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本文選自《科學(xué)精英》（后浪出版公司/世界圖書出版公司，2015年10月），有部分刪改。原文選自《自然辯證法通訊》2005年第3期《吳健雄——諾貝爾獎虧待了的華人女性科學(xué)家》，作者肖太陶時任東南大學(xué)吳健雄紀(jì)念館副教授，東南大學(xué)檔案館副館長、研究員，研究方向為科學(xué)史。轉(zhuǎn)載授權(quán)，請聯(lián)系后浪出版公司。 撰文 肖太陶 吳健雄與楊振寧、李政道一起，促成了一個現(xiàn)代物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。她是華人數(shù)千年文明史上第一位產(chǎn)生重要世界影響的女性科學(xué)家，是同時代的華人女性科學(xué)家的優(yōu)秀代表。 吳健雄是江蘇太倉瀏河人。她對20世紀(jì)的實驗物理學(xué)有一系列的重大貢獻(xiàn)。其中最為人稱道的是 1956 夏天至 1957年1月完成的用鈷60作β衰變的實驗。這個實驗發(fā)現(xiàn)了宇稱在弱相互作用下的不守恒，推翻了一個被當(dāng)時物理學(xué)界的絕大多數(shù)科學(xué)家視為不容置疑的“宇稱守恒定律”，打開了物理學(xué)的新視野，奠定了她在物理學(xué)史上的不朽地位。 1．她與楊振寧、李政道一起，促成了一個現(xiàn)代物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn) 1957 年，對全世界的華人來說，是具有特殊意義的一年。兩位華人物理學(xué)家——李政道、楊振寧——以他們革命性的貢獻(xiàn)得到了這一年的諾貝爾物理學(xué)獎。這是華人科學(xué)家首次獲得這種獎勵。
李、楊獲獎的原因是眾所周知的。1954年至1956年間，在對最輕的奇異粒子（即后來稱為K介子的粒子）衰變過程的研究中，人們發(fā)現(xiàn)，有一種粒子衰變成兩個π介子，稱為θ介子；另一種粒子衰變成三個π介子，稱為τ介子。精確的測量表明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。但是，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，這一疑難困擾著物理學(xué)界，成為熱門的“θ-τ之謎”。大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為這是兩個不同粒子，只是它們的怪異之處還無法解釋。 一直關(guān)注著這個問題的李政道、楊振寧到1956 年春天想法有了突破。他們懷疑：是不是物理學(xué)家一直相信、也的確從來沒有出現(xiàn)過困難的宇稱守恒定律在弱作用下不一定管用？如果這個假定成立，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，這樣謎題就解開了。于是，他們從這一方面著手，檢討了大量的理論文獻(xiàn)和實驗資料。他們吃驚地發(fā)現(xiàn)，到那時為止，所有已經(jīng)做過的實驗都沒有證明過弱相互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)，而整個物理學(xué)界竟然沒有人注意到這個情況。到6月，他們完成了關(guān)于這個問題的一篇論文。 李、楊論文的題目是《弱相互作用中宇稱守恒的探討》，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。今天的讀者，看不出有任何跡象表明編輯部特別重視這篇稿子。在這個由美國物理學(xué)會主辦的大型刊物上，這個時期每年發(fā)表的論文和實驗報告在1000篇以上，合訂起來有五、六千頁（16 開本），有關(guān)的作者多達(dá)兩三千人（次）。李、楊的這篇后來得了諾貝爾獎的論文排在這一期的45篇論文的倒數(shù)第2篇。 李、楊論文共有五個頁面，論文顯示了杰出的理論物理學(xué)家所具有的敏銳的洞察力、出色的批判力和對于物理學(xué)普遍規(guī)律的執(zhí)著關(guān)注。整個論文的內(nèi)容，就是極其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查過。建議了在這些相互作用中可以測試宇稱守恒的可能的實驗?！?（［1］，p.254—258） 讓楊振寧、李政道感到遺憾的是，響應(yīng)他們的建議的物理學(xué)家不多。這并不奇怪，因為實驗要求的條件很復(fù)雜，看起來又是針對這么一個眾所周知“沒有問題的問題”，也還沒有人做過這樣的實驗，提供可以進(jìn)一步思考或者辯駁的理由。 他們高興的是，吳健雄被他們說動了。在為李政道、楊振寧的構(gòu)想提供參考意見的幾次討論后，她決定立即著手李、楊建議的實驗中的第一項實驗。幾個月之后，她和國家標(biāo)準(zhǔn)局的科學(xué)家安伯勒（E. Ambler）等合作的實驗完成了，得到了明確的結(jié)果，從而肯定了李、楊對弱作用中宇稱是否守恒的質(zhì)疑，探明了“宇稱守恒定律”不適用的范圍，促成了一場“對稱性革命”。 吳健雄是少數(shù)幾個最初看出了李、楊宇稱質(zhì)疑的深刻意義的實驗物理學(xué)家之一。物理學(xué)定律是不分左右的，這是自從近代物理學(xué)創(chuàng)立以來一直毫無疑問的“基本原理”。這樣一種觀念牢牢地占據(jù)了物理學(xué)家的頭腦，宇稱不守恒根本不能進(jìn)入他們的視線。當(dāng)時在物理學(xué)前沿有影響的物理學(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、楊質(zhì)疑都很不以為然。在吳健雄之后接任美國物理學(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，未能堅持。（［2］，p.185 － 187）與吳健雄同在哥倫比亞大學(xué)物理系的低溫物理學(xué)家加爾文（R.Garwin）在得知吳健雄的實驗結(jié)果后，曾很快做出了李、楊建議的另一組實驗，當(dāng)初吳健雄曾爭取他的合作，但由于他并不看好這個課題，忙著他認(rèn)為更重要的工作。（［2］，p.174）
選擇什么樣的物理學(xué)實驗是對實驗物理學(xué)家眼力、品位和能力的檢驗。物理學(xué)雜志上有著各種各樣的實驗構(gòu)想，實驗物理學(xué)家既受到本身知識、經(jīng)驗的限制，又受到實驗設(shè)備、實驗經(jīng)費等條件的牽扯，只有確信自己所要做的實驗的意義，才能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)著稱于世，但是她的成功還有更重要的原因：1956年大家不肯做測試宇稱守恒的實驗，為什么她肯去做此困難的工作呢？因為她獨具慧眼，認(rèn)為宇稱守恒即使不被推翻，此一基本定律也應(yīng)被測試。這是她過人之處?！保ǎ?］，p.44） 現(xiàn)在的人們（包括許多物理學(xué)家和科學(xué)史專家）往往單說李、楊“發(fā)現(xiàn)了弱相互作用下的宇稱不守恒”，如果同時講到李、楊、吳，則說李、楊“發(fā)現(xiàn)”，吳等“證明了李、楊的發(fā)現(xiàn)”。在這些語境中，仿佛吳健雄等實驗物理學(xué)家只是在場的目擊者、旁觀的證人?？梢钥隙ǖ卣f，這兩樣說法都很有商榷的余地。實際上，李、楊他們并沒有發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒。楊振寧后來回憶當(dāng)時的情況，說：“在那個時候，我并沒有押寶在宇稱不守恒上，李政道也沒有，我也不知道有任何人押寶在宇稱不守恒上?！保ǎ?］，p.172）對于楊振寧和李政道這樣的話，人們似乎并沒有給予應(yīng)有的注意，以為他們因為吳健雄而在說客氣話。不錯，對于楊振寧、李政道贊賞吳健雄的話，人們有理由抱著更審慎的態(tài)度來對待，因為楊、李得吳健雄之助一飛沖天，他們的說法中難免有感情的因素。 但是，我們仔細(xì)研讀李、楊論文可以發(fā)現(xiàn)，楊振寧這話不過是他們論文引言第二自然段一個意思的另一種說法。在這里論文說，通過對已有的實驗的檢查表明，宇稱守恒在強相互作用和電磁相互作用中是高度準(zhǔn)確的，但弱作用（如介子和超子衰變中，以及各種費米相互作用中）宇稱守恒到目前為止只是沒有實驗證據(jù)支持的外推的假設(shè)，李、楊特意用括號說明，或許有人以為θ-τ之謎可以看作是宇稱守恒在弱作用下被打破的一個指示。不過，由于我們現(xiàn)在有關(guān)奇異粒子性質(zhì)的知識不足，這個論據(jù)還未可確信。它所提供的只是刺激宇稱守恒的探索性實驗。事實上，李、楊全文沒有一個地方說他們“發(fā)現(xiàn)”了弱作用中的宇稱不守恒，無論是計算發(fā)現(xiàn)、推理發(fā)現(xiàn)還是實驗解釋發(fā)現(xiàn)。 還有一種相當(dāng)流行的說法是：“李、楊提出了宇稱在弱相互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”。這種說法給人的錯覺是，宇稱不守恒似乎是通過計算推導(dǎo)出來的、通過分析從理論上確定下來的。事實上，在吳健雄等的實驗完成之前，物理學(xué)理論和實驗數(shù)據(jù)中沒有任何資料可供用來支持宇稱在弱作用中不守恒，李、楊對究竟有沒有這個現(xiàn)象并沒有斷定，他們只是分析了以往的實驗為什么沒有觸及弱作用中的宇稱問題，用什么實驗?zāi)軌驒z查弱作用中的宇稱情況，以及如果弱作用中宇稱不守恒，還可能會進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)什么。所謂“提出原理”這個說法，至少在“時間點”上是值得推敲的。 究竟應(yīng)該怎樣看待在這場物理學(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貢獻(xiàn)，是個值得從物理學(xué)史和科學(xué)進(jìn)步過程的角度認(rèn)真研究的問題。實際上，這里是“一系列過程”，這個“過程”中有幾個重要的工作和時間節(jié)點，其中最關(guān)鍵的是兩項緊密相關(guān)而又應(yīng)該有所區(qū)別的發(fā)現(xiàn)。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)現(xiàn)：弱作用中的宇稱守恒沒有證據(jù)。李、楊在這件工作上的貢獻(xiàn)在于：所有在物理學(xué)前沿的科學(xué)家中，沒有人看出物理學(xué)大廈在這里存在問題，也沒有人指出應(yīng)該在這個方向集中力量做研究，而他們指出了值得研究的方向，提出了一套清晰的研究方案，從而指引了物理學(xué)研究的新領(lǐng)域。這是一個發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了問題和解決問題的方向與途徑。吳健雄率先組織實驗探測弱作用中宇稱情況，發(fā)現(xiàn)弱作用中宇稱是不守恒的，跟著加爾文、泰勒格蒂等出了第二組、第三組實驗結(jié)果，又有許多物理學(xué)家加入工作，遂使“弱作用中宇稱不守恒”成為“鐵案”。這是另一個發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了人類從未見過、也從未檢查過的自然現(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)現(xiàn)，打開了物理學(xué)的新視野，促成了人對自然認(rèn)識的一個根本性變革。我們是不是應(yīng)該把宇稱在弱相互作用中不守恒的發(fā)現(xiàn)稱之為“李－楊－吳宇稱發(fā)現(xiàn)”，這樣或許對這場物理學(xué)史上堪稱革命的事件在理論與實驗兩方面共同的貢獻(xiàn)，更為公允和客觀。 吳健雄做物理實驗向來以精確著稱 “李－楊－吳宇稱發(fā)現(xiàn)”深刻地改變了我們原先對自然的看法，對物理學(xué)產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的影響。沒有“李－楊－吳宇稱發(fā)現(xiàn)”，就不會有弱矢量流守恒定律的發(fā)現(xiàn)，也就不會有弱作用與電磁作用統(tǒng)一的發(fā)現(xiàn)。這些都已為物理學(xué)后來的發(fā)展所證明。 “李－楊－吳宇稱發(fā)現(xiàn)”是華人科學(xué)家第一次在純科學(xué)中產(chǎn)生轟動世界的影響，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(yuǎn)記得他們的偉大貢獻(xiàn)。 2．她未曾得到諾貝爾獎，令許多人惋惜與不解 李政道、楊振寧因指引宇稱發(fā)現(xiàn)而獲得了1957年諾貝爾獎，實際做出這個發(fā)現(xiàn)的吳健雄卻被拒之于門外。不少人對此困惑不解，許多獲得諾貝爾獎的同行科學(xué)家為吳健雄鳴不平。除了李政道、楊振寧、丁肇中、李遠(yuǎn)哲這些華人科學(xué)家中的諾貝爾獎獲得者，吳健雄在伯克利的老師奧本海默（R.Oppenheimer）、塞格瑞（E.Segre，有譯為賽格雷或西格雷的），還有拉比（I.I.Rabi）、威爾遜（R.Wilson）、史坦伯格（J.Steinberger，有譯為斯泰因貝格爾）、萊德曼（L.Lederman）、拉姆西（N.Ramsey）、西博格（G.T.Seaborg）、萊因瓦特（J.Rainwater）等等。著名科學(xué)報道專家江才健在1989年至1996年撰寫吳健雄傳時，曾經(jīng)飛行3萬多英里，在歐洲、美國、加拿大訪問了50多位相關(guān)人士，為我們提供了大量第一手材料。首先是奧本海默（R.Oppenheimer），他在向吳健雄通報 1957 年諾貝爾獎評審結(jié)果的第一時間，即表示了惋惜。1957 年 10 月，吳健雄在紐約州北部一個大學(xué)講課，奧本海默突然打來電話，告訴她說，“楊振寧、李政道得到了今年的諾貝爾獎?！蹦菚r候還擔(dān)任普林斯頓高等研究所所長、對楊、李、吳的工作都很了解的奧本海默，為此舉行了一次晚宴，邀請吳健雄和楊、李等人參加。他在晚宴前做了簡短的講話。表示這次宇稱不守恒發(fā)現(xiàn)有三個人功勞最大，除了楊、李之外就是吳健雄；他特別強調(diào)不可忽略吳健雄的貢獻(xiàn)。（［2］，p.198）在這一年諾貝爾獎頒獎之后，奧本海默又公開表示吳健雄也應(yīng)該得到此項榮譽。他曾經(jīng)特別指出，懂得如何做出宇稱不守恒的β衰變效應(yīng)的，只有吳健雄和在伯克利指導(dǎo)她的老師塞格瑞兩人。（［2］，p.304）塞格瑞在他的《從 X 射線到夸克——現(xiàn)代物理學(xué)家和他們的發(fā)現(xiàn)》一書中認(rèn)為，宇稱不守恒可能是戰(zhàn)后最偉大的理論發(fā)現(xiàn)，它消除了一種偏見，這種偏見未經(jīng)足夠的實驗驗證，就曾被當(dāng)成一條原理。而在這個發(fā)現(xiàn)中做出最大貢獻(xiàn)的，是李政道、楊振寧、吳健雄三位華人科學(xué)家。（［4］，p.292） 有物理學(xué)背景的科學(xué)報道專家、不列顛百科全書物理學(xué)作者和編輯夏龍.B.麥格瑞（Sharon B. McGrayne），通過大量采訪后撰寫了《諾貝爾科學(xué)獎中的女性》一書，其中用專章介紹了吳健雄的工作。這部書一共介紹了14位科學(xué)女性，其中9位是得到了諾貝爾獎的，包括吳健雄在內(nèi)的另 5 位沒有得到諾貝爾獎，但作者認(rèn)為她們“在獲得諾貝爾獎的項目中起了決定性的作用”。作者認(rèn)為：“這些女性在大學(xué)作為學(xué)生尋求得到科學(xué)教育和從事她們心愛的科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)事業(yè)，都遇到了嚴(yán)酷的歧視?！保?］這是代表科學(xué)報道界和評論界的一種看法。 考察一下諾貝爾物理學(xué)獎的授獎情形。1901年至1956年，有66位得獎?wù)?。其中主要從事實驗、實驗技術(shù)或者實驗分析和研究并獲得重要發(fā)現(xiàn)、發(fā)明或測量結(jié)果而獲獎的，有51位，約占 77%。理論性的貢獻(xiàn)或基本上是屬于理論研究的有15位，約占23%。1957年至吳健雄去世的 1997 年，有 88 位得獎人。其中主要從事實驗、實驗技術(shù)、或者實驗分析和研究并獲得重要發(fā)現(xiàn)、發(fā)明或測量結(jié)果而獲獎的，有 54 位，約占 61%。理論性的貢獻(xiàn)或基本于理論研究的有33位，約占39%。大體上前50年更重視實驗類結(jié)果，后50年更重視理論類貢獻(xiàn)。偏重實驗結(jié)果，以愛因斯坦不能以他最為重要的相對論而得獎，而只能以光電效應(yīng)理論這樣似乎更實際的工作獲獎；偏重理論方面，以至有吳健雄實驗發(fā)現(xiàn)宇稱在弱相互作用下的不守恒沒有給獎。在前后相繼的兩個 50 年中，諾貝爾物理學(xué)獎趣味的微妙化，或許是吳健雄不能獲獎的一部分原因。但是總的來說，諾貝爾物理學(xué)獎是很重視實驗成果的，得獎?wù)咧袑嶒炁c理論占有的比重是 68.8% 對 31.2%，而不是一半對一半。在這樣的總體背景上，宇稱在弱相互作用下不守恒的重大發(fā)現(xiàn)，只給予理論方面的獎勵而未給予實驗方面的獎勵，是不符合諾貝爾獎的一貫精神的。何況，就吳健雄來說，其貢獻(xiàn)并不只在宇稱不守恒上的發(fā)現(xiàn)。 1986年7月，吳健雄、袁家騮夫婦與著名科學(xué)家吳大猷（中）、楊振寧（左二）及夫人杜致禮（左四）在一起。 3．她的貢獻(xiàn)，可以與許多一流物理學(xué)家相比較 我們可以比較幾個與吳健雄有些類似的實驗物理學(xué)家，或與吳健雄的工作類似的實驗物理學(xué)項目。 其一是密立根（1868—1953）。（［8］，p.315—328）密立根的名字中國科學(xué)界并不陌生，他是李耀邦、顏任光等中國最早一批物理學(xué)博士的老師，為中國培養(yǎng)了周培源、趙忠堯、錢學(xué)森、錢偉長、談家楨、盧嘉錫等現(xiàn)代科學(xué)的先驅(qū)或中堅。密立根榮獲1923年度諾貝爾物理學(xué)獎。其主要貢獻(xiàn)是 1910 年發(fā)明了油滴法，精密測定電子電荷，證實電荷有最小單位，1916 年，又用實驗證實了愛因斯坦光電效應(yīng)方程的有效性。（［9］，p.18—23）物理學(xué)史著作和著名科學(xué)家傳記對他的這些貢獻(xiàn)都有具體介紹。 吳健雄的貢獻(xiàn)與密立根的有不少類似。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”“研究弱相互作用的探測手段”，“一次又一次地對研究弱相互作用起了重要作用?！保ǎ?0］，p.474）根據(jù)我國著名物理學(xué)家陸埮院士的看法，吳健雄最主要的貢獻(xiàn)也有三項，一個物理學(xué)家做成這三項中的任何一項，就可以名垂青史了。除了本文第一節(jié)中已經(jīng)說過的首次發(fā)現(xiàn)弱作用宇稱不守恒這一項，另兩項是：β衰變理論檢驗，以及首次證明弱作用的矢量流守恒。 第二個可以比較的例子是實驗發(fā)現(xiàn)“反粒子”。狄拉克在對亞原子的粒子的性質(zhì)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析后，認(rèn)為每個粒子必定有一個“反粒子”，這才符合相對論波動方程邏輯推理的一貫性。他據(jù)此預(yù)言了“反電子”、“反質(zhì)子”的存在。狄拉克在1930 年提出這個理論。1932年，C. D. 安德遜發(fā)現(xiàn)從實驗中發(fā)現(xiàn)了狄拉克的“反電子”，他稱之為“正電子”。1955 年，O. 張伯倫和吳健雄的老師塞格瑞用千兆電子伏高能加速器，加速質(zhì)子轟擊銅靶以后，終于找到了反質(zhì)子。安德遜、張伯倫和塞格瑞都因上述業(yè)績，而分別獲得1936、1959年諾貝爾獎。狄拉克則早在1933年因 1927年提出的電磁場二次量子化理論而得到諾貝爾獎。（［11］，p.40 － 41）在這一項“反粒子”的發(fā)現(xiàn)中，狄拉克的貢獻(xiàn)是理論方面的，而安德遜、張伯倫、塞格瑞的貢獻(xiàn)是實驗方面的。從實驗的手段、難度和結(jié)果的意義諸方面來看，都很難說在吳健雄的宇稱實驗之上。
第三個相似的例子是實驗發(fā)現(xiàn)粒子的波動性。1923年，法國物理學(xué)家德布羅意為了解釋光的波動性和微粒性的矛盾，受到光具有波粒二象性的啟發(fā)，提出像電子這一類公認(rèn)為粒子的物質(zhì)也應(yīng)具有波的性質(zhì)。1927 年在紐約貝爾電話實驗室工作的 G. J. 戴維遜和助手革末，在一次偶然機會中獲得一張電子在晶體中的衍射照片。英國的物理學(xué)家，G.P. 湯姆遜也以類似方法得到了電子衍射照片。衍射是波動性的典型性質(zhì)，只有波在經(jīng)過小孔時才能以小孔為中心形成衍射圖像。電子波的存在證實了德布羅意的設(shè)想，他因此而獲得 1929年諾貝爾物理學(xué)獎。戴維遜和 G.P. 湯姆遜因用實驗證實了德布羅意波，證實了電子的波粒二象性，而共享 1937 年諾貝爾物理學(xué)獎。（［11］，p.32）戴維遜和 G.P. 湯姆遜的發(fā)現(xiàn)，與吳健雄對費米β衰變理論的系統(tǒng)證明、弱相互作用中的宇稱發(fā)現(xiàn)或矢量流守恒定律的證明比起來，也很難說更重要或者更困難。 與吳健雄類似的還有弗蘭克、赫茲、鮑威爾等。德國物理學(xué)家弗蘭克和赫茲在1914年做電子轟擊原子實驗時，證實了玻爾的量子能級的躍遷理論，獲得1925年諾貝爾物理學(xué)獎。英國人鮑威爾1947年在升入高空的氣球中，用特殊攝影技術(shù)，觀察到宇宙射線中的介子，證明了日本物理學(xué)家湯川秀樹1934年提出的介子理論，鮑威爾在1950年因此而獲得了諾貝爾獎。（［12］，p.1114） 如果我們跳出20世紀(jì)物理學(xué)的范圍來比較，吳健雄的工作同樣是物理學(xué)史中不可忽略的里程碑。不過這會涉及太多的人物和事件，我們暫且略而不論。 4．在對她評價中的種種不公和誤解，應(yīng)該予以澄清 由于諾貝爾獎的巨大影響力，它反過來成為公眾評判一個科學(xué)家的水準(zhǔn)的世界性尺度。獲得諾貝爾獎的科學(xué)家被人們看作是一流科學(xué)家，而沒有獲得諾貝爾獎則是沒有達(dá)到一流的水平，雖然這在實際上和邏輯上都沒有根據(jù)。因為吳健雄沒有得到諾貝爾獎，不僅社會上一般人對她沒有應(yīng)該有的認(rèn)識，甚至物理學(xué)界或科學(xué)史界專家，也往往人云亦云，對她沒有應(yīng)該有的評價。 關(guān)于在實驗中做出宇稱不守恒發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)問題 有人以為吳健雄的宇稱發(fā)現(xiàn)并不是最先做出的，與她同時甚至比她還早的另有其人。因為加爾文、L. M. 萊德曼、M.維因里希等人合作的實驗報告與吳健雄等的實驗報告發(fā)表在同一期《物理評論》上，并且編輯部的收稿日期標(biāo)明都是 1957年1月15日，這使有的人做出了上述結(jié)論。例如，“萊德曼……最早在π-μ-e 衰變過程對李楊宇稱不守恒原理做出實驗檢驗。和吳健雄的鈷 60 實驗同一天向《物理評論》提交論文?！保ǎ?3］，p.179） 事實上，雖然這兩篇報告同時向《物理評論》提交，同時發(fā)表，但他們的實驗卻不是同時進(jìn)行、同時完成的。在加爾文等人的報告中，明確寫道，他們是在得知吳健雄等實驗的初步結(jié)果后才決定開始做這個實驗的。在這篇總共兩個頁面的報告中，有三個地方提到“吳健雄等的工作”。一個地方是報告前頭，說明他們決定做這個實驗是在吳健雄等用定向核β衰變得到初步結(jié)果之后。原話是：“Confirmation of this proposal in the form of preliminary results on βdecay of oriented nuclei by Wu et al. reached us before this experiment was begun.” 一個地方是報告正文的結(jié)束部分，作者感謝李政道教授給他們闡明李、楊論文，同時“歸功”于吳健雄教授在他們這個實驗之前在哥倫比亞大學(xué)討論會上做的有關(guān)鈷60實驗的初步結(jié)果的“至關(guān)重要的報告”。第三個地方是尾注6，標(biāo)明他們所指的吳健雄等的工作，就是排在他們的文章前面的吳健雄等的《在β衰變中宇稱守恒的實驗檢測》。（［14］，pp.1415—1417）可以推想，《物理評論》編輯部在收到這兩篇內(nèi)容相關(guān)的報告后，向作者做了詳細(xì)了解。否則，加爾文等如何知道他們的報告正好排在吳健雄等的報告的后面呢？編輯部的這個細(xì)心而又負(fù)責(zé)的做法，消滅了日后在這項發(fā)現(xiàn)問題上任何關(guān)于優(yōu)先權(quán)爭論的余地。所以，如同陸埮先生所說，吳健雄在這個問題上的首創(chuàng)性是沒有任何疑問的。［3］無論開始參與者有多少，后來加入工作者有多少，吳健雄的第一位是無人能夠取代的，也無人可與之并肩而立。 吳健雄由美國福特總統(tǒng)授予國家科學(xué)獎?wù)?/span> 吳健雄與國家標(biāo)準(zhǔn)局合作者的主從關(guān)系問題 有一種觀點認(rèn)為，吳健雄的宇稱發(fā)現(xiàn)是與國家標(biāo)準(zhǔn)局的科學(xué)家一起完成的，實驗設(shè)備是國家標(biāo)準(zhǔn)局的，人力也主要是他們的。沒有國家標(biāo)準(zhǔn)局科學(xué)家發(fā)展的低溫原子核極化技術(shù)，這個實驗根本做不起來。和安伯勒等人有合作關(guān)系的泰默，在宇稱實驗做完后不久，就在一份雜志中寫了一篇文章，指出這個實驗如果沒有國家標(biāo)準(zhǔn)局是做不成的。英國牛津大學(xué)的科學(xué)家，安伯勒和哈德森兩人的老師，英國牛津低溫物理實驗先驅(qū)柯提，1958年3月，在美國物理學(xué)會出版的《今日物理》，刊出了一篇文章，題目是《原子核定向和原子核冷卻》。文章除了交代這種技術(shù)發(fā)展經(jīng)過和重要性之外，特別指出在宇稱不守恒實驗中，低溫物理學(xué)家不可或缺而且關(guān)鍵性的角色。他為他們的重要性被忽視而不平。泰默和柯提針對當(dāng)時輿論中普遍認(rèn)為“哥倫比亞大學(xué)推翻了宇稱定律”，不知道這項貢獻(xiàn)與國家標(biāo)準(zhǔn)局的關(guān)系，沒有給予國家標(biāo)準(zhǔn)局的低溫物理學(xué)家應(yīng)有的榮譽，站出來為他們辯護(hù)，無可厚非（李政道、吳健雄、加爾文、萊德曼等都是哥大人，哥大又通過新聞發(fā)布會等形式大力宣傳）。但由此導(dǎo)向抹殺吳健雄在這個實驗中組織者、設(shè)計者、主導(dǎo)者的作用，則同樣是不公平的。 對于吳健雄在β衰變方面的權(quán)威地位，國家標(biāo)準(zhǔn)局的科學(xué)家是相當(dāng)尊敬的。他們承認(rèn)，如果不是吳健雄來提議開始這個實驗，他們是絕對不會，也不能進(jìn)行這個實驗的。（［2］，p.192）在他們共同具名發(fā)表的實驗報告結(jié)尾，有一句“衷心感謝李政道和楊振寧教授和我們中的一人（吳健雄）所作的激發(fā)靈感的討論”，（［15］，p.1414）也表明了他們是承認(rèn)吳健雄在這項實驗中的核心地位與源頭作用的。我們對這幾位科學(xué)家的科學(xué)成就整個情況所知甚少，無從評價，但有一個資料或可作為參考。1966 年出版的 15 卷的《麥格羅希爾科技百科全書》，其中有一卷《麥格羅希爾現(xiàn)代科學(xué)人》，［16］介紹 1940年以來 426 位當(dāng)代科學(xué)中的領(lǐng)軍人物。其中有包括吳健雄在內(nèi)的 7 位女性科學(xué)家，而未見有安伯勒等的事跡，由此可見，吳健雄在科學(xué)上的成就，無論是在那個時候，或者是在那之前、之后，和這項實驗中的其他 4 名合作者都不是在同一個等級上的。 吳健雄等的宇稱實驗的靈巧性問題 雖然有很多實驗物理學(xué)家和理論物理學(xué)稱贊吳健雄的實驗為物理學(xué)史上“最漂亮的實驗”或“最美的實驗”之一，但也有人認(rèn)為吳健雄的實驗雖說精準(zhǔn)，效率卻不高。她的實驗組用幾個月時間完成的實驗，后來人們只用幾天就完成了。吳健雄的實驗不算靈巧。 吳健雄生前對此批評似有回應(yīng)。她曾經(jīng)說，如果早知道實驗觀測到的不對稱效應(yīng)會是這么大的話，也許可以免去許多如此細(xì)密的查驗工作。但是，一向以細(xì)致、謹(jǐn)慎著稱的她還是以為，周全的準(zhǔn)備總是值得盡全力去做的。 更為值得注意的是，在李政道、楊振寧提出問題的時候，除她以外沒有人愿意投入巨大的精力來對待這個問題。盡管用加速器產(chǎn)生的 μ 介子比她用 β 衰變能夠遠(yuǎn)為容易地解決這個問題，但這也是后來才知道的。在不能確信會有如此重大的發(fā)現(xiàn)前，沒有人相信，也沒有人愿意做這樣的嘗試！科學(xué)發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時是困難的，知道謎底以后的實驗則較為容易。創(chuàng)造性的實驗好比赫爾姆霍茲說的登山，“前面沒有現(xiàn)成的路可以遵循，只能緩慢而又艱難地攀登，經(jīng)常因為在前進(jìn)的道路上遇到障礙而被迫折回，有時依靠判斷，有時憑著運氣，一小段一小段地探索前進(jìn)，當(dāng)他終于到達(dá)了預(yù)期的目的地時，卻沮喪地發(fā)現(xiàn)原來另有捷徑，只是他在開始時沒有找到正確的出發(fā)點?！保ǎ?］，p.223）吳健雄等的宇稱實驗把低溫核極化技術(shù)和粒子計數(shù)技術(shù)兩項尖端技術(shù)結(jié)合在一起（這本身也有獨特的意義），又在兩個不同的單位合作，本身就是一種實驗方法和實驗組織的創(chuàng)造，研究過程的困難是異乎尋常的，成功與否難以預(yù)料。其間經(jīng)歷多次失敗，才逐漸接近正確的方向，獲得可靠的結(jié)果。何況，如此重大的科學(xué)實驗，幾個月的時間也根本不算長。 對于這種只能在探索中前進(jìn)的開創(chuàng)性工作，楊振寧也有類似的心得。他在回顧 1956 年的心路歷程時說，研究像 θ 和 τ 之謎這樣一個問題，一個人完全不知道到哪里去找答案，因此就很難集中在任何一個單一方向上去做研究。一旦一個人得到了解答的線索之后，他就能集中他所有的力量在求解答的工作之上。但是在那之前，他的思想總是在不同的地方停留，無法清楚確定任何事情。（［2］，p.169） 1978年吳健雄在以色列獲得沃爾夫獎，當(dāng)時的總理比金（右二）在場。 5．她是同時代華人女性科學(xué)家的杰出代表，中華民族永遠(yuǎn)的驕傲 女性接受科學(xué)方面的高等教育并進(jìn)入到學(xué)術(shù)界，在世界歷史上都是比較晚的事情。法國在 1861年，英國在1878年，意大利在1885年，開始允許女性進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)。但直到 19世紀(jì)末20世紀(jì)初，女性進(jìn)入高等教育仍有很大困難。很能說明問題的一個例子是，艾米·諾特爾（Emmy Noether）——一個幫愛因斯坦相對論和抽象代數(shù)學(xué)建立了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的偉大的女?dāng)?shù)學(xué)家，她堅持讀完了大學(xué)，并取得了博士學(xué)位。但是她仍然不能謀到任何一種學(xué)術(shù)職位。非常賞識諾特爾的大衛(wèi)·希爾伯特（愛因斯坦的引力理論的作用量的發(fā)現(xiàn)者），在1915年邀請她加入他們在哥廷根的工作。他試圖為她爭取到無償講課的權(quán)利，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 年通過的一項條例規(guī)定，只有男人才有開課的權(quán)利。在教務(wù)會上，希爾伯特憤怒地責(zé)問：“這是大學(xué)，還是澡堂？”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，諾特爾終于獲得講課的權(quán)利。（［17］，p.126） 在中國，女性受教育的權(quán)利是在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)堂使女子接受教育，這樣“上可相夫，下可教子，近可宜家，遠(yuǎn)可善種。婦道既昌，千室良善”。（［18］，p.797）整整10年后，梁啟超作《學(xué)部奏定女子師范學(xué)堂章程折》，向朝廷報告說：“京外臣工條奏請辦女學(xué)堂者，不止一人一次。……且近來京外官商士民創(chuàng)立女學(xué)堂，所在多有。”提出制訂章程加以規(guī)范。（［18］，p.810）辛亥革命以后，女子教育隨著整個國民教育事業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，但總量和相對數(shù)量都還很小，女子高等教育則差不多仍是空白。根據(jù)國民政府1918發(fā)布的1915年8月至1916年7月教育統(tǒng)計，全國在接受初、中、高等教育的男學(xué)生是 4113302人，女學(xué)生是180949人，女與男之比，1∶20 還不到。全國沒有一所女子大學(xué)或?qū)ｉT學(xué)校，也沒有一位女子在大學(xué)或?qū)ｉT學(xué)校接受高等教育。（［19］，p.369）1919年3月，國民政府教育部發(fā)布的《全國教育計劃書》提出，在北京籌設(shè)一所女子高等師范學(xué)校，以應(yīng)時勢之需，以后再在各省擇要增設(shè)。（［19］，p.269）1920年夏，南京高等師范學(xué)校在中國大學(xué)歷史上首開女禁，招收正式女生8名、旁聽生50名，與男生同堂學(xué)習(xí)，引起社會轟動。從這里可以看到，單就時間來說，在中國，女性進(jìn)入高等教育領(lǐng)域比西方晚不了多少。但是，由于實際的社會發(fā)展程度、經(jīng)濟發(fā)展程度的落后，女性受教育的普遍程度與西方相比，有非常大的差距。 對于華人來說，產(chǎn)生世界性的科學(xué)影響是以接受西方科學(xué)教育為前提的。華人女性出國留學(xué)到20世紀(jì)初始有記錄。吳健雄1930年進(jìn)入國立中央大學(xué)（南高師是其前身）讀書，1934年畢業(yè)。正是在這個中國現(xiàn)代女子高等教育的重要發(fā)源地之一，她得到了當(dāng)時國內(nèi)最好的高等教育。畢業(yè)以后，先到浙江大學(xué)，做了一年助教；后到上海，進(jìn)入設(shè)在亞爾培路的中央研究院物理研究所，在我國第一代海外留學(xué)歸來的女博士顧靜徽女士領(lǐng)導(dǎo)下從事光譜學(xué)研究。1936年，吳健雄赴美留學(xué)，她應(yīng)該算作華人女子向海外求學(xué)的第二代了。 女子海外求學(xué)的第一代人中除了物理學(xué)家顧靜徽，還有革命家秋瑾，文學(xué)家陳衡哲（1921 年時的東南大學(xué)的第一位、也是全國唯一一位華人女教授）等。第一代女子在海（1920—）外接受了高等教育，回到國內(nèi)，或投身革命，推動了中國社會的進(jìn)步；或進(jìn)入了大學(xué)和學(xué)術(shù)界，起了傳播薪火的作用。在吳健雄這一代華人女性科學(xué)家中，產(chǎn)生了一批有影響的物理學(xué)人物。其中有代表性的，可以舉出王明貞（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。與她們同時代或稍晚些的其他領(lǐng)域的女科學(xué)家，有化學(xué)家黃量，地質(zhì)學(xué)家池際尚（1917—1994），地層古生物學(xué)家郝詒純（1920—），天文學(xué)家葉叔華（1920—），計算機科學(xué)家夏培肅（1923—）。在婦幼衛(wèi)生科學(xué)領(lǐng)域，則有“我國婦幼衛(wèi)生事業(yè)的拓荒者”楊崇瑞（1891—1983），護(hù)理事業(yè)的開拓者聶毓禪（1903—），世界著名婦產(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。這些女性科學(xué)家的成就是相當(dāng)出色的，例如，王明貞曾在著名物理學(xué)家烏倫貝克的指導(dǎo)下，對玻爾茲曼方程作了許多研究，其博士論文“玻爾茲曼方程不同解法的研究”（1942）首次獨立地從?？耍绽士耍‵okker-Plank）方程和克雷默（Kramers）方程中推導(dǎo)出自由粒子和簡單諧振子的布朗運動。她與烏倫貝克 1945 年合作的有關(guān)布朗運動理論的研究結(jié)果，在近幾十年的時間內(nèi)一直作為了解布朗運動的最主要文章之一，（［20］，p.491）據(jù)《新清華》網(wǎng)絡(luò)版介紹，至 2002 年王明貞 95 歲華誕時，已有 1278 次引用。何澤慧與錢三強合作，1946 年研究并發(fā)現(xiàn)了核裂變的三分裂現(xiàn)象；她還首先觀察到四分裂現(xiàn)象。（［20］，p.929）等等。 與這些杰出女性相比，吳健雄的貢獻(xiàn)和影響更具有世界性質(zhì)，因為她長期工作在 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，奧本海默等一批美國青年學(xué)者從歐洲學(xué)成歸國，科學(xué)的重心開始向美國轉(zhuǎn)移。隨后，由于第二次世界大戰(zhàn)對歐洲的影響，愛因斯坦、費米等一大批歐洲科學(xué)家移居美國，正式確立了美國在世界科學(xué)中的中心地位。在這一個過程中，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聲譽的一流專家。50 年代她與李政道、楊振寧完成了宇稱發(fā)現(xiàn)。60年代她組織了矢量流守恒實驗。70年代她當(dāng)選為美國物理學(xué)會會長，與密立根、康普頓、奧本海默、拉比、費米等一樣成為物理學(xué)的一代旗手。由于吳健雄的出色的物理學(xué)工作，她被普林斯頓大學(xué)和哈佛大學(xué)等20多所著名高校授予榮譽博士學(xué)位或聘為榮譽教授，獲得了包括美國國家科學(xué)勛章和沃爾夫獎在內(nèi)的幾十項獎勵，與居里夫人、麗絲·邁特納等科學(xué)女性一道，被物理學(xué)界公認(rèn)為是人類歷史上最杰出的女性物理學(xué)家。 在中華民族的歷史上，有許多杰出的女性，相對說來，女科學(xué)家比較少，而產(chǎn)生世界性影響的女科學(xué)家更少，產(chǎn)生重大世界性影響的女科學(xué)家則少之又少。吳健雄是華人女性中第一位有重大世界性影響的女科學(xué)家，是華人女性的杰出代表，值得我們自豪和紀(jì)念。 參考文獻(xiàn) ［1］ T. 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出版：世界圖書出版公司 書號：978-7-5192-0254-5 開本：787*1092 毫米 1/16 印張：43.5 頁 數(shù)：696 印次：2015年10月第1次印刷 版次：2015年10月第1版 定價：99.80元 本文選自《自然辯證法通訊》2005年第3期《吳健雄——諾貝爾獎虧待了的華人女性科學(xué)家》，有部分刪改。作者肖太陶時任東南大學(xué)吳健雄紀(jì)念館副教授，東南大學(xué)檔案館副館長、研究員，研究方向為科學(xué)史。轉(zhuǎn)載授權(quán)，請聯(lián)系后浪出版公司。 這里是“科學(xué)美國人”中文版《環(huán)球科學(xué)》關(guān)愛科研人的微信號“科研圈”，點擊閱讀原文，可以看我們都推送些啥。
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