物理群星
吴健雄 肖像

吴健雄

Chien-Shiung Wu

1912–1997 · 生于中国江苏太仓 · 中国 → 美国

原子与核物理粒子物理

用钴-60 打碎镜像世界的「东方居里夫人」

「我很怀疑,微小的原子和原子核、数学符号或 DNA 分子,难道会对男性或女性的对待有所偏爱吗?」

—— 1964 年 10 月在麻省理工学院「女性与科学」研讨会上的发言(原文为英文,此处为意译)

人生时间线

  1. 1912

    5 月 31 日生于江苏太仓浏河镇,父亲吴仲裔创办明德女校

  2. 1930

    考入国立中央大学,先读数学,后转入物理系

  3. 1936

    乘船赴美,入加州大学伯克利分校,师从劳伦斯与塞格雷

  4. 1940

    获伯克利博士学位,博士论文研究铀裂变产物

  5. 1944

    加入曼哈顿计划,在哥伦比亚大学参与铀浓缩与辐射探测研究

  6. 1957

    1 月,主持的钴-60 实验证实宇称不守恒,震动物理学界

  7. 1975

    当选美国物理学会会长,为该学会成立以来首位女性会长

  8. 1978

    获颁首届沃尔夫物理学奖

  9. 1997

    2 月 16 日在纽约逝世,翌年归葬故乡太仓浏河明德学校校园

伟大发现

1957 年 1 月 9 日凌晨,华盛顿国家标准局的低温实验室里,几位熬红了眼的物理学家用纸杯碰了碰一瓶红酒。他们刚刚确认:镜像世界与现实世界并不等价,宇称守恒这条被奉为金科玉律的信念,在弱相互作用中轰然倒塌。主持这场实验的,是一位来自江苏太仓、总穿一身旗袍进实验室的女性——吴健雄。

明德学堂的女儿

1912 年 5 月 31 日,吴健雄生于江苏太仓浏河镇。在那个女孩极少读书的年代,她的父亲吴仲裔在镇上创办了明德女校,把「不要放弃对科学的责任」这样的观念灌进女儿心里。她从明德女校起步,一路读到国立中央大学——先入数学系,因痴迷物理而转系,1934 年从物理系毕业。父亲给她的那把开门的钥匙,她攥了一辈子。

驶向伯克利

1936 年夏,她乘船横渡太平洋,本打算去密歇根大学,途经伯克利时被劳伦斯的回旋加速器实验室吸引,又听说密歇根的女学生连学生活动中心的正门都不许走,便留了下来。她名义上的导师是后来的诺奖得主劳伦斯,实际带她做实验的是塞格雷。1940 年,她凭铀裂变产物的研究获博士学位——其中对放射性氙的测量,几年后帮助曼哈顿计划的科学家诊断出汉福德反应堆突然「熄火」的元凶。1944 年,她正式加入曼哈顿计划,在哥伦比亚大学参与铀浓缩与辐射探测的研究。

β 衰变的女王

战后她留在哥伦比亚大学,把全部功力倾注在 β 衰变上。这类实验极易被样品制备的细节毁掉,而她以近乎苛刻的严谨著称:别人测不准的谱,她用均匀的薄膜源重新测,一举澄清了实验与费米理论多年的矛盾。到 1950 年代中期,「吴健雄」三个字就是 β 衰变实验的世界标准——这正是 1956 年春天,李政道走进她办公室请教的原因。

零下的世界,破碎的镜子

李政道与杨振宁指出宇称守恒在弱作用中从未被检验,而检验它难如登天:必须让钴-60 原子核的自旋整齐排列,这意味着把样品冷却到约 0.01 开尔文——比绝对零度只高百分之一度——还要同时在这个极端低温里测量电子飞出的方向。当时全美能做这种核极化的实验室屈指可数。吴健雄取消了与丈夫袁家骝回国探亲的航程,与国家标准局的安伯勒等低温专家合作,亲手一炉炉培育实验所需的硝酸铈镁晶体,反复排除退极化的假信号。1957 年 1 月,判决落定:电子明显偏爱逆着核自旋的方向飞出——大自然分得清左右。半年多的极限实验,终结了一条统治物理学三十年的「定律」。

迟到的承认

1957 年 10 月,诺贝尔奖授予了李政道与杨振宁,实验判决者吴健雄却不在名单上——这成为诺奖历史上公认的遗憾之一。她生前极少公开抱怨,但在 1989 年写给物理学家斯坦伯格的信中坦承:自己从不为奖项做研究,可工作被忽视「依然深深刺痛着我」。荣誉终究以别的方式抵达:1958 年当选美国国家科学院院士,1975 年成为美国物理学会成立以来首位女性会长,1978 年获颁首届沃尔夫物理学奖。人们称她「东方居里夫人」,而同行知道,她的严谨自成一派,无须比附任何人。

归根浏河

1997 年 2 月 16 日,吴健雄在纽约逝世。翌年,她的骨灰归葬故乡太仓浏河,就安放在父亲创办的明德学校校园里,墓体设计由建筑大师贝聿铭担任顾问。墓碑上写着:她是卓越的世界公民,和一个永远的中国人。从明德学堂出发,绕地球一周,她最终回到了起点。

思想的传承

曾受影响于

欧内斯特·劳伦斯埃米利奥·塞格雷

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