杨振宁获得了诺奖,而吴健雄验证理论未获奖,60年后评委道出原因

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创作声明:本文为虚构创作,请勿与现实关联

1957年,杨振宁和李政道拿了诺贝尔物理学奖,全世界都在鼓掌,只有一个人的名字被漏掉了——吴健雄,那个亲手用实验替他们证明了理论的华人女性。

她此后被提名了7次,7次全部落选。

60年后,诺贝尔物理学委员会前主席才说出了原因。



01

1912年,农历四月二十九,江苏太仓浏河镇,吴家院子里传出一阵婴儿啼哭。

接生婆擦了擦手,朝门外喊了一声:「又是个丫头。」

院子里等消息的吴仲裔没露出半点失望。他放下手里的书,走进产房,看了看妻子樊复夏怀中的婴儿:「这孩子,就叫健雄。」

樊复夏愣了一下。健雄?这名字搁在当时,连男孩都少有人敢用。

吴仲裔是南洋公学出来的新式知识分子,受过蔡元培思想的影响。他不光给女儿取了这个名字,还在浏河镇创办了明德女子职业补习学校——那个年代,女孩上学被视为败坏门风,办女校更是出格。

吴健雄七岁进了明德小学。班上十几个女孩,多数家长送孩子来念书,不过图个识字,好日后嫁个稍体面的人家。

吴健雄不一样,她算术比男校学生还快,课文读两遍就能背。吴仲裔看在眼里,经常晚饭后在油灯下给她加课,从《大学》讲到算学,一讲就到深夜。

浏河镇虽小,却是长江入海口的商贸要镇,中西货船来来往往。

吴健雄经常跑到码头上看洋船卸货。码头上有个老水手跟她说过一句话:「外面的世界大得很,浏河装不下你。」

1923年,吴健雄十一岁,考入苏州省立第二女子师范学校。从浏河镇到苏州五十多里路,她一个人背着包袱坐船去的。镇上的人议论纷纷,说吴家那闺女怕是要"疯了"。

吴仲裔不理会这些闲话。他在女儿的包袱里塞了一本手抄的《大学》,扉页上写了四个字:国弱民穷。

苏州女师四年,吴健雄成绩年年排前列。但真正改变她命运轨迹的,是1928年的一次演讲。

那年五月,胡适来苏州女校做了一场题为《摩登的妇女》的演讲。学校安排吴健雄负责速记。

这是她第一次近距离接触留过洋、满脑子新思想的知识分子。胡适讲了一个多小时,她的笔一刻没停。散场后,她整理出满满十二页速记稿。

那天晚上,她在宿舍里把这十二页纸又读了三遍。室友问她怎么了,她没答话,把笔记本合上,在封面写了两个字:做大事。

从此再没动摇过。

后来她获得机会到胡适任教的中国公学旁听。胡适很快注意到了这个苏州来的姑娘——不是因为她长得出众,而是因为考试。

有一回期末考试,卷子限时三个小时,吴健雄不到两个小时就交了卷。胡适翻开一看,几乎挑不出错。他拿着卷子兴冲冲跑到教务处,碰上杨鸿烈和马君武两位教授也在。

胡适说:「我班上有个女学生,考试次次满分。」

杨鸿烈接话:「巧了,我也有一个。」

马君武跟着点头:「我那边也是。」

三人一对名字——全是吴健雄。

这件事在中国公学传开后,吴健雄成了校园名人。但她不在意这些,她盯上的目标更大。

1929年,吴健雄从苏州女师毕业,以优异成绩保送国立中央大学数学系。中央大学在南京,是当时江南地区最高学府。入学一年后,她做了一个让所有人意外的决定:转系。

从数学系转到物理系。

原因很简单。她在图书馆读到居里夫人的传记,一口气看完,合上书后。她跟同学说:「数学太安静了,我要做实验。」

物理系的指导教授叫施士元,居里夫人的学生,刚从法国回来没几年。中央大学物理系四百多名学生,女生数不出几个。施士元第一次看吴健雄做实验,就觉得这个姑娘不一般——别人操作高压电源小心翼翼,她上手就摸,计数管调起来又快又稳。

实验室条件简陋得很。几十瓦的灯泡隔三差五冒烟烧断,有一次正做到关键步骤,灯泡"啪"一声炸了,满屋子黑。旁边的男同学吓得往后退,吴健雄从口袋里掏出备用灯,三下两下换上,头也不抬:「没事,继续。」

施士元后来多次对人提起这件事。他说这姑娘身上有种东西,不是聪明——聪明的学生他见过太多——是一种"不怕折腾"的劲头。

1934年,吴健雄从中央大学毕业。那年她二十二岁,先到浙江大学当了物理系助教,又进入中央研究院做研究。工作稳定,待遇过得去。换成一般人,这条路走下去,在国内当个大学教授,一辈子安安稳稳。

可她坐不住。

那两年,她反复翻阅国外寄来的物理学期刊,越看越急。核物理领域的最新成果一个接一个冒出来,欧洲和美国的实验室里天天有新发现,国内的实验设备连最基本的粒子探测器都凑不齐。

1936年,吴健雄决定去美国。

叔叔资助了一笔路费。那年夏天,她和林语堂等人一起登上"胡佛总统号"邮轮。全部家当塞进一个木箱,里面除了几件换洗衣服,就是父亲当年手抄的那本《大学》。

邮轮驶离上海港时,她站在甲板上回头望了一眼。

码头上站着父亲和母亲。父亲没有挥手,只是站在那里,一动不动。



02

1936年秋,吴健雄抵达旧金山。

她原本计划去密歇根大学,但下船后临时改了主意。有人告诉她,加州大学伯克利分校有全世界最先进的回旋加速器,还聚集着一批顶尖物理学家——发明回旋加速器的劳伦斯、后来被称为"原子弹之父"的奥本海默,都在那里。

吴健雄当天就改了行程,直奔伯克利。

伯克利辐射实验室建在山坡上,一栋灰色水泥建筑,外表不起眼,里面却装着当时全世界最先进的高能粒子加速器。第一次走进实验室,吴健雄站在加速器前盯了足足五分钟没说话。

实验室里的美国同事对这个中国来的小个子女人充满好奇。她个子不高,英语带着明显的江南口音,每天穿一件素色高领旗袍在校园里走来走去,外罩一件白色实验服。在一群高大的美国人中间,格外扎眼。

朋友们给她起了个绰号叫"基基"——中国话"姊姊"的外文口音,叫起来亲切。包括奥本海默在内,大家都这么叫她。

但亲切归亲切,实验室里没人让着她。

吴健雄的导师是意大利裔物理学家塞格瑞。塞格瑞脾气不好,对学生要求极严,实验数据差一个小数点就得重做。吴健雄跟着他研究β衰变,每天泡在实验室十几个小时,跟铅砖、云雾室打交道。铅砖很重,一块二三十斤,她搬不动,就两块两块地挪,从不开口请人帮忙。

1938年,她正式启动原子核物理实验。那时候这个领域在很多方面还是空白。

1939年发生了一件事,当时看起来不算什么,后来却改变了历史走向。

那年,塞格瑞去纽约出差,把一个实验项目留给吴健雄独立完成——"探究铀原子核裂变的产物"。

吴健雄花了几个月,跑完全部实验流程。分析数据时,她发现了一个关键现象:铀原子核裂变会产生一种放射性同位素,叫氙-135。

这种同位素有一个特殊性质:对中子的吸收能力极强。

吴健雄把这个发现写成论文,发表在学术期刊上。论文发出去后,几乎没引起什么关注。在当时的物理学界,这不过是一篇普通的实验报告。

没有人——包括吴健雄自己也没意识到,这篇论文里的数据,五年后会成为决定一场战争走向的关键拼图。

1940年,吴健雄拿到物理学博士学位。她的学位论文刊登在物理学界最权威的《物理评论》上。劳伦斯、塞格瑞、奥本海默看过之后,一致认为她已经是一流的实验物理学家。

奥本海默私下跟人说过一句:「这个中国姑娘,比我实验室里大多数男子都强。」

但评价归评价,现实归现实。吴健雄拿着博士学位去其他大学求职,四处碰壁。不是能力不够,是两个身份挡了路:中国人、女人。

二十世纪四十年代的美国学术界,种族歧视和性别歧视是公开的秘密。很多大学物理系明确不招女性教职,更不用说亚洲女性。吴健雄投了十几份申请,全部石沉大海。

她只能继续留在伯克利实验室当研究员,没有正式教职,没有独立实验经费。

这段时间里,她遇到了一个人。

袁家骝,物理学博士,来自天津。他的父亲袁克文是袁世凯次子,但到了袁家骝这一代,家道早已中落。两人都在伯克利做研究,实验室离得近,经常碰面。袁家骝性格温厚,不争不抢,和吴健雄的刚烈恰好互补。

1942年5月30日,两人在加州结婚。当时同在美国的钱学森赶来参加婚礼,还用一台小摄影机拍了一段婚礼影像。



03

1942年6月,美国正式启动了一个代号"曼哈顿"的绝密计划。

美国陆军工程兵团在田纳西州橡树岭、华盛顿州汉福德、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯三地同时动工,建造高度保密的军事科研设施。

这就是曼哈顿计划。

目标只有一个:赶在纳粹德国之前造出原子弹。

为此,美国集结了当时西方世界最顶尖的物理学家。奥本海默担任科学总负责人,费米负责核反应堆实验,玻尔提供理论支持。参与计划的人员超过十万,总投资超过二十亿美元——折合今天超过三百亿美元。

吴健雄没有收到邀请。

原因很简单:她没有美国国籍。曼哈顿计划的保密等级是最高级别,所有参与者必须经过严格身份审查。一个中国公民,不管学术水平多高,都不在考虑范围之内。

吴健雄只能在外面看着。她先后到史密斯学院和普林斯顿大学担任讲师,教书之余继续做自己的β衰变实验。

与此同时,太平洋战场上的消息一个比一个揪心。她已经和国内彻底断了联系,父母的生死都不知道。

曼哈顿计划推进到1944年,突然撞上了一个致命问题。

费米团队在汉福德建造的核反应堆,已经能成功引发铀的链式裂变。但怪事出现了:链式反应启动之后,运行几个小时就莫名其妙停了。

反应堆"熄火"了。

费米反复检查反应堆设计,找不到任何结构性缺陷。理论计算也完全正确。可链式反应就是维持不住——中子在裂变启动后大量消失,像被什么东西吞掉了。

这个问题解决不了,原子弹就是一句空话。

奥本海默召集了一次紧急会议。费米、玻尔、维格纳等顶级物理学家坐在一起讨论了一整天,谁也拿不出方案。

会后,奥本海默回到办公室,翻阅近几年发表的核物理论文,试图找线索。翻了几十篇之后,他的手停住了。

面前摊着一篇论文。

作者:吴健雄。

内容:铀原子核裂变产物中发现放射性同位素氙-135,该同位素具有极强的中子吸收能力。

奥本海默一下子坐直了。

就是它。氙-135。

铀裂变过程中产生的氙-135疯狂吸收中子。中子被吸光,链式反应自然就断了。

奥本海默立刻联系吴健雄。

此时距离她被曼哈顿计划拒之门外已经整整两年。现在,美国最高机密的军事项目不得不破例——让一个没有美国国籍的中国女人参与最核心的技术攻关。

1944年3月,吴健雄正式加入曼哈顿计划,进入哥伦比亚大学战时研究团队。她的任务只有一个:找到分离氙-135的办法,让链式反应能持续运行。

安全审查官对此极不情愿。一个中国公民接触美国最高军事机密?破天荒的事。但奥本海默态度坚决——这个问题,全世界能解决的人屈指可数,吴健雄是其中之一。

吴健雄没有辜负这份信任。她很快设计出一套浓缩铀制程方案,开发了一种专门分离氙-135的装置,同时改进了γ射线探测器的灵敏度。这套方案的技术细节至今仍被美国列为机密。

中子"回来"了。链式反应恢复了。原子弹终于能炸了。

1945年7月16日凌晨,新墨西哥州沙漠,世界第一颗原子弹"三位一体"试爆成功。蘑菇云升到一万两千米高空,方圆两百米的沙子瞬间熔化成玻璃。

三周后,8月6日,"小男孩"在广岛上空爆炸。三天后,"胖子"落在长崎。

吴健雄在哥伦比亚大学实验室的收音机前听到了这两条消息。旁边的美国同事有人鼓掌,有人欢呼。

她没有。

她坐在椅子上,一言不发。

从第一颗原子弹爆炸到日本宣布投降,只隔了二十一天。这二十一天里,她家乡的父母是否还活着,她依然不知道。

战争结束后,美国政府把吴健雄在曼哈顿计划中的贡献列为机密,不允许公开。官方记录里,关键科学家名单上没有她的名字。

一个没有美国国籍的中国女人解决了原子弹的核心难题——这件事,当时的美国实在"不太方便"承认。

这个秘密捂了近半个世纪。直到1992年,哥伦比亚大学授予吴健雄美国理工界最高荣誉普宾奖金时,这段历史才浮出水面。媒体给了她一个称号:"原子弹的助产士。"

但在1945年,外面没人知道这些。吴健雄只是默默收拾了实验台上的仪器,回家给袁家骝做了一顿饭。



04

1952年升任哥伦比亚大学副教授,继续深耕β衰变领域。她的实验精度在物理学界有口皆碑,有人称她"β衰变的女王",也有人叫她"物理学第一夫人"。

1956年初,两位在美国工作的中国理论物理学家——李政道和杨振宁——联合提出了一个大胆的假设:

在弱相互作用中,宇称可能不守恒。

所谓宇称守恒,通俗地说,就是物理学界几十年来坚信的一条铁律:自然界是左右对称的。一个物理过程和它的镜像过程,应该遵循完全相同的规律。你右手扔一个球,和你对着镜子用左手扔一个球,结果应该一模一样。

这条定律被物理学家视为宇宙基本法则之一,地位和能量守恒、动量守恒并列。几十年来,从来没有人怀疑过它。

李政道和杨振宁却说:在弱相互作用(比如放射性衰变)的过程中,这个"对称"可能根本不存在。

物理学界炸了锅。

大多数物理学家的第一反应:不可能。

诺贝尔奖得主布洛赫公开放话:「如果宇称不守恒被证明了,我把帽子吃掉。」

费曼更直接,跟人打赌说这实验不可能成功:「那是一个疯狂的实验,不要在上面浪费时间。」

但理论归理论,没有实验证据,一切都是空谈。李政道和杨振宁需要一个实验物理学家来设计实验,验证他们的假设。

他们找了很多人,全被拒绝了。

原因有两个。

第一,实验技术难度极高。需要在接近绝对零度(零下273度)的极端低温环境下,对钴-60原子核进行极化,然后精确观测β衰变中电子的发射方向。当时全世界能做到这一步的实验室屈指可数。

第二,没有人愿意拿自己的学术声誉去赌。万一花大半年做实验,结果证明宇称确实守恒,白忙一场不说,还会被同行笑话。

李政道找到了吴健雄。

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