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楊振寧背後的女人:本該是核物理皇后-

柳叶刀刀 2019-03-29 21:41:44  爆猛料

大家好,我是蛋蛋姐,今天是偉大的核物理學家吳健雄逝世22週年的日子。

她是無冕的核物理女王,原子彈之母,東方居里夫人;她是普林斯頓大學第一位榮譽女博士;還是第一位華裔美國國家科學家院院士,在一群白人男性科學家中間,她永遠穿著旗袍,一絲不苟的做著實驗,是她讓我們看到了什麼叫真正的科學家精神!

蛋蛋姐曾經寫過吳健雄的故事,在這個特殊的日子裡,把這篇舊文分享給大家!

物理學定律是不分左右的

左邊是什麼樣,右邊也是什麼樣

這個道理好像太顯然了

它甚至稱不上是一個物理原理

在楊振寧和李政道出現之前

整個物理學界也是這樣想的

誰要是提出左右不對稱的質疑

這個人的智商大概也告別物理學了

但是這個世界就是愛上演科幻

60年後,當我們回頭去看,誰又能想到

正是當年楊振寧和李政道對左右不對稱的

一點點幾乎不切實際的懷疑

成就了他們的諾貝爾獎

更重要的是,這也是華人第一次

在科學領域站住了腳跟

他們第一次證明

華人有能力做出頂尖的物理學研究

甚至比西方人做得更好

圖:李政道(左)和楊振寧(右)

而在那之後,楊振寧和李政道

幾乎得到了一個物理學家可以得到的一切

從諾貝爾獎開始

享譽國內外的榮譽,名利

有人甚至評價說:

楊振寧是當今在世最偉大的物理學家

這些都是我們已經知道的事情

但是在這背後

有一個人做出了幾乎不亞於楊李兩人的功績

卻被歷史遺忘了

她不但沒有拿到諾貝爾獎

在物理學的歷史上也不被人看重

甚至她的名字也不被自己的國人所熟悉

而對這一切,

她只是輕描淡寫地回了一句:

“我不是為了爭榮譽才去做學問和實驗的”

她就是

當之無愧的核物理女王

普林斯頓大學第一位女講師

哥倫比亞大學第一位女教授

美國物理學會第一位女會長

物理學界巨擘泡利的得意門生

東方的居里夫人

吳健雄

幾乎是無可非議的

1997年年吳健雄去世時

李政道曾經親筆撰寫了一篇文章

以表達自己對這位親密夥伴的哀思

這篇文章叫做“吳健雄和宇稱不守恆實驗”

主要的內容,就是在回憶吳健雄

對宇稱不守恆實驗

做出的突破性貢獻

這個宇稱不守恆實驗

指的是在某些物理實驗環境下

左和右的反應是不一致的

通俗地可以理解成

物理學定律有時候是左右不對稱的

在1956年年以前的很長時間裡

人們認為這是不可能的

物理學定律怎麼可能會分左右呢?

直到1956年年10月,楊振寧和李政道

共同發表了一篇論文

叫做“弱相互作用中的宇稱守恆質疑”

謹慎地提出了對這一問題的質疑

並發表在著名的期刊“物理評論”上

圖:年輕時的李政道(左)和楊振寧(右)

但是事實上,學術圈內

幾乎沒有人重視這篇論文

我們今天回過頭來看

每年發表在“物理評論”上的論文

在1000篇以上

有關的作者多達兩三千人

楊李的這一篇論文

甚至只排在這一期45篇論文的倒數第2篇

就是這樣一篇不起眼的論文

誰也沒想到

竟然拿到了第二年的諾貝爾獎

這一切之所以成為可能

是因為他們碰到了吳健雄

其實,吳健雄並不是第一個

注意到楊李論文的人

在她之前,費曼,布洛赫,泡利

這些世界一流的物理學家

都對這個質疑不以為然

圖:著名物理學家泡利和吳健雄

費曼甚至說服了另一個物理學家

放棄做這方面的實驗

去做其他“真正重要的實驗”了

誰也不願意

把時間浪費在這種“完全沒前途”的實驗上

這個時候,吳健雄站了出來

她幾乎是唯一一個

看出了楊李質疑的深刻意義的實驗物理學家

而吳健雄此時

還只是哥倫比亞大學的一個副教授

並不是因為她的能力不行

卻是由於其他難以名狀的原因

其實,從識字開始

吳健雄就展現出驚人的天賦

1921年年,吳健雄出身在蘇州

她的父親很重視對女兒培養

幾乎是當地第一批送女兒去上學的人

她才有機會獲得了良好的教育

這個世界才沒有錯過一個核物理女王

圖:在蘇州上中學的吳健雄

1930年,吳健雄進入中國公學學習

師從著名文學家胡適

胡適很鍾愛這個聰慧過人的學生

他曾在開校務會議時

向其他教授說

他班上有一個他以前從未碰到過的好學生

有位教社會學的馬教授

也說他的班上有位非常傑出的學生

社會學考了一百分

另外還有一位教歷史的楊教授也說:

“我的班上也有個好學生

歷史學也考了一百分“

大家都很驚奇

怎麼一下子出了這麼多優秀的學生?

大家一對,原來他們的好學生

名字都叫吳健雄

圖:胡適和吳健雄

大學畢業後

吳健雄曾在浙江大學做過一年助教

而後決定去美國深造

1936年年,她來到美國伯克利大學

這一年對她的人生至關重要

在伯克利,她決定將自己的專業

轉為核物理

師從原子彈之父“奧本海默”

同時,也是在伯克利,她碰到了

叫一個袁家騮的年輕人

他是袁世凱的孫子

著名的物理學家

後來成為了吳健雄的丈夫

兩人相濡以沫互相扶持的愛情故事

是物理學界的一段傳奇

吳健雄是難得的實驗物理人才

和搞理論的人不一樣

在理論物理學家眼裡

“電子”是方程的一部分

他們是用是用薛定諤方程,狄拉克方程

來理解和描述電子的狀態和行為的

而吳健雄對待電子

卻是像對待摯愛的寵物貓,狗一樣

細心愛護,訓練電子

要把電子訓練得好,晶體裡面沒雜質

才能從它們的行為中得到數據

告訴你實在的世界是怎麼回事

1944年年3月開始,

吳健雄進入哥倫比亞大學

擔任資深科學家

當時,她所在的研究所

正在進行重量級的保密計劃

“曼哈頓計劃”

這正是後來為美國人做出原子彈的項目

而吳健雄由於沒有美國國籍

沒有拿到國防部的保密許可

而且還是研究所唯一的一位女性

被排除在了項目之外

是美軍陸戰隊二戰時最重要的研究

它集結了同盟國中一流的科學頭腦

最嚴格的保密制度和

最具智慧的科學精英團隊

但即使是這樣,指揮官費米

在研究原子爐的異常反應時仍然一籌莫展

直到他翻到了一篇吳健雄的論文

論文完全解決了費米的疑惑

於是他不顧陸戰隊其他軍官的反對

堅持要讓吳健雄加入到項目中來

吳健雄就這樣破格加入

成為了曼哈頓計劃中

唯一的一位外籍女性

後來曼哈頓計劃獲得圓滿成功

所有項目成員都獲得了嘉獎

只有吳健雄,直到1952年年

仍然只是哥倫比亞大學的副教授

似乎由於這是個華人女性

所以她就算作出了再傑出的貢獻

也沒有人會在意他

她的好友李政道看不下去了

1956年年,李政道已是正教授

他在教務會上直截了當的提出

像吳健雄這麼一個世界知名的科學家

應當升為正教授

結果,會上的人居然全部都反對

李政道氣憤地說:

“好,反對就反對,

請每一位說出反對的道理

大家不講,會就不散“

就這樣,這個會議從兩點開到五點多

討論了很久

終於有一位教授

勉強表示贊成李政道

又經過極力遊說,

校方才表示會考慮李政道的提議

此時,時間來到了1956年年10月

李政道和楊振寧一起發表了

“弱相互作用中的宇稱守恆質疑”這篇論文

卻沒有引起任何反響

甚至連一個表示關心的物理學家都沒有

這時,李政道想到了

擁有“訓練電子”能力的吳健雄

吳健雄正打算和同為物理學家的丈夫袁家騮

去日內瓦參加一個高能物理國際會議

然後去台灣旅行講學

這一年距離他們離開中國去美國求學

剛好是20年

所以在這時候回國

對他們有非凡的意義

兩個人都非常期待

但是李政道到來之後

吳健雄在和他的談話裡

感受到這是一場不同尋常的實驗

她在日記中說:

我突然意識到,我必須立刻去做這個實驗,在物理學界的其他人意識到這個實驗的重要性之前首先去做。

於是,她說服了丈夫

放棄了幾個月前就訂好的船票

一個人留下來開始進行實驗

接著,李政道寫道:

吳健雄的實驗原理其實是非常簡單的

然而...

蛋蛋姐還是沒看懂...

其他的同學..請跳過

恩,我知道你們不是看不懂

只是趕時間

吳健雄的實驗原理:。假定有兩個鈷-60裝置,它們的初態是完全一樣的,都沒有極化我們對它們都加一個電流,但是方向相反這樣就造成它們互為鏡像,好像中間放了一面鏡子。外加的電流使得鈷-60極化,由於電流方向左右相反,兩個鈷-60的極化方向也就相反。兩個的60Co都衰變出電子,按通常的想法,它們衰變出來的電子數應該一樣多,與外加電流的左右方向無關。但是結果卻完全不一樣。

圖:吳健雄設計的實驗方案

這看起來是一個原理簡單(霧)的實驗

但是實際上,李政道回憶說

在當時世界上,

只有吳健雄和她的老師

對鈷60有足夠的了解

能夠完成這個精度要求極高的實驗

從這個意義上說

吳健雄可以碰到李政道這樣

頂尖的理論物理學家

她是幸運的

而李政道能碰上吳健雄這樣

第一流的實驗物理學家

也是幸運的

在實驗出現明確的結論後

吳健雄又秉持嚴謹的實驗精神

經過了幾個月認真的複查

確認實驗的各個環節沒有問題

1957年1月15日

哥倫比亞大學物理系終於召開了新聞發布會

向公眾宣布,物理學的一個

叫做“宇稱守恆”的基本定律

出人意料地被推翻了

物理學定律有時候是左右不對稱的!

圖:吳健雄的英文報導

第二天,“紐約時報”頭版頭條的標題是:

“物理的基本概念被實驗推翻”

這一新聞迅速火爆全世界

“左右不對稱”成為各地報紙的頭條

這一發現具有驚人的意義

對物理學的意義甚至只是其次

更重要的是,它揭示了一個重要的哲理:

所有表面看來理所當然的事情

未必都是對的

而當你不經查證就想當然地

認可一件事情的時候

恰恰是最危險的

在這項曠世的物理學對稱革命裡

楊李兩人首先指出

物理學大廈在這裡存在問題

並建議了一套清晰的研究方案

不過,在那篇論文中

他們僅僅只是指出了這一可能性

他們沒有任何數據支撐

在楊振寧後來的回憶中

他心裡也沒有任何把握

證明這一切的,是吳健雄

是她率先組織實驗探測弱作用中宇稱情況

最終證實

在弱作用中,宇稱是不守恆的

應當都佔據了舉足輕重的作用

然而,事情的結果是 -

楊振寧,李政道因這項發現

獲得了1957年年諾貝爾獎,

而同樣做出重要貢獻的吳健雄

卻被拒之於門外

在當時,無數物理學家為吳健雄鳴不平

其中也包括楊振寧和李政道本人

吳健雄的老師奧本海默

專門舉行了一次晚宴

並做了簡短的講話,

他認為這次宇稱不守恆發現

有三個人功勞最大,

除了楊,李之外就是吳健雄;

他特別強調不可忽略吳健雄的貢獻

圖:吳健雄的老師,原子彈之父奧本海默

實際上,追溯過往的諾貝爾獎

1901年至1956年年,有66位得獎者

其中實驗物理學家有51位,約佔77%

當時的諾貝爾獎更偏重實驗結果

以至於當年的愛因斯坦

甚至不能以他最為重要的相對論得獎

而只能以光電效應理論這樣

更實際的工作獲獎

而到了吳健雄這裡

諾貝爾獎卻輕巧地避開了她

也許是因為,她是一個女性

而且是一個中國女性

你們中國人既然已經有兩個拿了諾貝爾獎

你們還奢求什麼?

無論如何,在這一場曠世發現的一年後

哥倫比亞大學終於給吳健雄

升為了正教授

同年,她破格當選普林斯頓大學

創校百年來第一位榮譽女博士

還當選為第一位華裔美國國家科學院院士

第一任女性會長

同年獲得美國總統福特

在白宮授予她的國家科學勳章

這是美國最高科學榮譽

而在吳健雄的心裡

她從來沒有忘記祖國

無論是在伯克利還是哥倫比亞大學

在一堆白人男性科學家中間

她永遠穿著旗袍

一絲不苟地進行著自己的實驗

她身上有中國古典女性的美

也有中國現代女性的自強和智慧

她用外在和內在同一的美證明

真正的智慧

值得起歲月,敵得過貶低

圖:吳健雄和她的實驗合作者在一起

1962年年,楊振寧和李政道

吵了一場世界聞名的架

這對曾經的諾獎拍檔從此分道揚鑣

而流傳甚廣的理由是

兩人由於“論文署名的前後順序”

不歡而散,最終老死不相往來

這對中國物理學腦力巔峰的分手

固然令人惋惜

但是當我看到吳健雄的故事的時候

我突然覺得人生也許正是這樣

吳健雄錯過了曼哈頓計劃的嘉獎

錯過了諾貝爾獎

她得到的甚至不及楊李的分毫

她的國人甚至都記不住她的名字

但是當我去看她的故事的時候

我印象最深刻的卻是她說的這樣一句話:

“我不是為了爭榮譽才去做學問和實驗的”

一個人要成功

絕不是一件簡單的事

而要捨棄自己的利益

則更難

哪怕是為了科學

1986年7月,吳健雄,袁家騮夫婦與著名科學家吳大猷(中),楊振寧(左二)及夫人杜緻禮(左四)在一起。

1997年年,吳健雄逝世

根據她的遺願,她的遺體安葬在

故鄉蘇州明德中學的紫藤閣旁

李政道親自設計了她的墓園

由一個奇異的水池和兩個石球組成

李政道親筆題寫了碑文:

“按宇稱守恆定律,凡是兩個左右完全對稱系統的演變應該是永遠左右對稱的,這似乎極合理的定律於一九五七年正月被吳教授鈷核子衰變實驗推翻了。

這建築中兩石球象徵兩個左右對稱的鈷核子,而其衰變產生的電子分佈由水流代表,它們是不對稱的。謹以此紀念吳健雄劃時代的重大科學貢獻。

圖:對稱的石球與不對稱的水流敃

在物理學的大廈面前

我們普通人能讀懂和記住的東西不多

從今天開始

請記住這個中國女科學家的名字

她是無冕的核物理女王

原子彈之母

東方的居里夫人

吳健雄

酷玩實驗室整理編輯


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