爲什麼說沒有吳健雄的幫助,楊振寧、李政道就無法獲諾貝爾獎
1957年10月31日,瑞典皇家科學院宣佈:楊振寧、李政道獲得年度諾貝爾物理學獎。消息傳出後,不少人在祝賀兩位年輕科學家名至所歸的同時,也很納悶,爲何驗證了楊振寧和李政道的弱相互作用下宇稱不守恆設想的吳健雄,沒有和他們一道獲獎呢?
事情還要從1956年說起。
當時,全世界的科學家都認定,“宇稱守恆基本粒子和它們的鏡像的表現是完全相同的”,這也就是存在了很多年的“宇稱守恆定律”。
但是,楊振寧與李政道卻對這條定律產生了懷疑,並且還做了大膽的推測,之後他們共同發表論文,提出了“宇稱不守恆理論”。
然而,科學家們認爲楊振寧和李政道提出的理論缺乏實驗數據,因此只能算是空殼理論。
楊振寧和李政道爲了驗證自己的推測,他們先後找過不少實驗物理學家,希望能與他們合作進行實驗,從而驗證“宇稱不守恆定律”理論的正確性。
可是,許多科學家卻認定楊振寧和李政道的理論無法成立。再加上做這個實驗,還涉及到經費及實驗的種種困難等,因此沒有人願意同他們合作。
此時的吳健雄,已經是核物理學領域的知名人士。她不光在美國製造原子彈的曼哈頓計劃中作出了很大貢獻,而且她還是β衰變方面的權威科學家。
於是,楊振寧和李政道帶着希望找到了吳健雄。
說起來,吳健雄和楊振寧一樣,都是來自中國的華人科學家。不同的是,吳健雄是一位美貌與才華齊驅並駕的美女科學家。
吳健雄是典型的江南美人,她於1912年出生於江蘇蘇州的一戶書香世家。她的父親吳仲裔是一位思想開明的愛國知識分子,由於沒有重男輕女的思想,吳健雄從小就得到了與族中子弟同等的教育機會。
吳健雄11歲的時候,考入了蘇州第二女子師範學校。她在那裡有幸聽過胡適的演講,從而激發了她要做出一番作爲的志向。
後來,吳健雄還專門到中國公學去投到胡適的門下,做過一段時間他的學生。由於她每次考試不僅交卷最快,而且答題十分完美,因此深得胡適欣賞,並把她視爲自己“最得意門生”。
那麼,吳健雄又是怎麼跨入物理學領域的呢?
原來,吳健雄由於成績優異,在女師畢業後,被保送到了國立中央大學,攻讀數學系。
也就是在國立中央大學讀大一的時候,她閱讀了大量關於物理學方面的書籍。她還被居里夫人、愛因斯坦等了不起的科學家們所吸引,於是她在大二時,轉到了物理系,並師從曾經做過居里夫人學生的物理學家施士元教授。
大學畢業後,吳健雄先後到浙江大學及中央研究院工作。
但吳健雄並不滿足於她所學到的物理知識。1936年,在家人的資助下,她孤身前往美國留學,在加州大學伯克利分校繼續攻讀物理理學。
當時的伯克利分校不光有世界上最先進的科學實驗室,而且還擁有不少世界頂級的物理學教授。
吳健雄在科學家們的引導下,她在物理學方面才能得到了充分的展現,並且憑着優異的成績,順利地拿到了物理學博士學位。
其實,早在學習期間,吳健雄就做出了很大的成績。當時她在導師賽格瑞的指導下,開始接觸原子彈物理實驗。
對於她來說,這是一個全新的領域,而她當時主要研究的項目是“鈾原子核分裂的產物”。由於賽格瑞教授忙於演講,大部分的實驗就由她單獨完成。在實驗的過程中,她得到了一些成果。而這也爲她後來加入製造原子彈的“曼哈頓計劃”,創造了無人可代的條件。
當時,吳健雄在原子彈物理實驗結束後,將她的發現寫成了博士論文發在了國際刊物《物理理論》上,一度在物理學界引起轟動。
儘管吳健雄已經取得了出色的成績,但當她表示想要留校任教時,卻因爲她的國籍及性別,還是遭到了學校的拒絕。於是她只得離開伯克利分校,在位於美國東海岸的史密斯學院和普林斯頓大學擔任講師。其實憑她的條件,完全是可以擔任教授職務,但由於當時的美國還沒有女性物理學教授,因此她始終只能擔任講師一職。
上個世紀四十年代的美國爲了爭當世界霸主,開始研發原子彈,並將其定爲“曼哈頓計劃”。儘管吳健雄對原子彈實驗很有研究,但由於她沒有加入美國國籍,因此被排除在這一計劃之外。
然而,在研發原子彈的過程中,美國科學家們也發現了不少棘手的問題,特別是技術和工程上方面要求很高。比如,科學家們建立的反應堆本來運行正常,但沒運行多久,卻停止工作了。經過研究,他們發現這是因爲反應堆在運行的過程中,產生了大量的放射性氣體氙氣。而正是這些氣體吸附了大量的中子,所以才導致反應堆停止工作。
儘管查出了原因,但科學家們想盡辦法,仍無法解決這一問題。
正好,負責“曼哈頓計劃”的主要負責人奧本海默,曾經做過吳健雄的導師,他知道吳健雄曾經做過不少原子彈物理實驗,有着豐富的經驗。所以他讓人找來了吳健雄,並破例讓吳健雄參與了這個計劃。
吳健雄果然不負衆望,她很快就找到了解決的辦法,成功恢復了消失不見的中子,從而順利地引爆了第一顆原子彈。而原子彈的爆炸也給第二次世界大戰畫上了響亮的句號。
二戰結束後,吳健雄又以“資深科學家”受邀參加了哥倫比亞大學的物理學研究,在這一時期,她主要是對β衰變方面進行研究。經過吳健雄反反覆覆進行了很多次實驗,從而驗證了β衰變理論與實驗的差異性。並且還以實驗數據,驗證了多位科學家關於β衰變方面的理論。
可以說,此時的她儼然已經是β衰變研究方面的權威科學家了。
就在吳健雄聲名遠播的時候,楊振寧和李政道以請教的方式找到了她。在聽了楊振寧和李政道所說的“宇稱不守恆”理論後,吳健雄十分感興趣,儘管她的導師兼好友泡利一再勸阻她,要她不要把寶貴的時間放在這種不會有結果的實驗上,但是求真務實的吳健雄還是把自己關在實驗室裡,用實驗最終論證了楊振寧和李政道提出的“宇稱不守恆”定律的正確性。
由於吳健雄的論證數據無可辯駁,再加上“宇稱不守恆”理論對物理學發展起到了極深遠的影響,因此在當時引起了極大的轟動。
而這也就不難理解,爲什麼楊振寧和李政道獲得諾貝爾物理學獎後,許多人卻爲吳健雄鳴不平了。
倒是吳健雄沒覺得有什麼不妥。或者說,她對這些名譽上的爭論沒有興趣。因爲,在物理學領域中,還有太多有趣的實驗等着她去論證和發現。
(參考資料:《吳健雄傳》《吳健雄:物理科學的第一夫人》等)