第三課 哥倫比亞大學名人榜——吳健雄
生命對某些人來說是美麗的,這些人的一生都為某個目標奮鬥。
吳健雄(1912~1997)美籍華人,核物理學家,被譽為“核物理女王”。1912年5月31日(陰曆4月29日)出生在江蘇省蘇州太倉瀏河鎮。物理學界巨擘泡利的得意門生。其丈夫是華裔美國物理學家袁家騮,袁世凱次子袁克文的兒子。
她出身於書香門第。父親吳仲裔在家鄉創辦了明德女子職業補習學校。由於父母提倡男女平等,從小就能與其兄弟一樣讀書識字。在家鄉讀完小學,1923年考入蘇州市第二女子師範學校,1927年以優秀成績從師範學校畢業,任這一所小學教師。
兩年後考入國立中央大學(1949年更名為國立南京大學,南大1952年院係調整分出工學、農學、師範)數學係,一年後轉入物理係(現南大物理學院),1934年,在導師中央大學(南京大學)教授施士元的精心指導下,吳健雄撰寫了《證明布喇格定律》的優秀畢業論文,1934年獲得學士學位後,受聘到浙江大學任物理係助教,後進入中央研究院從事研究工作,1936年入美國加利福尼亞大學,1940年獲博士學位,1942年在美國與袁家騮博士結婚,1944年參加了“曼哈頓計劃”(研製原子彈),1952年任哥倫比亞大學副教授,1958年升為教授,同年,普林斯頓大學授予她名譽科學博士稱號,並當選為美國科學院院士。
1972年起提任普林斯頓大學物理學教授直到1980年退休,1975年曾任美國物理學會第一任女性會長,同年獲得美國總統福特在白宮授予她的國家科學勳章,這是美國最高科學榮譽,1978年在以色列獲得沃爾夫獎,1982年受聘為南京大學、北京大學、中國科學技術大學等校的名譽教授,是中國科學院高能物理研究所學術委員會委員,1994年當選為中國科學院首批外籍院士。
吳健雄以其卓越的貢獻贏得了崇高的榮譽。1958年普林斯頓大學授予她名譽科學博士稱號,這是該大學首次把這個榮譽學位授予一位女性。她還獲得其他15所大學的名譽學位。美國總統授予她1975年國家科學勳章。1978年她獲得國際性的沃爾夫基金會首次頒發的獎金。她受聘為南京大學、北京大學、中國科學技術大學等校的名譽教授,中國科學院高能物理研究所學術委員會委員。生前多次探訪母係南京大學物理係,並與導師中央大學(南京大學)教授施士元施士元交流,並獲得南京大學榮譽博士學位。
1986年,吳健雄、袁家騮夫婦多次來到南京大學,向南京大學全校師生做了演講。吳健雄、袁家騮為鼓勵學生認真學習,在重視理論知識的同時,注重實際應用技能的培養,特在南京大學設立“吳健雄、袁家騮獎學金”,以表彰在物理實驗方麵有突出表現的學生。吳健雄70歲、80歲生日都是在南京大學度過的,南大為她舉行了隆重的祝壽儀式。
1997年2月16日吳健雄在紐約病逝,終年85歲。遵照她本人生前的願望,吳健雄的骨灰安放在她的故鄉江蘇蘇州太倉瀏河鎮,1992年在南京大學物理係創立了吳健雄圖書館,吳健雄逝世後,1999年東南大學在其校園建立了紀念館。東南大學創建了吳健雄實驗室和吳健雄學院以紀念這位中央大學傑出校友。
“東方居裏夫人”的傳奇人生
吳健雄出生在江南小鎮:江蘇太倉瀏河鎮。這方魚米之鄉地處長江出海口要衝,曆史上的交通十分便利,是市集百貨轉貿中心。
自元之後,有六國碼頭之稱。明永樂年間鄭和下西洋的起錨地即在此。吳健雄的父親吳仲裔先生是位思想開明有遠見卓識的達觀人士,早年就讀於著名的上海南洋公學(上海交大前身),因不滿校方禁止新思想的傳播,參與鬧學潮的行列。學潮之後,他毅然退學,轉入以倡導“學術自由、兼容並蓄”的愛國學社(蔡元培主辦)。嗣後又入同盟會,並參加上海商團,學習軍事技能。1913年袁世凱就座臨時大總統,獨攬大權,黨同伐異,導致“二次革命”。
年輕的吳仲裔積極參加反袁鬥爭。二次革命敗北,他掃興地回歸故裏。吳健雄此時出生,小名薇薇。她係健字輩,行二。族人依“英雄豪傑”命名,故得名健雄。雖為女兒身,吳仲裔倒希望她不讓須眉,胸懷男兒誌,積健為雄。
吳仲裔先生不僅思想開明,且敏而好學,多才多藝。唱歌、吟詩、彈風琴、狩獵,還迷上無線電。他自己動手裝了部礦石收音機,讓小薇薇聽到那來自天上的聲音,給她買“百科小叢書”,向她講述科學趣聞。這一切,在小薇薇的心田播下了科學的種子。
吳仲裔深明大義洞識教育之重要,特別關注女性教育。當時瀏陽鎮上有座火神廟。匪患肆虐,香火已滅,廟院為商團所占。吳仲裔苦口婆心地說服眾鄉紳,拆廟建校,明德女子職業補習學校始立。校名取意為“大學之道,在明明德"。
吳仲裔自任校長,將其妻樊複華也拉做教員。廣納四鄉平民子女讀書,除開設弘揚中華文化的《論語》《古文觀止》外,還增立數學、注音符號新興學科,研習縫紉、刺繡和園藝等。
吳健雄七歲時便進校受啟蒙教育。吳仲裔在課餘常帶女兒到鎮上的天妃廟去玩,尋覓鄭和航海事跡碑,向女兒講述三保太監鄭和率船隊下西洋的故事。“春雨潤物細無聲”,在不經意中滋潤、激發著吳健雄對科學的興趣、探索精神和愛國主義情懷。
成名後的吳健雄,回憶她的人生曆程,言及其父對她的一生影響時十分激動。她說:“如果沒有父親的鼓勵,現在我可能在中國某地的小學教書。父親教我做人要做大我,而非小我。”
椿庭恩澤,鑄就了吳健雄的輝煌。1984年10月,她第一次回到闊別40
多年的故鄉,參加母校明德學校恢複校名暨明德樓落成典禮,獨資捐建明德學校紫薇樓。她平時儉樸著稱,為設“吳仲裔獎學金”她慷慨解囊,捐出近100萬美元巨款,以這種獨特的方式表達她的“寸草心”,造福桑梓。四年後,她又專程回故鄉,參加紀念父親吳仲裔誕辰一百周年紀念活動,並親自向太倉市59名優秀師生頒發首次“吳仲裔獎學金”。
吳健雄由一個普通農村的女孩子,成長為一顆從微觀係統出現的大星,是中外眾多師長培育之果。人們愛稱吳健雄是中國的居裏夫人。
盡管她是1936年赴美,而居裏夫人1934年已作古,失之交臂;但吳健雄在中央大學作畢業論文的指導教師施士元先生是居裏夫人的學生,由此而言倒真有一種嫡親的師承關係。
吳健雄到美後,能以一個外籍女科學家的身份參與製造原子彈的“曼哈頓計劃",一緣其時她本身已嶄露頭角,更得力於她的老師美國“原子彈之父”、這項計劃的主持人奧本海默對她的賞識和厚愛;吳健雄在柏克萊的導師、1959年的諾貝爾獎得主塞格瑞對她更是喜愛有加。
他們共同發現了對鈾原子核分裂連鎖反應有關鍵影響的惰性氣體“氙”。吳健雄就有關研究結果寫了篇論文,前列塞格瑞的名字準備發表,塞格瑞發現後刪去了自己的名字。這篇論文以吳獨自署名的方式在美國最有權威的《物理評論》上刊出,奠定了她在物理界的地位,也使她順利地獲得了博士學位。此舉成為科壇佳話。塞格瑞早年遊學歐洲,與居裏夫人有所過從。他在評論吳健雄時寫道:“她的意誌力和對工作的投身,使人聯想到居裏夫人,但她更加入世、優雅和智慧。”
吳健雄是吳家出生的第一個女孩。幼時的吳健雄長得眉清目秀,十分討人喜歡。和其他許多小孩一樣,在學習方麵,吳健雄也是從詩文背誦、識方塊字和算學起步的。在學習過程中,吳健雄已顯現出頗不尋常的智力。
1923年,11歲的吳健雄到離家50裏的蘇州去讀書。吳健雄就讀的蘇州第二女子師範是當時一所相當有名的學校。校長楊誨玉女士是一位很有眼光的教育家,經常邀請知名學者來校演講。在這些學者中,給吳健雄印象最深的是胡適先生。其實,在胡適來校演講之前,喜愛看書的吳健雄已在《新青年》等雜誌上讀過胡適的文章,對胡適非常仰慕。
胡適來校演講前,校長楊誨玉知道吳健雄的文章寫得很好,又對胡適很崇拜,便說:“健雄,你一向喜歡胡先生的思想,這一次就由你來把演講記錄寫出來好了。”吳健雄還記得,胡適那次演講的題目是“摩登的婦女”,內容是講婦女應如何在思想上走出舊的傳統,令吳健雄眼界大開。她像著了迷似的,次日又追隨到東吳大學再次聆聽。胡適演講的風度,對社會改造、對新時代婦女的見解,使少年吳健雄“思緒潮湃,激動不已”。
1929年,吳健雄以優異成績從蘇州女師畢業,並被保送到中央大學(現南京大學)。吳健雄念的是師範,按規定要先教書服務一年,才能繼續升學,但由於當時規定並沒有那麽嚴格,因此吳健雄在這一年當中並沒有去教書,反倒是進了上海的中國公學再讀一年書,因而也有機會成為胡適的得意門生。吳健雄曾說過,在一生中影響她最大的兩個人,一個是她父親,另一個則是胡適先生。
剛開始的時候,胡適並不認識吳健雄,雖然他知道中國公學有一個資質極其優異的學生叫吳健雄。有一次考試,吳健雄就坐在前排,考試是三個鍾頭,吳健雄兩個鍾頭就第一個交了卷。胡適很快看完卷子,送到教務室去,正巧中國公學的兩位名師楊鴻烈、馬君武都在。胡適就說,他從來沒有看到一個學生對清朝三百年思想史懂得那麽透徹,於是給了她一百分。楊鴻烈、馬君武二人也同時說,班上有一個女生總是考一百分。於是三人各自把這個學生的名字寫下來,拿出來一看,結果三人寫的都是吳健雄。
吳健雄和胡適的這段師生經曆,不但吳健雄認為對她影響深遠,而且胡適也曾在公開場合說過,這是他平生最得意、最自豪的事情。胡適勉勵吳健雄:“凡治學問,功力之外還需要天才。龜兔之喻,是勉勵中人以下之語,也是警惕天才之語。有兔子的天才,加上龜兔的功力,定可以無敵於一世。僅有功力,可無大過,而未必有大成功。你是很聰明的人,千萬尊重自愛,將來成就未可限量。這還不是我要對你說的話,我要對你說的是希望你能利用你的海外往留期間,多注意此邦文物,多讀文史的書,多讀其他科學,使胸襟闊達,使見解高明,做一個博學的人。凡一流的科學家,都是極淵博的人,取精而用弘,由博而反約,故能大有成功。”胡適對吳健雄有著深遠影響。後來在台北和美國許多地方,他們多次見麵談話。胡適對吳健雄期許甚高,嗬護備至。一次胡適外出旅遊,瞥見英國物理學家盧瑟福的書信集,特地買下寄給她。
1936年胡適趁到美國參加哈佛大學三百周年紀念演講之際,專程到柏克萊去和吳健雄作了長談。次日胡適等船回國之間隙給吳健雄寫了封長信,勖勉有加。信發出十多天後,胡適忽然想到信中的一個字母“M”係“A”之誤,專此又去函更正。胡適這一字不苟的精神使吳健雄受了“很大的啟示”。距此23年後,吳健雄已躋身世界著名科學家的行列,是時,她追懷往事,思緒萬千。
在一封致胡適的信中說:“幾星期以前在整理舊物時,翻到我在西部做學生時您給我的信件,有一封是我剛從中國來到西岸後不久時你給我的信。信中對我獎掖誘導,竭盡鼓勵,使人銘感。所以我把它翻印出來特地寄奉,不知老師還記得否?我一生受我父親和你的影響最大……”吳健雄對胡適的仰慕以及後來胡適對吳健雄的激賞,盡管有人說此"給人們許多想象的空間”,也隻是世人的想象而已。也有人認為:吳健雄對胡適一直執弟子禮,“不過以她當時的年紀和人生經曆,衡度那時的社會風氣,在吳健雄純稚熱烈的少女情懷中,無疑有著愛慕情懷的。”
吳健雄也確有留給他人想象空間情感十分微妙的手劄:“剛在電話中替你道別回來,心想您明天又要‘黎明即起’的去趕路,要是我能在晨光曦微中獨自駕車到機場去替您送行多好,但是我知道我不能那樣做,隻能在此默祝您一路平安。”“但另一方麵卻又怕您以為我誤會您的意思,使您感到不安,其實以我對您崇敬愛戴之深,絕沒有誤解您的可能,請絕對放心好了。”“念到您現在所肩的責任的重大,我便連孺慕之思都不敢道及,希望您能原諒我,隻要您知道我是真心敬慕您,我便夠快活的了。”吳健雄對自己所取得的成就,總不忘恩師的嘉惠。她說她的研究成果“不過是根據胡先生平日提倡‘大膽假設,小心求證’之科學方法”。
1962年2月24日,台北“中研院”院士會後,下午有個酒會,吳健雄、袁家騮應邀出席。胡適講完話後請吳健雄講,吳健雄說他們已公推吳大猷作代表發言了。胡適遂請院士們用點心,正和朋友打招呼,忽然麵色蒼白,爾後仰身倒下,後腦勺碰到桌沿再摔到地上,吳健雄親眼看到這一慘劇,“悲痛萬分,泣不成聲”。
翌日,吳健雄到殯儀館瞻仰胡適遺容“全身發抖,悲傷尤甚”。三年之後,吳健雄伉儷再度赴台到胡適墓前掃墓、獻花、參觀胡適紀念館。吳健雄把那封她珍藏了29年的信即1936年胡適在舊金山等船時給她的一封勉勵信交給胡夫人,胡夫人亦將其放在展館中陳列。
一個美麗而動人的師恩三疊的故事,就此畫上了句號。
20世紀30年代初,吳健雄開始大學求知生涯之時,物理學在西方正經曆革命性變革。對於令人眼花繚亂的物理學進展,18歲的吳健雄雖然並不完全知曉,但她少年時念過關於居裏夫人的傳記,居裏夫人是吳健雄崇拜的偶像。不過,她完全沒有想到,不到20年後,自己會因為在原子核物理方麵的傑出貢獻而被譽為“中國居裏夫人”。
大概是物理女皇吳健雄王冠上的寶石太璀璨奪目,以致她的先生袁家騮博士顯得些微黯淡了。其實袁家騮也是享有國際聲譽的物理學家,在高能物理、高能加速器和粒子探測係統研究上卓有成就。他們是華人中最知名的一對伉儷,人稱神仙眷侶。
袁家騮出身顯赫,是袁世凱“二皇子”袁克文的公子。袁家騮幼時在老家河南安陽讀書,13歲時到天津上南開中學,後入燕京大學攻讀物理。在燕大的校長司徒雷登的幫助下,得獎學金赴美深造。
袁家騮雖出身世家,但為人有品,他謙和、誠懇,待人有禮,廣結善緣。他自小聰明伶俐,才華橫溢。13歲時作一首詠雪的五言絕句:“入夜寒風起,彤雲接海橫。紛紛飄六出,路靜少人行。”受其父賞識。袁家騮多才多藝,對評劇、國樂都有興趣,也會拉二胡,到美國還把二胡帶在身邊,興時一起,便把《教我如何不想他》《毛毛雨》等歌曲譜寫下來自娛。
他們的相識,緣於一位在美長大的華裔Victor楊。1936年8月,吳健雄到柏克萊經友人介紹認識了楊。楊告訴她,兩個禮拜前中國剛來一個留學生也是學物理的,叫袁家騮,並介紹他們相識。吳健雄想參觀學校的物理係,袁家騮充當向導。學校原子實驗設備的完善和精良吸引了吳健雄,她毅然改變東去的計劃,決定留在柏克萊,遂與袁家騮成了同窗。
吳健雄才貌出眾,又飽受中國傳統文化的熏陶,愛穿中國的高領旗袍,更顯女性的柔媚,加之她的氣質典雅,成了男生們欽羨的焦點,眾星捧月一般。他們將她的姓氏“吳”發聲作“嗚”,半開玩笑地唱在一首情歌中。連女同學也親昵地叫她“基基”(中國話姐姐的發音)。但袁家騮終於使愛的方舟停泊在自己的港灣。吳健雄畢竟是有中國傳統的女性,她迷人的外表和謹慎的言行裏有一種理性和誠實的個性。羨於吳健雄的成就和才貌,婚前婚後身邊來自男性的騷擾始終不斷。吳健雄從容大度,應付裕如,又不失禮。
1957年在以色列開的一個物理學國際會議上,一位主持會務的男士邀請她在以色列逗留幾個月,遊覽訪問。當時吳健雄與同一實驗室的一男性物理學家同去的。她笑著回答邀請者,指著同仁說:“你去問他吧,如果他來我就來。”禮貌而又風趣地婉拒了。另一次,一位男士戲稱她為“袁教授”,她大為不悅地更正道:“我是吳教授,袁太太。”1975年她破例打破男人的天下,當選美國第一任物理學會女會長。一位慕名而來采訪的記者,在拜訪後十分感佩地說:“她全身上下每一英寸都像一個會長。”其風度的迷人不言而喻了。
1942年5月30日,吳健雄30歲生日的前一天,她與袁家騮結婚了。婚禮是在袁家騮的指導教授、諾貝爾獎得主密立肯家中進行的。隆重而簡樸。密立肯教授送給他們禮物是一句話:“實驗第一,生活第二。”兩人在美國的許多同學好友都前來慶賀,錢學森也在座。婚後他們到洛杉磯的一個海灘上度“蜜周”(隻一個禮拜),便投身於各自的教學、研究工作中。婚後,他們相親相愛。袁家騮克盡丈夫的職守,還延攬太太的活兒,練就十八般武藝:洗衣、吸塵、帶孩子以至下廚。袁家騮烹飪的代表作是紅燒獅子頭。
他盡可能地讓吳健雄全身心地從事研究。袁家騮在金婚歲月談感受時,一派紳士風度地說:“夫妻也如同一個‘機關’,需要合作,婚前要有承諾,婚後要協調。”朋友評論袁家騮一貫以太太為榮,說:“不管吳健雄去什麽場合,拎照相機的人總是袁先生!”結婚不久,因工作關係,他們成了牛郎織女。一個在新澤西州普林斯頓大學,一個在麻省史密斯學院,各自從事自己的教學或研究。隻有周末,兩人才在紐約相會。
1956年,楊振寧、李政道懷疑“宇稱守恒定律”,因實驗太困難,希望渺茫,無人肯接受。他們找到吳健雄,這時,吳健雄已與袁家騮買好返回大陸的船票,想看看闊別20多年的故鄉;但是這項極富挑戰的實驗吸引了她。袁家騮也積極支持,他退掉一張船票孤身一人回國。
吳健雄的實驗終於成功了,她作為人梯把兩位年輕的中國科學家推上了諾貝爾獎領獎台。生活中也偶有瑣事發生小矛盾,袁家騮解決的秘訣是:“太座第一。”家中的許多事多為吳健雄作主,但她對丈夫又有種天性的依賴。每遇到棘手的事,她總對人說“等家騮再說”。
她常向人誇耀:“我有一個很體諒我的丈夫,他也是物理學家。我想如果可以讓他回到他的工作不受打擾,他一定會比什麽都高興。”誰主沉浮?
在家裏好辦,到外麵就頗令人費思量。說來有趣:1973年他們回大陸探親,周總理在人民大會堂宴請。大會堂每省都有一個廳,通常是以客人的省籍來安排接見的地點。袁是河南人,吳是江蘇人。怎樣才體現平等呢?還是周總理高明,最後決定安排在介於蘇豫之間的安徽廳,以示“公平”。
吳健雄終先袁家騮駕鶴遠行,袁家騮不勝悲哀。葉落歸根,袁家騮親自護送吳健雄的骨灰回大陸,安葬於蘇州太倉瀏河。吳健雄的墓地在明德學校紫薇閣旁,墓體設計由貝聿銘任設計顧問。明德學校的科技樓被命名為“吳健雄樓”,袁家騮捐贈25萬美元作為基建費。他表示,他是瀏河的女婿。瀏河是他的第二故鄉。作為一個科學家,他拿不出更多的錢來,但他可請海內外優秀的科學家來做學校的顧問,推動明德學校的發展。
吳健雄的科學貢獻
1956年之前,吳健雄已因在β衰變方麵所作過的細致精密又多種多樣的實驗工作而為核物理學界所熟知。
1956年李政道、楊振寧提出在β衰變過程中宇稱可能不守恒之後,吳健雄立即領導她的小組進行了一個實驗,在極低溫(0.01K)下用強磁場把鈷-60原子核自旋方向極化(即使自旋幾乎都在同一方向),而觀察鈷-60原子核β衰變放出的電子的出射方向。
他們發現絕大多數電子的出射方向都和鈷-60原子核的自旋方向相反。就是說,鈷-60原子核的自旋方向和它的β衰變的電子出射方向形成左手螺旋,而不形成右手螺旋。但如果宇稱守恒,則必須左右對稱,左右手螺旋兩種機會相等。因此,這個實驗結果證實了弱相互作用中的對稱不守恒。由此,在整個物理學界產生了極為深遠的影響。
健雄對β變的一係列實驗工作,特別是1963年證明的核β衰變中矢量流守恒定律,是物理學史上第一次由實驗定實電磁相互作用與弱相互作用有密切關係,對後來電弱統一理論的提出起了重要作用。
關於β衰變的研究對原子核物理和粒子物理的發展具有極重要的意義。吳健雄從事這一專門領域的研究多年,被公認為是這方麵的權威。她與S.A.茲科夫斯基(Moczkowski)合著有《β衰變》一書;在K.西格邦(Siegbahn)所編《α-,β-和γ-射線譜學》一書中,吳健雄也是關於β衰變和β相互作用部分的撰稿人。前麵所述兩項主要學術成就實際上也都與β衰變研究直接有關。下麵再就吳健雄在β衰變研究方麵的學術成就做些補充。
1.證實了β譜形狀的源效應,澄清了早期β衰變理論中的一些錯誤,支持了費米理論。
2.對β衰變的各種躍遷,特別是禁戒躍遷的全部級次進行了係統的研究,豐富和完善了β衰變的理論。
3.對雙β衰變的研究。1970年,吳健雄等報道了一次在美國克裏夫蘭附近的一個600餘米深的鹽礦井內進行的48Ca雙β衰變則實驗。實驗選在深礦井內是為了盡量減少宇宙線的背景輻射。
1935年愛因斯坦、波多爾斯基、羅森發表了一篇論文,對哥本哈根學派創立的量子力學描述的完備性提出了疑問,他們的看法可歸結為一個佯謬。由於對量子力學關於物理量可測度性及概率概念的認識有不同看法,愛因斯坦始終認為應當有一種理想的、確定的、對物理實質有完備敘述的理論出現以代替目前的量子力學數學結構,因而導了後來有“隱變量理論"的出現,即認為量子力學中的“概率”乃是對某些目前未知的“隱變量”作某種平均的結果。因此,幾十年來有一些物理學家企圖尋覓這些“隱變量”以建立新的、完備的量子力學,但均未成功。而另一些物理學家則否認有這些“隱變量”存在,事實上已有人證明在希爾伯特的某些條件下,目前的量子力學的數學結構是不容隱變量存在的。
吳健雄等早在1950年就發表了一篇關於“散射湮沒輻射的角關聯”的文章,實驗表明具有零角動量的正、負電子對湮沒後發出的兩個光量子,如狄拉克理論所預料,將互成直角而被極化,也證明正電子與負電子的宇稱相反,說明與目前的量子力學並無矛盾。
1975年吳健雄等又發表了一篇題為“普頓散射的湮沒光子的角關聯以及隱變量”的文章,報道他們測得的在一很寬的散射角範圍內到達符合的康普頓散射光子的角分布,其結果與假設電子與正電子有相反的宇稱為前提而得到的標準的量子力學計算相符。J.S.貝爾(Bell)在1964年曾對任何局部隱變量理論所能預言的角分布取值圍作了限定,而吳健雄等所觀察到的角分布在假設通常的量子力學康普頓散射公式是正確的前提下並不符合貝爾的限定,這樣也就再次對局部隱變量理論作了否定,從而在更高程度上支持了量子力學的正統法則。
從20世紀60年代中期開始的10年間,吳健雄集中力量從事這一中、高能物理領域的實驗工作。發表了大量論文,有不少工作富有首創性和很高的學術價值。
μ子物理方麵的工作包括:Sn,Nd,W等元素的μ子X射線的同位素移的測定;209Biμ子X射線的磁偶極和電四極矩超精細相互作用的研究;近10種μ子原子中核γ射線的測定等。
介子和反質子物理方麵的工作主要是利用布魯克海文國家實驗室內的交變梯度同步加速器產生的強大的K-,∑-和粒子流,以高分辨率Ge(Li)探測器為工具,用奇異原子方法準確地測定了這些粒子的質量和磁矩。
在1958年發現穆斯堡爾效應之後,吳健雄就開始對它進行深入研究。他們專門研製了一種閉環氦致冷器用於低溫穆斯堡爾效應研究,其溫度控範圍為20—300K,對於放射源或庫侖激發源均可使用。他們用庫侖激發後產生的穆斯堡爾效應,分別測量了鎢同位素(182,184,186W)和鉿同位素(176,178,180H)的第一激發2+態中的電四極矩的比率,並與轉動模型所預期的結果做了比較。在1978年,他們進一步用一個3He/4He稀釋致冷器使穆斯堡爾測量得以在低至0.03K的溫度下進行,以研究氧高鐵血紅素的磁性質與弛豫特性,結果表明在約0.13K時該血紅素進行磁躍遷;利用這一裝量還在諸如收體溫術、弛豫效應、與溫度有關的超精細場的研究等方麵進行了一些實驗,得出了許多有意義的結果。
吳健雄軼事
1930年吳健雄進入中央大學,攻讀數學專業。吳健雄資質俊秀,學習遊刃有餘,在求知欲的驅動下,她翻閱了一些有關X光、電子、放射性、相對論等方麵的書籍,沒想到一下子便被倫琴、貝克勒爾、居裏夫婦、愛因斯坦等科學巨匠給深深地吸引住了。於是,她第二學年便申請轉到了物理學係。
中大物理係有許多名師,有研究光學的係主任方光圻,有天文學家張鈺哲,有教電磁學的專家倪尚達,後來又來了一位教授近代物理的施士元。施士元在法國巴黎大學鐳研究所跟隨居裏夫人做研究多年,是居裏夫人為中國培養的唯一的博士。教學之餘,他向同學們講述了居裏夫人的種種逸事,這些都使得對居裏夫人崇拜有加的吳健雄倍感親切。那個時候,不管是在教室,還是宿舍和飯堂,吳健雄經常都會說到居裏夫人如何如何,仿佛居裏夫人是一位她所熟悉、景仰的長輩似的。“那時,居裏夫人是吳健雄的典範”,數十年以後吳健雄的許多同學還都是眾口一詞地這麽說。
當時,中大的女學生宿舍在北極閣山下的石婆婆巷,是一片屬於教會的樓房,有東、西、南、北4座樓,房間有大有小,大的住6人,小的住3人,最小的隻容1人。
吳健雄住南樓,起初與人同住,後來為專心念書,便搬到南樓後麵平房中的小屋中閉門讀書,很少參與娛樂活動,節假日也難得出去。她有位叔父在南京任職,星期天總是開車來校,想接侄女到郊外“換換腦筋”,可每次載走的總是她的同學。越是這樣,她叔父越是擔心她的身體,越是要拉她出去“透透空氣”,但總是很難說得動她。
對於這一切,施士元都是看在眼裏,喜在心上。就在吳健雄進入中大的第二個年頭,日寇在我國東北發動了“九一八”事變;第三年,日寇又在上海挑起了“一·二八”事變。吳健雄是位很溫和的學生,但是在民族存亡的生死關頭,她在教室裏再也坐不住了。1931年“九一八”事變之後的12月,她冒雪參加了總統府門前的靜坐示威活動,逼得蔣介石不得不出來向學生做個交代。不久以後,吳健雄還成了大家公推的學生示威遊行的領頭人。
“中國人還是中國人。”這是建築大師貝聿銘在評論吳健雄中國情結時說的話。1931年吳健雄被保送進入中央大學。她與畫家孫多慈成為硯兄。同住學校後門石婆婆巷女生宿東、南兩樓。那時吳健雄身材嬌小,活潑可人。
“一雙神采奕奕的眸子,靈巧的嘴唇,短發、平鞋,樸素大方但剪裁合身的短旗袍",在全校兩百位女生中脫穎而出。“不僅是男孩子,女孩子竟也有人為她神魂顛倒呢”。
孫多慈說那時吳健雄很靦腆,人一叫,她臉一紅,點點頭,趕快避開。她的用功是有名的。功課做不完,題目想不出是不上床睡覺的。中大畢業時以總分86.3分,冠全校之首的優異成績畢業。
1936年,吳健雄在叔叔的資助下與林語堂等同乘“胡佛總統號”輪赴美求學。在美國哥大,她又巧遇孫多慈。一見如故,她邀孫多慈住她家,孫多慈正在籌辦畫展,怕影響她的研究,遲遲不去。畫展結束後,吳健雄主動找到孫多慈,見孫多慈困居在鬥室,陰暗潮濕,條件極差。吳健雄硬將她的行李搬到自己家中,騰出一間敞亮的大房間讓孫多慈住。那時孫多慈的法語不好,吳健雄為她找一位在哥大教法語的老太太輔導她。孫多慈為了謀生為餐館作大畫,時正夏日,滿頭大汗。吳健雄強要袁家騮開車去送中餐,他們見她畫的一幅大畫隻賤賣100元。吳健雄堅持以雙倍的價格買她的畫作,令孫多慈感激得潸然淚下。稱吳健雄為“大妹”的田蘊蘭教授回憶她的人品時說:“吳健雄在各方麵的表現,更甚於西方的居裏夫人。她不隻敬業,她在管理、領導上展現的才能,提倡兩性平權的見識,令人如沐春風的處世風格,教人折服。她對當代後世的影響,也必然淩駕居裏夫人。”
令世人遺憾的是,吳健雄與諾貝爾獎無緣。但她本人不介意於此。眾人為她不能成為諾貝爾獎得主打抱不平,為西方對東方的偏見、對東方女性的偏見而呐喊。十多年後,以色列人設立了沃爾芙獎,專為那些應得而未得到的諾貝爾獎落選者而設。吳健雄是該獎第一位得主,獎金甚至超過諾貝爾獎。她此生獲得的獎項與榮譽一一列出,不下兩頁紙。獎譽等身。然而她總認為自己是個平凡的東方女性。
1980年,她退休了。絢爛的生活趨於平淡。但她敬業的精神是退而不休。她的炎黃情結更濃烈。她非常關心祖國的科技教育事業,多次回國訪問講學。對北京正負電子對撞機,合肥同步輻射加速器,台灣同步輻射加速器等大型物理實驗設備關懷備至,提出許多建設性意見,並親自參與籌建工作。她還在中國物理學會、南京大學等校設立了多種獎學金。
1992年,4位諾貝爾獎得主:李政道、楊振寧、丁肇中、李遠哲,在台北發起成立“吳健雄學術基金會”,要給八十華誕的吳健雄一個驚喜。她在會前獲知,一再婉拒,竟躲了起來。她說:“我不喜歡出風頭。做研究是我的本分,我隻是運氣好,成果還不錯而已,不要以我的名字成立基金會。”最後,朋友們逼著夫婿袁家騮博士吹枕頭風,迫使她就範。
對於吳健雄絢爛多姿的一生,南京大學物理係教授中科院院士馮端讚譽道:“吳健雄教授和袁家騮教授均將他們半個世紀的生涯奉獻給了崇高的科技事業,道德文章,堪為當代青年人效法的楷模。"
吳健雄女士逝世2年後,1999年,中共中央、國務院批準在國立中央大學舊址(今東南大學)內建造吳健雄紀念館。
吳建雄紀念館建築麵積2129平方米,整體4層,地下一層。紀念館造型莊重樸實、簡潔對稱。紀念館不僅對吳建雄的生平業績進行了充分展示,而且陳列了由吳健雄家屬和美國哥倫比亞大學捐贈的大批遺物,包括她生前所獲得的獎章、獎狀、證書、聘書,有關文件、書籍,朋友及要人贈送的書畫、物品、日常生活用品等。
吳健雄的墓園在明德學校“紫薇閣”旁,墓園由東南大學建築設計研究院設計,著名華裔世界建築設計大師貝聿銘審定。
墓園占地1372平方米,於1998年5月底建成。墓園由三部分組成。墓園中間是一個圓形的瞻仰平台,平台東側有一環形花壇,墓麵向花壇,象征著吳教授永遠生活在祖國的花朵——明德學生中間。
墓園的東部是一環形照壁,照壁由8垛由低而高的照牆組成,象征著吳健雄教授勇攀科學高峰的足跡。8垛照牆高低各相差50厘米,喻示著吳健雄教授享年85歲,照壁上由楊振寧教授親自題寫的“吳健雄墓園”五個石綠色大字,熠熠生輝。
牆上嵌著6幅巨型漢白玉浮雕,這幾幅栩栩如生的畫麵記載了吳健雄一生主要的活動足跡。墓園東側是吳健雄科技樓,它與墓園連成一體,相互輝映。
墓園的西部,即為墓園的主體部分。主體呈圓形,墓穴安置在9米直徑的小池之中,水池中有兩個石球,每個球重達300多千克,當接通電源,石球會隨著水流分別順向和逆向緩緩轉動,球頂上分別噴出高低不同的小柱,它們象征著吳健雄教授在美國華盛頓低溫實驗室,通過鑽-60衰退變實驗來印證楊振寧、李政道“宇稱不守恒定律”的實驗原理模型。
在墓穴外部為呈一斜麵的圓珠筆柱體,在圓珠筆柱體的斜麵上鐫刻的中英文墓誌銘上這樣寫道:“這裏安葬著世界最傑出女性物理學家——吳健雄;她一生綿長深刻的科學工作,展現了深思力作和真知灼見;她的意誌力和對工作的投入,使人聯想到居裏夫人;她的入世、優雅和聰慧,輝映著誠摯愛心和堅毅睿智;她是卓越的世界公民和一個永遠的中國人。"
主要榮譽
1958年,當選“中華民國”中央研究院院士;當選為第一位華裔美國國家科學院院士。
1975年,當選為第一位美國物理學會女會長。
1975年,獲美國國家科學獎章。
1978年,獲沃爾夫基金會首次頒發的沃爾夫獎。
1986年,美國自由女神像建立一百周年慶典時,獲艾麗斯島榮譽獎。
1986年,楊振寧、李政道、丁肇中和李遠哲4位諾貝爾獎得主發起在台北創立吳健雄學術基金會。
1990年,南京紫金山天文台將國際編號為2752號的小行星被命名為“吳健雄星”。
1991年,獲代表理工界最高榮譽的普平紀念獎章。
1992年南京大學物理係建立“吳健雄圖書館”,東南大學建立"吳健雄實驗室”。
1994年,當選為中國科學院外籍院士。
中國設立“吳健雄物理獎”“吳健雄袁家騮自然科學基金會”。南京大學、東南大學、明德中學先後設立“吳健雄獎學金”。
1997年吳健雄逝世後,1998年“吳健雄墓園”在明德中學校內建成。明德學校建立“吳健雄科技樓”“明德樓紀念館”。
1999年,東南大學建立“吳健雄紀念館”。
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