吴健雄 |
生平简介编辑本段回目录
吴健雄 |
1997年2月16日在纽约病逝,终年85岁。遵照她本人生前的愿望,吴健雄的骨灰安放在她的故乡中国江苏太仓浏河镇。纪念馆建于母校东南大学校园内。
科学贡献编辑本段回目录
1.1957年用β衰变实验证明了在弱相互作用中的宇称不守恒。
1956年之前,吴健雄已因在β衰变方面所作过的细致精密又多种多样的实验工作而为核物理学界所熟知。1956年李政道、杨振宁提出在β衰变过程中宇称可能不守恒之后,吴健雄立即领导她的小组进行了一个实验,在极低温(0.01K)下用强磁场把钴-60原子核自旋方向极化(即使自旋几乎都在同一方向),而观察钴-60原子核β衰变放出的电子的出射方向。他们发现绝大多数电子的出射方向都和钴-60原子核的自旋方向相反。就是说,钴-60原子核的自旋方向和它的β衰变的电子出射方向形成左手螺旋,而不形成右手螺旋。但如果宇称守恒,则必须左右对称,左右手螺旋两种机会相等。因此,这个实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。由此,在个物理学界产生了极为深远的影响。
2.1963年用实验证明了核β衰变在矢量流守恒定律
袁家骝和吴健雄 |
吴健雄对β变的一系列实验工作,特别是1963年证明的核β衰变中矢量流守恒定律,是物理学史上第一次由实验定实电磁相互作用与弱相互作用有密切关系,对后来电弱统一理论的题出起一重要作用。
3.在β衰变研究在的其他贡献
关于β衰变的研究对原子核物理和粒子物理的发展具有极重要的意义。吴健雄从事这一专门领域的研究多年,被公认为是这方面的权威。她与S.A.兹科夫斯基(Moczkowski)合著有《β衰变》一书;在K.西格邦(Siegbahn)所编《α-,β-和γ-射线谱学》一书中,吴健雄也是关于β衰变和β相互作用部分的撰稿人。前面所述两项主要学术成就实际上也都与β衰变研究直接有关,下面再就吴健雄在β衰变研究方面的学术成就作些补充。
(1)证实了β谱形状的源效应,澄清了早期β衰变理论中的一些错误,支持了费米理论。
(2)对β衰变的各种跃迁,特别是禁戒跃迁的全部级次进行了系统的研究,丰富和完善了β衰变的理论。
(3)对双β衰变的研究。1970年,吴健雄等报道了一次在美国克里夫兰附近的一个600余米深的盐矿井内进行的48Ca双β衰变则实验。实验选在深矿井内是为了尽量减少宇宙线的背景辐射。
4.关于量子力学的基本哲学方面的实验
1935年爱因斯坦、波多尔斯基、罗森发表了一篇论文,对哥本哈根学派创立的量子力学描述的完备性提出了疑问,他们的看法可归结为一个佯谬。由于对量子力学关于物理量可测度性及几率概念的认识有不同看法,爱因斯坦始终认为应当有一种理想的、确定的、对物理实质有完备叙述的理论出现以代替目前的量子力学数学结构,因而导了后来有“隐变量理论”的出现,即认为量子力学中的“概率”乃是对某些目前未知的“隐变量”作某种平均的结果。因此,几十年来有一些物理学家企图寻觅这些“隐变量”以建立新的、完备的量子力学,但均未成功。而另一些物理学家则否认有这些“隐变量”存在,事实上已有人证明在希尔伯特的某些条件下,目前的量子力学的数学结构是不容隐变量存在的。
吴健雄等早在1950年就发表了一篇关于“散射湮没辐射的角关联”的文章,实验表明具有零角动量的正、负电子对湮没后发出的两个光量子,如狄拉克理论所预料,将互成直角而被极化,也证明正电子与负电子的宇称相反,说明与目前的量子力学并无矛盾。1975年吴健雄等又发表了一篇题为“普顿散射的湮没光子的角关联以及隐变量”的文章,报道他们测得的在一很宽的散射角范围内到达符合的康普顿散射光子的角分布,其结果与假设电子与正电子有相反的宇称为前提而得到的标准的量子力学计算相符。J.S.贝尔(Bell)在1964年曾对任何局部隐变量理论所能预言的角分布取值围作了限定,而吴健雄等所观察到的角分布在假设通常的量子力学康普顿散射公式是正确的前提下并不符合贝尔的限定,这样也就再次对局部隐变量理论作了否定,从而在更高程度上支持了量子力学的正统法则。
5.μ子、介子和反质子物理方面的实验研究
袁家骝和吴健雄的婚礼 |
从60年代中期开始的10年间,吴健雄集中力量从事这一中、高能物理领域的实验工作。发表了大量论文,有不少工作富有首创性和很高的学术价值。
μ子物理方面的工作包括:Sn,Nd,W等元素的μ子X射线的同位素移的测定;209Biμ子X射线的磁偶极和电四极矩超精细相互作用的研究;近10种μ子原子中核γ射线的测定等。
介子和反质子物理方面的工作主要是利用布鲁克海文国家实验室内的交变梯度同步加速器产生的强大的K-,Σ-和粒子流,以高分辨率Ge(Li)探测器为工具,用奇异原子方法准确地测定了这些粒子的质量和磁矩。
6.穆斯堡尔效应的测量及其应用方面的工作
在1958年发现穆斯堡尔效应之后,吴健雄就开始对它进行深入研究。他们专门研制了一种闭环氦致冷器用于低温穆斯堡尔效应研究,其温度控范围为20—300K,对于放射源或库仑激发源均可使用。他们用库仑激发后产生的穆斯堡尔效应,分别测量了钨同位素(182,184,186W)和铪同位素(176,178,180Hf)的第一激发2+态中的电四极矩的比率,并与转动模型所预期的结果作了比较。
在1978年,他们进一步用一个3He/4He稀释致冷器使穆斯堡尔测量得以在低至0.03K的温度下进行,以研究氧高铁血红素的磁性质与弛豫特性,结果表明在约0.13K时该血红素进行磁跃迁;利用这一装量还在诸如收体温术、弛豫效应、与温度有关的超精细场的研究等方面进行了一些实验,得出了许多有意义的结果。
7.其他实验工作
吴健雄在实验核物理方面的研究工作涉及面广。她尤其注意实验技术的不断改进,曾对多种核辐射测器的开发、改进做出了贡献,例如薄窗盖革计数器、某些塑料闪烁探测器、Ge(Li)半导体探测器等。至于所涉足的实验工作,较早斯完成的有某些方射性同位索的分析,慢中子速度谱仪研究(多种材料),中子在正氢和仲氢中的散射以及核力范围的探讨,在气体中形成电子偶素时电场影响的研究,延迟符合技术用于测42Ca和47Sc的激发态的寿命,中子与3He的相互作用的研究,高能级发出的内转换谱线的观察、对正电子谱及正电子湮没的研究等等。
人物轶事编辑本段回目录
在浩渺的星空,有一颗小行星,它的名字叫“吴健雄星”,是1990年中国科学院紫金山天文台以世界著名物理学家吴健雄的名字命名的。吴健雄女士以其对物理学的杰出贡献,赢得了全世界的赞誉,也为自己赢得了“中国的居里夫人”的桂冠,并最终将自己的名字留在了永恒的星空。
吴健雄出生于江苏太仓,1929年她以最佳成绩由苏州女师毕业,并获准保送进入东南大学前身中央大学。但按当时的规定,师范学生保送上大学需要先教书,服务一年。于是她进入私立中国公学任教并继续学习。当时胡适在该校兼任校长并讲授“清朝三百年思想史”课程。一次考试之后,胡适改完卷子兴奋地对同在公学执教的杨鸿烈、马君武说:“我从来没有看到一个学生,对清朝三百年思想史阐述得这么透彻,我打了一个100分。”杨、马二人闻言,也说班上有个学生总得一百分。三人分别把这个学生的名字写了下来,拿出来一看,居然都是“吴健雄”。三位老师开怀大笑:“怪不得她能保送进中大呢!”
1930年吴健雄进入中央大学,攻读数学专业。吴健雄资质俊秀,学习游刃有余,在求知欲的驱动下,她翻阅了一些有关X光、电子、放射性、相对论等方面的书籍,没想到一下子便被伦琴、贝克勒尔、居里夫妇、爱因斯坦等科学巨匠给深深地吸引住了。于是,她第二学年便申请转到了物理学系。
吴健雄陵园 |
当时,中大的女学生宿舍在北极阁山下的石婆婆巷,是一片属于教会的楼房,有东、西、南、北4座楼,房间有大有小,大的住6人,小的住3人,最小的只容1人。吴健雄住南楼,起初与人同住,后来为专心念书,便搬到南楼后面平房中的小屋中闭门读书,很少参与娱乐活动,节假日也难得出去。她有位叔父在南京任职,星期天总是开车来校,想接侄女到郊外“换换脑筋”,可每次载走的总是她的同学。越是这样,她叔父越是担心她的身体,越是要拉她出去“透透空气”,但总是很难说得动她。
对于这一切,施士元都是看在眼里,喜在心上。
就在吴健雄进入中大的第二个年头,日寇在我国东北发动了“九·一八”事变;第三年,日寇又在上海挑起了“一·二八”事变。吴健雄是位很温和的学生,但是在民族存亡的生死关头,她在教室里再也坐不住了。1931年“九·一八”事变之后的12月,她冒雪参加了总统府门前的静坐示威活动,逼得蒋介石不得不出来向学生作个交代。不久以后,吴健雄还成了大家公推的学生示威游行的领头人。
1934年,在施士元的精心指导下,吴健雄撰写了一篇题为《证明布喇格定律》的优秀毕业论文。带着师友的殷切厚望,她于1934年离开了母校,不久即赴美继续深造。
此后历经数十年的艰苦奋斗,吴健雄为世界现代物理学发展作出了杰出的贡献,她在博士在读期间就参加了制造原子弹的“曼哈顿计划”,解决了连锁反应无法延续的重大难题,被人们称为“原子弹之母”。她还验证了著名的“弱相互作用下的宇称不守恒”和“β衰变中矢量流守恒定律”,并先后获得了各国政府及世界著名大学颁发的荣誉、学位和奖励等,成为名副其实的“世界物理女王”。
吴健雄纪念馆编辑本段回目录
吴健雄先生逝世2年后,1999年,中共中央、国务院批准在其母校――东南大学校园内建造吴健雄纪念馆。
吴建雄纪念馆建筑面积2129平方米,整体4层,地下一层。纪念馆造型庄重朴实、简洁对称。纪念馆不仅对吴建雄的生平业绩进行了充分展示,而且陈列了由吴健雄家属和美国哥伦比亚大学捐赠的大批遗物,包括她生前所获得的奖章、奖状、证书、聘书,有关文件、书籍,朋友及要人赠送的书画、物品、日常生活用品等。
主要荣誉编辑本段回目录
1958年,当选中华民国中央研究院院士;当选为第一位华裔美国国家科学院院士。
1975年,当选为第一位美国物理学会女会长。
1975年,获美国国家科学奖章。
1978年,获沃尔夫基金会首次颁发的沃尔夫奖。
1986年,美国自由女神像建立一百周年庆典时,获艾丽斯岛荣誉奖。
1986年,杨振宁、李政道、丁肇中和李远哲四位诺贝尔奖得主发起在台北创立吴健雄学术基金会。
1990年,国际编号为2752号的小行星被命名为“吴健雄星”。
1991年,获代表理工界最高荣誉的普平纪念奖章。
1994年,当选为中国科学院外籍院士。中国设立“吴健雄物理奖”、“吴健雄袁家骝自然科学基金会”。南京大学、东南大学、明德中学先后设立“吴健雄奖学金”。
1992年南京大学物理系建立“吴健雄图书馆”,东南大学建立“吴健雄实验室”。
1997年吴健雄逝世后,1998年“吴健雄墓园”在明德中学校内建成。明德学校建立“吴健雄科技楼”、“明德楼纪念馆”。
2002年,东南大学建立“吴健雄纪念馆”。
曾获美国普林斯顿大学、耶鲁大学、哈佛大学,中国南京大学、北京大学,中国科技大学,台湾中央大学等16所大学荣誉博士学位。一生获得众多奖项,奖誉等身。被称为:世界物理女王、原子弹之母、原子核物理的女王、中国居里夫人、物理科学的第一夫人、最伟大的实验物理学家。
“中国居里夫人”吴健雄的传奇人生编辑本段回目录
良师引路
吴健雄是吴家出生的第一个女孩。幼时的吴健雄长得眉清目秀,十分讨人喜欢。和其他许多小孩一样,在学习方面,吴健雄也是从诗文背诵、识方块字和算学起步的。在学习过程中,吴健雄已显现出颇不寻常的智力。
1923年,11岁的吴健雄到离家50里的苏州去读书。吴健雄就读的苏州第二女子师范是当时一所相当有名的学校。校长杨诲玉女士是一位很有眼光的教育家,经常邀请知名学者来校演讲。在这些学者中,给吴健雄印象最深的是胡适先生。其实,在胡适来校演讲之前,喜爱看书的吴健雄已在《新青年》等杂志上读过胡适的文章,对胡适非常仰慕。胡适来校演讲前,校长杨诲玉知道吴健雄的文章写得很好,又对胡适很崇拜,便说:“健雄,你一向喜欢胡先生的思想,这一次就由你来把演讲记录写出来好了。”吴健雄还记得,胡适那次演讲的题目是《摩登的妇女》,内容是讲妇女应如何在思想上走出旧的传统。
1929年,吴健雄以优异成绩从苏州女师毕业,并被保送到中央大学(现南京大学)。吴健雄念的是师范,按规定要先教书服务一年,才能继续升学,但由于当时规定并没有那么严格,因此吴健雄在这一年当中,并没有去教书,反倒是进了上海的中国公学再读一年书,因而也有机会成为胡适的得意门生。吴健雄曾说过,在一生中影响她最大的两个人,一个是她父亲,另一个则是胡适先生。
刚开始的时候,胡适并不认识吴健雄,虽然他知道中国公学有一个资质极其优异的学生叫吴健雄。有一次考试,吴健雄就坐在前排,考试是三个钟头,吴健雄两个钟头就第一个交了卷。胡适很快看完卷子,送到教务室去,正巧中国公学的两位名师杨鸿烈、马君武都在。胡适就说,他从来没有看到一个学生对清朝三百年思想史懂得那么透彻,于是给了她一百分。杨鸿烈、马君武二人也同时说,班上有一个女生总是考一百分。于是三人各自把这个学生的名字写下来,拿出来一看,结果三人写的都是吴健雄。
吴健雄和胡适的这段师生经历,不但吴健雄认为对她影响深远,而且胡适也曾在公开场合说过,这是他平生最得意、最自豪的事情。
20世纪30年代初,吴健雄开始大学求知生涯之时,物理学在西方正经历革命性变革。对于令人眼花缭乱的物理学进展,18岁的吴健雄虽然并不完全知晓,但她少年时念过关于居里夫人的传记,居里夫人是吴健雄崇拜的偶像。不过,她完全没有想到,不到20年后,自己会因为在原子核物理方面的杰出贡献而被誉为“中国居里夫人”。
赴美留学
1934年,吴健雄从中央大学毕业,到浙江大学当了一年多助教。1936年,吴健雄得到叔叔的资助,准备到美国读书。吴健雄到达美国旧金山时,加州大学柏克莱分校已开学。当时一个叫杨的华裔学生,是中国学生会会长。他告诉吴健雄说,两个星期前这里也来了一位中国学生,是学物理的,可以带吴健雄参观物理系。那位中国留学生就是袁家骝,他是袁世凯的孙子,不过当时吴健雄并不知道他和袁世凯的这层关系。
当时的柏克莱,虽然并不像哈佛、耶鲁、哥伦比亚等名校有那么悠久的历史,却吸引了一批年轻而具有顶尖水平的物理学家,如发明和建造回旋加速器的劳伦斯,当时年仅35岁;后来被誉为美国“原子弹之父”的奥本海默,当时才28岁。吴健雄很快发现柏克莱物理系有着无可抗拒的吸引力,这正是她梦寐以求的探索科学知识的圣地,因此她决定留在柏克莱。
1938年,当吴健雄正式开始做原子核物理实验时,这还是一个全新的领域。1939年由塞格瑞指导吴健雄进行的实验,正是研究铀原子核分裂的产物,它的一项结果为美国制造原子弹的曼哈顿计划做出了重要贡献。1940年,吴健雄获得博士学位,她的学位论文发表在物理学界最权威的《物理评论》上。
由于在原子核分裂和放射性同位素方面的杰出贡献,当时吴健雄已成为奥本海默等许多大科学家心目中的“权威专家”。这时的吴健雄,已成为柏克莱的一个传奇人物,当地报纸对她有专题报道,中国国内也开始有人用“中国居里夫人”来称呼她。
少女情怀
年轻时代的吴健雄,虽然在外人看来沉默寡言,实际上却有着一颗炽热的心。对人生、对未来、对爱情,她都有着很高的期望。在青春时期,吴健雄曾因受到一位年轻博学、声名卓著的学者的关怀而顿生仰慕之情,这位学者便是胡适先生。
吴健雄对胡适的仰慕,及至后来胡适对吴健雄的赏识和照顾,都没有超过他们师生间的情谊。
吴健雄的爱情故事,是从1936年她来到旧金山并决定留在柏克莱念书后才开始的,她心目中的白马王子,就是袁家骝。虽然是袁世凯的孙子,但袁家骝身上并没有多少公子哥的味道,相反,他自幼勤奋努力,还养成了节俭的习惯。在柏克莱期间,吴健雄和袁家骝同班上课,交往密切。由于才貌出众,在一大批研究生当中,吴健雄受到许多人的爱慕,其中一位便是后来在美国高能物理学界享有盛名、创立美国费米国家实验室的威尔森。在威尔森的记忆中,那时的吴健雄出色而迷人,她总是穿着中国式的高领旗袍,十分正式。威尔森说,在他们住的国际学生宿舍中,几乎每一个人都被她的魅力所吸引。
不过,在众多追求者当中,吴健雄只对袁家骝情有独钟。1942年5月30日,在袁家骝的指导教师密立肯的家里,吴健雄和袁家骝举行了婚礼。
曼哈顿计划
美国原子弹的制造,出自一个被称之为“曼哈顿”的科学计划。这个改变了人类历史进程的计划,集合了当时许多第一流的科学精英,吴健雄就是其中之一。
吴健雄是参与曼哈顿计划的惟一的女科学家,她所从事的工作,更是该计划最为核心的部分。参与曼哈顿计划,一方面是由于吴健雄在核物理研究上已有重要成就,另一方面也由于奥本海默对吴健雄的特别赏识。也因为如此,吴健雄才能以一个初到美国、不具备美国国籍的外国人身份,参加到如此机密的国防科学计划之中。
甘为人梯
1956年12月24日,华盛顿飘起漫天大雪,机场被迫关闭,许多来往于华盛顿与纽约间的旅客,都涌向华盛顿的联合车站,改乘火车回纽约。在这个圣诞平安夜,一位身形娇小的中年东方女性,也挤在人群当中,独自买票坐上当晚开往纽约的最后一班火车,她就是当时已声名卓著的物理学家吴健雄。她的这趟旅行,是要将她的实验结果带回纽约,而这一实验结果,恰恰验证了两位华裔物理学家杨振宁和李政道的“宇称不守恒”理论,帮助这两位科学家荣获诺贝尔奖。这是华人科学家第一次登上诺贝尔奖的领奖台。
早在1956年春天,吴健雄和袁家骝曾计划,先到瑞士日内瓦出席高能物理会议,然后再到东亚地区做一趟演讲旅行。就在此时,纽约州立大学石溪分校的杨振宁和哥伦比亚大学的李政道却向吴健雄提出,要求让袁家骝一个人前去,而让吴健雄前往华盛顿做实验,以验证他们的“宇称不守恒”理论。
这样,在华盛顿的国家标准局,吴健雄和另外四个科学家,开始了他们的实验工作。
1957年1月15日,经过艰苦的努力,吴健雄的实验多次证实了杨振宁、李政道的设想,她将实验报告整理成论文,寄到了《物理评论》。同日,哥伦比亚大学为这项新的发现史无前例地举行了一场记者会。第二天,《纽约时报》以头版报道了吴健雄实验的结果。消息传出后,世界各地的科学家,都奔往吴健雄所在的实验室。吴健雄也接到无数大学和实验机构的邀请,要她去讲述她的实验结果。
这一年的10月,吴健雄在纽约州北部一所大学讲课时,突然接到奥本海默打来的电话。从奥本海默的电话中,吴健雄获悉杨振宁、李政道因为提出“宇称不守恒”理论而获得当年的诺贝尔奖。那时候还担任着普林斯顿高等研究所所长的奥本海默,为此还特别举行了一次晚宴,邀请吴健雄和杨振宁、李政道等人参加。奥本海默表示,这次“宇称不守恒”定律有三个人功劳最大,除了杨、李之外就是吴健雄,他特别强调不可忽略吴健雄的贡献。随后在晚宴时,奥本海默特别安排吴健雄坐在他身旁,显示出对她的赏识和照顾。
对于吴健雄这种甘为人梯的精神,不少人表示赞赏,也有不少人为她打抱不平,其中就有1988年诺贝尔物理学奖得主、与吴健雄在哥伦比亚大学有长期同事情谊的史坦伯格。在他看来,没有吴健雄的实验结果,杨、李二人的理论只能是一种构想,吴健雄的实验结果改变了这一切,吴健雄应该当之无愧地与他们共同分享诺贝尔奖。
对自己未能获得诺贝尔奖,吴健雄多年来从无怨言,也从未公开表露过意见。直到1989年1月,史坦伯格在《科学》杂志发文对吴健雄的成就进行赞扬,吴健雄在给史坦伯格的致谢信中这样写道:“像你这样一位近代物理的伟大批评者,所给予我这样一个罕有的称赞,是比任何我所期望或重视的科学奖,还要更有价值。我的一生,全然投身于弱相互作用方面的研究,也乐在其中。尽管我从来没有为了得奖而去做研究工作,但是,当我的工作因为某种原因而被人忽视,依然是深深地伤害了我。”
显然,对于未能获得诺贝尔奖,吴健雄心里一直有一种伤痛,但这并未阻碍她对物理学探索的步伐,人们也一直敬仰她在科学上的重大贡献。1997年吴健雄在美国去世后,中美双方媒体都以大量篇幅作了报道。吴健雄曾就读过的母校南京大学(前身为中央大学),以及曾分享过“吴健雄奖学金”的莘莘学子,对这位杰出校友的去世,也表示了深深的哀悼。 党史期刊《世纪风采》供稿
袁家骝与吴健雄:华人科学家中的"神仙眷侣"编辑本段回目录
资料图:著名美籍华人物理学家吴健雄。 中新社发 任晨鸣 摄
吴健雄(1912—1997)是世界公认的最杰出的女物理学家之一,被誉为“核子物理女皇”和“中国的居里夫人”。袁家骝(1912—2002)也是享有国际声誉的物理学家,在高能物理、高能加速器和粒子探测系统研究上卓有成就。他们是华人科学家中知名的一对伉俪,人称“神仙眷侣”。
椿庭恩泽
吴健雄出生在江南小镇——江苏太仓浏河镇。其父吴仲裔是位思想开明有远见卓识的达观人士,早年就读于著名的上海南洋公学(交大前身),参加以倡导“学术自由、兼容并蓄”的爱国学社(蔡元培主办),嗣后又入同盟会,并参加上海商团。吴仲裔先生敏而好学,多才多艺,唱歌、吟诗、拉风琴、狩猎,还迷上无线电。他自己动手装了部矿石收音机,让吴健雄听到那来自天上的声音,给她买“百科小丛书”,向她讲述科学趣闻,在吴健雄幼小的心田播下了科学的种子。
吴健雄系健字辈,行二,族人依“英、雄、豪、杰”命名,故得名健雄。虽为女儿身,吴仲裔倒希望她不让须眉,胸怀男儿志,积健为雄。
吴健雄七岁时便进校受启蒙教育。吴仲裔在课余常带女儿到镇上的天妃庙去玩,寻觅郑和航海事迹碑,向女儿讲述三宝太监郑和率船队下西洋的故事。春雨“润物细无声”,在不经意中,滋润、激发着吴健雄对科学的兴趣、探索精神和爱国主义情怀。
吴健雄在回忆她的人生历程时,言及其父对她的一生的影响时十分激动。她说:“如果没有父亲的鼓励,现在我可能在中国某地的小学教书。父亲教我做人要做‘大我’,而非‘小我’。”
师恩三叠
吴健雄由一个普通的乡镇女孩子,成长为“一颗从‘微观系统’出现的大星”,是众多中外师长培育之果。
吴健雄在中央大学作毕业论文的指导老师施士元先生正是居里夫人的学生。吴健雄到美后,能以一个外籍女科学家的身份参与制造原子弹的“曼哈顿计划”,一缘其时她本身已崭露头角,更得力于她的老师、诺贝尔奖得主、美国“原子弹之父”、这项计划的主持人奥本海默对她的赏识和厚爱。
吴健雄在柏克莱的导师、1959年的诺贝尔奖得主塞格瑞对她更是关照有加。他们共同发现了对铀原子核分裂连锁反应有关键影响的惰性气体“氙”。当时吴健雄就有关研究成果写了篇论文,准备署上塞格瑞和自己的名字发表,塞格瑞发现后删去了自己的名字。后来这篇论文以吴健雄独自署名在美国最权威的《物理评论》上刊出,奠定了她在物理界的地位,使她顺利地获得了博士学位。
塞格瑞早年游学欧洲,与居里夫人有所过从。他在评论吴健雄时写道:“她的意志力和对工作的投身,使人联想到居里夫人,但她更加入世、优雅和智慧。”
而吴健雄自己认为:一生中影响她最大的两个人,一个是父亲,另一个则是她亲炙其教诲的胡适先生。
吴健雄第一次认识胡适是她在苏州女师读书时。胡适与杜威一道应邀到苏州女师讲学。胡适的讲题是《摩登妇女》,令吴健雄眼界大开。她像着了迷似的,次日又追随到东吴大学再次聆听。胡适演讲的风度,对社会改造、对新时代妇女的见解,使少年吴健雄“思绪潮湃,激动不已”。
1929年吴健雄以优异成绩从女师毕业,获保送南京中央大学,按规定要教书一年才能入学,她就跑到上海中国公学读书。那时胡适并不认识她,只知道有一个成绩优秀的女生叫吴健雄。那是一次历史考试,胡适监考,发现坐在前排的一个温文尔雅的小女生,两个小时就把三个小时容量的卷子做好了,第一个交卷。他浏览了一遍十分满意。胡适把卷子送到教务处,巧遇杨鸿烈、马君武两位老师,他压抑不住兴奋地说:“从来没有见过一个学生对满清三百年的思想史理解得那么透彻。”给了她一百分。杨、马两位老师也说这个班上有个女生十分聪颖,常得满分。于是三个人各自把那位女生的名字写下来,一对照,写的都是吴健雄!胡适对吴健雄呵护备至,后来他们多次交谈,期许甚高。
1936年,胡适趁到美国参加哈佛大学三百周年纪念演讲之际,专程到柏克莱去和吴健雄作了长谈。次日胡适趁等船回国的间隙给吴健雄写了封长信,云:“你是很聪明的人,千万珍重自爱,将来成就未可限量。”又说,“你的海外住留期间,多留意此邦文物,多读文史的书,多读其他科学,使胸襟阔大,使见解高明。”谆谆之诲,殷心可鉴。
吴健雄对自己所取得的成就,总不忘恩师的嘉惠。她常说她的研究成果“不过是根据胡先生平日提倡‘大胆假设,小心求证’之科学方法”。
鸾凤和鸣
大概是“物理女皇”吴健雄王冠上的宝石太璀璨夺目,以致她的先生袁家骝显得些微黯淡了。
袁家骝是袁世凯二儿子袁克文的公子。袁家骝幼时在老家河南安阳读书,十三岁时到天津上南开中学,后入燕京大学攻读物理。在燕大校长司徒雷登的帮助下,得奖学金赴美深造。袁家骝虽出身显赫,但为人有品,谦和、诚恳,待人有礼,广结善缘。他自小聪明伶俐,才华横溢。
袁家骝与吴健雄的结合颇有戏剧性,一个是反军阀义士之女,一个是军阀之孙,原本是冰炭不相容,但他们倒谱出鸾凤和鸣的协奏,能解释的惟有缘分了。
他们的相识,缘于一位在美长大的华裔Victor杨。1936年8月,吴健雄到柏克莱,经友人介绍认识了杨。杨告诉她,两个礼拜前中国刚来一个留学生也是学物理的,叫袁家骝,并介绍他们相识。吴健雄想参观学校的物理系,袁家骝即充当向导。学校原子实验设备的完善和精良吸引了吴健雄,她毅然改变东去的计划,决定留在柏克莱,遂与袁家骝成了同窗。
吴健雄才貌出众,爱穿中国的高领旗袍,更显女性的柔媚,加之她气质典雅,行止不凡,因此成了男生们歆羡的焦点。但吴健雄毕竟是有中国传统的女性,她迷人的外表和谨慎的言行里有一种理性和诚实的个性。物理学家泰勒格帝曾有趣地评说:“居里夫人有极其丰沛可观的爱情,但吴小姐却没有。”
1942年5月30日,吴健雄三十岁生日的前一天,与袁家骝结婚了。婚礼是在袁家骝的指导教授、诺贝尔奖得主密立肯家中进行的,隆重而又简朴。密立肯教授送给他们的礼物是一句话:“实验第一,生活第二。”
婚后他们相亲相爱。袁家骝恪尽丈夫的职守,还延揽太太的活儿,勇当家庭“妇男”,练就十八般武艺:洗衣、带孩子,以至下厨。袁家骝烹饪的代表作是红烧狮子头。他尽可能地让吴健雄全身心地从事研究。朋友评论袁家骝一贯以太太为荣,说:“不管吴健雄去什么场合,拎照相机的人总是袁先生!”
结婚不久,因工作关系,他们成了牛郎织女,一个在普林斯顿大学,一个在麻州史密斯学院,各自从事自己的教学或研究。只有周末,两人才在纽约相会。
1956年,杨振宁、李政道怀疑“宇称守恒定律”,因实验太困难,希望渺茫,无人肯接受。他们找到吴健雄。这时,吴健雄已与袁家骝买好返回大陆的船票,她想看看阔别二十多年的故乡,但是这项极富挑战意义的实验吸引了她。袁家骝也积极支持,他退掉一张船票孤身一人回国。吴健雄的实验终于成功了,她作为人梯把两位年轻的中国科学家推上了诺贝尔奖领奖台。
家中许多事多为吴健雄做主,但她对丈夫有种天性的依赖。每遇到棘手的事,她总对人说:“等家骝再说。”她常向人夸耀:“我有一个很体谅我的丈夫,他也是物理学家。我想如果可以让他回到他的工作不受打扰,他一定会比什么都高兴。”
他们只有一个儿子叫纬承,小时候住寄宿学校,每周一和周末都是袁家骝坐两个小时火车接送。纬承长大后成了哥大的博士,也是一位物理学家。
1990年5月7日,中科院南京紫金山天文台庄重宣布:将新近在太阳系里发现的编号为第2752号小行星,命名为“吴健雄星”,旨在表彰吴健雄在高科技领域对人类所作出的贡献。
炎黄情结
“中国人还是中国人。”这是建筑大师贝聿铭在评论吴健雄中国情结时说的话。
1931年吴健雄进入中央大学,她的用功是有名的,功课做不完,题目想不出,是不上床睡觉的,这使她在全校两百位女生中脱颖而出。每逢周末,她叔叔常开车来接她出去玩,而她常为了温习功课而不去。她几乎成了离群索居的独行侠,晚上有时在烛光下攻读。中大毕业,她获得了总分86.3分,冠全校之首的优异成绩。
大学时代的吴健雄不止一心只读圣贤书,两耳并听窗外事。大一时,适值“九·一八”事变发生,中大的莘莘学子愤怒了,纷纷涌向街头游行示威,物理系同学公推吴健雄作游行请愿的领头人。她当仁不让。
吴健雄毕业后,应有“东方剑桥”之誉的浙江大学之邀,教一年书,又受聘中研院物理所。1936年,在叔叔的资助下与林语堂等同乘“胡佛总统号”轮赴美求学。
在美国哥大,她巧遇中央大学同学孙多慈。当时孙多慈正在筹办画展,吴健雄见孙多慈困居在斗室,阴暗潮湿,条件极差,硬将她的行李搬到自己家中,腾出一间敞亮的大房间让孙多慈住。孙多慈为了谋生替餐馆作大画,时正夏日,满头大汗。吴健雄强要袁家骝开车去送中餐。他们见她画的一幅大画画价很贱,才一百元,吴健雄坚持以双倍的价格买下她的画作,令孙多慈感激得潸然泪下。称吴健雄为“大妹”的田蕴兰教授,在回忆她的人品时说:“吴健雄在各方面的表现,更甚于西方的居里夫人。她不只教学,她在管理、领导上展现的才能,提倡两性平权的见识,令人如沐春风的处世风格,实在叫人折服。”
众人为她不能成为诺贝尔奖得主大抱不平,为西方对东方的偏见、对东方女性的偏见而呐喊,但她本人并不介意。十多年后,以色列人设立了沃尔芙奖,专为那些应得而未得到诺贝尔奖者而设。吴健雄是该奖第一位得主,奖金甚而超过诺尔贝奖。她此生获得的奖项与荣誉一一列出,不下两页纸,然而她总认为自己是个平凡的东方女性。
1984年10月,吴健雄第一次回到阔别四十多年的故乡,参加母校明德学校恢复校名暨明德楼落成典礼,独资捐建明德学校紫薇楼。她平时以俭朴著称,为设“吴仲裔奖学金”她慷慨解囊,捐出近一百万美元巨款,表达她的寸草之心,造福桑梓。四年后,又专程回故乡,参加纪念父亲吴仲裔诞辰一百周年活动,并向太仓县五十九名优秀师生颁发首届“吴仲裔奖学金”。
1992年,四位华人诺贝尔奖得主:李政道,杨振宁、丁肇中、李远哲,在台北发起成立“吴健雄学术基金会”,要给八十华诞的吴健雄一个惊喜。她一再婉拒,竟躲了起来。吴健雄说:“我不喜欢出风头,做研究是我的本分,我只是运气好,成果还不错而已,不要以我的名字成立基金会。”
中科院冯端院士撰文说:“吴健雄教授和袁家骝教授将他们半个世纪的生涯都奉献给了崇高的科技事业,道德文章,堪为当代青年人效法的楷模。”(摘自《曾经风雅》张昌华著)
华人物理学家吴健雄编辑本段回目录
许多人把吴健雄比为中国居里夫人,吴健雄在加洲大学柏克利分校(UC Berkeley)的老师塞格瑞 (E. Segre),早年去过法国,和居里夫人有所来往,在他写的书中认为吴健雄对工作的投入和意志力使人想起居里夫人,但比居里夫人更加的入世、优雅和聪慧。
吴健雄教授的一生,确是令人羡慕的一位出色的科学家的美满的奋斗史。她的科学生涯确实充满了许多令人兴奋而值得年轻科学家学习的事迹。
——李远哲
浏河的童年
由上海市出城,逆着东南方向出海的长江,向西北方大约一小时车程,便是浏河。
浏河是一个典型的江南小镇,由于地处长江出海口要冲,与长江口上的崇明岛,隔着长江被岛分支的南流,遥相对望,在地理上有其相当的重要性,加上浏河原是江南的鱼米之乡,为太仓县一个市集货转的中心,人车麇集,帆樯林立,自元朝以来,便有六国码头称号,其繁荣景象亦得有小上海之名。而明永乐年间,三宝太监郑和的远航,也是由浏河出发的。
今天的浏河镇确实有一条浏河由镇边上流过,河上一跨了几座水泥桥。桥下的河水,夹在两岸的夹竹桃中,几乎动也不动的沉着,河水受到人口增殖和工业污染,也是混混浊浊的。
1912年阴历4月15日,也就是阳历的5月31日,吴健雄在上海出生,给这个江南小镇的一个读书人家带来许多欢乐。这一年正是中国成为民主共和国的头一年,到处是一股气象更新的气氛。
吴健雄是吴家的第二个孩子,却是头一个女孩,在吴健雄这一辈,是排行“健”字辈,第二个字则是以“英雄豪杰”顺次采用。在吴健雄之上,有一个1909年出生的哥哥健英,后来还有1920年出生的弟弟健豪。吴健雄出生之时,她的祖父,在清末中过秀才的吴挹峰老先生还在世,吴老先生难免有些重男轻女的观念。因此,吴虽是家中唯一的女儿,却没有受到恣意的骄宠。
吴健雄的父亲,吴仲裔先生,是1888年(清光绪十四年)出生,吴健雄出生时,他是24岁。吴仲裔是一个思想极端开明,有见解、有胆识的人物,他和吴健雄最为亲近,相当疼爱吴健雄,对吴健雄的有着最深远的影响。
吴仲裔小学是在太仓县立第三高等小学念书,毕业后考入上海著名的南洋公学。南洋公学是由清末洋务派重要人物盛宣怀倡议,在1896年开始创立,主要系为培养通晓外语、懂得技术之新式洋务人才,故必须不同于旧式书院,并以经费半由商民捐出、半由官助而名之“公学”。
南洋公学自1897年起,逐步设立了多个不同学院,到1905年盛宣怀失势,南洋公学改名商部高等实业学堂止,共培养了三四百名以上的各类人才,并选送数十位学生到国外留学。这个学校就是后来交通大学的前身。
吴仲裔在南洋公学开放的环境中,开始接触西方国家传来的自由、平等思想,阅读许多谈论人权和民主的书籍,这些都在吴仲裔思想成型过程中起了很大的作用。
当时这些传播新思想的书籍报刊,是被校方所禁止的,吴仲裔偷偷阅读,也不明白为什么要禁绝这些合情合理的思想,这使得他在思想中引起了反感,后来更演成参加罢课学潮的反抗行动。学潮之后,吴仲裔不愿再留在学校里,便和几个思想相近的同学自动退学,转入蔡元培创办的爱国学社。
蔡元培是当时社会上广受敬重的革命家和教育家,他办学的理念,主张学术自由,兼容并蓄。因此爱国学社的老师,不仅学识渊博,而且多具有革命新思想,学社中学术讨论自由,先进思想活跃,各种思想书报,无不自由流通,学生组织亦由民主选举产生领导,还自己出版报刊。实际上,蔡元培先生在爱国学社中是试着时间他笃信的民主制度。
1903年,震惊全国的《苏报》案爆发,章炳麟、皱容两位革命党人遭清廷逮捕,蔡元培由于参与该报编务,遭到株连,只有逃亡青岛,学社解散,吴仲裔也因此而辍学。
1908年,陈英士由孙中山先生派遣,自日本返国,到上海发展组织,吴仲裔迳往请见,自陈是蔡元培的学生,愿投身革命行列,遂加入同盟会。
到1913年,由于袁世凯就任临时大总统,力图独揽大权,排除异己,而引起了二次革命。二次革命很快失败,吴仲裔也只得回到太仓县浏河镇的老家。
吴健雄是这段时期在上海出生的。幼时的吴健雄长眉目秀,十分讨人喜欢。小名叫薇薇的吴健雄,从小就不太多言语,她从小也和许多小孩一样,是由诗文背诵、识方块字和算学方面起步学习,在这些学习中,吴健雄已显现出颇不寻常的智力。
有一次在家里听见爷爷叫她的母亲:“平平——”小小年纪的吴健雄眯起黑灵的大眼,微皱起细长的眉,倚着爷爷说:“爷爷,妈妈不叫平平,叫复华,樊复华。”
孙女的机灵和淘气使吴挹峰老先生十分高兴,他顺口问起说:“薇倌,你知道姆妈为什么叫复华?”吴健雄沉吟了一会说,“复华,对格,是由孙中山说的驱逐鞑虏,恢复中华。爸爸常说他是个大好人,就给姆妈改了叫复华的名字。”原来对吴健雄是个女孩感到有些缺憾的吴挹峰,也一日一日地更疼爱这个孙女了。
吴健雄幼年人格的成长和发展,无疑受到了她父亲最大的影响。她成年后回忆起自己的童年,说那是一段“美好而快乐的生活”。她和她的兄弟三人看了许多书,而这都是因为父亲的缘故。吴健雄说,她的父亲总是走在他生活时代的前面,提出问题,热中学习。
吴健雄说她的父亲确实是个思想进步的人,早在民国成立以前,便已看出慈禧太后和她的继任者的时代已经过去,东方世界开始发生巨大变化,他希望孩子都具有日后过近代生活的准备,因此认为必须深入了解中国传统文化的真正价值,才能使他们生活丰富而且有意义。
吴健雄的老家,是在浏河镇中心天妃庙门前广场的右手边,是一个里外两进的双层老式建筑,吴健雄小时侯也常到天妃庙广场和庙院中玩耍,但是她更喜欢一个人待在家中小楼上听矿石收音机,比起一般同龄的孩子,她是较为沉静和好思想的。
吴健雄的小学教育是在浏河镇的明德学校。这所由她父亲创建的学校,给她的是一些正规的知识教育,而她父亲创建学校的过程,在地方乡里上勇于任事、开风气观念之先的行为,不但使吴健雄引以为傲,也受到许多的启发。
吴健雄固然在知识上是求知进取的,但是从她谈话中可以知道,父亲生活中的行事为人,给予她的人格启蒙和教诲,对她日后身处人事的自有定见和做科学研究坚毅恒久一丝不苟的态度,并且因而崭露头角赢得举世名声,都有着无可比拟的重大影响。
吴健雄的父亲吴仲裔勤于接受新的观念,又同时能看到自己文化中优良价值的言行和信念,也使吴健雄往后一生走在西方近代科学的前端,同时保有中国文化的深厚素养和良好特质。她也一直记得父亲不怕困难,只要埋首努力,前行不止的训诲。
吴健雄的家庭生活是和乐幸福的。在中国成为民主共和国的头十一个年头,虽然外头是有些兵燹(xian)动乱,但是如同吴健雄自己的回忆,她很幸运,在家乡浏河有一段快乐的童年。这对于11岁以后,就离开浏河到离家100多里的苏州女子师范去念书,继续少年健雄的成长,有着极为重要的影响。
由核分裂到曼哈顿计划
近代的科学发现,很少有象原子核分裂那样,影响人类如此快速而深远。通常科学上的新发现,并不会对一般大众造成什么深刻的印象,原子核分裂的科学新发现,之所以震惊世人,主要是由于原子弹威力展示的缘故;这本来是科学知识力量最坏的一次展示,但是很不幸的,似乎却最为有效。
原子弹的制造,是出自一个被称之为“曼哈顿”的科学计划。这个在美国开始并改变人类历史的科学计划,集合了当时同盟国许多第一流的科学头脑;在这些投身计划的科学精英中,也有一位杰出的中国物理学家,这就是吴健雄。
吴健雄的参与“曼哈顿”计划,值得一提的,不只由于她当时一位外籍的女性科学家,尤其特别的是,她在“曼哈顿”中参与的工作,并非寻常普通,而是相当关键的部分。这一方面由于她在原子核物理研究上,一开始便有极其重要的成就;另一方面由于“曼哈顿”计划的主持人美国“原子弹之父”大科学家奥本海默(Robert Oppenheimer),对吴健雄这个曾经是他学生的物理新秀,特别赏识的缘故。也就是这个缘故,吴健雄才能以一个初到美国不过几年,不具备美国国籍的外国人身份,得到特殊的保密许可,参加如此机密的一个国防科学计划的核心工作。
吴健雄参与“曼哈顿”的故事,应该从1936年她由中国乘船越洋,到美国进入加洲大学柏克利分校(UC Berkeley)念书说起。
吴健雄初抵柏克利之时,正是物理学科在原子核研究方面大方异彩的年代。早几年的几项科学大发展,使得原子核物理成为当时最具挑战的前沿科学领域。
1932年,英国科学家查德威克(J. Chadwick)发现了原子核中有不带电的中子,确定了其后几十年有质子、中子、电子组成原子结构的科学观点。当时在法国巴黎进行类似研究的,是居里夫人的女儿艾琳(Irene Curie)和她的丈夫朱立奥(Frederic Joliot);他们虽然错失了中子的发现,但是正如英国大科学家卢瑟福说的,“朱立奥和艾琳是如此的聪明,他们很快就会因为其他成就获得诺贝尔奖的。”果然,1934年他们两人便因为合作完成人工辐射现象而获奖。
同一时候,在理论和实验两方面都有一流贡献的20世纪伟大物理学家费米(Fermi),他在罗马进行中子激发多种元素原子的工作。这些大科学家先驱性的工作,不但替原子核物理研究开拓了辽阔的天地,也替后来原子核分裂现象的发现,以及整个原子能时代的开启,奠定了基础。
吴健雄在 Berkeley头两年先上了一般的研究生课程,然后开始选择实验题目,进行她的博士论文研究。1938年起,在当时Berkeley放射性实验室主任劳伦斯(Erenst Lawrence)指导下,进行实验研究工作。
Lawrence主持的放射实验室主要特别的是他所发明设计的回旋加速器。1931年,他最先成功地设计出一具磁铁极面直径几英寸的回旋加速器,以后他逐渐加大磁铁直径,由9英寸、11英寸、27.5英寸;到了1936年吴健雄进入Berkeley时,放射实验室已经完成一具直径37英寸的回旋加速器,随着加速器规模的加大,其中带电粒子加速后所能达到的能量也随之提高;由于可以提供很高能量的粒子撞击原子核,因此回旋加速器成为研究原子核物理的绝佳工具。
吴健雄开始做实验,就是利用37英寸的回旋加速器中的高能量粒子去撞击一些元素的原子。Berkeley的那具回旋加速器是加速带正电的质子,利用质子撞击一些元素靶,产生出中子来用作探究原子核的粒子,或者也利用由一个质子一个中子组成的重氢原子核(Deuteron)来撞击不同的元素。
当时37英寸的回旋加速器已经能够产生800万电子伏特能量的重氢原子核。1939年建成的60英寸加速器能量更加大到了1600万电子伏特。这些加速器中速度非常高的粒子,在撞击不同元素后,产生出许多具有放射性的不稳定同位素,后来更发现许多所谓的超铀元素。
这些原子核物理上极端重要的科学结果,不但使Berkeley在10年之内,一跃成为国际科学上极重要的一个物理中心,Lawrence也因为发明回旋加速器,得到1939年的诺贝尔物理奖。
吴健雄在Berkeley的实验工作,一开始就有很杰出的成就。1938年到1940年两年中,她完成了两项相当杰出的工作。一项是在Lawrence指导下,对于放射性元素由β衰变放出电子,而产生两种形态X光的理论,以及其分辨方法,作出相当清楚的实验证据和分析,这不但给当时这方面的几个理论,建立了坚实的实验基础,也探察出为什么其他科学家进行类似实验的结果和理论计算不相符合的原因。这虽然是吴健雄科学生涯中起头的一个实验,却已经显现出她往后长久实验工作中以极端精确闻名于世的风格。
吴健雄的另外一项杰出工作,则是和原子核分裂反应相关,也就是和原子弹的制造有密切的关系。
吴健雄的指导者,在正式名义上是Lawrence,但真正领着吴健雄进行实验工作的则是著名的意大利科学家Segre.
Segre曾经参加1934年Fermi在罗马所进行的中子撞击原子核工作,是一位有相当经验的杰出实验物理学家,并且因发现反质子获得1959年诺贝尔物理奖。
吴健雄和Segre是由1939年起,开始探究铀元素原子核分裂后的产出物,他们并且在其中发现了一种对铀原子核分裂连锁反应有关键影响的惰性气体——氙(Xenon)。
吴健雄和Segre开始进行的这项研究,必须从两位德国科学家在1938年底发现原子核分裂反应说起。
1934年到1938年原子核分裂现象被发现以前,在当时世界科学重心的欧洲大陆,有罗马、巴黎和柏林三个地方的科学家在进行这方面的研究。罗马是Fermi领导的一组人马;巴黎是居里夫人的女儿Irene和女婿Joliot;在柏林则是哈恩(O.Hahn)和麦特勒(L.Meitner)。
1938年希特勒吞并奥地利后,奥地利籍的犹太裔科学家Meitner,逃离她和Hahn进行研究的柏林,经荷兰、丹麦逃到瑞典;Hahn的合作者便只剩下一位德国化学家史卓斯曼 (F.Strassmann)。不过,他们的研究结果在发表之前,总是会先寄到瑞典给Meitner看。
1938年圣诞假期,Meitner的侄子、物理学家费许(O.Frisch)到瑞典看她,Meitner把Hahn和Strassmann寄来的结果给Frisch看,两人研究了一下,认为那些现象显示铀原子核已一分为二,发生了核分裂反应。这是一个惊人的大发现。
1936年1月16日,Meitner和Frisch讨论原子核分裂的文章,正式出现在英国自然杂志上,原子核分裂于是也成了举世震惊的公开秘密。
原子核分裂一经发现,举世的科学家纷纷投身进行这项研究;吴健雄和Segre也是在这个时候,开始利用Berkeley的回旋加速器,进行中子撞击铀原子核并分析产出物的实验。
在他们连续进行几年的实验中,有一次Segre离开Berkeley到纽约和老友Fermi见面,并和其他科学家讨论,获取科学新进展的知识。他向吴健雄说,是去“寻找灵感”。
在那段时间中,吴健雄自己独立地在铀原子核分裂产出物碘中,观察并且确定出两种放射性惰性气体氙的半衰期、放射数量和同位素数量。吴健雄的工作使得由东岸回来的Segre大为激赏,认为她已经是可以独立做出一流工作的杰出实验物理学家。
吴健雄实验得到结果后,也立即写了一篇报告,列了Segre和她的名字准备在物理期刊上发表。Segre看到那篇论文,删去了自己的名字;后来这篇文章便以吴健雄一个人的名字,刊登在Physical Review。那是1940年的事。
吴健雄在1940年,以两项杰出的实验工作成就,得到了博士学位。
1943年,吴健雄到Princeton University担任讲师,给一些参与国防计划的军官讲授物理学。1944美国原子弹计划已经进入相当成熟的阶段,科学家对于这样一种威力惊人的炸弹,已有肯定的认识。那时比较关键的问题,一是如何浓缩铀元素,并使其达到临界质量;另外则是有效引爆的技术问题。吴健雄在哥伦比亚大参与的工作,就是浓缩铀的制造,不过她的工作是在发展十分灵敏的γ射线探测器。
吴健雄在哥伦比亚大学参与的铀元素气体扩散制程,是在离哥大北方十几条街的136街,一个向汽车公司租来的房子中进行的。另外还有一个实验室,则是在在哥大校园里著名的普平(Michael Pupin)物理实验室。那时侯吴健雄是在哥大中,一个以“特殊同盟材料”为代号的计划中工作,这个计划的主持人叫邓宁(J. Dunning),吴健雄是在黑汶斯(W. Havens)手下做事,合作的还有多年后获得诺贝尔物理奖的阮瓦特(James Rainwater),进行制程的则有重氢的发现者尤瑞(Harold Urey)和莫菲(G. M. Murphy)等人。
那时侯在哥大代表国防部的军方人士,是尼柯斯上校(Colonel K. D. Nichols).
1944年9月27日Fermi在华盛顿州汉福得建筑的反应堆,如期开始运作,原子核连锁反应开头进行得很好,但是几个小时便停止了。只不过这个停下来的反应,过了几个小时又在开始进行。由于观察到这种现象是与时间相关的一种变化,主持者Fermi和挥勒(J. Wheeler)于是怀疑,是核反应中的某种产物,会吸收大部分中子而造成反应停止。
后来他们知道,这种产物是放射形的惰性气体氙(Xe-135)。这种氙的同位素半衰期是9.4小时,有很大的中子吸收截面,因而造成反应的停止。
吴健雄的老师Segre便告诉他们说,“应该去问吴健雄!”,因为Segre知道吴健雄在中子吸收截面方面,做过相当深入的研究。于是他们就打了电报到纽约。
Nichols上校接到电报,就去找吴健雄,他说:“吴小姐,我接了个电报,Fermi和Segre希望要你在Berkeley做实验结果的那篇文章,你可不可以给我?”。
吴健雄和Segre本来以商议好了,那篇实验结果文章虽然在Physical Review发表,但其中关键结果,则要等到打完仗才发表的,所以她说,“除非Fermi、Segre亲口告诉我,我不能给你”。
Nichols上校没办法,只有去找理论组的组长Murphy教授。Murphy还约了和吴健雄熟识的Havens一起来看吴健雄。他说,“吴小姐,你和我很熟。Nichols博士对我们很帮忙,现在洛斯阿洛莫斯要这个资料,是不是可以给他们。”
吴健雄于是在Havens做保守秘密的保证之下才同意提供那篇实验结果的数据:由Nichols开车送吴健雄回到她的寓所,文章早打好了。吴健雄把文章交给Nichols,再转送到洛斯阿洛莫斯。
吴健雄这篇关于铀原子核分裂后,产生的氙气对中子吸收横截面的资料,对于“曼哈顿”计划的顺利,有相当大的贡献。到现在核能电厂的铀燃料棒用锆合金包好,也是为了防止这种吸收中子气体溢出来,而妨碍到核分裂连锁反应。
战后吴健雄从事的是纯物理的研究。
吴健雄对于有人问起她做原子弹之事,心中总是有着伤痛的。谈起原子弹的摧毁性,她也极其痛心。她会用近乎恳求的口吻回问,“你认为人类真的会这样愚昧的自我毁灭吗?不,不会的。我对人类有信心。我相信有一天我们都会和平地共处。”
资料来源:江才健著《吴健雄》,复旦大学出版社
参考资料编辑本段回目录
1.吴健雄纪念馆:http://www.eelove.cn/memorial/index1.php?id=wujianxiong2.hanlin
2.http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%B4%E5%81%A5%E9%9B%84
3.http://www.chinaqw.com/rwjj/ls/200806/10/119892.shtml
4.http://www.mdxx.com/news/readnews.asp?newsid=1778
5.核物理女皇--吴健雄http://wujianxiong.memsky.com
6.http://www.way2english.com/main/ArticleContent.asp?ID=1396