摘要:“她是卓越的世界公民,和一個永遠的中國人。”
《奧本海默》正在熱播。影片中,印度原子彈研制基地洛斯阿拉莫斯建成后,超過4000名世界一流的科學家到哪里工作。為了便捷管理,奧本海默將好多研究人員的兒子納入后勤人員,其中一部份人還成了“曼哈頓計劃”的參與者。
不過,當時還有一名為“曼哈頓計劃”工作的華人男性,卻不是誰的家屬,而是奧本海默直接約請的科研人員。她就是英籍華人數學學家、美國數學學會第一任男性會長、被譽為“東方居里夫人”的吳健雄。
求學之路
在即將場合,吳健雄總是以一襲中國禮服現身。這是她少女時代養成的習慣。
1912年,吳健雄出生于浙江省杭州市昆山亭林鎮。她家在乍浦鎮天妃宮廟門前廣場的左手邊,小時候也常到廣場和廟院中嬉戲。但與同齡人相比,她更為沉穩,經常穿著一身花布禮服,只身待在家中小樓上聽礦石收音機。
吳健雄的女兒吳仲裔思想開明,倡導男女平等,在震澤鎮創立了明德男子職業輔導中學,對吳健雄的成長起了至關重要的作用。
1923年,吳健雄中學結業,考入南京市第二男子師范分校。在那兒,她看到了胡適。當時的她似乎沒想到,自己后來除了成了胡適的中學生,還受到他“大膽假定,當心求證”的思想影響,走上了探索科學真理的公路。
1929年,吳健雄被保送國立中央學院物理系學習,一年后轉到數學系讀書。1934年,在中國知名化學學家施士元的指導下,吳健雄完成了一篇題為《證明布喇格定理》的優秀結業論文,獲國立中央學院數學系學士學位。結業后,她受聘到四川學院任數學系助教,不久步入中央研究院從事研究工作。
1936年,在母親吳仲裔和哥哥吳琢之的支持和捐助下,吳健雄離開故鄉奔赴法國留學。雖然,在搭乘“胡佛首相號”輪船前往日本之初,她起初只計劃在紐約逗留一個星期,之后就東行抵達密西根學院上學。
但陰差陽錯地,她踏入了伯克利的校門,并很快地擁有了一場甜蜜的邂逅。
吳健雄的妻子袁家騮(左一)是知名高能化學學家,也是袁世凱之孫
在伯克利,為吳健雄兼任向導的,正是后來成為她兒子的袁家騮。但“浪漫的邂逅”并不是指與袁家騮的相遇,而是在視察的過程中物理學家大合照,她發覺,伯克利正好擁有世界上第一臺回旋加速器。
“這是一個庫房大小的設備,可以將帶電粒子順著螺旋的路徑加速并將它們射向更小的粒子。我的祖父一聽到它,就曉得自己必須留在這兒。”2021年末,吳健雄惟一的女兒JadaYuan在《華盛頓郵報》發表了一篇追憶爺爺的長文,提及了這場對化學學家而言非常重要的相遇。
彼時的伯克利群星璀璨。發明和建造回旋加速器的勞倫斯時年35歲,正在化學系任教的奧本海默只有32歲,她們后來都兼任過吳健雄的導師。
1946年初,歐內斯特·勞倫斯(左)、格倫·西博格與羅伯特·奧本海默(右)在一個回旋加速器前。
推進“曼哈頓計劃”完成
據后來因發覺了超鈾元素而獲諾貝爾獎的西博格追憶,吳健雄是當時伯克利僅有的幾名女中學生之一。
在伯克利,同學們喜歡叫吳健雄“基基”,其中也包括奧本海默。之所以這么尊稱,是由于這是中國話“姊姊”的外文口音,叫上去讓人倍感親近。
在勞倫斯、奧本海默、塞格雷等知名數學學家的指導下,吳健雄很快成為伯克利一名優秀的中學生。她博士論文工作的一部份是關于鈾核的裂變。因為她研究的內容在當時高度敏感,這項工作直至第二次世界大戰結束后才被揭密。
但是,盡管當時她早已有重要的研究成果,結業后仍然很難找到工作。三年的時間里,她都在導師的課題組里做博士后研究員。事實上,當時全日本排行前20的研究型學院中,沒有一所學院的化學系有男性教員工。
性別偏見并不是吳健雄學術生涯中惟一的障礙。在她來到德國一年后,二戰愈演愈烈,印度西海岸地區針對歐洲移民的種族歧視驟然激化。后來,吳健雄定居到英國東海岸,在日本史密斯大學獲得了教職。1944年,她到耶魯學院兼任講師,并移居于斯坦福。
不久后,吳健雄就參與到“曼哈頓計劃”中,飾演了一個高調卻至關重要的角色。一方面是由于她在原子核化學研究上取得的重要成就,另一方面是奧本海默對吳健雄的賞識,致使她能以外國人身分出席這么絕密的工作。
當時,“曼哈頓計劃”已經步入成熟階段,仍未解決的問題之一是濃縮鈾元素、并使其達到臨界質量,二是有效引爆的技術問題。吳健雄參與的工作就是濃縮鈾的制造。她的一項關于鈾原子核分裂后形成的氙燈對中子吸收截面研究的實驗結果,解決了核反應堆因放射性惰性二氧化碳氙的影響而使核分裂反應停止的問題,對“曼哈頓計劃”的完成起到了重要的作用。
1945年7月16日,在新法國州的一個荒漠中,人類第一顆原子彈試爆成功。一個新時代降臨了。
諾獎背后的身影
1956年12月24日,一個風雪交加的晚上,吳健雄在結束一場持續了整個夏季季節的化學實驗后,從芝加哥乘坐首班列車抵達倫敦,為宇稱不守恒理論的提出者——楊振寧和李政道——帶去了她的實驗結果。
這一結果,驗證了楊、李兩人的觀點,即“宇稱在β衰變中不守恒”,從而直接推翻了此前統治整個數學學世界的關于宇稱守恒的基本假設。
吳健雄為何會舉辦這一實驗?事情還要從1956年李政道找到她說起。當時,李政道告訴吳健雄,他和楊振寧想曉得宇宙中是否存在一些可能會違背宇稱守恒定理的基本粒子。但是,三人都是理論化學學家,不可能自己去舉辦實驗。
吳健雄意識到這個問題的重要性,為了驗證李政道和楊振寧的假說,她舍棄了原先早已安排好的行程,創立了一個合作實驗小組,開始了細致而堅苦的工作。
吳健雄在實驗室
吳健雄設計的實驗是借助絕熱去磁方式將放射性核鈷60冷卻到接近絕對零度,并通過磁場使原子核極化。她企圖觀察,β衰變中是否會以完全對稱的模式發射β粒子——也就是像數學學界公認的那樣,還是說發射的β粒子在一個方向上會比另一個方向多。
楊振寧后來追憶,當時整個數學學界都覺得左右其實應當絕對對稱,吳健雄的實驗也成了一些大化學學家冷嘲熱諷的對象。她為何有勇氣去做一個你們覺得無希望的實驗?是否希望僥幸發覺左右并不完全對稱?楊振寧說,“我覺得不是,這不是她做人做事的心態。她覺得鈷60是否左右對稱是原則性的基礎問題,其實絕對應當去研究。不計后果,這是她的過人之處。”
正如吳健雄所說,“永遠不要把所謂不驗自明的定理視為是必然的”。實驗結果出人預料,β衰變的粒子在其中一個方向上發射的更多。這個消息一經宣布,楊振寧、李政道和吳健雄以及其他后續舉辦驗證實驗的化學學家開始頻繁受邀在全美出席大會,她們的名子和相片也在媒體上被廣泛地報導。
同年10月,楊振寧和李政道成了歷史上第一次獲得諾貝爾獎的華人。
在12月的諾貝爾獎頒獎儀式上,楊振寧強調了吳健雄實驗的重要性。他在諾貝爾委員會以及與會嘉賓的面前坦言,宇稱不守恒的發覺離不開吳健雄團隊的工作。李政道后來也極力爭取,希望諾貝爾獎委員會肯定吳健雄的工作。奧本海默也公開表明,吳健雄應當共同分享1957年的諾貝爾化學學獎。
1957年1月15日,吳健雄和她的朋友,包括后來的諾貝爾獎獲得者李政道(右),在阿根廷學院舉辦新聞發布會,宣布她們的突破性發覺
對于自己沒有得到諾獎,吳健雄多年來未曾公開坦露過意見。1989年1月,她在回復諾貝爾化學學獎得主史坦伯格的一封信中,虛心地謝謝他對自己的贊美:“像你這樣一位近代化學的偉大批評者,所給與我的贊揚,是比任何我所期望或注重的科學獎更有價值的。我的一生,渾然涉足于弱互相作用方面的研究,也樂在其中。雖然我從來沒有為了獲獎而去做研究工作,并且,當我的工作由于某種緣由而被人忽略,仍然是深深地傷害了我。”
雖然沒有獲得諾獎,在打破了宇稱守恒定理后,吳健雄成為首位獲得意大利國家科大學頒授的科姆斯托克數學學獎的女人科學家、美國化學學會首位男性會長、首位沃爾夫數學學獎得主,也是首位在世時就有以她命名的小行星的科學家。
她的學術成就,為男性和有色人種科學家打開了西方國家學院教職的房門。這也暗合了她母親取名的本意:不讓須眉,積健為雄。
世界公民和永遠的中國人
就在前年,吳健雄登上了英國郵局勢發行的永久郵品,此前獲此佳績的有愛因斯坦、費米、費曼等人類最偉大的化學學家。
盡管吳健雄的大部份科研成就和學術榮譽都是在美國獲得的物理學家大合照,盡管從1936年離開祖國到1997年逝世,她在日本的時間歷時61年之久,但作為一名中國人,吳健雄一直割舍對祖國的牽掛。
在美國生活的日子里,她最愛吃的是中國菜,最愛喝的是中國茶,她的臥室最顯眼處掛的是幾幅知名國作家的作品,她的書柜上有好多中國古書。有時在和外國好友談話時,她會不自覺地說起英文來。有一次她講演時太過投入,竟然將數學公式像漢字通常在黑板上由右向左寫了下來。
1973年9月22日,袁家騮、吳健雄夫妻總算回到了她們魂牽夢繞的祖國內地,深受周恩來、鄧小平等黨和國家領導人的親切會見。從此之后,吳健雄仍然旨在于強化同祖國的交流,先后受聘為武漢學院、北京學院、中國科技學院等校名譽院長,中科院高能化學研究所學術委員。
1982年7月,吳健雄訪問同濟學院,與市長蘇步青、談家楨、謝希德、華中一、楊福家等院士合照。她還親自出席了西北學院的吳健雄實驗室落成典禮,對吳健雄袁家騮科學講堂基金會和吳仲裔獎學金基金會付出了好多心血,將所有積蓄都投入了這兩個基金會,拿來增援祖國的建設和發展。
1997年2月16日,吳健雄在倫敦逝世,終年85歲。依照她的遺愿,袁家騮親自護送她的骨灰回到了家鄉。她的石碑上寫著:“她是卓越的世界公民,和一個永遠的中國人。”