摘要:“她是卓越的世界公民,和一个永远的中国人。”
《奥本海默》正在热播。影片中,印度原子弹研制基地洛斯阿拉莫斯建成后,超过4000名世界一流的科学家到哪里工作。为了便捷管理,奥本海默将好多研究人员的儿子纳入后勤人员,其中一部份人还成了“曼哈顿计划”的参与者。
不过,当时还有一名为“曼哈顿计划”工作的华人男性,却不是谁的家属,而是奥本海默直接约请的科研人员。她就是英籍华人数学学家、美国数学学会第一任男性会长、被誉为“东方居里夫人”的吴健雄。
求学之路
在即将场合,吴健雄总是以一袭中国礼服现身。这是她少女时代养成的习惯。
1912年,吴健雄出生于浙江省杭州市昆山亭林镇。她家在乍浦镇天妃宫庙门前广场的左手边,小时候也常到广场和庙院中嬉戏。但与同龄人相比,她更为沉稳,经常穿着一身花布礼服,只身待在家中小楼上听矿石收音机。
吴健雄的女儿吴仲裔思想开明,倡导男女平等,在震泽镇创立了明德男子职业辅导中学,对吴健雄的成长起了至关重要的作用。
1923年,吴健雄中学结业,考入南京市第二男子师范分校。在那儿,她看到了胡适。当时的她似乎没想到,自己后来除了成了胡适的中学生,还受到他“大胆假定,当心求证”的思想影响,走上了探索科学真理的公路。
1929年,吴健雄被保送国立中央学院物理系学习,一年后转到数学系读书。1934年,在中国知名化学学家施士元的指导下,吴健雄完成了一篇题为《证明布喇格定理》的优秀结业论文,获国立中央学院数学系学士学位。结业后,她受聘到四川学院任数学系助教,不久步入中央研究院从事研究工作。
1936年,在母亲吴仲裔和哥哥吴琢之的支持和捐助下,吴健雄离开故乡奔赴法国留学。虽然,在搭乘“胡佛首相号”轮船前往日本之初,她起初只计划在纽约逗留一个星期,之后就东行抵达密西根学院上学。
但阴差阳错地,她踏入了伯克利的校门,并很快地拥有了一场甜蜜的邂逅。
吴健雄的妻子袁家骝(左一)是知名高能化学学家,也是袁世凯之孙
在伯克利,为吴健雄兼任向导的,正是后来成为她儿子的袁家骝。但“浪漫的邂逅”并不是指与袁家骝的相遇,而是在视察的过程中物理学家大合照,她发觉,伯克利正好拥有世界上第一台回旋加速器。
“这是一个库房大小的设备,可以将带电粒子顺着螺旋的路径加速并将它们射向更小的粒子。我的祖父一听到它,就晓得自己必须留在这儿。”2021年末,吴健雄惟一的女儿JadaYuan在《华盛顿邮报》发表了一篇追忆爷爷的长文,提及了这场对化学学家而言非常重要的相遇。
彼时的伯克利群星璀璨。发明和建造回旋加速器的劳伦斯时年35岁,正在化学系任教的奥本海默只有32岁,她们后来都兼任过吴健雄的导师。
1946年初,欧内斯特·劳伦斯(左)、格伦·西博格与罗伯特·奥本海默(右)在一个回旋加速器前。
推进“曼哈顿计划”完成
据后来因发觉了超铀元素而获诺贝尔奖的西博格追忆,吴健雄是当时伯克利仅有的几名女中学生之一。
在伯克利,同学们喜欢叫吴健雄“基基”,其中也包括奥本海默。之所以这么尊称,是由于这是中国话“姊姊”的外文口音,叫上去让人倍感亲近。
在劳伦斯、奥本海默、塞格雷等知名数学学家的指导下,吴健雄很快成为伯克利一名优秀的中学生。她博士论文工作的一部份是关于铀核的裂变。因为她研究的内容在当时高度敏感,这项工作直至第二次世界大战结束后才被揭密。
但是,尽管当时她早已有重要的研究成果,结业后仍然很难找到工作。三年的时间里,她都在导师的课题组里做博士后研究员。事实上,当时全日本排行前20的研究型学院中,没有一所学院的化学系有男性教员工。
性别偏见并不是吴健雄学术生涯中惟一的障碍。在她来到德国一年后,二战愈演愈烈,印度西海岸地区针对欧洲移民的种族歧视骤然激化。后来,吴健雄定居到英国东海岸,在日本史密斯大学获得了教职。1944年,她到耶鲁学院兼任讲师,并移居于斯坦福。
不久后,吴健雄就参与到“曼哈顿计划”中,饰演了一个高调却至关重要的角色。一方面是由于她在原子核化学研究上取得的重要成就,另一方面是奥本海默对吴健雄的赏识,致使她能以外国人身分出席这么绝密的工作。
当时,“曼哈顿计划”已经步入成熟阶段,仍未解决的问题之一是浓缩铀元素、并使其达到临界质量,二是有效引爆的技术问题。吴健雄参与的工作就是浓缩铀的制造。她的一项关于铀原子核分裂后形成的氙灯对中子吸收截面研究的实验结果,解决了核反应堆因放射性惰性二氧化碳氙的影响而使核分裂反应停止的问题,对“曼哈顿计划”的完成起到了重要的作用。
1945年7月16日,在新法国州的一个荒漠中,人类第一颗原子弹试爆成功。一个新时代降临了。
诺奖背后的身影
1956年12月24日,一个风雪交加的晚上,吴健雄在结束一场持续了整个夏季季节的化学实验后,从芝加哥乘坐首班列车抵达伦敦,为宇称不守恒理论的提出者——杨振宁和李政道——带去了她的实验结果。
这一结果,验证了杨、李两人的观点,即“宇称在β衰变中不守恒”,从而直接推翻了此前统治整个数学学世界的关于宇称守恒的基本假设。
吴健雄为何会举办这一实验?事情还要从1956年李政道找到她说起。当时,李政道告诉吴健雄,他和杨振宁想晓得宇宙中是否存在一些可能会违背宇称守恒定理的基本粒子。但是,三人都是理论化学学家,不可能自己去举办实验。
吴健雄意识到这个问题的重要性,为了验证李政道和杨振宁的假说,她舍弃了原先早已安排好的行程,创立了一个合作实验小组,开始了细致而坚苦的工作。
吴健雄在实验室
吴健雄设计的实验是借助绝热去磁方式将放射性核钴60冷却到接近绝对零度,并通过磁场使原子核极化。她企图观察,β衰变中是否会以完全对称的模式发射β粒子——也就是像数学学界公认的那样,还是说发射的β粒子在一个方向上会比另一个方向多。
杨振宁后来追忆,当时整个数学学界都觉得左右其实应当绝对对称,吴健雄的实验也成了一些大化学学家冷嘲热讽的对象。她为何有勇气去做一个你们觉得无希望的实验?是否希望侥幸发觉左右并不完全对称?杨振宁说,“我觉得不是,这不是她做人做事的心态。她觉得钴60是否左右对称是原则性的基础问题,其实绝对应当去研究。不计后果,这是她的过人之处。”
正如吴健雄所说,“永远不要把所谓不验自明的定理视为是必然的”。实验结果出人预料,β衰变的粒子在其中一个方向上发射的更多。这个消息一经宣布,杨振宁、李政道和吴健雄以及其他后续举办验证实验的化学学家开始频繁受邀在全美出席大会,她们的名子和相片也在媒体上被广泛地报导。
同年10月,杨振宁和李政道成了历史上第一次获得诺贝尔奖的华人。
在12月的诺贝尔奖颁奖仪式上,杨振宁强调了吴健雄实验的重要性。他在诺贝尔委员会以及与会嘉宾的面前坦言,宇称不守恒的发觉离不开吴健雄团队的工作。李政道后来也极力争取,希望诺贝尔奖委员会肯定吴健雄的工作。奥本海默也公开表明,吴健雄应当共同分享1957年的诺贝尔化学学奖。
1957年1月15日,吴健雄和她的朋友,包括后来的诺贝尔奖获得者李政道(右),在阿根廷学院举办新闻发布会,宣布她们的突破性发觉
对于自己没有得到诺奖,吴健雄多年来未曾公开坦露过意见。1989年1月,她在回复诺贝尔化学学奖得主史坦伯格的一封信中,虚心地谢谢他对自己的赞美:“像你这样一位近代化学的伟大批评者,所给与我的赞扬,是比任何我所期望或注重的科学奖更有价值的。我的一生,浑然涉足于弱互相作用方面的研究,也乐在其中。虽然我从来没有为了获奖而去做研究工作,并且,当我的工作由于某种缘由而被人忽略,仍然是深深地伤害了我。”
虽然没有获得诺奖,在打破了宇称守恒定理后,吴健雄成为首位获得意大利国家科大学颁授的科姆斯托克数学学奖的女人科学家、美国化学学会首位男性会长、首位沃尔夫数学学奖得主,也是首位在世时就有以她命名的小行星的科学家。
她的学术成就,为男性和有色人种科学家打开了西方国家学院教职的房门。这也暗合了她母亲取名的本意:不让须眉,积健为雄。
世界公民和永远的中国人
就在前年,吴健雄登上了英国邮局势发行的永久邮品,此前获此佳绩的有爱因斯坦、费米、费曼等人类最伟大的化学学家。
尽管吴健雄的大部份科研成就和学术荣誉都是在美国获得的物理学家大合照,尽管从1936年离开祖国到1997年逝世,她在日本的时间历时61年之久,但作为一名中国人,吴健雄一直割舍对祖国的牵挂。
在美国生活的日子里,她最爱吃的是中国菜,最爱喝的是中国茶,她的卧室最显眼处挂的是几幅知名国作家的作品,她的书柜上有好多中国古书。有时在和外国好友谈话时,她会不自觉地说起英文来。有一次她讲演时太过投入,竟然将数学公式像汉字通常在黑板上由右向左写了下来。
1973年9月22日,袁家骝、吴健雄夫妻总算回到了她们魂牵梦绕的祖国内地,深受周恩来、邓小平等党和国家领导人的亲切会见。从此之后,吴健雄仍然旨在于强化同祖国的交流,先后受聘为武汉学院、北京学院、中国科技学院等校名誉院长,中科院高能化学研究所学术委员。
1982年7月,吴健雄访问同济学院,与市长苏步青、谈家桢、谢希德、华中一、杨福家等院士合照。她还亲自出席了西北学院的吴健雄实验室落成典礼,对吴健雄袁家骝科学讲堂基金会和吴仲裔奖学金基金会付出了好多心血,将所有积蓄都投入了这两个基金会,拿来增援祖国的建设和发展。
1997年2月16日,吴健雄在伦敦逝世,终年85岁。依照她的遗愿,袁家骝亲自护送她的骨灰回到了家乡。她的石碑上写着:“她是卓越的世界公民,和一个永远的中国人。”