【吴健雄的外貌】吴健雄的故事

的同学中有一些人后来做了相当重要的工作。譬如后来在芝加哥市郊一手创建起美国最重要的高能物理中心费米国家实验室的威尔森。还有像渥科夫(G.Volkoff),后来做了加拿大物理学会会长、加拿大国家科学顾问,对加拿大的物理发展贡献很大,是加拿大最知名的物理学家。

吴健雄在柏克莱念完一年,成绩相当的好,第二年到了,吴健雄不要叔父继续供她读书的钱,便想向学校申请奖学金。那时候美国对东方人是很歧视的,过去也从没有给过东方学生奖学金,系主任柏基怕董事会有意见,因此只能给吴健雄和袁家骝钱数较少的助读金(Reaoecship)。

袁家骝于是转向在加州南方洛杉矶的加州理工学院申请,结果得到校长密立肯亲自来电报说要给袁奖学金,并要袁家骝立即回复。袁看机会很好,就立刻回复接受,这还引起柏克莱物理系主任柏基很大的不快。

吴健雄继续留在柏克莱物理系,继续认真地上课求知。由于她的才分出众,勤奋努力,加上外貌妩媚气质高雅,个性又开朗率真,在物理系师生间成为一个明星人物,物理系的男同学都众星拱月般地仰慕她,公认她是系花美女,其中有好几个人追求她,他们甚至将她的姓名“吴”发声作“呜”,半开玩笑地唱在一首情歌中。

头两年的一般课程上完后,吴健雄要开始准备她的博士论文报告,也就是说她要开始找一个指导的教授,选定一个实验题目,开始为她将来要长久从事的科学实验工作,取得一个合格入门的资格。吴健雄由于物理才分本就不凡,加上以前在上海的中研院物理所做过X光晶体衍射实验,对于需要相当经验才做得好的物理实验,可说已有一些根基。

因此,当时在柏克莱放射实验室任主持人的大科学家劳伦斯,一开始就是她名义上的指导老师。而实际上指导吴健雄做实验的,是一位20年代跟随大科学家费米(E.

Fermi)在罗马做出一些有名原子核实验工作的塞格瑞。塞格瑞在物理上的早期经验和后来他在欧洲的游学研究,使他当时已经是一个相当有份量的物理学家,因此虽然一开始在柏克莱他并没有正式教席位置,薪水也是由洛克菲勒基金会支付,但是却马上有不少的合作者。

1938年,吴健雄正式开始其后来成就斐然的原子核物理实验之时,这个科

学领域正是一个灿然大起的局面,延续自这个世纪初期以来的许多进展,使原子核物理达到一个空前的盛况。

1938年吴健雄的头一个实验工作,由劳伦斯指导,题目是探究放射性铅因产生β衰变放出电子,而激发产生出两种型态X光的现象。这个工作与当时已相当出名的科学家如乌楞拜克(G.UhlenbecK)、贝特(H.Bethe)和海特勒(W.

Heitler)的理论工作,有着直接的关系。对于原子核物理来说,恐怕没有什么事情会比1938年底铀原子核分裂的发现,来得更令人震惊了。1939年1月这个消息由科学期刊正式公开之后,全世界在这一领域的科学家,都迫不及待地开展相关的实验工作。

1939年吴健雄由塞格瑞指导进行的实验,也正是研究铀原子核分裂的产物。在这一系列的实验工作中,对吴健雄而言,可以说有两大重要意义。其一是这些实验虽有塞格瑞指导,但是大多数是吴健雄**完成的,另外则是其中的一项结果,对于后来美国造原子弹的“曼哈顿计划”提供了关键的贡献。

吴健雄一开始的实验工作,便有着她后来普受赞赏的风格和特质,是精确而细致的,因此无论是她名义上的指导者劳伦斯,或是实际和她一块工作的塞格瑞,对她都极为赞赏。

她经常在实验室中工作到很晚,由于系里担心她一个人半夜里走回国际学舍的安全,因此便要另外一位也经常在实验室中工作到很晚的同学威尔森,开他的老爷车送吴健雄回去。因此,每天清晨三、四点钟,威尔森便会绕到吴健雄的实验室说:“吴小姐,你回家的时候到了。”

威尔森是吴健雄同学中相当有才分的一个实验科学家,也是吴健雄的爱慕追求者之一,他平时彻夜在实验室的工作,以及暑假里回怀俄明州老家打工赚学费的作为,都令吴健雄印象深刻,也觉得美国学生**精神确实不同。

吴健雄是1940年得到博士学位的。她的研究论文就是前面提到的两项研究,这两项研究不但都写成论文,发表在国际上最重要的《物理评论》期刊上,实验结果在科学上也都有相当重要的意义。吴健雄得了学位之后,继续在柏克莱做了两年博士后研究。她的实验工作是研究铀元素的分裂产物以及一些元素的放射性

同位素,因此经常要利用回旋加速器撞击靶后产生的中子束。那时劳伦斯为了得到支持建造回旋加速器的经费,总要强调加速器应用在治疗癌症方面之功用,因此也确实有一些病人在接受照射治疗。吴健雄通常总是早上六点就去,等病人一停止治疗,她马上就开始工作。

吴健雄在原子核分裂和放射性同位素方面的杰出工作,当时已经使她成为奥本海默等许多大科学家口中的“权威专家”,经常被请去在讨论会上,讲这方面的一些专题。甚至后来有人请塞格瑞去讲核分裂时,他都要向吴健雄借她演讲的资料去用。

还有一回塞格瑞拿了一个经过中子照射的东西给吴健雄看,问她:“你看这是什么?”吴健雄就去量了一下,立即判定是铑(Rh),结果塞格瑞拿来的真是铑。塞格瑞在他19**去世以前,曾经将一块东西交给一直留在柏克莱的吴健雄的同学赫姆霍兹,这个东西就是那块铑。

吴健雄专心致志于科学研究,但是她也并没有忘记自己出国的目的。中日战争爆发后,她曾经想过是不是要回到中国去,后来日本发动太平洋战争,航路邮件断绝,更使她望断乡关。

也许是她的心根深于中国,有时在和外国好友谈话时,她会不自觉说起中国话来,而她浓重上海口音的英文,有时亦不易听懂,说话中也不时把“他”和“她”弄混了,不过她书写的英文,确是相当流畅典雅的。吴健雄最出名的一个故事,是有一次她演讲时太过投入,居然将物理公式像中国字一般,在黑板上由右向左写出来。

毫无疑问,这时吴健雄已经是加州大学柏克莱分校的一个传奇人物,当地的报纸都有专文报道,中国国内也有了她是“中国居里夫人”的说法。

这时候的吴健雄,已经是科学上一颗耀眼的明日之星了。

对称性革命(一)

1956年12月24日,美国首府华盛顿DC下起了大雪,风雪使得杜勒斯和国家两个机场关闭,许多来往华盛顿——纽约间的旅客,都涌向华盛顿的联合车站,改搭火车回纽约。

那天夜里,一位身形娇小的中年东方女性,也挤在人群当中,独自买票坐上当晚开往纽约的最后一班火车。她的服装行止,都没有引起其他旅客特别的注意。其实,也许他们是该注意她的。因为,这位女士在当时不仅已是世界物理学界相当出名的一位实验物理学家,而且她的这趟旅行,对人类科学的历史,也有着特别不同的意义。原因是她这次带回纽约的实验结果,使得20世纪的物理进展,发生了革命性的重大改变。这位女性科学家就是吴健雄。

吴健雄的实验结果,使1957年成为中国人在人类近代科学进展历史中,具有特殊意义的一年。就在这年,首次有两位中国科学家,以革命性的深邃理论成就,得到了在世界科学上有至高地位的诺贝尔物理奖。这两位中国物理学家就是目前在美国纽约州立大学石溪分校任教授的杨振宁博士,和纽约市哥伦比亚大学的教授李政道博士。

他们对于长久以来科学家一直深信的一个科学观念——宇称守恒定律,提出了大胆而革命性的质疑。他们的质疑由于最先得到吴健雄实验结果的明确佐证,而成为物理科学上一个新的观点。他们两人也因而得到诺贝尔奖的殊荣。

宇称守恒原本是研究物理的人一致相信的原理之一,要对这个物理上相当基本的原理发生怀疑,是非比寻常之举。因此尽管由于奇异粒子在实验中显现出不可解的现象,引起对于宇称守恒诸多质疑的讨论,但是到最后却并没有许多人真正深入地去探究。

最后向这个原理提出挑战的杨振宁以为,由于时间和空间的对称,在原子、分子和原子核物理中极为有用,这种有用的价值,使人们自然地假定这些对称是金科玉律。另外由于宇称的定律用在原子核物理和β衰变上,也一直都用得很好,因此要提出宇称是不守恒的想法,便立即要遭到强烈反对。

那时候杨振宁在奥本海默主持的普林斯顿高等研究所,4月初春季学期结束后,就转往位于纽约长岛的布鲁克海汶国家实验室做暑期的访问研究。他继续保持和李政道每周两次的会面,那时李政道在纽约市的哥伦比亚大学。哥大和普林斯顿以及哥大到长岛布鲁克海汶实验室的距离相差不多。杨、李的会面,有时是

杨到哥大来,有时是李到普林斯顿或布鲁克海汶,杨、李创造历史的革命性观点,就是在那年的5月初左右,杨振宁由长岛到哥大和李政道会面的讨论中产生的。

他们同意这一天是1956年的4月底或5月初,杨开车由长岛的布鲁克海汶国家实验室到哥大,两人原本计划到百老汇大道和125街口一家中国餐馆午餐,由于餐馆还未开门,他们于是把车停在餐馆前,走到附近一家白玫瑰咖啡室,继续他们在车上的谈话,然后再转到那家中国餐馆接着讨论。

午餐后他们回到李政道在哥大的办公室,热烈的讨论延续了整个下午。杨、李这次讨论最关键的突破乃是把宇称守恒是否成立,单独地放在弱相互作用中来看看。

于是在5月里的某一天,和吴健雄同在哥大的李政道便由他在物理系普平物理实验大楼8楼的办公室,到13楼吴健雄的办公室去看她。对于弱相互作用中β衰变现象有深刻认识的吴健雄,立即对这个问题发生极大的兴趣,并且很仔细地和李政道讨论起来。

由于李政道对于弱相互作用衰变实验的了解不多,吴健雄便将一本厚达上千页,由一位瑞典物理学家希格邦(K.Siegbahn)所编的《β和x射线光谱学》借给李政道。吴健雄还清楚地记得,当时她的这本书给另外一位物理学家借走了,她是拿了另外一个人的书借给李政道的。

后来李政道再次和她讨论时,吴健雄曾问起说是不是有任何人提出用什么办法来做实验,李政道说起高德哈伯所提出的用极化原子技术来检验,吴健雄立即指出,最好是利用Co60作为β衰变放射源,去进行检验。

经过这些讨论研究,杨振宁和李政道在6月间完成了一篇论文,题目叫做《在弱相互作用中宇称是守恒的吗?》论文中不但提出理论上对宇称守恒在弱相互作用中的质疑,也提出了好几种检验这种想法的实验。在他们文章的结尾,感谢了五位物理学家,其中就包括了高德哈伯和吴健雄。论文在6月22日寄到了美国物理最权威的期刊《物理评论》,并且在10月1日那期刊出。