原因顯然是對於丈夫的研究方向感到羞辱和恐懼。然而，哈柏對於這個戰時工作並不後悔，在戰爭結束後仍舊在柏林的研究所繼續毒氣的研究。氰化物氣體氫氰酸 A 於 1920 年代研發出來作為殺蟲劑使用。納粹發現另外的應用，後來修改為氫氰酸 B。

哈柏在化學武器上的成果經常被視為證據，說他是沒有道德感的怪物，或者說他是科學中的異形。但是，在戰爭期間，盡可能為軍隊服務又幾乎是舉世都認同的義務。哈柏在戰爭中的工作為他贏得了同時代人的尊重，讓他成為高尚的德國人，也沒有人懷疑他的愛國精神。此外，他希望化學戰的衝擊能夠結束壕溝戰的僵局，迫使早日解決戰爭，最終得以挽救生命。

狠不下心開除猶太人同事，只能自己離開

在 1933 年，威廉皇帝研究所中有許多成員都處於公務員法的模糊地位中。因為這些研究所是由政府和工業界的合股公司提供資金，他們的大部分工作人員並不完全算是政府雇員。然而，哈柏的威廉皇帝物理化學研究所並不一樣，因為那裡是由政府直接控管。

新的法律並沒有威脅哈柏個人，因為他的交戰紀錄讓他得以豁免，但他被告知要開除他的猶太人同事。該研究所中「非亞利安人」的研究人員比例很高，大約有四分之一，這一點讓反猶太分子更有證據宣稱猶太人如何照顧自己人。負責執行解雇的帝國教育部科學局長伯恩哈德．拉斯特（Bernhard Rust）斷言，可以理解他們會這樣做。但是，他堅持，「我不能讓這種情況發生……我們必須讓大學裡產生新的亞利安人世代，否則我們將失去未來。」 拉斯特讓好的德國猶太人保證，「我對於那些心中想要把自己當成德國人一分子的人深深感到難過……但是為了未來著想，我們必須執行規則。」

哈柏被下令要解雇他的許多主要工作人員，因此認為，唯一的正直行為就是自己也辭職。他帶著極大的尊嚴下台，在四月時寫信給拉斯特：

我的傳統思想要求我，在我的科學立場，當我選擇同事時，只考量專業成就和申請人的個性，不問他們的種族。你不能指望一個 65 歲的男人改變這種引導了他 39 年大學生涯的思維方式。

納粹「站在破碎的玻璃前」，士氣低落的哈柏在 5 月告訴洛克斐勒基金會的韋佛。「他們現在了解，他們其實並不想打破它，而且他們不知道該拿碎片做什麼。」 韋佛視哈柏為「可憐卻不失高貴的人物。他在沉船時拯救了他唯一能夠救的東西，那就是他的自尊。」

哈柏紀念活動

哈柏的辭職讓普朗克悲痛欲絕，但他的回答顯示出盲目的投入不合時宜的禮節裡，如何麻痺了他。「我該怎麼辦？」當梅特納抗議不公時，他這麼問，「這是法律。」 普朗克知道解雇的合法性並不會讓他們變得正確，但在他看來，法律讓人難以反駁。

正如拜爾岑所說的，「這個人面臨著抗議法律的違法性這樣矛盾的位置，說法律違法在盎格魯撒克遜國家可能有其道理，但在德國卻沒有。」

當普朗克要選擇哈柏的接班人時，他深刻了解威廉皇帝學會的自主性是個謊言。普朗克向拉斯特提議了哈恩，但是拉斯特卻任命格哈特．漢德爾（Gerhart Jander）這位在哥廷根大學任教的平庸化學教授，但重要的是，他是忠誠的黨員。他將協助拉斯特的副手魯道夫．曼澤爾（Rudolf Mentzel），實際上是受他指揮。曼澤爾之後穿著他的黨衛軍制服出現在威廉皇帝學會理事會的會議中。漢德爾很無能，但在 1935 年，他的位子由彼得．阿道夫．泰森（Peter Adolf Thiessen）所接替，泰森是納粹黨的「老戰士」與全能的科學家，他把研究所轉換成政權的有效工具。研究所的工作變得愈來愈集中在化學戰，而晚上的聚會和「深化同志情誼」的陣營充滿著發泡啤酒的酒杯互相碰撞的聲音。

這種情況是否表示，如果主要代表人物離職，會有什麼事降臨到所有的德國科學領域──可能由不稱職的領導者所經營，也可能成為納粹事務的附庸？這就是普朗克和海森堡害怕會發生的事。對於海森堡來說，就只是罷工離開這個國家是失職，不是道德的抗議行為。

可憐的哈柏帶著破碎的心離開德國。受到這個他所愛的國家排斥帶來的痛苦，清楚的呈現在他於 1933 年 12 月從英國寫給波希的哀怨字句中：「我從未做過任何事，從未說過任何話，會保證讓我變成現在德國執政黨的敵人。」 一個月之後，他在瑞士死於心臟疾病。威廉皇帝學會的自然科學界堅決抵制一體化可以從勞厄所寫的訃告中看出，在訃告中，他堅持宣告哈柏在德國文化中的地位：「他是我們的一員」，他如此寫道。

普朗克、勞厄和其他人決定在 1935 年 1 月 29 日，也就是哈柏的一週年忌日，在位於柏林哈納克大廈的總部舉辦一場追悼會。但是，威廉皇帝學會大多數的研究人員並未正式列入官方的禁令，而他們之中有幾個參加了追悼會，知道這件事會上報當局。這些人包括波希、梅特納、哈恩，他們的學生弗里茲．斯特拉斯曼（Fritz Strassmann）和馬克斯．德爾布呂克（Max Delbrück），以及普朗克本人。誰也不知道是否會用武力阻止聚會，但是結果有人踴躍參加，也和平度過。普朗克對他們的前同事說了幾句感謝的話：「哈柏堅守著我們，」他宣稱，「我們將繼續對他保持忠實 。」

哈柏的紀念活動有時會被標榜為德國科學家的確做出反對納粹行為的證明。但其實並非如此，不過仍舊是反對反猶太主義的象徵性抗議。對於普朗克來說，這只是適當的遵守傳統：在請求帝國教育部的拉斯特同意該次活動時，他將此捍衛成一個「古老的習俗」 ，沒有政治含義。雖然拉斯特嚴厲的回答：「哈柏對科學和德國有許多貢獻，但納粹黨做了更多」 ，他同意普朗克繼續聚會。而且一旦該部禁止任何一所大學的教授出席，他說，這將被視為挑釁行為，學者就不能參加 。連勞厄都遵守這個規定，並正確的假設納粹間諜將會出席活動。

因此，儘管政府並不情願，又可想而知會不允許發表活動紀錄，但是哈柏紀念活動實際上是國家認可的。歷史學家約瑟夫．哈柏雷爾（Joseph Haberer）稱哈柏紀念活動為「一個證明公民勇氣已經潰散的手段」 ，表達出咒罵但至少部分必要的評判。這次集會再次表明了國家社會黨可能會怎麼容忍這些科學家讓他們覺得可笑的舉動和儀式，或許他們了解，只要讓這些科學家以非政治化的方式釋放他們的不滿，這些微不足道的讓步就能夠讓更多人順從。

而且普朗克充分而明確的讓世人知道他願意妥協。他於 1936 年威廉皇帝學會 25 週年時再次談到哈柏的成就（並且因此受到斥責），但是在該活動的出版紀錄中，他卻一直不讓哈柏的名字出現。普朗克也在發給希特勒的電報中提及這個慶祝活動，感謝他「仁慈的保護德國科學」 。

普朗克後來聲稱，在國家社會黨的統治下，威廉皇帝學會認為，權宜之計就是表現得「像在風中的樹」，必要的時候彎曲，但是等壓力過去，就會再次變得挺直 。他從來沒有真正了解，納粹只關心他們彎曲的時候。

本文摘自《為第三帝國服務：希特勒與科學家的拉鋸戰》，麥田出版。本書為泛科學 2017 年 2 月選書。

古典熱力學的擁護者——馬克斯．普朗克

普朗克的故事始於柏林的威廉皇帝學會物理系，就在 20 世紀到來之前。

普朗克是普魯士科學院的院士，非常保守。他沉浸在古典物理的傳統方法中，並且是熱力學的熱情擁護者。

事實上，從 1879 年（愛因斯坦誕生的那一年）發表的博士學位論文，到 20 年後他在柏林的教授生涯，他幾乎只致力於熱力學定律相關的問題。他認為熵的第二定律比一般所認為的還要更深入、廣博。

黑體問題的絕對性和普遍性吸引了普朗克。看來合理的論證表明，在熱平衡狀態下，輻射強度和頻率的關係曲線應該與腔體的大小或形狀無關，也應該與腔體的材料無關。

該公式應該只包含溫度、輻射頻率和一個或多個通用常數，這些常數在任何腔體或腔體顏色下，都是相同的。

找到這個公式，就意味著在理論中發現一個相當根本的關係。

歷史已經證明普朗克的見解甚至比他所想的要深入得多。1990 年，科學家使用 COBE 衛星測量了宇宙邊緣的背景輻射（即大爆炸遺留的輻射），並發現與他的黑體輻射定律完全吻合。

前原子時代的物質模型

普朗克知道他的朋友海因里希・魯本斯和費迪南德・科爾鮑姆的測量結果非常可靠。

普朗克首先在腔壁上引入電振子*的概念，在熱攪動下來回振動腔體壁。（*注意！此時對原子仍一無所知。）普朗克假定所有可能的輻射頻率都會出現。他也預期溫度更高時，平均輻射頻率也會增加，因為腔壁受熱會使振子振動得愈來愈快，直到達成熱平衡為止。

電磁學完整解釋了輻射的放射、吸收與傳播，卻沒有說明熱平衡時的能量分布。這是熱力學的問題。普朗克做出了某些假設，找出振子的平均能量與熵之間的關係，從而得出一個計算輻射強度的公式，他希望這個公式能符合實驗結果。

普朗克試著利用歸納的方式，改變對輻射熵的表達方式，最後得出了可描述整個頻率範圍輻射強度的新公式。

海因里希・魯本斯也參與了這場歷史性的研討會。他立刻回家將自己的測量結果與普朗克的公式比對。經過一整晚的努力，他發現數據與公式完全符合，隔天一早便通知普朗克。

普朗克找到了正確描述輻射定律的公式，很好。但他現在能利用這個公式，找出潛藏其中的物理嗎？

——本文摘自《大話題：量子理論》，2023 年 3 月，大家出版出版，未經同意請勿轉載。

• 【科科愛看書之本月選書】當科學家面對納粹統治，應該共謀還是抵抗？在《為第三帝國服務：希特勒與科學家的拉鋸戰》中以三位諾貝爾獎得主：彼得．德拜、馬克斯．普朗克和華納．海森堡為主角，敘述他們在納粹統治時期如何面對科學、面對政治。德拜是個局外人，雖然在德國擁有傑出的職業生涯，卻堅持拒絕入籍德國。面對國家社會主義者的干擾和要求，普朗克的反應是苦惱且支吾。海森堡尋求官方的認同，卻又拒絕承認自己的妥協所帶來的後果。

普朗克在會見希特勒的描述中，有個部分我們可以毫無疑問的接受，那就是他擔憂在達勒姆的威廉皇帝物理化學和電化學研究所所長哈柏（Fritz Haber）的命運。父母都是猶太人，儘管哈柏已經受洗，偶爾也去教堂做禮拜。但是以亞利安主義的教條來看，他仍是猶太人。仇恨猶太人的人知道他們的敵人仍舊流著原本的血液。

哈柏的化學武器

哈柏對於德意志帝國一直很有用處。正如普朗克對希特勒所說的，他不僅發明由氮轉化為氨的製程，氨對於炸藥來說是重要的先質；他也策劃了生產氯氣的化學武器 。沒有人能夠指責哈柏在化學的軍事應用上缺乏貢獻。

就在氯氣於 1915 年用於伊普爾的戰場上後不久，他出發到東部戰線去監督它的使用──他出發前一天，他的第一任妻子克拉拉（也是化學家）用丈夫的軍用手槍自殺，自殺原因顯然是對於丈夫的研究方向感到羞辱和恐懼。然而，哈柏對於這個戰時工作並不後悔，在戰爭結束後仍舊在柏林的研究所繼續毒氣的研究。氰化物氣體氫氰酸 A 於 1920 年代研發出來作為殺蟲劑使用。納粹發現另外的應用，後來修改為氫氰酸 B。

哈柏在化學武器上的成果經常被視為證據，說他是沒有道德感的怪物，或者說他是科學中的異形。但是，在戰爭期間，盡可能為軍隊服務又幾乎是舉世都認同的義務。哈柏在戰爭中的工作為他贏得了同時代人的尊重，讓他成為高尚的德國人，也沒有人懷疑他的愛國精神。此外，他希望化學戰的衝擊能夠結束壕溝戰的僵局，迫使早日解決戰爭，最終得以挽救生命。

狠不下心開除猶太人同事，只能自己離開

在 1933 年，威廉皇帝研究所中有許多成員都處於公務員法的模糊地位中。因為這些研究所是由政府和工業界的合股公司提供資金，他們的大部分工作人員並不完全算是政府雇員。然而，哈柏的威廉皇帝物理化學研究所並不一樣，因為那裡是由政府直接控管。

新的法律並沒有威脅哈柏個人，因為他的交戰紀錄讓他得以豁免，但他被告知要開除他的猶太人同事。該研究所中「非亞利安人」的研究人員比例很高，大約有四分之一，這一點讓反猶太分子更有證據宣稱猶太人如何照顧自己人。負責執行解雇的帝國教育部科學局長伯恩哈德．拉斯特（Bernhard Rust）斷言，可以理解他們會這樣做。但是，他堅持，「我不能讓這種情況發生……我們必須讓大學裡產生新的亞利安人世代，否則我們將失去未來。」 拉斯特讓好的德國猶太人保證，「我對於那些心中想要把自己當成德國人一分子的人深深感到難過……但是為了未來著想，我們必須執行規則。」

哈柏被下令要解雇他的許多主要工作人員，因此認為，唯一的正直行為就是自己也辭職。他帶著極大的尊嚴下台，在四月時寫信給拉斯特：

我的傳統思想要求我，在我的科學立場，當我選擇同事時，只考量專業成就和申請人的個性，不問他們的種族。你不能指望一個 65 歲的男人改變這種引導了他 39 年大學生涯的思維方式。

納粹「站在破碎的玻璃前」，士氣低落的哈柏在 5 月告訴洛克斐勒基金會的韋佛。「他們現在了解，他們其實並不想打破它，而且他們不知道該拿碎片做什麼。」 韋佛視哈柏為「可憐卻不失高貴的人物。他在沉船時拯救了他唯一能夠救的東西，那就是他的自尊。」

哈柏紀念活動

哈柏的辭職讓普朗克悲痛欲絕，但他的回答顯示出盲目的投入不合時宜的禮節裡，如何麻痺了他。「我該怎麼辦？」當梅特納抗議不公時，他這麼問，「這是法律。」 普朗克知道解雇的合法性並不會讓他們變得正確，但在他看來，法律讓人難以反駁。

正如拜爾岑所說的，「這個人面臨著抗議法律的違法性這樣矛盾的位置，說法律違法在盎格魯撒克遜國家可能有其道理，但在德國卻沒有。」

當普朗克要選擇哈柏的接班人時，他深刻了解威廉皇帝學會的自主性是個謊言。普朗克向拉斯特提議了哈恩，但是拉斯特卻任命格哈特．漢德爾（Gerhart Jander）這位在哥廷根大學任教的平庸化學教授，但重要的是，他是忠誠的黨員。他將協助拉斯特的副手魯道夫．曼澤爾（Rudolf Mentzel），實際上是受他指揮。曼澤爾之後穿著他的黨衛軍制服出現在威廉皇帝學會理事會的會議中。漢德爾很無能，但在 1935 年，他的位子由彼得．阿道夫．泰森（Peter Adolf Thiessen）所接替，泰森是納粹黨的「老戰士」與全能的科學家，他把研究所轉換成政權的有效工具。研究所的工作變得愈來愈集中在化學戰，而晚上的聚會和「深化同志情誼」的陣營充滿著發泡啤酒的酒杯互相碰撞的聲音。

這種情況是否表示，如果主要代表人物離職，會有什麼事降臨到所有的德國科學領域──可能由不稱職的領導者所經營，也可能成為納粹事務的附庸？這就是普朗克和海森堡害怕會發生的事。對於海森堡來說，就只是罷工離開這個國家是失職，不是道德的抗議行為。

可憐的哈柏帶著破碎的心離開德國。受到這個他所愛的國家排斥帶來的痛苦，清楚的呈現在他於 1933 年 12 月從英國寫給波希的哀怨字句中：「我從未做過任何事，從未說過任何話，會保證讓我變成現在德國執政黨的敵人。」 一個月之後，他在瑞士死於心臟疾病。威廉皇帝學會的自然科學界堅決抵制一體化可以從勞厄所寫的訃告中看出，在訃告中，他堅持宣告哈柏在德國文化中的地位：「他是我們的一員」，他如此寫道。

普朗克、勞厄和其他人決定在 1935 年 1 月 29 日，也就是哈柏的一週年忌日，在位於柏林哈納克大廈的總部舉辦一場追悼會。但是，威廉皇帝學會大多數的研究人員並未正式列入官方的禁令，而他們之中有幾個參加了追悼會，知道這件事會上報當局。這些人包括波希、梅特納、哈恩，他們的學生弗里茲．斯特拉斯曼（Fritz Strassmann）和馬克斯．德爾布呂克（Max Delbrück），以及普朗克本人。誰也不知道是否會用武力阻止聚會，但是結果有人踴躍參加，也和平度過。普朗克對他們的前同事說了幾句感謝的話：「哈柏堅守著我們，」他宣稱，「我們將繼續對他保持忠實 。」

哈柏的紀念活動有時會被標榜為德國科學家的確做出反對納粹行為的證明。但其實並非如此，不過仍舊是反對反猶太主義的象徵性抗議。對於普朗克來說，這只是適當的遵守傳統：在請求帝國教育部的拉斯特同意該次活動時，他將此捍衛成一個「古老的習俗」 ，沒有政治含義。雖然拉斯特嚴厲的回答：「哈柏對科學和德國有許多貢獻，但納粹黨做了更多」 ，他同意普朗克繼續聚會。而且一旦該部禁止任何一所大學的教授出席，他說，這將被視為挑釁行為，學者就不能參加 。連勞厄都遵守這個規定，並正確的假設納粹間諜將會出席活動。

因此，儘管政府並不情願，又可想而知會不允許發表活動紀錄，但是哈柏紀念活動實際上是國家認可的。歷史學家約瑟夫．哈柏雷爾（Joseph Haberer）稱哈柏紀念活動為「一個證明公民勇氣已經潰散的手段」 ，表達出咒罵但至少部分必要的評判。這次集會再次表明了國家社會黨可能會怎麼容忍這些科學家讓他們覺得可笑的舉動和儀式，或許他們了解，只要讓這些科學家以非政治化的方式釋放他們的不滿，這些微不足道的讓步就能夠讓更多人順從。

而且普朗克充分而明確的讓世人知道他願意妥協。他於 1936 年威廉皇帝學會 25 週年時再次談到哈柏的成就（並且因此受到斥責），但是在該活動的出版紀錄中，他卻一直不讓哈柏的名字出現。普朗克也在發給希特勒的電報中提及這個慶祝活動，感謝他「仁慈的保護德國科學」 。

普朗克後來聲稱，在國家社會黨的統治下，威廉皇帝學會認為，權宜之計就是表現得「像在風中的樹」，必要的時候彎曲，但是等壓力過去，就會再次變得挺直 。他從來沒有真正了解，納粹只關心他們彎曲的時候。

本文摘自《為第三帝國服務：希特勒與科學家的拉鋸戰》，麥田出版。本書為泛科學 2017 年 2 月選書。