物理科学第一夫人吴健雄 江才健 《文汇报》编者按: 在世界享有盛誉、被中外学术界称为“物理科学第一夫人”、“中国居里夫人” 的吴健雄先生于1997年2月16日在美国病逝,享年八十五岁。江泽民总书记致电表示 哀悼。袁家骝先生宣布:丧礼谢绝花篮,凡有意送花篮者,可将款项捐给以吴健雄 父亲命名的“吴仲裔奖学金基金会”,因为吴健雄生前最大的愿望是为中国造就一 大批杰出的青年学子。本报特发表这篇传记,以表我们的敬意。 对称性革命 1956年12月24日,华盛顿下起了大雪,风雪使得机场关闭,许多来往华盛顿— —纽约间的行旅,都涌向华盛顿的联合车站,改搭火车回纽约。 那天夜里,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。她的服装行止,都没有引起其他旅客特别注意。 其实,也许他们是该注意她的。因为,这位女士在当时不仅已是世界物理学界 相当出名的一位实验物理学家,而且她的这趟旅行,对人类科学的历史,也有着特 别不同的意义。原因是她这次带回纽约的实验结果,使得20世纪的物理进展,发生 了革命性的重大改变。这位女性科学家就是吴健雄。 吴健雄的实验结果,使1957年成为中国人在人类近代科学进展历史中,具有特 殊意义的一年。就在这年,首次有两位中国科学家,以革命性的深邃理论成就,得 到了在世界科学上有至高地位的诺贝尔物理奖。现在许多人都知道,这两位中国物 理学家就是杨振宁博士和李政道博士。他们对于长久以来科学家一直深信的一个科 学观念,提出了大胆而革命性的质疑。 杨、李创造历史的革命性观点,就是在那年的5月初左右,杨振宁由长岛到哥大 和李政道会面的讨论中产生的。两人原本计划到百老汇大道和一百二十五街口一家 中国餐馆午餐,由于餐馆还未开门,他们于是把车停在餐馆前,走到附近一家白玫 瑰咖啡室,继续他们在车上的谈话,然后再转到那家中国餐馆接着讨论。午餐后他 们回到李政道在哥大的办公室,热烈的讨论延续了整个下午。杨、李这次讨论最关 键的突破乃是把宇称守恒是否成立,单独地放在弱作用中来检验。 物理是一门实验的科学,理论学家尽管可以说得天花乱坠,如果没有实验的证 据,总还是不完全的。杨、李两人在弱作用中去向宇称守恒挑战的想法,如果不是 碰上吴健雄这样一位在弱作用实验方面的权威,对这个问题的重要性有相当清楚的 体认,并且有坚持去弄清楚的决心,可以确定是不会这么快便有结果的。 吴健雄1944年初到哥伦比亚大学时,先是在曼哈顿计划中心工作,到1945年战 后,便开始全然投身于贝他衰变的研究。1952年她成为哥大物理系副教授以前,她 的实验成就早已经使她成为在贝他衰变方面世界一流的权威专家。 由于这个缘故,扬振宁和李政道决定要由弱作用入手检验宇称守恒定律时,自 然就会想到去和研究贝他衰变的权威吴健雄讨论讨论,于是在5月里的某一天,和吴 健雄同在哥大的李政道便由他在物理系普平物理实验大楼八楼的办公室,到十三楼 吴健雄的办公室去看她。吴健雄立即对这个问题发生极大的兴趣,并且很仔细地和 李政道讨论起来。 许多实验物理学家不做这些实验,是因为这些实验确实相当困难。对于实验技 术有深刻了解的吴健雄,充分地了解这个实验的困难,尽管困难重重,而且很难说 一定会有结果,她依然决心立即进行这个实验。 那年春天,吴健雄原本已和袁家骝计划好,先到瑞士日内瓦出席一项高能物理 会议,然后再到东亚地区去做一趟演讲旅行。这是他们1936年离开中国以后,二十 年来头一次回到东亚去。为了这趟旅程,他们还订了伊莉莎白皇后号邮轮的票,准 备坐船横渡大西洋。吴健雄由于认识到这个实验的重要性,应该马上做一个清清楚 楚的检验,于是要求袁家紧一个人去,让她留下来做实验。袁家骝也是一位物理学 家,他很清楚认识到立即进行这个实验的重要,因此便一个人踏上这趟归乡之旅。 在这段时期,吴健雄已经为她决意要进行的实验,做了相当周全的准备。在实 验进行过程中,由于吴健雄在纽约哥伦比亚大学还有教学和研究工作,因此每个礼 拜总是华盛顿和纽约两头跑,并不是所有时间都在国家标准局的实验室。吴健雄19 56年回纽约过圣诞节假期时,他们的实验已经差不多可以说是成功了。但是吴健雄 十分担心他们在实验中犯了什么错。尽管她把实验的最新结果告诉了杨振宁和李政 道,但是她说她还要再次查验,并且要他们暂时不向外界透露消息。 但是,年轻的李政道显然不以为然,1957年1月4日,哥大物理系又举行行之有 年的“星期五午餐”,在这次聚会上,他告诉了与会的人士。当时也在哥伦比亚大 学的实验物理学家李德曼听到这个消息后想,如果已经知道宇称在弱作用中是不守 恒的,那么以他正在进行的实验,加上一些小小的运气,或许就可以利用知与卜粒 子,进行另外一种可以验证宇称不守恒的实验。 当天晚上十点钟左右,李德曼和加文已经想出进行实验的办法。这个实验一共 只花了四天就做出来了,而且得到相当明显肯定的结果。对于这个巧妙实验的设计, 加文有着极其关键的贡献。 1月8日早上6点钟,李德曼打电话给李政道,宣称说,“宇称定律死了。” 吴健雄在1月2日那天,回到华盛顿的国家标准局。她和四位合作者再次详细核 验他们的实验。吴健雄说,由1月2号到8号,是他们实验工作最密集的一段时间,他 们一次一次地把温度降到液态氨的低温,检验所有可能推翻他们结果的因素。那时 候,研究生哈泼斯总是用一个睡袋睡在实验室地板上,每当温度降到所需的低温, 他就打电话通知吴健雄和其他三人,在寒冷的冬夜里,赶到实验室去工作。 到了1月7日,有关李德曼、加文利用。介子衰变成卜粒子再衰变成电子和微中 子的实验成功的消息,已开始广为流传,国家标准局的局长等高层人员,也都打电 话来探询吴健雄的实验结果。 吴健雄在另外一个实验已证实宇称不守恒的巨大压力之下,一点也没有掉以轻 心,继续进行各种仔细的查证。1月9日清晨两点钟,他们终于将预定要进行的实验 查证全都做完,五个从事这项实验的科学家聚在实验室中,庆祝这个科学史上的伟 大时刻。哈德森笑着打开他的抽屉,由里面拿出一瓶1949年份上好的法国红酒和几 个纸杯放在桌上,然后他们为推翻宇称守恒定律而干杯。 一般科学家得到研究成果后,总是要尽快地将他们的报告寄到一些科学期刊去 发表,科学期刊通常会先送给一些同行的一流科学家翻阅后,才决定是不是刊登。 不过无论科学家的结果报告是什么时候刊出的,科学期刊总会同时注明他们收到这 份报告的日期。科学期刊发表的报告以及报告收到的日期,便成为科学家决定其一 项科学成果荣誉属谁的一个指标。 吴健雄的实验完成后,他们也要准备写一份报告论文。由于吴健雄是这个实验 的提议人,对这个实验有清楚的认识,因此在实验接近尾声时,她便已独自完成了 一份报告。实验做完后的那个星期天,国家标准局的四位科学家和吴健雄坐下来, 准备谈报告论文的事,却看到吴健雄已经拿出了一份写好的论文,对于吴健雄没有 和他们作任何讨论便写好的报告,都感到有些意外。原先他们心中总认为这是一个 彼此合作的实验,但是现在他们才发现,在吴健雄心中这是她的实验,其他的人都 是给她帮忙的。 她应该得诺贝尔奖 对一般人来说,宇称不守恒也许还是晦涩难懂,对十分深奥遥远的科学定律甚 至有一种误解,说他们是推翻了爱因斯坦的相对论。而到现在为止,这个理论没有 什么实际的应用价值。 对于科学家来说,这却是无可比拟的一个重大的革命性进展。吴健雄在完成实 验后,有两个礼拜时间完全无法入睡。她一再地自问,为什么老天爷要她来揭示这 个奥秘?她说,“这件事给我们一个教训,就是永远不要把所谓‘不验自明’的定 律视为是必然的。” 1月16日,在世界舆论界享有崇高地位的《纽约时报》,以头版刊出了新闻,报 道这件科学大事,他们用的标题是“物理的基本观念宣称已经由实验而推翻”。在 这则相当长的报道中,述拉比的话如此说道,“就某种特定的意义来说,一个完整 的理论架构,可以说已经由基础上动摇了,而我们并不清楚,这些破碎的东西会如 何地组合起来。” 1月17日,《纽约时报》以“表象与真实”为题,发表了一篇社论,在结尾这样 写道:“这项宇称不守恒的发现,被认为已经为建立一个有关组成物质宇宙基本构 成物的完整理论,移去了一个主要的路障。理论会是什么样子,也许还要花上二十 年的时间,但是物理学家现在很有信心地认为,他们终于找到了一条走出‘宇宙丛 林’的道路。” 消息公布后,世界各地的科学家,都奔往他们的实验室,重复这个重大的实验, 吴健雄接到无数的询问,也得到许多的道贺。 由于这个科学发展的影响深远,所以吴健雄立即接到无数大学和实验机构的邀 请,要她去讲述她的实验,这使得一向不喜欢旅行的吴健雄,来往奔波得很厉害。 那一年吴健雄的演讲旅行,井不仅限于美国,还到了欧洲的瑞士、法国、意大利, 还有以色列等地访问,所到之处都受到相当的瞩目。 那一年瑞典皇家科学院的诺贝尔委员会,没有把诺贝尔奖颁给吴健雄,使得许 多人感到意外和不满。许多大科学家都公开表示了他们的失望和不以为然。1988年 得到诺贝尔奖,和吴健雄在哥大有长时间同事情谊的史坦伯格就以为,那年诺贝尔 奖没有同时颁给吴健雄,是诺贝尔奖委员会最大的失误,原因是宇称不守恒的构想 虽然是杨、李提出的,但是却是吴健雄做实验发现的。 吴健雄到现在还没有得到诺贝尔奖,也引起许多人的好奇和猜测。由于诺贝尔 奖委员会的得奖人选资料,要经过五十年才解禁,公开供学术研究,因此除非到公 元2006年以后,恐怕还不能弄清楚吴健雄为什么没有得奖的这段历史公案。但是有 些说法却也或许能为这件事提供一些解释。 美国物理学会第一位女性会长 1973年初,美国物理学家召开年会,并且宣布哥伦比亚大学的吴健雄女士为美 国物理学会的副会长当选人,根据美国物理学会的规定,副会长当选人将自动在第 二年成为副会长,并在第三年就任会长,这也就是说,吴健雄将在1975年成为美国 物理学会的会长。 了解美国物理学会和美国科学界的人就会知道,吴健雄的获选是非比寻常的头 等大事。美国科学界向来是一个男性主宰的社群,而美国物理界的成员由于多是二 次大战美国国防科技发展的主导者,更是在美国有着巨大影响力的团体,像前些年 里根政府发展“星战计划”,美国物理学会便发表声明反对,造成很大影响。这个 团体过去不但是由男性主宰,其会长一职更一直都是由男性白人担任,从无例外。 吴健雄是一位女性,又有中国的血统,可以说是完全打破了美国物理学会长久 以来的“规矩”。吴健雄成为美国物理学会有史以来第一位女性会长,在当时引起 很大的注意,许多媒体都报道了此事,而她也是迄今为止,唯一获选担任此一职位 的中国科学家。近些年,诺贝尔奖得主杨振宁、李政道也曾先后参加竞选,但是都 没有选上。 1975年吴健雄正式担任会长,确实做了许多杰出的工作,她还是像过去从事科 学实验工作一样,非常努力、非常坚持地投入物理学会的工作。在吴健雄担任会长 期间的诺贝尔奖得主阮姆西说,吴健雄在做会长时,对于许多科学事务的判断和决 策,令他印象深刻,他认为吴健雄是一个非常好的会长。 吴健雄在科学上的成就,也使她得到许多赞颂的称号。在1957年完成举世震惊 的宇称不守恒实验之后,便有了“世界最顶尖女性实验物理学家”的称号。后来又 被她在柏克莱时代的老师,诺贝尔物理奖得主塞格瑞称之为“核子物理的女皇。” 70年代吴健雄亦被人称呼为“物理研究的第一夫人”。 中国情怀 新中国成立后,在海外的著名中国学人中,诺贝尔奖得主杨振宁是头一个回大 陆访问的。他在1971年春天看出冻结了二十一年的中美关系,显现出解冻迹象,亦 认识到这个重见故乡、家人、亲友的机会,还可能因一些变化因素而重新关闭。因 此他就在1971年7月,到大陆停留了四个礼拜,访问了许多地方,回美国后在好几个 会议和演讲会上,报告他的大陆观感,盛赞中国大陆的成功和进步。 第二年除杨振宁再去大陆访问,探视家人亲友之外,还有知名物理学家李政道 亦往访大陆,另外则有一个学者访问团,由著名物理学家任之恭任团长。这些先后 大陆往访行动,加上这些人与吴健雄亦皆熟识,回来难免有所谈论,任之恭亦曾劝 吴健雄、袁家骝回大陆看看,于是乃有1973年他们的回大陆之行。 吴健雄和袁家骝都是1936年离开中国,睽违故土三十七年的感情,自是深重难 言的。他们是在1973年9月22日到达广州,然后再到上海,并回到吴健雄浏河的老家。 在这一次的大陆之行中,吴健雄和袁家骝与周恩来总理在北京人民大会堂有一 次会面。周恩来早年是天津南开中学毕业,他的开明思想和睿智眼光,不仅受到国 内人民爱戴,也最是得到海外知识分子的敬重。这一次会面是在那年的10月15日, 由六点钟吃饭谈话,一直延续了六个小时。这是吴健雄与袁家骝的头一回与周恩来 会面,也是仅有的一次,但是对周恩来推崇备至,留下了极其深刻的印象。 周恩来的那次宴会,是选择在人民大会堂的安徽厅。周恩来和他们二人一见面, 就表示选安徽厅是因为吴健雄是江苏人,袁家骝是河南人,而安徽正好是在江苏和 河南中间。周恩来处事的周到和细心,使他们大为感动。 周恩来和吴、袁二人谈话中,还向吴健雄表示了歉意,原因是文革把她父亲的 坟给破坏了,使她无法祭拜,他还给吴健雄看当年去和苏联谈判签的约,并说将国 民党丢掉的都要了回来,周恩来的广博见识和一流政治家的气度,使吴健雄和袁家 骝一直津津乐道,钦佩不已。 以后的数年,吴健雄和袁家骝还有数次回大陆访问讲学的经历。70年代末期, 北京要建造一个高能量的质子加速器,进行粒子物理的研究,袁家骝和吴健雄也一 起建议支持此一计划,后来这个计划并没有成功,改成一个电子和反电子能量较小 的加速器。 吴健雄从来没有忘记她中国的根,她的衣着举止,行事为人,外在形象上是中 国的,内在精神上更是中国的。吴健雄之所以如此,来自她对自己文化深刻的认识, 也因而有了深厚的信心。 吴健雄对中国文化的涵养和信心,最早是来自家中的教育,尤其是她的父亲。 她经常说起她父亲给她的启迪,说父亲虽没有到国外念过书,但是思想比去过国外 的人还新,她也说在国外这么多年,看过这么多人,也一直觉得没有几个人比得上 她的父亲。 在年幼的时候,父亲也培养她接触中国古籍的兴趣,有时碰到机会,也会说一 些道理。吴健雄小的时候也念了《古文观止》、《论语》等许多中国的古书,她也 一直觉得中国的古书许多地方很深刻,很有道理。 1988年,吴健雄再次回到老家测河,出席纪念她父亲吴仲育先生的百岁诞辰, 并且捐出自己多年来工作和获奖所得的部分积蓄,成立了一个吴仲裔基金会,每年 用利息的六万人民币,一部分给明德学校的学生作奖学金,并用于购置图书,一部 分则给老师用来改善他们的教学水准和进修。 明德学校是吴健雄的父亲吴仲裔先生所首创,最早只有小学,现在则已发展成 由幼稚园到高中部的综合学校,学校目前由小学三年级起便教授英文。后来吴健雄 还购买许多电脑,使明德学校由小学四年级起便有电脑课。这些改善使得浏河这个 乡下学校得到发展机会,许多当地学生由小学一直可以念到高中毕业。 在美国生活了半个多世纪,就如吴健雄的老友、世界最著名的华人建筑师贝聿 铭说的,“中国人还是中国人,只是有了世界的眼光。”吴健雄有了世界的眼光, 但是她内里仍是一个中国人,她家客厅里挂着几位著名的中国画家的国画,书架上 有许多中国古书。 也许是她内心里强烈的中国情怀,有时吴健雄偶尔竟会说起中国话来。而她有 时在实验室工作得疲累之时,亦会说起中国话来。 对于纽约的中国餐馆,她总有着相当的偏好,她的许多外国朋友也说,吴健雄 似乎总知道哪里有好的中国餐馆。其实吴健雄算不上是一个美食家,她特别喜欢的 一些中国餐馆,像纽约中国城的“三六九”、百老汇大道上的“全家福”,以及哥 大住家附近的“月宫”,也都是经济实惠的饭馆。她与那些老板也都熟。后来“全 家福”关门远迁,“月宫”关门老板病故,都引得她无限的伤感。 退休后的吴健雄,近年由于年事已高,身体大不如前,较多时候是待在家里。 在她的客厅中的茶几上,有一个台湾大理石的石头圆盘,圆盘中以清水养着几块石 头,是南京雨花台的红石,水自然是美国的水,这个饶富象征的组合,或许正是吴 健雄的心境写照。 (原载1997年3月10日《文汇报》