被诺贝尔奖遗忘的中国女人——吴健雄与宇称不守恒理论和诺贝尔奖

在我们前面的两篇文章《穿旗袍，造核弹的中国女人——她的成就与爱国心同样卓著和值得尊敬》；《穿旗袍，造核弹的中国女人——“核弹之母”吴健雄与曼哈顿计划》中，我们介绍了充满传奇色彩的女物理学家吴健雄的故事，主要讲述了她的生平以及她如何以中国人的身份全程参与美国核弹研制的“曼哈顿计划”，虽然她的贡献曾经被美国长期刻意隐瞒和回避，但乌云总有散开的一天，她的贡献加快了核弹的研制进程，不但改变了第二次世界大战的进程，也在一定程度上影响了整个世界的格局。

然而，在吴健雄的传奇一生中，最具有传奇性和故事性的恐怕还不是她参与核弹研制的故事，而是她的“吴氏实验”帮助杨振宁、李政道获得了诺贝尔奖，而她却因各种阴差阳错的巧合错失了诺贝尔奖。

2007年，杨振宁在南开大学演讲时，曾多次谈到吴健雄与诺贝尔奖的关系，他坦言：

• 不管怎么样，我相信真正念物理的人会知道，吴健雄确实应该得到诺贝尔奖。

一、什么是宇称不守恒理论？

要讲述这个故事，自然无法回避杨振宁与李政道获得诺贝尔奖的那个课题：宇称不守恒原理。

而要让普通人明白什么是宇称不守恒。可能就像要讲解明白一片树叶，需要从解释土壤开始，再介绍根系、树干、树枝、树梢，然后才能解释什么是树叶。这显然不是我们今天的目的。

但总结起来就是一句话：宇称不守恒就是可以定义绝对左右的概念。

如果还是不明白，也不要紧。我们只要体会一下，当初物理学界发现宇称不守恒时的震撼，大概类似于，你早上起床迷迷糊糊去卫生间洗漱，对着镜子打完哈欠，伸完懒腰，低下头洗脸，抬起头来照了一下镜子，发现——你在镜子里看到的是自己的后脑勺和后背，你的镜像跟你不再是左右相反，而是保持了一致。

镜子没坏，眼睛很好，你也还在，但镜子里的你却转身背对着你。这就是：你和你的镜像不对称，也不守恒了。

时年35岁的杨振宁与时年31岁的李政道在1956年发表这个成果，1957年就被授予了诺贝尔奖，历时仅13个月整。

如果你了解过百年诺贝尔奖的运行机制，尤其是物理学奖在确定获奖者上的吹毛求疵和无限等待，你就会明白这样的速度简直就是诺贝尔奖历史上的超级闪电，创下诺奖颁奖史上的最快纪录，而且这一纪录至今仍未被打破。很多人也相信，在可预见的未来，这一最快获奖记录也很难打破。

诺贝尔奖的这种表现也充分说明，宇称不守恒的发现和证实是多么伟大、多么震撼。

实际上，还有一个故事也能证明这个成果有多么不可思议。实际上，早在李政道与杨振宁之前，物理学历史上的另一个巅峰传奇——苏联物理学家朗道，他的学生兼助手约瑟夫·沙皮罗比李杨早几个月就已得出宇称不守恒的结论，并将论文提交给导师审定，但朗道认为这简直完全不可思议，甚至觉得这样的观点过于离经叛道、无法理喻，固执傲慢地将论文弃置一旁，连看都觉得没必要。

二、吴健雄与宇称不守恒理论的提出与证实

前面说了这么多“宇称不守恒”的传奇，气氛也基本烘托到位了。接下来就介绍一下吴健雄在宇称不守恒上，作出了什么贡献。

可以简单概括为一句话：吴健雄的研究，在起点上启发和帮助了杨李对宇称不守恒的理论形成；而在终点上，吴健雄的“吴氏实验”验证了杨李所提出的理论模型的正确性。通俗来说，如果宇称不守恒是一场三棒的接力赛，吴健雄参与了第一棒和第三棒的接力赛程，并在其中起到了主导作用。而她最后却错失了站上领奖台的机会。

第一、吴健雄启发和帮助了杨李提出宇称不守恒

早在1940年代-1950年代中期，吴健雄就在李杨研究的开始为其提供了核心而又具体的钴60原子核极化β衰变的实验思想和方法，而这是一切的起点。

1950年代初，吴健雄通过在β衰变方面所进行的一系列精确实验，确立了在这一领域的权威地位。她的贡献在于澄清了之前的谬误，否定了科诺平斯基-乌伦贝克理论，确立了费米理论， 正是吴健雄的试验证实衰变的粒子并非必然处于宇称守恒状态。

这就相当于为杨李的理论研究奠定了基础也铺平了道路。

第二、没有“吴氏实验”的验证，诺奖不可能至少不会那么快地承认杨李的贡献；

首先，吴健雄的实验以精准著称于世，而她对于宇称不守恒持积极支持的态度，并且在当时她已经是β衰变方面颇具权威的业内顶尖团队，这三个身份的叠加，使她成为在当时可以帮助验证宇称不守恒的为数不多的科学家之一，要知道理论物理学家与实验物理学家之间的鸿沟之大，没有实验物理学家的支持，杨李不可能完成验证工作；

其次，我们在之前的文章中，曾介绍过关于诺贝尔奖的历史和大致的颁奖过程，诺奖委员会在物理奖的颁发上向来是高度重视实验验证，而轻理论，尤其是向杨李提出的宇称不守恒这样在当时物理学界看来离经叛道的物理学理论，更是不可能会在没有十足把握的情况下颁发。

要知道，在那个时代受传统观念束缚和囿于成见，包括朗道、泡利、布洛赫和费曼在内当时最顶级的物理学殿堂级大师都想当然地将宇称守恒定律奉为不可动摇的金科玉律。

通常诺奖的颁奖周期都很长，一般要经过十几年甚至几十年的检验才会被认可。毕竟作为全世界最受关注的奖项，诺奖如果犯哪怕一次重大失误，都会对其百年声誉造成毁灭性打击，所以他们的宗旨往往就是：宁可有错过，不可有过错。

所以诺奖，通常都是在实验验证理论后，由理论提出者和实验验证者共同获得诺贝尔奖，诸如今年（2022年）物理学奖的三位得主，法国学者阿兰·阿斯佩（Alain Aspect），美国学者约翰·克劳泽（John Clauser）和奥地利学者安东·蔡林格（Anton Zeilinger）便是因为通过实验的改进验证了量子力学的理论而获得诺奖。

而至于为什么吴健雄会被诺贝尔奖遗忘，有一种比较普遍的观点认为，吴健雄与诺贝尔奖失之交臂的主要原因在于当年诺贝尔奖提名时间的截止及通讯条件所造成。

在杨李发表关于宇称不守恒的论文后，吴健雄率领实验小组立马展开了验证工作，但即使他们以最快速度在1957年2月15日将实验成果进行发表，但此时已经错过了诺奖的提名截止日（1月31日）；一方面时间过于紧张，另一方面当时的通讯条件远不如现在方便，美国与瑞士的跨大洋通讯更是存在较长的时间差，最终导致她不仅没有获得提名，也错过了获得诺奖委员会增补提名的机会。

这种观点的一个侧面证据就是，在之后的1958年、1959年、1960年、1964年与1965年，吴健雄连续多年被提名诺贝尔物理学奖，但诺奖显然不可能因为一个人的错漏，而对同一重大发现进行重复授奖，最终造成吴健雄的错失。

三、很多人或许根本不了解杨振宁在物理学的宗师地位

聊完了吴健雄的故事，我们有必要在最后说一说被很多人误解的杨振宁教授的学术地位。实际上，杨振宁在当代物理学的地位之高，客观来说远远超出我们绝大多数人的想象。

2000年时，权威的学术杂志《自然》评选出了人类历史上最伟大的二十位物理学家，杨振宁位列其中，而且还是唯一在世的一位。

还有一种更通俗的说法称，物理学界有“一牛二爱三麦”的说法，指的就是人类物理学最伟大的牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦，而如果继续排名的话，杨振宁完全有资格排在坐五望四的位置，如果是在世的物理学家，杨是当之无愧的头把交椅。

1994年，杨振宁被颁发富兰克林奖章时，也印证了这一说法：

他的贡献，已经与牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的成就比肩，必将给未来带来不可估量的影响。

实际上，杨振宁对于物理学的贡献远不止宇称不守恒原理的提出，就像是爱因斯坦是因为光电效应获得诺奖，但他最大的贡献在于开创了狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论四大物理研究领域；

同样，虽然杨振宁因为宇称不守恒获得诺奖，但他在场论、粒子物理、凝聚态物理、统计力学上的成就完全不亚于宇称不守恒理论的提出。

正如当初，杨振宁在获得诺贝尔奖后，所说的：

我最重要的贡献，就是帮助克服了中国人自觉不如人的心理。

对于这样的学术泰斗，无论从任何一个方面来说，我们都应该给予由衷的敬意和感怀。