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了不起的女子丨吳健雄:核實體女王,原子彈的助産士

作者:吐槽老鄧

說起“核實體女王”吳健雄,你可能并不熟悉。她是全球最傑出的實驗實體學家之一,曾以非美國籍科學家的身份,參與過研究原子彈的曼哈頓計劃,後來還成為了美國實體學會曆史上第一位女性會長。在核實體研究領域,她對β衰變的研究更是有着世界性的貢獻。是以,她也被人們尊稱為“東方居裡夫人”和“實體學第一夫人”。

了不起的女子丨吳健雄:核實體女王,原子彈的助産士

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吳健雄的婚姻也很幸福。她嫁給了同為實體學家的袁家骝,相戀相依大半生。值得一提的是,袁家骝的祖父,正是大名鼎鼎的袁世凱。在實體學研究工作中,袁家骝全力支援着妻子,正因如此,吳健雄才有更多精力,去摘取科學研究上的皇冠。

1912年5月31日,吳健雄出生在江蘇太倉的一戶書香門第。父親吳仲裔是個開明的知識分子,曾先後加入過蔡元培主辦的愛國學社和孫中山上司的同盟會,參與過反對袁世凱的鬥争。回到家鄉後,他又創辦了明德女子職業補習學校,提倡男女平等的思想。

吳健雄雖然是個女孩,但父親依然按照族譜裡對應的“健”字輩,給她起了“健雄”這個名字,還讓她從小和其他兄弟一樣讀書識字。吳健雄說過:“如果沒有父親的鼓勵,現在的我可能在中國某地的國小教書。父親教我做人要做‘大我’,而非‘小我’。”

15歲那年,吳健雄出于對著名學者胡适的崇拜,前往由胡适擔任校長的中國公學聽課一年。早前,胡适曾去過她的學校做演講,主題是《摩登的婦女》,講婦女應該如何從思想上走出舊的傳統。在這次演講中,年少的吳健雄受益匪淺,思緒澎湃。

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來到中國公學後,吳健雄卓絕的天資,也引起了胡适的注意。

有一次,胡适在校務會議中說到:

胡适,38歲,中國公學校長,著名學者

這個學期,我發現班上有一位同學非常出色,每次提問都答得好,習題做得好。我教書這麼久,從未遇到有哪個學生能對清朝300年思想史了解得那麼透徹。這個女學生可真厲害,我要給她100分。

聽到胡适這麼說,同為中國公學講師的馬君武和楊鴻烈,也立馬開口。

馬君武,社會教授,著名學者

我的班上也有一位非常傑出的學生,社會學考了100分。

楊鴻烈,曆史教授,著名學者

你們的學生不是唯一的好學生,我的班上也有個曆史學考100分的好學生。

馬君武和楊鴻烈的話,讓胡适覺得很驚訝,他直言:“奇怪,怎麼一下出了這麼多全優生?”

三位老師查了一下,原來他們的好學生是同一個人,正是吳健雄。

胡适曾公開表示,自己這一生最得意、最自豪的事情,便是收了吳健雄這個學生。多年後,吳健雄留學美國,胡适在前往哈佛大學作演講時,還專程去見了吳健雄,勉勵她說:

胡适,47歲,著名學者

你是很聰明的人,千萬要尊重自愛,你未來成就不可限量。希望你能利用在外學習的時間,多閱讀國外文物,學習科學,使得自己見識高明,做一個博學的人,對國家人民做出貢獻。要知道,凡是一流的科學家都是知識淵博的人,因為他們能夠取精而用弘,由博而反約,故能大有成功。

1930年,吳健雄考入南京的國立中央大學,也就是今天的南京大學。起初,她入讀的是數學系,但慢慢的,她卻被有關X光、放射性、相對論等方面的書籍,深深地吸引住了。于是一年後,她轉到了實體學系,開始了畢生所愛的事業。

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1934年,畢業後的吳健雄先後在浙江大學和中央研究院工作。後來經導師推薦,又在叔叔的資助下,她于1936年8月從上海外灘啟程,計劃去美國密歇根大學學習光譜學。不過,她在抵達美國後不久就改變了這個計劃。

在去密歇根大學報道前,吳健雄去參觀了加州大學伯克利分校,而接待她的,正是袁世凱的孫子,袁家骝。其實,袁家骝也才剛入讀這所學校不過三周,而在這之前,他已經取得了燕京大學實體系碩士學位。袁家骝帶吳健雄參觀了實體系放射性實驗室的回旋加速器。當時,這台加速器的發明者,同時也是身為實體學界巨擘的歐内斯特·勞倫斯博士對吳健雄說:

歐内斯特·勞倫斯,35歲,諾貝爾獎實體獎獲得者

你對實體有興趣,核實體剛剛開始,很有發展;而光譜學是一個比較古老的學科,前途不大,你應該留在伯克利。

經過認真思考,吳健雄收起了去密歇根的火車票,留在了加州大學伯克利分校就讀,成為歐内斯特·勞倫斯的博士研究所學生。而在這個學習過程中,她和袁家骝,兩位熱愛着實體學的中國年輕學者,相愛了。

相戀六年後,也就是1942年,吳健雄和袁家骝舉行了婚禮,時間正好是吳健雄30歲生日的前一天。當天拍攝婚禮照片的人,正是他們的好友錢學森博士。

婚後,夫妻倆的生活很是甜蜜。吳健雄曾給朋友通信說:“在三個月共同生活中,我對他了解得更為透徹。他在沉重工作中顯現的奉獻和愛,赢得我的尊敬和仰慕。我們狂熱地相愛着。”

相戀到結婚的這段時間,也是吳健雄事業突飛進展的幾年。

1938年,吳健雄正式開始進行原子核實體實驗,這在當時還是一個全新的領域。第二年,她又開始研究鈾原子核分裂的産物,并成功發現,鈾原子在出現核裂變時,會産生對中子具有一定吸收性的放射性同位素氙-135。這為後來美國制造原子彈的“曼哈頓計劃”,提供了關鍵貢獻。

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1940年,吳健雄獲得了實體學博士學位,她的學位論文在實體學界最權威的《實體評論》雜志上發表。此時,她是核實體學界一顆冉冉升起的新星,頂尖實體學家勞倫斯、賽格瑞和奧本海默等,都認為她是一流的實驗實體學家。

隻可惜,在那個時代,身為中國女人的吳健雄很難在大學裡面謀職,她隻能在實驗室繼續做研究員。直到1943年,吳健雄才終于獲得普林斯頓大學實體系有史以來的第一個女性教席。

就當吳健雄夫婦在美國大學裡潛心做研究時,第二次世界大戰已經打得白熱化了。1942年6月,一個名為“曼哈頓”的原子彈制造計劃正式在美國開啟。這個改變人類曆史的科學計劃,集合了當時同盟國許多第一流的科學家。

可在1944年9月,這一計劃卻因原子核連鎖反應的突然中斷,陷入了停滞,研究人員一時找不到中子消失影響核爆炸鍊式反應的原因。“曼哈頓計劃”的上司者、核實體學家奧本海默第一時間就想到了吳健雄。要知道,吳健雄在核分裂方面所掌握的實驗知識和經驗,是無可替代的存在。于是,每次開會讨論核分裂及原子彈相關問題時,他就對助手說:“去叫吳小姐來參加會議,她知道所有關于中子吸收截面的知識。”

在奧本海默的力薦下,吳健雄正式以一個外籍女科學家的身份,加入了美國最高機密制造原子彈的“曼哈頓計劃”。

了不起的女子丨吳健雄:核實體女王,原子彈的助産士

那時候,吳健雄負責的是最核心、最機密的“原子核分裂反應”工作。後來,她開發出一種能夠找回消失中子的裝置,推動了原子彈的成功研發。就連奧本海默都親口承認:“如果沒有吳博士的工作,原子彈絕無可能這麼快就研發出來。”

1945年7月16日,人類第一顆原子彈在美國新墨西哥州的一個沙漠中試爆成功。它驚人的威力和巨大的蘑菇雲,震撼了所有人。三個星期後,兩顆原子彈投入日本,直接促成了二戰的結束。日本無條件投降,中國人民終于從侵略者的手中解脫了出來。

擁有如此成就,吳健雄是以被稱為“原子彈之母”。隻是,吳健雄和許多科學家一樣,都具有反思精神,生靈塗炭并不是科學研究想要的結果。每每談起原子彈的摧毀性,她都很痛心。她說過:

吳健雄,33歲,核實體學家

你認為人類真的會這樣愚昧地自我毀滅嗎?不,不會的。我對人類有信心。我相信有一天我們都會和平地共處。

可是,即便做出如此巨大的貢獻,吳健雄仍舊遇到了性别歧視和種族歧視。在原子彈研發的成功篇章裡,她被差別對待,不為人所知。直到1992年,哥倫比亞大學在授予她美國理工界最高榮譽的“普賓獎金”時,這個事實才得以公之于衆。而吳健雄,也擁有了“第一顆原子彈的助産士”這一稱号。

吳健雄依舊默默地工作,不過,她的成就越來越廣為人知,陸續獲得了很多榮譽和新的工作機會。1948年,她獲聘美國實體學會會士;1958年,她獲選為普林斯頓大學創校百年來第一位女性榮譽博士;同年,她還當選為第一位華裔美國國家科學院院士。

其實,除了參與“原子彈”制造的核心科研之外,吳健雄對科學界更大的貢獻,是用實驗證明了李政道和楊振甯首次提出的“宇稱不守恒定律”。

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當時,微觀實體學領域有一條颠撲不滅的定理:“宇稱守恒定律”。但是,理論實體學家楊振甯和李政道卻對這條定理産生了懷疑,提出了“宇稱不守恒定律”。問題是,提出的理論,必須要用實驗來證明,否則便是空談。由于沒有一個科學家相信這個新的理論能成立,沒有人願意去做實驗來驗證它。四處碰壁後,楊振甯和李政道找到了華人同胞吳健雄。

起初,吳健雄的老師也極力阻止她做這種毫無意義的實驗,但吳健雄敏銳地意識到,這将是等同于“新大陸”一樣的重要發現。

當時,吳健雄已經和丈夫袁家骝買好了傳回大陸的船票,因為他們離開故鄉二十多年了,很想回家看看。可當吳健雄接到楊振甯的電話後,立刻退掉了船票,讓袁家骝一個人回國,她孤身一人又回到了紐約。

為了檢驗宇稱是否“守恒”,吳健雄設計了一個實驗。不過,這個實驗對技術的要求極高,而且還需要在極低溫的環境下才能展開進一步的觀察,而想要同時達到這兩個條件,就必須去位于華盛頓的美國國家标準局做實驗才行。于是,吳健雄隻能長期往返于華盛頓和紐約之間,每天隻睡四小時。

終于,吳健雄的反複實驗,證明了弱互相作用中的對稱不守恒,并由此得出結論:“β衰變的不對稱現象”非常明顯。

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1957年1月15日,她将實驗報告整理成論文,寄往《實體評論》雜志。哥倫比亞大學也在當天為這項新的發現,史無前例地舉行了一場記者會。第二天,《紐約時報》更是在頭版報道了吳健雄的實驗結果。從這一刻起,傳統的“宇稱守恒定律”被徹底推翻,整個實體學界為之震驚。

毫無懸念,1957年的諾貝爾實體學獎頒給了“宇稱不守恒定律”的理論提出者楊振甯和李政道,他們倆成為了曆史上頭兩位獲得諾貝爾科學獎項的中國人。但令人郁悶的是,用實驗證明了這一定律的吳健雄,卻沒能一同分享這份榮譽。

科學界普遍認為,這與當時社會依然嚴重的性别歧視有關。許多科學家都公開表達了他們的失望和不滿。著名的實體學家傑克·斯坦博格就曾仗義直言:

傑克·斯坦博格,67歲,諾貝爾獎實體獎獲得者

這次的諾貝爾獎沒有吳健雄女士,是不公正的。如果沒有吳健雄的實驗結果,楊、李二人的理論隻能是一種構想;如果沒有吳健雄的出現,恐怕這條錯誤的“宇宙守恒定律”将會繼續誤導世界實體學的研究,進而導緻人類探索真相的腳步走向完全錯誤的方向。她的實驗結果改變了這一切。吳健雄應該當之無愧地與他們共享諾貝爾獎。

那時候,吳健雄也聽到了很多關于她應該得諾貝爾獎的讨論,但為人低調的她,并沒有站出來為自己發聲。後來,直到替她發聲的傑克·斯坦博格獲得了諾貝爾獎,她才在祝賀信中誠懇地說道:

吳健雄,77歲,核實體學家

像你這樣一位近代實體的偉大批評者,所給予我的稱贊,是比任何我所期望或重視的科學獎更有價值的。我的一生,全然投身于弱互相作用方面的研究,也樂在其中。盡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。

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​這件事确實令人遺憾。不過,吳健雄依然全身心投入到科研之中,無怨無悔。在這背後,丈夫袁家骝給予了她很多支援。同樣作為一位優秀的實體學家,袁家骝也獲得過兩項美國科技大獎。在吳健雄投身科學的時候,袁家骝則攬過了照顧家庭的擔子,做家務,帶孩子,讓妻子安心。也是因為生活在這般志同道合又幸福甜蜜的家庭中,吳健雄才能不斷做出成績。

在往後的實體學生涯中,吳健雄突破性地證明了核β衰變中矢量流守恒定律;接着,她又寫出了實體學經典著作《β衰變》。接連創造實驗實體學曆史性突破的吳健雄,在1975年當選美國實體學會的會長,被時任美國總統福特授予國家科學勳章。

她的一生,拿到了除卻諾貝爾獎以外的幾乎所有科學類大獎。既是華人之光,也是女性之光。

遺憾的是,由于種種原因,吳健雄夫婦倆直到1973年,才得以一起回到睽違37年的祖國,并獲得了周恩來總理的親自接見。1994年,吳健雄入選中國科學院第一批外籍院士。她的後半生,也為中國的科學與教育事業,投入了不少精力。

1997年2月16日,吳健雄院士于紐約病逝,享年85歲。丈夫袁家骝親自護送她的骨灰回到祖國大陸,安葬在家鄉蘇州太倉。

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相比同時代的女性,吳健雄是幸福的。她的生活簡單而又平靜,接受到了最好的教育,又在科研領域中開辟出自己的一席之地。她是一位實體學天才,把所有的精力都放在了科學研究上,不斷突破,不斷作出貢獻。

諾貝爾獎得主賽格瑞在評價吳健雄時,是這樣說的:“她是一位世界頂尖的女性實驗實體學家,她的意志力和對工作的投身,使人聯想到居裡夫人,但是她更加地入世、優雅和聰慧。”

作為科學家的吳健雄,屬于中國,也屬于全世界。雖然“華人女性”這個身份,讓她在職業生涯中受到了一定阻礙,甚至錯失了諾貝爾獎,但是,她的光芒是如此之耀眼,依然照亮了整個科學世界。

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