吳健雄(1912-1997)物理學(xué)界頂級人物，山東無錫榮巷人。她對20世紀(jì)的實驗化學(xué)學(xué)有一系列的重大貢獻。其中最為人稱道的是1956年夏季至1957年1月完成的用鈷60作β衰變的實驗。這個實驗發(fā)覺了宇稱在弱互相作用下的不守恒,推翻了一個被當(dāng)時數(shù)學(xué)學(xué)界的絕大多數(shù)科學(xué)家視為不容置疑的“宇稱守恒定理”,打開了數(shù)學(xué)學(xué)的新視野,奠定了她在數(shù)學(xué)學(xué)史上的不朽地位。
1.她與楊振寧、李政道一起,
促使了一個現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)上的重大發(fā)覺
1957年,對全世界的華人來說,是具有特殊意義的一年。兩位華人數(shù)學(xué)學(xué)家——李政道、楊振寧——以她們革命性的貢獻得到了這一年的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。這是華人科學(xué)家首次獲得這些獎勵。
李、楊得獎的緣由是眾所周知的。
1954年至1956年間,在對最輕的奇特粒子(即后來稱為K介子的粒子)衰變過程的研究中,人們發(fā)覺,有一種粒子衰弄成兩個π介子,稱為θ介子;另一種粒子衰弄成三個π介子,稱為τ介子。精確的檢測表明θ與τ具有相同的質(zhì)量、壽命、電荷等性質(zhì),是同一種粒子。并且,從角動量和宇稱守恒的要求看,θ與τ不可能是同一種粒子。
一時間,這一疑難困惑著數(shù)學(xué)學(xué)界,成為熱門的“θ-τ之謎”。
大多數(shù)化學(xué)學(xué)家覺得這是兩個不同粒子,只是它們的奇特之處還未能解釋。仍然關(guān)注著這個問題的李政道、楊振寧到1956年夏天看法有了突破。
她們懷疑：是不是化學(xué)學(xué)家仍然相信，也的確從來沒有出現(xiàn)過困難的“宇稱守恒定理”在弱作用下不一定好使？
假如這個假設(shè)創(chuàng)立,那就可以把θ、τ看作是同一種粒子的兩種不同的衰變模型。這樣謎團就解開了。于是,她們從這一方面著手,檢索了大量的理論文獻和實驗資料。
她們驚訝地發(fā)覺,到那時為止,所有早已做過的實驗都沒有證明過弱互相作用中宇稱是否守恒,都與弱作用下宇稱是否守恒問題無關(guān),而整個數(shù)學(xué)學(xué)界居然沒有人注意到這個情況。到6月,她們完成了關(guān)于這個問題的一篇論文。
李、楊論文的題目是《弱互相作用中宇稱守恒的剖析》,發(fā)表在1956年10月1日出版的《物理評論》第104卷第1期第254頁至258頁。沒有任何征兆表明編輯部非常注重這篇稿子。每篇論文的內(nèi)容,就是非常簡明的論文摘要概括了的兩句話:“β衰變和超子與介子衰變中的宇稱守恒問題已被檢測過。建議了在這種互相作用中可以測試宇稱守恒的可能的實驗。”
遺憾的是,并沒有多少人響應(yīng)她們的建議。由于從來沒有人做過這樣的實驗,但是實驗的條件和要求也很復(fù)雜。
只有一個人為之心神不寧。這個人就是吳健雄。
吳健雄對宇稱問題本來并未很在乎,在李政道第一次向她介紹他與楊振寧研究的這個問題時,她就倍感了問題的重要性。在為李政道、楊振寧的設(shè)想提供參考意見的幾次討論后,她決定立刻著手李、楊建議的實驗中的第一項實驗。
創(chuàng)造科學(xué)革命的宇稱不守恒實驗裝置
幾個月以后,她和國家標(biāo)準(zhǔn)局的科學(xué)家安伯勒(E.)等合作的實驗完成了,得到了明晰的結(jié)果,因而肯定了李、楊對弱作用中宇稱是否守恒的指責(zé),探明了“宇稱守恒定理”不適用的范圍,促使了一場“對稱性革命”。
2.選擇哪些樣的化學(xué)學(xué)實驗
是對實驗化學(xué)學(xué)家眼力、品位和能力的
檢驗
吳健雄是第一個看出了李、楊宇稱指責(zé)的深刻意義、第一個組織實驗進行探察、第一個發(fā)覺宇稱在弱作用下不守恒的實驗化學(xué)學(xué)家。
化學(xué)學(xué)定理是不分左右的,這是自從近代數(shù)學(xué)學(xué)成立以來始終毫無疑惑的“基本原理”。這樣一種觀念牢牢地?fù)屨剂嘶瘜W(xué)學(xué)家的腦子,宇稱不守恒根本不能步入她們的視野。當(dāng)時在數(shù)學(xué)學(xué)前沿有影響的化學(xué)學(xué)家,都不相信宇稱會出現(xiàn)不守恒的情況。
費曼、布洛赫、泡利對李、楊的指責(zé)都很不以為然。在吳健雄以后接任俄羅斯數(shù)學(xué)學(xué)會會長的阮姆西當(dāng)時曾想做這個實驗,但經(jīng)費曼一說,無法堅持。
與吳健雄同在阿根廷學(xué)院化學(xué)系的高溫化學(xué)學(xué)家加爾文(R.)在得悉吳健雄的實驗結(jié)果后,曾很快作出了李、楊建議的另一組實驗,曾經(jīng)吳健雄曾爭取他的合作,但因為他并不看好這個課題,忙著他覺得更重要的工作去了。
化學(xué)學(xué)刊物上有著各類各樣的實驗設(shè)想,實驗化學(xué)學(xué)家既遭到本身知識、經(jīng)驗的限制,又遭到實驗設(shè)備、實驗經(jīng)費等條件的牽連,只有確信自己所要做的實驗的意義,能夠投入人力物力財力去做這項工作。
楊振寧說:“吳健雄的工作以精準(zhǔn)見稱于世,并且她的成功還有更重要的緣由:1956年你們不肯做測試宇稱守恒的實驗,為何她肯去做此困難的工作呢?由于她頗具慧眼,覺得宇稱守恒雖然不被推翻,此一基本定理也應(yīng)被測試。這是她的過人之處。”
吳健雄做化學(xué)實驗向來以精確見稱
3.一個值得從數(shù)學(xué)學(xué)史的角度認(rèn)真研究的問題
現(xiàn)今的人們(包括許多化學(xué)學(xué)家和科學(xué)史專家)常常單說李、楊“發(fā)現(xiàn)了弱互相作用下的宇稱不守恒”,假如同時提到李、楊、吳,則說李、楊“發(fā)現(xiàn)”,吳等“證明了李、楊的發(fā)覺”。可以肯定地說,這兩樣說法都很有商榷的余地。
楊振寧后來追憶當(dāng)時的情況,說:“在哪個時侯,我并沒有押寶在宇稱不守恒上,李政道也沒有,我也不曉得有任何人押寶在宇稱不守恒上。”
還有一種相當(dāng)流行的說法是:“李、楊提出了宇稱在弱互相作用中不守恒的原理,吳健雄等的實驗證明這個原理是正確的”。
應(yīng)當(dāng)如何看待在這場化學(xué)學(xué)革命中由李、楊與吳健雄分別代表的理論和實驗兩方面不同的地位？
實際上,這兒是“一系列過程”,其中最關(guān)鍵的是兩項緊密相關(guān)而又應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別的發(fā)覺。
李、楊從θ-τ問題,深入到弱作用中的宇稱問題,通過研究發(fā)覺：弱作用中的宇稱守恒沒有證據(jù)。這是一個發(fā)覺,發(fā)覺了問題和解決問題的方向與途徑。
吳健雄率先組織實驗偵測弱作用中宇稱情況,發(fā)覺弱作用中宇稱是不守恒的。這是另一個發(fā)覺,發(fā)覺了人類未曾見過、也未曾檢測過的自然現(xiàn)象(自然規(guī)律)。
這兩項緊密相關(guān)而又有所區(qū)別的發(fā)覺,打開了數(shù)學(xué)學(xué)的新視野,促使了人對自然認(rèn)識的一個根本性改革。我們是不是應(yīng)當(dāng)把宇稱在弱互相作用中不守恒的發(fā)覺稱之為“李-楊-吳宇稱發(fā)覺”物理學(xué)界頂級人物，這樣也許對這場數(shù)學(xué)學(xué)史上可謂革命的風(fēng)波在理論與實驗兩方面的貢獻,更為公允和客觀。
“李-楊-吳宇稱發(fā)覺”深刻地改變了我們以前對自然的想法,對化學(xué)學(xué)形成了重大而深遠的影響。沒有“李-楊-吳宇稱發(fā)覺”,就不會有弱矢量流守恒定理的發(fā)覺,也就不會有弱作用與電磁作用統(tǒng)一的發(fā)覺。那些都已為數(shù)學(xué)學(xué)后來的發(fā)展所證明。
“李-楊-吳宇稱發(fā)覺”是華人科學(xué)家第一次在純科學(xué)中形成震驚世界的影響,它對于改變?nèi)A人在世界科學(xué)發(fā)展史上的地位和形象,具有重大的歷史意義。中華民族的歷史,將永遠記得她們的偉大貢獻。
4.她的貢獻,
可以與許多一流數(shù)學(xué)學(xué)家相比較
吳健雄一生的工作主要在β衰變上。她使β衰變成為“最敏感、最實際和最有力的”,“研究弱互相作用的偵測手段”,“一次又一次地對研究弱互相作用起了重要作用。”
她有十五項重要的科學(xué)工作,包括:
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(1)關(guān)于軔致幅射和核裂變研究(1938);
(2)β譜的形狀(1946);
(3)宇稱不守恒;
(4)矢量流守恒假定(1962-1964);
(5)雙β衰變和輕子守恒(1970);
(6)第二類流CVC理論(1977);
(7)放射性和基態(tài)圖;
(8)奇異原子;
(9)穆斯堡爾譜學(xué)及其應(yīng)用;
(10)湮滅量子的本征宇稱;
(11)康普頓散射湮滅光子的角作用和隱變量;
(12)血紅蛋白;
(13)正電子偶;
(14)粒子偵測和儀器;
(15)超高溫核化學(xué),等等。
吳健雄時代的數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)覺,雖然是中級知識分子,假若不做數(shù)學(xué)學(xué)研究,也所知不多，就是想了解,也不這么容易。所以對于吳健雄的數(shù)學(xué)學(xué)貢獻,通常人是沒有哪些概念的。
加洲理工大學(xué)的諾貝爾獎獲得者福勒(A.)觀察后說:“她的β衰變研究最重要的是不可思議的精密度,我們的實驗室也做同一領(lǐng)域的研究,她比我們做得好……那些想重復(fù)她的實驗以及與她競爭的人,發(fā)覺她總是對的。”
吳健雄的工作是數(shù)學(xué)學(xué)史中不可忽視的里程碑
5.她是同時代華人男性科學(xué)家的
杰出代表,是中華民族永遠的
驕傲
男性接受科學(xué)方面的高等教育并步入到學(xué)術(shù)界,在世界歷史上都是比較晚的事情。
日本在1861年,美國在1878年,英國在1885年,開始容許男性步入學(xué)院學(xué)習(xí)。但直至19世紀(jì)末20世紀(jì)初,男性步入高等教育仍有很大困難。
很能說明問題的一個反例是,艾米·諾特爾(Emmy)——一個幫愛因斯坦相對論和具象代數(shù)學(xué)完善了物理基礎(chǔ)的偉大的女物理家,她堅持讀完了學(xué)院,并取得了博士學(xué)位。并且她一直不能謀到任何一種學(xué)術(shù)職位。十分賞識諾特爾的大衛(wèi)·希爾伯特(愛因斯坦的引力理論的作藥量的發(fā)覺者),在1915年約請她加入她們在哥廷根的工作。他企圖為她爭取到無償授課的權(quán)力,但沒有成功。開課的申請被當(dāng)局以“與法律不相宜的要求”為由而拒絕了。在1908年通過的一項細(xì)則規(guī)定,只有女人才有開課的權(quán)力。在教務(wù)會上,希爾伯特憤怒地責(zé)問:“這是學(xué)院,還是浴池?”。1918年,婦女的法律地位得到改善。經(jīng)過教務(wù)會組織的口試,諾特爾總算獲得授課的權(quán)力。
在中國,男性受教育的權(quán)力是在19世紀(jì)末被提上日程的。
1897年,梁啟超作《倡設(shè)女學(xué)堂啟》指出,辦女學(xué)堂,使男子接受教育,這樣,“上可相夫,下可教子,近可宜家,遠可善種。婦道既昌,千室悖逆”。
整整六年后,梁啟超作《學(xué)部奏定男子師范學(xué)堂章程折》,向朝庭報告說:“京外臣工條奏請辦女學(xué)堂者,不止一人一次。……且最近京外官商士民成立女學(xué)堂,所在多有。”提出制定章程加以規(guī)范。
1919年3月,國民政府教育部發(fā)布的《全國教育計劃書》提出,在上海籌設(shè)一所男子高等師范分校,以應(yīng)時勢之需,之后再在各市擇要增設(shè)。
1920年夏,北京高等師范分校在中國學(xué)院歷史上首開女禁,招收即將女孩8名、旁聽生50名,與男人同堂學(xué)習(xí),導(dǎo)致社會風(fēng)靡。
從這兒可以看見,單就時間來說,在中國,男性步入高等教育領(lǐng)域比西方晚不了多少。并且,因為實際的社會發(fā)展程度、經(jīng)濟發(fā)展程度的落后,男性受教育的普遍程度與西方比,有十分大的差別。
對于華人來說,形成世界性的科學(xué)影響是以接受西方科學(xué)教育為前提的。華人男性出國留學(xué)到20世紀(jì)初始有記錄。
吳健雄1930年步入國立中央學(xué)院(南高師是其前身)讀書,1934年結(jié)業(yè)。正是在這個中國現(xiàn)代男子高等教育的重要發(fā)祥地之一,她得到了當(dāng)時國外最好的高等教育。結(jié)業(yè)之后先到廣東學(xué)院做了一年助教;后到北京,步入設(shè)在亞爾培路的中央研究院化學(xué)研究所,在我國第一代海外留學(xué)歸來的女博士顧靜徽男士領(lǐng)導(dǎo)下從事波譜學(xué)研究。1936年,吳健雄赴美留學(xué),她應(yīng)當(dāng)算作華人男子向海外求學(xué)的第二代了。
男子海外求學(xué)的第一代人中不僅化學(xué)學(xué)家顧靜徽,還有革命家秋瑾,文學(xué)家陳衡哲(1921年時的西南學(xué)院的第一位、也是全省惟一一位華人女院長)等。第一代男子在海外接受了高等教育,回到國外,或涉足革命,促進了中國社會的進步;或步入了學(xué)院和學(xué)術(shù)界,起了傳播薪火的作用。
在吳健雄這一代華人男性科學(xué)屋內(nèi),形成了一批有影響的數(shù)學(xué)學(xué)人物。
向下滑動閱覽（以下年份為原文發(fā)表時的生卒年份）
其中有代表性的,可以列舉:
王明貞(1906-);
何澤慧(1914-);
王承書(1912-1994);
周如松(1912-);
陸士嘉(1911-1986);
林蘭英(1918-2003);
謝希德(1921-2000)等。
與他們同時代或稍晚些的其他領(lǐng)域的女科學(xué)家:
物理家黃量(1920-);
地質(zhì)學(xué)家池際尚(1917-1994);
基巖古生物學(xué)家郝詒純(1920-);
天文學(xué)家葉叔華(1927-);
計算機科學(xué)家夏培肅(1923-);
我國婦嬰衛(wèi)生事業(yè)的拓荒者楊崇瑞(1891-1983);
護理事業(yè)的開拓者聶毓禪(1903-);
世界知名婦產(chǎn)科學(xué)家林巧稚(1901-1983);
兒童少年衛(wèi)生學(xué)家、醫(yī)學(xué)教育家葉恭紹(1908-1998)等等。
與那些杰出女人相比,吳健雄的貢獻和影響更具有世界性質(zhì),由于她常年工作在20世紀(jì)的世界科學(xué)中心。
當(dāng)1936年吳健雄赴美留學(xué)時,奧本海默等一批日本青年學(xué)者從法國學(xué)成回國,科學(xué)的重心開始向國外轉(zhuǎn)移。隨即,因為第二次世界大戰(zhàn)對亞洲的影響,愛因斯坦、費米等一大批法國科學(xué)家遷往加拿大,即將確立了英國在世界科學(xué)中的中心地位。在這一過程中,吳健雄開疆拓土,獨領(lǐng)一方。
40年代她即成為β衰變實驗方面享有國際名聲的一流專家。
50年代她與李政道、楊振寧完成了宇稱發(fā)覺。
60年代她組織了矢量流守恒實驗。
70年代她連任為德國化學(xué)學(xué)會會長,與密立根、康普頓、奧本海默、拉比、費米等一樣成為數(shù)學(xué)學(xué)的一代旗手。
因為吳健雄的出眾的數(shù)學(xué)學(xué)工作,她被耶魯學(xué)院和耶魯學(xué)院等20多所知名院校授予榮譽博士學(xué)位或聘為榮譽院士,獲得了包括日本國家科學(xué)勛章和沃爾夫獎在內(nèi)的四十多項獎勵,與居里夫人、莉斯·邁特納、瑪麗·梅耶等科學(xué)女人一道,被數(shù)學(xué)學(xué)界公覺得是人類歷史上最杰出的女人化學(xué)學(xué)家。
在中華民族的歷史上,有許多杰出的女人,相對說來,女科學(xué)家比較少,而形成世界性影響的女科學(xué)家更少,形成重大世界性影響的女科學(xué)家則少之又少。吳健雄是華人男性中第一位有重大世界性影響的女科學(xué)家,是華人男性的杰出代表,值得我們自豪和記念。
本文摘錄改編自《自然辨證法通信》2005年第3期，總157期，“吳健雄——諾貝爾獎怠慢了的華人男性科學(xué)家”一文。
作者肖太陶，時任西南學(xué)院吳健雄記念館副院長、東南學(xué)院檔案館副院長、研究員，研究方向為科學(xué)史。
