誰是吳健雄?為何被譽為“東方居里夫人”?

誰是吳健雄?為何被譽為“東方居里夫人”?
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1973年,闊別家鄉近40年的吳健雄身著旗袍回到故里。

此時的她,已是美國國家科學院院士、美國藝術與科學院院士,被譽為“東方居里夫人”。故鄉的石橋、黑瓦與青石板還是舊時模樣,沿途新開了不少小店。她彷彿又看到了那個穿著青布旗袍、第一次踏入明德中學的女孩。

誠樸青春
1912年1月1日,中華民國成立。廣袤土地的百年冰霜在民主共和的春風裡消融,為社會經濟與科學教育發展提供土壤,也裸露出湧動的暗流。清帝退位、袁世凱兵變、黨派林立,變革與恐怖在欣欣向榮的表象中蔓延。

然而,當我們穿過歷史硝煙,順著瀏河蜿蜒綿長的碧波,撐船來到長江入海口的一座古鎮,卻發現這裡依然祥和寧靜。春日來臨,黑瓦雙層木屋沿河而立,屋簷滴落的雨水在青石板上砸出小小坑洞。巷子裡,石榴樹開滿了花兒,老人坐在屋門處靜靜看書。日落時,木窗木扉被夕陽拖出又長又斜的影子,家家戶戶開始燒柴做飯。

1912年5月,正是在這樣的春天,吳健雄出生在瀏河鎮。每當提及故鄉,她總感到自豪:“我家在太倉瀏河,就是當年鄭和下西洋的地方。”

吳家是當地的書香之家,吳健雄的祖父吳挹峰是太倉周學的貢生,被鄉里尊稱為吳秀才。他習孔孟之道、重等級觀念,但又思想開明,對吳健雄十分寵愛。吳健雄的母親名為樊復華,人如其名,是位端莊賢良、有思想、有志氣的女性。父親吳仲裔是動盪時代的見證者、參與者,畢業於上海南洋公學(現上海交通大學),經歷了戊戌變法、辛亥革命,參與過反對袁世凱武裝鬥爭,也曾組織民防自衛團抵禦海匪。

吳仲裔思想進步,追求開放自由與男女平等。他按順序用“英雄豪傑”四字為子女取名,從未認為“健雄”二字有失女性的文靜優雅。為推動女性教育,破除封建、樹立新德,他在瀏河鎮創辦明德女子學校,專門向女孩教授文化與職業技能。他愛好彈風琴、唱歌與吟詩,閒暇時,會請上海電影公司來鎮裡放電影。

吳健雄童年時代的文化啟蒙,就來自在明德女子學校度過的小學時光。在父親的帶領下,她從小學習中國古典書籍,親手製作礦石收音機,性格自立自信,對萬物充滿好奇。

1923年,吳健雄以優秀成績考入蘇州女子師範學校。她遵循“誠樸”校訓,低調樸實、勤奮學習。

在這裡,她第一次讀了居里夫人的傳記,瞭解到歐洲科學發展過程,觸碰到人類與浩瀚宇宙的微妙關係。在與同學的一次交談中,她發現非師範專業的學生還要修讀數理化與英語,於是借來同學的課本與作業,利用每天晚上的時間自修數理化課程。

在一場主題為《摩登婦女》的演講中,吳健雄第一次遇見了胡適先生。這位思想先進、溫文爾雅的老師,從《新青年》中走出來,進入了她的學習生活。中學畢業後,她帶著崇敬之心前往胡適任教的上海中國公學就讀。

在一次由胡適監考的考試中,吳健雄坐在最前面的位置,行雲流水地寫下自己對清朝三百年思想史的見解。在教務處提交卷子時,胡適向楊鴻烈、馬君武提起自己給了一位學生滿分成績,楊、馬二人也表示自己班上有位學生總考滿分。三人說著便將自己口中的學生名字分別寫在紙上,一對照才發現都是吳健雄。

這次考試讓吳健雄獲得了胡適的賞識,建立起一生的師生情誼。
引路之花

1929年,吳健雄被保送到南京中央大學數學系。第一學期剛結束,她便申請轉入了更喜愛的物理系。

在中央大學的六朝松下,同學們時常能夠見到一位身段窈窕、優雅知性、靜心讀書的女生,並稱她為“南樓瓊花”。當時,吳健雄剛轉專業,很多理科、英語知識僅靠之前的自學是遠遠不夠的。因此,她總喜歡自己一個人在樹下靜心思考,或抱著一本英語詞典記誦。回憶這段生活時,她說:“當時我是真心實意做學問,把青春年華都忘記了。”

大學期間,她在施士元的指導下完成了論文寫作。施士元曾在法國巴黎大學鐳研究所跟隨居里夫人從事多年研究工作,是居里夫人帶出的唯一一位中國物理學博士。 教學之餘,他總向同學們講述居里夫人的種種逸事,更是令吳健雄心生敬仰。

1934年7月6日,中央大學理學院院長孫光遠在一片掌聲中第一個給吳健雄戴上了學位帽。當時,在中央大學就讀的女學生並不多,能在物理系順利畢業的更是少之又少。

畢業後的吳健雄先是在浙江大學物理系擔任助教,後在胡適的推薦下,前往中央研究院物理研究所工作。

【注:1928年,國立中央研究院物理研究所在上海成立,此後20年間七易所址。中國科學院成立(1949年)後,接收合併國立中央研究院物理研究所與國立北平研究院物理研究所,組建中國科學院應用物理研究所,即現在的中國科學院物理研究所。】

吳健雄初到物理所時,上海秋色正濃,道路上鋪滿了金黃的梧桐葉。前來迎接她的科研人員中,有一位熱情美麗的女博士,她叫顧靜徽。顧靜徽活潑開朗、面容姣好,喜歡穿旗袍、賞詩詞、聽音樂、品紅酒,是一位既醉心學術又熱愛生活的女子。

顧靜徽在1929年成為美國物理學會會員,兩年後又在美國密歇根大學取得物理博士學位,成為中國近代歷史上第一位女性物理學博士。回國後,她一邊在中央研究學院物理研究所任研究員,一邊從事教學工作培養人才。

她與吳健雄志趣相投,都沉醉於探索原子內部的奧秘。為此,她堅持成立核物理研究室。研究室條件簡陋,總共80平方米,其中14平方米用鐵門隔開,擺上長桌、椅子、兩張沙發和茶几,便是休息室和會客室。剩下的區域則用作實驗室,擺放實驗器材。這裡昏暗潮溼,終日不見陽光。

這間實驗室,正是當時在黑暗中艱難摸索的中國科學界的縮影。吳健雄和顧靜徽全身心投入在這方淨土,反反覆覆地撞南牆又再出發,只為捕捉真理的微光。

可是好景不長,日軍侵略,戰事迭起,內憂外患將國家撕扯得傷痕累累。覆巢之下,安有完卵,研究所像滔天巨浪中的一葉小舟,難以前進。顧靜徽見吳健雄風華正茂、潛力極大,所以縱然萬般不捨,也不想她一直被困在原地、耽誤前途。她向吳健雄介紹了美國密歇根大學的教學力量與科研水平,表示願意為她聯繫導師和朋友,力薦她出國深造,走向更廣闊的天地。

最終,吳健雄聽從了導師的建議,在叔叔的資助下,登上了前往美國的胡佛總統號郵輪。臨別那日,吳健雄站在甲板上,海鷗盤旋,故鄉的海風將她的頭髮吹亂,她依依不捨向父母揮別,開啟了留美生涯。此時的吳健雄並不知道,這是她與父母的最後一面。
知識殿堂

1936年8月,吳健雄到達美國,計劃前往密歇根大學就讀。踏上這片異國的土地,萬物都新鮮有趣,她決定入學前先去加利福尼亞大學伯克利分校看望友人,但友人因事無法接待。此時,袁世凱的孫子袁家騮正在伯克利分校就讀,在中國留學生俱樂部的安排下,他帶著吳健雄參觀了校園。

這裡環境優雅,學術氛圍濃厚,學生們自由熱切地探討著學科問題。他們參觀了校園東南角,來到一座房門緊閉的簡樸小屋前,袁家騮告訴吳健雄:“這是放射實驗室,是歐內斯特·勞倫斯的實驗室。”吳健雄聽後驚呼出聲,她在大學期間就聽過勞倫斯的大名,不承想竟能站在離他這麼近的地方。

勞倫斯是美國著名物理學家,於1930年代初發明迴旋加速器(1939年憑此獲諾貝爾物理學獎),後又建立加利福尼亞大學放射實驗室,由此開創由大型研究團隊開展大科學研究的模式。這座放射實驗室地位極高,已建成的37英寸迴旋加速器,可用於加速帶電粒子,撞擊不同原子核,進行當時熱門的原子核實驗。

後來,吳健雄選擇留在伯克利讀書,這時正是物理學在原子核研究方面大放異彩的年代,校園裡人才濟濟。與她同窗的,有以後的加拿大物理學會會長、國家科學顧問沃科夫;教她量子力學的年輕教授,是未來的“原子彈之父”奧本海默;指導她博士論文的賽格瑞,是未來的諾貝爾獎得主。

在這裡,吳健雄獲得了開啟物理學尖端領域殿堂的鑰匙。

1938年起,吳健雄開始在放射實驗室主任勞倫斯的指導下進行實驗研究工作。1939年,她又同賽格瑞合作,利用迴旋加速器進行了中子撞擊鈾原子核並分析其產出物的實驗。次年,實驗結果被刊登在美國物理學界前沿刊物《物理評論》上。

與此同時,吳健雄也承受著無形的壓力。她成績優異,申請了學校獎學金,但當時的美國社會對東方人抱有歧視,從未給東方學生髮過獎學金,最後只給了她助讀金。即便如此,身在異國的吳健雄始終堅持著兩件事:一是衣著,保持在國內的一貫裝束——高領旗袍;二是飲食,她吃不慣西餐快餐,尋覓到一家物美價廉的中餐館,不僅成為這裡的常客,還介紹其他同學前來光顧。

在校期間,吳健雄沉心研究,偶爾同袁家騮結伴去圖書館,二人談天說地,慢慢熟識、相知、相戀。1942年5月30日,吳健雄生日的前一天,二人的婚禮在美國第一位諾貝爾獎得主、加利福尼亞大學理工學院院長羅伯特的花園裡舉行。羅伯特舉著香檳說道:“我送你們的禮物是一句贈言:願你們在今後的歲月裡,實驗第一,生活第二。”這句話成為吳健雄與袁家騮的座右銘。

時值太平洋戰爭爆發,雙方父母沒能來參加婚禮,但盧嘉錫、錢學森、張文裕等當時在美的中國留學生皆聞訊而來,現場熱鬧非凡。草坪修剪得整潔,陽光透過濃密的綠葉灑滿了一地,吳健雄與袁家騮在歡聲笑語中挽手邁入婚姻殿堂。
突出貢獻

1937年2月,納粹德國開始執行“鈾計劃”。“珍珠港事件”後,美國加入戰場,包括愛因斯坦在內的一批科學家提議要先於納粹德國製造出原子彈。1941年12月6日,美國正式制定了代號為“曼哈頓”的絕密核研究計劃。在曼哈頓工程管理區裡,匯聚了大批來自世界各地的優秀科學家。

當時,吳健雄即將開展博士論文選題,卻不知導師們為何突然忙碌得不見蹤影。她只收到勞倫斯留下的一張紙條,上面寫著選題建議:檢驗韌致輻射理論。一天,韌致輻射理論的提出者費米來到實驗室,他對吳健雄已進行的核分裂實驗表示肯定,給予她一定指導,並要求她對實驗數據與詳細情況保密。

這時吳健雄還不知道,費米就是負責製造原子彈的二號人物;提議她論文題目的勞倫斯,是羅斯福任命的“鈾顧問委員會負責人”之一;總陪伴她做實驗的賽格瑞,也是製造原子彈的核心成員;她的任課老師奧本海默,則經歷了原子彈從籌備到完成的全過程。

日復一日的實驗後,吳健雄進步飛快,形成了一篇有關鈾原子核分裂後產生的氙氣對種子吸收橫截面的研究文章,而她自己也被慢慢捲入“曼哈頓計劃”中。1944年3月,吳健雄加入哥倫比亞大學“曼哈頓計劃”下屬的原子彈重點研究實驗室,解決了工程區內連鎖反應無法延續的難題。

1945年7月16日,首次原子彈爆炸試驗成功。不久後,“小男孩”和“胖子”在日本爆炸,第二次世界大戰在兩朵飽受爭議的蘑菇雲中走向尾聲。此時的吳健雄已轉回基礎原子核物理研究上,她聽說學校裡有臺相當大的無鐵、圓筒型電磁β譜儀,因戰亂被存放在庫房,即將運回啟用。

此後,吳健雄投入另一個研究計劃——有關β衰變的歷史、發展、現況及最關鍵的問題。每週五,她搭火車回到普林斯頓的家中。普林斯頓大學有座藏書豐富、日夜開放的圖書館,她在這裡度過數個週末時光,幾乎看完了所有關於β衰變的書刊。

吳健雄在物理學科最突出的三大貢獻,主要是圍繞β衰變展開的。

第一大貢獻是前期關於β衰變領域的一系列精密實驗和初步結論,為學界提供了豐富且可信度高的證明材料。

第二大貢獻是設計實驗成功證實了宇稱不守恆。

簡單地說,宇稱是一種空間的左右對稱。當時的科學家們信奉宇稱守恆,即:時間和空間的變化,不會改變物理規律的形式和結果。然而宇稱守恆卻在部分實驗中出現了難以解答、自相矛盾的情況。1956年夏,楊振寧和李政道考察了宇稱守恆概念的實驗基礎後發現,學界只檢驗了強相互作用和電磁相互作用中的宇稱守恆定律,卻忽視了弱相互作用的過程。

他們提出質疑,並向瞭解β衰變的吳健雄尋求幫助。吳健雄聽後,和美國國家標準局一組科學家一起在實驗室埋首苦戰,決定利用鈷60為β源進行實驗。最終,實驗明顯且準確地證實了宇稱在弱相互作用中不守恆的想法。

第三大貢獻是領導設計實驗,證明了β衰變中矢量流守恆理論,這是物理學史上第一次由實驗定實電磁相互作用與弱相互作用有密切關係。

1957年,楊振寧和李政道因宇稱不守恆的證明獲諾貝爾物理學獎,對此有著同樣突出貢獻的吳健雄卻未在獲獎名單之列。多年來,吳健雄未對此事公開發表意見。但她在1989年給友人的一封信中曾這樣說道:“我的一生,全然投身於弱作用方面的研究,也樂在其中。儘管我從來都沒有為了得獎而去做研究工作,但是,當我的工作因為某種原因而被人忽視,依然是深深地傷害了我。”
來自中國的女科學家

回望20世紀的科學界,女性科學家們並沒有留下太多的故事,最著名的瑪麗·居里,在歷史敘述中也是以夫姓“居里”代稱。

1982年6月26日,吳健雄應邀在北京作題為《宇稱不守恆之發現》學術報告。來源/新華社

在求學與職業生涯中,吳健雄也曾多次因女性身份受挫:或因亞裔女性的身份難以得到獎學金,或在與老師初次見面時被擔心“無法吃苦”,或在工作崗位中難以得到重用。

但她不斷用果敢、細緻與智慧證明著自己,更在諸多領域踏出了女性的第一個腳步:美國物理學會第一位女會長,第一位美國國家科學院康斯托克獎的女性得主,第一位獲得普林斯頓大學榮譽博士的女性,美國第一位當選為年度工業研究科學家的女性,中國科學院授予的第一位外籍女院士……最為科學界稱道的,是她在40年科學生涯中實驗工作的完整性和準確性。她從沒有做過一個錯誤實驗,可以想象這背後需要怎樣的嚴謹穩重與嚴格要求。

1981年12月15日,意大利羅馬希爾頓飯店,吳健雄在這裡接受了傑出婦女獎。她自豪地談到:“我出生於中國並在那裡成長,又在美國接受高等科學教育,我深知我淵源於中國傳統文化的優點,也對西方文化的力量及現代社會具有堅強的信心。”

當我們翻閱一張張舊照,試著走進她的生活,就會發現她不僅是一位榮譽滿身的科學家,更是一位豐富飽滿、優雅溫柔、思想先進的東方女性。她偏愛旗袍,做實驗時也是旗袍外罩實驗服;烏亮黑髮總是高高盤起,吳儂軟語如江南煙波般柔美。穿著打扮、言行舉止,流露著來自東方的儒雅溫和。

閒暇時間,吳健雄鮮少聽歌劇話劇和流行音樂,而是鍾情於京劇、崑曲。她記得在國內讀書時,叔叔曾帶她看了兩次《牡丹亭》與《遊園驚夢》,她看後逢人便說崑曲詞曲有多美。後來,叔叔送了她的一臺老式留聲機,咿咿呀呀傳出的唱腔,陪伴她度過了無數孤獨時光。

吳健雄與袁家騮在美國的家中,也沉澱著中國的優秀傳統文化:徐悲鴻、張大千、吳作人等名家的國畫,還有中式地毯、木質雕花傢俱和梅蘭竹菊的安徽鐵畫,讓身在異鄉的兩人時時感到家鄉的親切。

即使定居美國,吳健雄心裡始終有一片最溫暖柔軟的角落——那個度過了童年的江南水鄉。祖父抱著她笑得滿臉皺紋,輕喚她的乳名“薇薇”;母親在她臨行前溫柔叮囑,在燭光下反覆檢查隨行物品;父親握著她的小手,擺弄小收音機,逐字逐句告訴她古書典籍裡的英雄故事與人生哲理。

20世紀70年代,中美關係開始正常化後,吳健雄和袁家騮也開啟了回鄉之旅,他們抵達廣州,又回到吳健雄的家鄉瀏河。此時,她的父母早已離世,唯有父親創立的明德學校依然佇立,書聲琅琅。物是人非的酸楚與重回故里的親切,讓她百感交集。

在北京人民大會堂,周恩來親自接見了吳健雄夫婦,雖是初見卻相談甚歡。後來,吳健雄夫婦常常回家,帶兒子領略中華文化。1988年,夫婦二人捐獻170萬元,在明德校園內建起一座兩層高的江南水鄉特色樓房,名為“吳健雄紫薇閣”,用作接待樓。茂盛的紫薇古樹在風中輕搖,掩映著這座青瓦白牆的江南樓閣。一草一木都寄託著吳健雄對於鄉里孩子們的期盼與愛,正如她父親一樣。

魂兮歸來繞故里,芳草斜陽長相依。1997年,吳健雄病逝。袁家騮遵循她的遺願,將她的骨灰臨時安放在明德學校裡。後來,墓園在校內落成,墓室前方是一對向不同方向水平旋轉的深色花崗石球,頂端分別向上噴出一高一低兩股水柱。水池旁的黑色花崗石板上,雕刻著李政道的詮釋:

按宇稱守恆定律,凡是二個左右完全對稱系統的演變應該永遠左右對稱的,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。
這建築中二石球象徵二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。
李政道
一九九八年四月四日

1990年5月18日,經國際小行星中心批准,國際編號為2752的小行星被中科院紫金山天文臺命名為“吳健雄星”。它直徑只有32千米,卻在偌大宇宙中散發光亮,出現在人類視野中。正像吳健雄,一位從江南水鄉的小鎮裡走來的女子,衝破時代硝煙,潛心鑽研,走向世界,成為物理學史上一顆不可磨滅的璀璨之星。

參考資料:
1.朱建設、萬書元、袁久紅,《吳健雄 獻身物理科學的一生 攝影集》,東南大學出版社2002年版;
2.蔣曄,《吳健雄 袁家騮》,河北人民出版社2013年版;
3.孟憲明,《十大華人科學家叢書 吳健雄傳》,河南文藝出版社2017年版;
4.張懷亮,《吳健雄傳》,南京大學出版社2002年版;
5.朱自強主編,《物理女王吳健雄》,中國和平出版社2022年版;
6.肖太陶,《吳健雄——諾貝爾獎虧待了的華人女性科學家》,《自然辯證法通訊》2005年第3期;
7.方華基、葉高翔,《20世紀前50年中國物理學的發展與國際交流》,《自然辯證法研究》2005年第3期。

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