傳奇女性吳健雄:如果沒有她,李、楊能否獲得1957年的諾貝爾獎?

2020-08-15 藝術世界人物誌

文/江南之春 (原創首發)

吳健雄(1912—1997),生於江蘇省蘇州太倉瀏河鎮,美籍華人,世界最傑出的物理學家之一。

1957年,當瑞典斯德哥爾摩諾貝爾獎委員會決定,將該年度物理諾貝爾獎授於二位中國科學家李政道、楊振寧時,整個世界的華人沸騰了。從大陸到臺灣,以香港到澳門,從海內到海外,只要是華裔血統的人無不歡欣鼓舞,沒有人不為李、楊二人獲得諾貝爾獎而自豪的。因為,這個對華人來說——太重要了。

尤其是身處海外的華人,其所獲得的喜悅與自豪堪比後來1964年我國原子彈爆炸成功所帶來的喜悅與自豪。

這次李政道、楊振寧二人的獲獎,意義深遠,包括獲獎背後付出巨大貢獻的一位女性。

因為在上個世界50年代和在此之前的近一百多年,華人的地位實在是太低了。國外很多對華人的歧視和輕蔑,是我們現在人想不到的,甚至不敢想像的。諾貝爾獎自1901年開始每年頒發,半個世紀過去了,就從來沒有出現過華人、華裔的面孔。為此,西方某些另有用心的人甚至以此污衊攻擊我們中國人、華人是「智力低下的民族」。我國歷史上的科技在明朝中葉以前一直遙遙領先於整個西方,但這些帶有灰色眼鏡的西方人無視這個事實,甚至污衊我們已經不是古代真正中國人的後裔,說什麼「真正的中國人早就沒有了」。

面對這樣的歧視與污衊,在近現代150年來,真正在世界範圍內開始打破某些西方人病態的偏見,就是1957年李政道、楊振寧獲得諾貝爾物理學獎開始的。所以,回顧歷史,我們站在歷史的今天,怎麼去評估這一次獲獎意義的重大與深遠,都不為過。

1957年,李政道、楊振寧二人獲得諾貝爾物理學獎時情景

然而,這一次的獲獎只有李政道與楊振寧二人的傑出才智是不夠的,還有一位傑出的女性,他就是被西方視為「東方居裡夫人」的吳健雄女士。

吳健雄,是一位生於斯長於斯,地地道道的中國人,直到她1954年加入美國國籍。有一點是很奇怪的,在西方人眼中,不管你加沒加入其它國籍,他們始終認為像楊振寧、李政道、吳健雄這些科學家就是中國人。這一點,是東西方完全不同的視角。

1956年,由李政道、楊振寧二位物理學家發現並提出的「弱作用中宇稱不守衡定律」這一重大科學理論,震動了世界整個科學界。

該年,李政道和楊振寧在深入細緻地研究了各種因素之後,大膽地斷言:τ和θ是完全相同的同一種粒子(後來被稱為K介子),但在弱相互作用的環境中,它們的運動規律卻不一定完全相同,通俗地說,這兩個相同的粒子如果互相照鏡子的話,它們的衰變方式在鏡子裡和鏡子外居然不一樣!用科學語言來說,「θ-τ」粒子在弱相互作用下是宇稱不守恆的。

它的偉大之處,在於一舉推翻了過去30多年科學界一直奉為絕對真理的萬物「宇稱守衡定律」,把人們對世界的認知一下子提升到了「另一座山峰」的高度,徹底打破了人們對微觀粒子運動基本對稱的認知。

這個理論是開創性的,也是偉大的。

但是,偉大的理論即使再正確,如果沒有自然界中實驗中觀測到數據來佐證,那麼它也只是偉大的理論發現,離諾貝爾獎還是遙遠的。

因為諾貝爾物理學獎從不把它頒給沒有實驗證明正確的科學理論發現。這一點早在1921年愛因斯坦獲得諾貝爾獎得到了證實。當年愛因斯坦獲得諾貝爾獎是因為其並提出光子假設、成功解釋了光電效應獲得而不是其偉大得多的狹義相對論(1905年提出)或1915年創立廣義相對論。

助力李政道、楊振寧二人在提出「宇稱不守衡定律」後,中問只隔了一年,於1957年便獲獎的這個關健人便是華裔女科學家家——當時年已45歲的傑出的核物理學家吳健雄女士。

1912年5月31日,吳健雄出生於江蘇省蘇州太倉瀏河鎮書香門第的,父親吳仲裔提倡男女平等,創辦明德女子職業補習學校,對吳健雄的成長起了至關重要的作用。

青少年時代的吳健雄,時年16歲

吳健雄,她這個名字很男性化,其實她是「健」字輩,族人依次以「英雄豪傑」而取名的。

1929年,吳健雄考入國立中央大學數學系。由於資質俊秀,學習遊刃有餘,在求知慾的驅動下,她翻閱了一些有關X光、電子、放射性、相對論等方面的書籍,沒想到一下子便被倫琴、貝克勒爾、居裡夫婦、愛因斯坦等科學巨匠給深深地吸引住了。於是,她第二學年便申請轉到了物理學系。從此,她的一生與物理科學再也沒分開過。

此後,吳健雄去美國加州大學伯克利分校,師從物理學界巨擘歐內斯特·勞倫斯、塞格瑞、奧本海默等物理學「巨頭」。並於1940年獲得物理學博士學位後,成為最早獲得核物理博士學位的中國女性。

吳健雄1940年畢業於加州大學伯克利分校,獲物理學博士學位,也是該校第一位中國女博士

吳健雄一生在實驗物理學上成就極高,在整個世界物理學界享有「東方居裡夫人」的美謄,更是被西方人稱之為「核物理學女王」。但她一生中第一次獲得世界物理學界矚目的成就則是獨自帶領實驗小組驗證並觀測記錄了「弱相作用中宇稱不守衡」的正確性。

1957年,李政道、楊振寧提出在β衰變過程中宇稱可能不守恆之後,兩位科學家為了證明他們預言的正確性,找到了吳健雄博士。

吳健雄有許多新巧的物理實驗技術廣泛為其他物理學家所採用,許多物理學家在實驗上遭遇到困難,也會尋求她的協助。在楊李提出請求後不久,吳健雄博士就與華盛頓的美國國家標準局的阿貝爾博士商討合作這一實驗的可能性,實際工作在3個月後開始。她在極低溫度(絕對零度以上0.01開爾文)的磁場中,觀測鈷60衰變為鎳60,及電子和反微子的弱交換作用,果然電子及反微子均不遵守宇稱守恆原理。

這個實驗結果證實了弱相互作用中的對稱不守恆,在整個物理學界產生了極為深遠的影響。

物理實驗室工作中的吳健雄教授

美國作家李·伊得遜說:吳健雄博士經過了不知多少次艱辛而複雜的實驗,方使楊、李二位在理論上的突破,獲得了實驗上的證明。吳健雄在實驗中發現了電子傾向於左手旋的現象,不僅改變了物理科學中「宇稱守恆」的基本信念,同時也影響到化學、生物、天文和心理學的發展。

普林斯頓大學授予她榮譽哲學博士學學位時,校長鄭重地宣布:吳健雄博士已充分獲得被稱譽為世界上最偉大物理實驗學家的權利。宇稱不守恆原理徹底改變了人類對對稱性的認識,促成了此後幾十年物理學界對對稱性的關注。

1957年1月15日,吳健雄的實驗多次證實了楊振寧、李政道的設想,之後她將實驗報告整理成論文,寄到了《物理評論》。同日,哥倫比亞大學為這項新的發現史無前例地舉行了一場記者會。第二天,《紐約時報》以頭版報導了吳健雄實驗的結果。消息傳出後,世界各地的科學家,都奔往吳健雄所在的實驗室。吳健雄也接到無數大學和實驗機構的邀請,要她去講述她的實驗結果。

在美國普林斯頓大學,工作狀態中的吳健雄教授

由於實驗結果的確證,至使瑞典斯德哥爾摩諾貝爾獎委員會決定,將1957年該年度物理諾貝爾獎授於二位中國科學家李政道、楊振寧(當時二人仍持有中華民國國籍,加入美籍是幾年後的事)吳健雄未能與楊李二人共同獲得1957年的諾貝爾獎。

但是,蕕獎名單中並沒有吳健椎女士,很多人為她感到不公,但她本人從未作出任何回應。只是在給1988年諾貝爾獎得主史坦伯格的祝賀信上寫道:「儘管我從來沒有為了得獎而去做研究工作,但是,當我的工作因為某種原因而被人忽視,依然是深深地傷害了我。」

為此,1988年諾貝爾物理學獎得主史坦伯格曾說:「若沒有吳健雄的實驗結果,李政道、楊振寧倆人的理論只能是一種構想。她的實驗結果,改變了這一切,她應該當之無愧地與二人共同分享諾貝爾獎。」

這其中的原因極其複雜,要把這個原因講清楚則需要寫一篇文章才有可能。這非本人主旨,筆者江南之春不在此展開了,以免扯偏題了。

在此後,作為「實驗物理學女王」,吳健雄幾乎獲得了世界上所有重要的實驗物理學獎項,並獲得國際上普遍的讚譽與廣泛的影響力。

雖然吳健雄博士沒有得到諾貝爾獎,但她所從事工作的重要性並不因此而降低,反而因其他榮推崇和榮譽和紛至沓來,而更顯得成就輝煌。普林斯頓大學授予她榮譽哲學博士學學位時,校長鄭重地宣布:吳健雄博士已充分獲得被稱譽為世界上最偉大物理實驗學家的權利。

1975年,她擔任美國物理學會歷史上第一任女性會長,並於同年獲得美國總統福特在白宮授予她美國最高科學榮譽的國家科學勳章。1978年在以色列獲得有重有影響力的沃爾夫獎。

明眼人看來,這一切都是世界物理學界對於這樣一會傑出女核物理科學家的一種肯定和補償,但終於還是在諾貝爾獎項上留下了遺憾。

1980年,吳健雄從普林斯頓大學物理學教授任上退休。此後的17年裡,吳健雄便一直開始了至力於我國內地舊科技發展教育,並利用其廣泛的國際影響力為我國科技教育而奔走於世界各國。

1982年,受聘為南京大學、北京大學、中國科學技術大學名譽教授,並在南京大學開辦系統講座,論述了β衰變、宇稱不守恆、穆斯堡爾效應等方面的課題。

晚年時期的吳健雄教授,與鄧小平先生會見時

1984年10月,吳健雄第一次回到闊別40多年的故鄉,參加母校明德學校恢復校名暨明德樓落成典禮,並把自已一生獲獎所得捐獻給了中學時代的母校,獨自捐資建成了明德學校紫薇樓。

吳健雄女士的晚年幾乎在為中國的科技教育事業奔走中度過。在其晚年,有人多次問到她本人,為什麼諾貝爾獎不頒發給她?

此時的吳健雄院士早已淡然,她幽默地笑著說:「諾貝爾先生又不是我的愛人,我愛著的是我的先生袁家騮教授,袁先生才對我好,出外總是幫我背著相機。」

多麼通透明澈的老人呀!年近八十的吳健雄先生(其晚年都以先生尊稱之)回顧自已的一生,她早已把這些榮譽看的很淡了。她覺得自已一生最愛的還是生她養她的祖國。

晚年,她很少提及自已過往的成就,在談到科學時,她說:「從事科學研究沒有捷徑,基本修養就是由興趣、觀察、實驗、毅力等辛苦做起。」

位於東南大學的吳健雄塑像

在其生命最後的幾年,國家給予了老人極高的榮譽,歷屆國家領導人都多次會見過吳健雄、袁家騮伉儷二人。1990年,中國科學院紫金山天文臺將國際編號為2752號的小行星命名為「吳健雄星」。1994年,吳健雄又當選為首批中國科學院外籍院士。

正如愛因斯坦在評價居裡夫人所說:第一流人物對於時代和歷史進程的意義,在人格精神方面的貢獻,往住也許比單純的才智上的貢獻要大得多。

同樣,我們認為吳健雄先生一生也足以當擔這個崇高的評價。

1997年2月16日,一代「物理女王」吳健雄先生在紐約病逝,終年85歲。

遵照他本人生前遺願,袁家騮親自護送吳健雄的骨灰回大陸,安葬於蘇州太倉瀏河。


吳健雄的墓地在太倉市明德高級中學紫薇閣旁,墓體設計由貝聿銘任設計顧問。

從此,這位美麗的女性、傑出的華人物理學家又回到了她終生愛著的土地,並且再也不分開。(完)

——作者江南之春2020年8月15日於墨泉樓·宜昌

筆者寫後記:吳健雄教授一生活了85歲,其事跡故事極多。加之其從事的領域為高能核物理,對筆者我來說也極其陌生,史料篩選,科學闡釋,實有筆力所不逮,請讀者見諒。

出於對這樣一位既美麗又傑出的女科學家的敬仰,為寫好這篇文章,筆者早在本月初就利用業餘時間分別閱讀完了楊振寧、李政道、吳健雄三位大科學家的傳記。但寫完後,筆者本人也不大滿意。

由於業餘時間有限,也暫只好如此了。好與不好,權作自已的讀書筆記吧。

知識延展小連結:

①宇稱不守恆定律是指:在弱相互作用中,互為鏡像的物質的運動不對稱。該定律由吳健雄用鈷60加以了驗證,從而成為物理學上的一條真理。

⑧截至2015年為止,獲得諾貝爾自然科學類獎項的華人有9位,他們分別是李政道、楊振寧、丁肇中、李遠哲、朱棣文、崔琦、錢永健、高錕、屠呦呦。

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