■肖太桃
吳健雄敬佩居裡夫人，但如同對任何先賢和前哲一樣，並不盲目崇拜。她們都曾在科學的最前沿作重要的探索，也都取得了重大的成就。
自然科學有理論研究與實驗研究兩個方面。大多數科學家從理論研究入門，即便沒有大學或者實驗室支撐，也不妨礙有志者在這樣的科學園地中耕耘（進入大科學時代以後，沒有系統的科學訓練、沒有科學團隊或實驗設備的支持，已經很難再做這樣的科學理論工作）。也有些科學家以「做實驗」為樂，他們喜歡「眼見為實」。做實驗是辛苦的，要出力，要流汗，要髒手，要排隊等待使用實驗設備，要熬夜值守觀察實驗進程，記錄實驗數據，等待實驗結果。有些實驗需在野外或者危險的環境中長時間工作，甚至要付出健康代價，冒生命危險。還有些實驗，沒有現成的設備和材料，製備實驗的器具或材料，是研究工作中辛苦的「前菜」。
然而，實驗成功的那一刻是極具誘惑力的。實驗結果對理論的挑戰、顛覆、確認、修正、定位，對新視野、新門徑的開闢，都具有無可比擬的震撼力和權威性。因此，有些科學家終身為實驗痴迷。吳健雄就是其中一位。
她把實驗做到了同行中的極致
吳健雄是世界著名實驗物理學家。她自述一生大約有15項重要的物理學貢獻。其中有3項具有裡程碑性質和劃時代意義。最為人稱道的是，1956年夏天至1957年1月，她最先以實驗清楚地顯示了宇稱在核極化時的β衰變中的不守恆和電荷共軛不變性的破缺。
吳健雄從小就喜歡動手做東西，幾歲時就跟著父親學裝礦石收音機。在少年的照片和前人的傳說中，「她沉靜慢語，眼睛裡閃動著聰慧，內心裡充滿了陽光，做事常常因專心而入迷」。在那個年代的中國，礦石收音機大概也是「高新科技」了。
1936年8月，24歲的吳健雄帶著對實驗的濃厚興趣，赴美留學，進入加州大學伯克利分校攻讀物理學。那個時候，正是物理學在原子核研究方面大放異彩的時代。接連不斷的科學大發現，使得原子核物理成為當時最具吸引力也最具挑戰性的科學領域。吳健雄原本打算到康奈爾大學讀書，因看望先期到達的中國同學順道訪問伯克利。當她得知伯克利有勞倫斯（正在為粒子回旋加速器忙得不亦樂乎，1939年因此項貢獻而獲得諾貝爾物理學獎），有最先進的實驗設備，她毅然作出了新的選擇，並通過自己的一再努力，說服了不相信女生能在辛苦的實驗室做下去的勞倫斯。勞倫斯接受了她的入學申請，幫助她辦妥了已經延誤了的入學手續。
吳健雄做實驗的起點非常高，是當時最前沿、最困難的。她所做的第一個原子核物理實驗是「探究放射性鉛因產生β衰變放出電子，而激發產生出兩種型態X光的現象」。在勞倫斯的指導下，她在這個方面獲得了相當清楚的實驗數據和理論分析。在另一位老師塞格瑞（1959年諾貝爾獎得主）的指導下，吳健雄探究鈾元素原子核分裂後的產生物，發現在這些產生物中，惰性氣體氙（Xenon）對鈾原子核分裂連鎖反應有關鍵的影響。她測定了它的半衰期、放射數量和同位素數量。這兩項成就使吳健雄於1940年獲得加州大學伯克利分校博士學位，同時也使她作為一名優秀的實驗物理學家受到物理學界的關注。1941年4月26日，伯克利所在地奧克蘭郡的《奧克蘭論壇報》刊出一篇報導，標題是「嬌小中國女生在原子撞擊研究上出類拔萃」。這篇報導說：「在一個進行原子撞擊科學研究的實驗室中，一位嬌小的中國女孩，和美國一些最高水準的科學家並肩工作。」
1944年3月，已在普林斯頓大學任教的吳健雄，應邀進入哥倫比亞大學，並以一個外國人的身份參與了極其機密的「曼哈頓計劃」。她在這項研製原子彈的龐大系統工程中的主要任務是發展十分靈敏的γ射線探測器。她幾年前在伯克利的研究獲得的一些關鍵且一直保密的數據，為解決核反應不能連續進行的困擾提供了思路和辦法，從而對「曼哈頓計劃」的順利進行作出了重要的貢獻。
吳健雄把實驗做到了同行中的極致。原子核的β衰變是19世紀末以後物理科學中十分重要的領域。1949年，吳健雄和一位合作者艾伯特（A.Albert）做了一個實驗，驗證β衰變理論和實驗間的歧異。吳健雄想到，這些慢速電子由於對環境敏感，因此放射源本身的厚度和均勻性，一定也會造成影響。要提高實驗的精確性，就得有既薄又分布均勻的放射源。她的「做法」可以簡單地描述為：在一盆水中加入一滴清潔液之類的化學溶劑，由這滴溶液擴散形成一個薄膜，再用一個銅環由水中套出一圈薄膜，然後在這薄膜上滴上一小滴含放射性銅的溶液。簡單的表面張力原理，使這些放射性銅均勻分布在薄膜上，等該溶液幹了，便拿來作實驗之用。
事情看起來就這麼簡單，吳健雄的實驗結果和費米的理論完全吻合，她的結果一發表，便把多年來許多紛擾不休的爭論完全澄清了。這和密立根用油滴法測量電子電荷從而結束了關於電子離散性的爭論一樣美妙。她也因此有了舉世聞名、一流精確的實驗物理學家的聲譽。這個實驗結果之所以得到如此的好評，不只因為它對物理學發展具有重要意義，還因為費米本人既是大理論物理學家，也是大實驗物理學家，他自己也做實驗，也和大家一樣受到理論與實驗不能相諧的困擾。要做出這樣的實驗，不僅要對這種非常困難的前沿課題和前沿狀況有全面且深入的掌握，而且要有縝密的思維和獨到的設計，心有靈犀，思維的邏輯與材料的邏輯相合，物性與人思呼應。自然界是簡單的，真正的科學家能夠在紛繁複雜的現象和眾說紛紜的理論中發現簡單的圖景。
三項重大物理學實驗
1957年，對全世界華人來說是具有特殊意義的一年。兩位華人科學家——李政道、楊振寧以他們革命性的理論成就得到了這一年的諾貝爾物理學獎。這是華人科學家首次獲得這一獎勵。
李政道、楊振寧針對當時物理學前沿的困難，經過查閱大量文獻，反覆的討論和計算，發現弱相互作用中宇稱守恆並沒有得到確證，沒有確切的理論證據或實驗證據。他們認為，不應該把弱相互作用中的宇稱守恆看作是天然合理的，而應該用實驗來檢測它。他們建議了幾組可能的實驗。所有身處前沿的物理學家，要麼處於盲從狀態，要麼處於迷茫狀態，沒有人知道應該向什麼方向去「找門」，李、楊提出了突破性的建議。不過，這個建議在得到實驗支持之前，並沒有被身居前沿的大科學家們所看好。
在為楊振寧、李政道論證構想提供參考意見的幾次討論後，吳健雄決定立即著手這方面的檢測實驗。幾個月之後，1957年1月9日，實驗得到了明確肯定的結果，從而探明了「宇稱守恆」定律不適用的範圍，促成了一場「對稱性革命」。這個實驗同時也證實了電荷共軛不守恆和中微子的二分量理論，得到了「一石三鳥」的結果。人類第一次見識了「弱作用中宇稱不守恆」現象，整個世界為之轟動。
物理學是一門實驗的科學。如果沒有實驗數據的支持就不能成為真理。楊振寧後來說：「在那個時候，我並沒有押寶在宇稱不守恆上，李政道也沒有，我也不知道有任何人押寶在宇稱不守恆上。」如果沒有吳健雄這樣在弱相互作用實驗方面具有頂尖水準、對這個問題的重要性有深刻的認識、堅持去弄清楚的決心的科學家，李政道、楊振寧的假說可能不會這麼快就成為確鑿的真理。
年輕人眼尖手快，中年人才思敏捷，所以處於中青年時代的科學工作者最易出成績，實驗科學尤其如此。吳健雄卻是少數到了老年還進實驗室並作出大成果的實驗科學家。
1957年，費曼和他在加州理工學院的同事葛爾曼一同寫了一篇論文，根據當時由宇稱不守恆而發展出中微子二分量和輕子守恆理論的科學結果，提出所謂「向量流守恆」的觀念。
稍後，葛爾曼又在《物理評論》上寫了一篇論文，建議利用放射性的硼（B12）和氮（N12）衰變為碳的實驗來檢驗「向量流守恆」理論。但是這種實驗極端困難，原因是衰變譜中顯現的效應非常微小。1958年，葛爾曼在加州大學柏克利的實驗室和蘇聯杜布納（Dubna）物理研究中心都進行過嘗試，卻沒有成功。
葛爾曼知道在β衰變實驗方面，吳健雄才是頂尖的專家。因此，1959年，他在麻省理工學院一個物理會議上，要求也去參加會議的吳健雄做這個實驗。
在經過近一年的準備工作和幾個月的實驗，吳健雄和一位來自中國臺灣的留學生莫瑋，以及韓國籍學生李榮根，在1962年12月，成功證實了這個守恆定律。這個結果使得普遍適用的費米相互作用，有了一個更堅實的基礎，也為1962年7月的一項高能物理實驗得到兩個中微子的說法，提供了強力的佐證。
「向量流守恆」實驗是吳健雄在「宇稱不守恆」之後，又一項重大的實驗成就，對物理科學有著很深遠的影響。它首次由實驗證實了電磁作用和弱相互作用有著密切的相關性。後來的幾十年當中，結合電磁作用和弱相互作用的研究，成了物理科學最重要的方向，理論上和實驗上都獲得了重大成果，先後有三批８人憑藉此方向的貢獻獲得了諾貝爾物理學獎。李政道曾這樣評論這項工作的意義：「他們建立起一個裡程碑，後來使電磁作用和弱（相互）作用統一在一起，後者被稱為『電—弱力』。這與當初安培和法拉第把電和磁聯繫起來是有同樣價值的。」
之後，吳健雄還完成了多項重要的高水平的物理實驗。其中，1970年完成了一個有關量子力學基本哲學方面的實驗——「愛因斯坦—波多爾斯基—羅森論證」。吳健雄的實驗延續了她1950年的實驗，而在1975年，她又進行了一個實驗。這些實驗都為量子力學的完備性增加了可靠的實驗證據。穆斯堡爾效應被發現以後，吳健雄開始利用一種原子核物理新技術來探究血液中鐵原子的電子結構，從而了解造成鐮形細胞貧血症的成因，把物理學與生物科學、醫學在基礎研究中成功地結合在一起。1990年，她被時任東南大學校長的韋鈺聘為東南大學校務委員會名譽主任。在她的支持下，1992年6月，東南大學與美國哥倫比亞大學物理研究所一起將韋鈺籌建於1983年、成立於1985年的「分子與生物分子電子學實驗室」授名為「吳健雄實驗室」。在這個基礎上發展起來的「生物科學與醫學工程」方向，多年來，一直是東南大學的「王牌」專業之一，也是國內生物科學和醫學工程頂級教學和研究發展中心之一。
吳健雄用自己的「手」，一次次推動了物理學的發展。特別是弱相互作用中宇稱不守恆的發現，導致了關於物理世界基本結構認識上的思想解放，刺激了弱相互作用實驗和理論研究的空前進步。吳健雄與李政道、楊振寧一起，促成了現代物理學上的一個重大革命，開闢了物理學的新境界，改變了人類對自然界的一個根本看法。
1958年，吳健雄被聘任為哥倫比亞大學教授，同年當選為美國科學院院士，1973年擔任美國物理學會副會長，1975年擔任會長，是美國物理學會自1899年成立以來的第一位女性會長，也是第一位不是白種人的會長。1975年，她獲得美國國家科學獎。1978年，她成為沃爾夫獎物理學方向的第一位得獎人。她和居裡夫人、莉絲·邁特納一道，被物理學界公認為是20世紀最優秀的三位女性實驗物理學家。由於她對物理學的傑出貢獻和對女性參與科學與教育的有力推動，她被哈佛大學等20多所著名高校授予榮譽博士學位或聘為榮譽教授。
不喜歡被稱為「中國的居裡夫人」
在國內外，有不少以「中國的居裡夫人」為題寫吳健雄的文章。可是，許多人不知道，吳健雄本人對這個稱呼並不喜歡。照常理，一位華人女性科學家被稱讚為「中國的居裡夫人」，應該是無以復加的最高讚譽了，為什麼吳健雄還不喜歡呢？
吳健雄和居裡夫人從未見過面，當然也沒有過節。1934年居裡夫人去世時，22歲的吳健雄剛從「國立中央大學」畢業，還是一個物理學新手。相反，還可以說，吳健雄與居裡夫人有某種意義上的「師承關係」。吳健雄在「國立中央大學」讀書的最後一年裡，物理學系主任施士元教授是居裡夫人1929年至1933年的學生，在居裡夫人的指導下獲得了物理學博士學位後剛剛回國任教。那個時候，「國立中央大學」的本科教育是精英教育，比現在許多大學的博士教育還「精」，全物理系四年級只有12名學生。施士元和吳健雄雖然在學術上差不多是兩代人，年齡上卻相差無幾，因此師生之間交流甚多。吳健雄畢業論文的題目《晶體中X射線布拉格衍射方程的驗證》即為施士元所出。居裡夫人名滿世界，施士元不會不向學生介紹她的工作；吳健雄不僅對數學、物理學一往情深，對人文、社會也非常有興趣，富有理想，胸懷遠大，不會不向老師探求大師的為人和學問之道。
上世紀四五十年代在原子核衰變實驗方面的傑出成就，使吳健雄有了「中國的居裡夫人」或「東方居裡夫人」的稱號。她曾以仰慕的口吻談起居裡夫人，同學和同行們很自然地把這個稱號送給了她。媒體也樂得以「居裡夫人」這個已經眾所周知的科學榜樣來介紹她、評論她，從而省去了對她的那些遠比居裡夫人的工作更讓人難懂的物理學工作的具體說明。
隨著吳健雄在美國和歐洲科學界交流的擴大和深入，她對居裡夫人的認識和了解自然也不斷增加。她對居裡夫人的敬仰依舊，卻不再是一個青年學生對前輩的崇拜，而是大師與大師之間心靈平等的對話。
在作為科學大師的吳健雄看來，每一個從事原創性工作的物理學家，都有自己學術內容和風格的特質，這種特質是無法用別人的工作來說明的，甚至也是無法用別人的工作來比擬的。吳健雄曾說：「中國人總覺得，說我是中國居裡夫人，好像對我了不得，對我恭維了，其實對我並沒有恭維。」吳健雄敬佩居裡夫人，但如同對任何先賢和前哲一樣，並不盲目崇拜。她們都曾在科學的最前沿作重要的探索，也都取得了重大的成就。站在不斷發展進步的科學新高峰上，吳健雄自然有理由，也有資格說，她站立的地方比居裡夫人更高，見到的景色也更加美妙。居裡夫人是歷史的居裡夫人，是全世界科學家的傑出代表。吳健雄也是歷史的吳健雄，也是全世界科學家的傑出代表。
（作者系東南大學檔案館、吳健雄紀念館研究員）
《中國科學報》 (2019-02-20 第5版 學人)