吳健雄(英语:Chien-Shiung Wu;1912年5月31日-1997年2月16日),美籍華裔物理學家,在核物理學领域有卓越貢獻。
- 生長在傳統思想的時代,並沒有阻礙吳健雄在科學界的雄心
吳健雄 | |
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出生 | 1912年5月31日 |
逝世 | 1997年2月16日 | (84歲)
国籍 | 美籍華裔 |
别名 | 東方居禮夫人 |
职业 | 物理学家 |
知名于 |
- 巾幗不讓鬚眉的吳健雄,也有一顆對愛情充滿憧憬的心 --- 最終,反對袁世凱的革命者女兒,嫁給了袁世凱的孫子
- 雄心壯志受阻,盛名之前的那段日子
目录
傳統的時代,阻擋不了雄心壯志的吳健雄
- 吳健雄是江蘇太倉瀏河人,出生於上海市。父親吳仲裔,年輕時曾入清末洋務派重要人物盛宣懷倡議設立的南洋公學(即交通大学沪校前身),母親樊復華;吳氏家族在吳健雄這一輩以健字排行,第二個名字則以「英雄健豪」順次採用。吳健雄上有哥哥吳健英,下有弟弟健豪[1] 。
- 18歲那年(1930年),吳健雄考進中央大學數學系就讀,一年以後轉到自己比較有興趣的物理系。吳健雄在中央大學的同學都說,她在科學方面顯現出過人的才分,閉門苦讀和求學十分認真,對科學的知識涉獵也廣[1][2]。
- 吳健雄在舊金山是為了要拜訪她的一位林姓女同學,本來只準備停留一個禮拜,但是她經由當時一位中國學生會會長的介紹,由早幾個禮拜到達柏克萊,也是唸物理的的袁家騮領著參觀了柏克萊的物理實驗設備,結果她決定留在美國西岸的這個朝氣蓬勃的科學新天地。
吳健雄的愛情故事
- 1924年 - 1930年 在蘇州第二女子師範的六年教育之中,認識了中國著名學者胡適,受到胡適的影響甚深[1][4] ---
- 在吳健雄和胡適的交誼中,雖然他們確實曾經通信,吳健雄在上海的中研院工作之時,以及後來赴美留學,胡適也都曾經探視過她,對于吳健雄確實是相當照顧。
- 吳健雄對胡適的仰慕情懷,及至後來胡適對吳健雄的激賞和照顧,雖然都沒有超過他們師生的情誼,但是以當時年僅十七歲吳健雄的人生經驗來作衡量,加上再看後來她和胡適來往的信函,毫無疑問,這一個因師生而起始的情誼,對于青春時期吳健雄在愛情方面,無疑是有著相當重要的影響。
- 吳健雄真正的愛情故事,是1936年她由中國上海坐船到美國加州舊金山,決定留在柏克萊念書後才開始的[4] ---
- 1936年,帶著吳健雄到柏克萊物理系參觀,進而改變了吳健雄原本東去計劃,留在柏克萊念書的,即是袁家騮。袁家騮的父親袁克文是袁世凱的庶出兒子。
- 吳健雄由于才貌出眾,她總是穿著中國式的高領旗袍,十分正式。她在柏克萊的物理研究所念書時,受到許多人的愛慕,除了袁家騮之外,追求她的同學,可以確定的至少還有兩位[4] ---
發展受阻的日子
- 吳健雄和袁家騮在婚後搬到了美國東部,袁家騮在美國無線電公司從事戰時的雷達研究,這和袁家騮很早培養的對無線電的愛好很匹配;吳健雄則去史密斯學院當起了教書匠,這並不完全與吳健雄的雄心大志吻合[5]。
- 史密斯學院以教學為主,沒有足夠的經費支持吳健雄的研究;一下子失去了柏克萊式的研究氛圍,讓野心勃勃的她頗感失落。
- 但是另一方面,新婚的甜美依舊,因為她的丈事業上優秀、生活上體貼。那兩年日子確實比較輕鬆悠閒[5]。
學術研究的主要成就:
對「曼哈顿工程」的貢獻[1]
- 1944年9月27日,大物理學家費米在華盛頓州建立的反應器如期開始運作。主其事的費米和惠勒(J. Wheeler)觀察到這個反應器裡的原子核連鎖反應開頭進行得很好,但是幾個小時後便停止了,在停止之後幾個鐘頭又會自動的恢復,是與時間相關的一種變化,於是懷疑是反應中的某種產物,會吸收大部份中子而造成反應停止。
- 由於吳健雄在柏克萊時代曾經做過一項實驗,就是研究這一方面中子的吸收作用,於是費米便去找吳健雄那篇論文,看了那篇論文之後,核反應中子吸收的問題便解決了,才使得製造原子彈的「曼哈頓計劃」順利的發展,得以於1945年7月16日在新墨西哥州的沙漠中試爆成功。
- 也因為這工程成功順利地運作,讓吳健雄在世界二戰時「間接殺了30萬日本人」![3]
「宇称不守恒」與「β衰变」[6]
- 在這個世界上,您覺得是左撇子多,還是右撇子多?一般人可能會認為「一樣多」,或是「幾乎一樣多」。
- 諾貝爾物理學獎得主楊振寧,在他的得獎致詞中說:「左右對稱,是與人類文明一樣古老的觀念。自然界是否具有這樣一種對稱性,過去的哲學家們一直爭論不休……然而,物理定律過去卻一直顯示出左右之間的完全對稱性。」
- 這個左右對稱的觀念,卻因為楊振寧和李政道共同發表的論文,受到了挑戰。可是,理論必須靠實驗來印證,主導這個實驗的,其中之一就是實驗物理學家吳健雄。她所作的著名實驗,即是鈷-60原子核的β(Beta)衰變實驗。
- 吳健雄的實驗,簡單來說,就是在溫度非常低的環境下,準備兩套裝置,其中一套,讓鈷-60的原子核的自旋方向是轉向左旋,另一套是轉向右旋。結果發現一套裝置會放射電子,另一套完全不會,這驗證了左右不對稱。這個實驗當時非常轟動,也登上了紐約時報的頭版;更證明了楊振寧和李政道的理論,以致兩人隨後獲得1957年的諾貝爾獎。
東方居禮夫人
也因此,吳健雄贏得了「東方居禮夫人」的稱號。她雖未能得到諾貝爾獎,但瑞典皇家科学院應頒予她諾貝爾奬40%的獎金,李政道、楊振寧各30%,如河説呢[8]?
李政道和楊振寧兩位物理大師,因為發現弱相互作用中的宇稱不守恒而榮獲諾貝爾物理學獎;後來因誰提出了原創思想,倆人因而爭論了一輩子。對此,李政道說這源自他1956年4月的想法。然而要客觀看待歷史,就不能只看一個人怎麽講。
回朔到1956年4月的羅切斯特會議上,大家在討論想解決Tau-Theta之謎,即Tau和Theta這兩種粒子倒底是不是同一種粒子,因為這兩種粒子其他性質都相同,唯獨表現出不同的宇稱。於是會議上許多人,包括蓋爾曼、費曼、實驗物理學家 Martin Block 等人質疑宇稱是否守恒。費曼的回憶裡也提到了他代表Block向李政道提問:”如果宇稱守恒定則錯了,結果會怎樣?“ 對此,李政道給了一個很複雜的回答,連費曼都沒有聽懂。可見當時李政道對這個答案也不確定。楊振寧還特別提到他從幾個不同角度審視了宇稱不守恒,但尚未得出結論。事實上,在此之前李、楊已經發表了兩篇文章試圖解釋這個現象,當然都尚未涉及宇稱不守恒。
所以,質疑宇稱不守恒,恐怕是這個會議上集體討論使與會者受到的啟發,產生這一想法的人,絕對不止一個。也就是說,其實並非李、楊二位的獨創,但是這些討論,應該促進了楊、李進一步往宇稱不守恒的方向考慮。
所以從某種意義上說,李、楊這二位爭論誰是第一個提出宇稱不守恒的想法並無意義,因為他們其實都在這次會議上受到了的啟發,也不止一位與會者產生了這樣的質疑。最關鍵、最重要的是必須要有實驗來支持宇稱不守恒理論,而吳健雄的钴60(60Co)β衰变的實驗證實了宇称不守恒,在這個論證中做出了決定性的貢獻。