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东方居里夫人 原子弹之母 吴健雄逝世20周年纪念

2017-02-16 微享悦读

1997年2月16日,著名物理学家吴健雄女士去世,享年85岁。虽然她与诺贝尔奖擦肩而过,但是她的贡献是被世界公认的。


吴健雄(Chien-shiung Wu 1912年5月31日-1997年2月16日),生于江苏省苏州太仓浏河镇,美籍华人,著名核物理学家、被誉为“东方居里夫人”,世界物理女王、原子弹之母、原子核物理的女王、物理科学的第一夫人、最伟大的实验物理学家,在β衰变研究领域具有世界性的贡献


年轻时期


出身书香门第的吴健雄,1912年5月31日生于江苏省苏州太仓浏河镇。父亲吴仲裔提倡男女平等,创办明德女子职业补习学校,对吴健雄的成长起了至关重要的作用。“健雄”这个颇为阳刚的名字,父亲吴仲裔希望她不让须眉,积健为雄。得益于父亲的开明思想,吴健雄自小就能与其他兄弟一样读书识字。

1923年,吴健雄小学毕业后考入苏州市第二女子师范学校

在苏州女师的实验教育中,除了聘有许多优秀的师资,教授新式教材的课程外,学校教育上很特别的一点,就是经常邀请有名的学者来校演讲,甚至有许多是国外的出名学者。


 给吴健雄深刻影响的,是胡适先生的演讲。其实胡适来校演讲以前,喜好看书的吴健雄已经在图书馆里的《新青年》、《努力周报》等杂志上看过胡适的文章。她对于这位在美国留过学,回国后亟思改造旧中国的年轻北大教授的新颖思想,早已衷心的向往。

 胡适那一次到苏州女子师范来演讲,吴健雄在女子师范已有相当时日,校长杨诲玉由于知道吴健雄的文章写得很好,又对胡适很崇拜,便特别对她说,“健雄,你一向喜欢胡先生的思想,这一次就由你来把演讲记录写出来好了。”

胡适来苏州女中演讲后,第二天还到附近的东吴大学演讲,吴健雄也特别再跑去听他的演讲。吴健雄记得,胡适那天讲新时代的妇女,也谈社会的改造,这些新思想使少年健雄思绪澎湃,激动不已。

吴健雄和胡适的这段师生经历,不但吴健雄认为对她影响深远,而且胡适也曾在公开场合说过,这是他平生最得意、最自豪的事情

吴健雄曾说过,在一生中影响她最大的两个人,一个是她父亲,另一个则是胡适先生。


(吴健雄 1928年)

1927年以优秀成绩从师范学校毕业,任小学教师。对于一个女孩子来说,“小学教师”已经是一个很好的归宿,但是在父亲的鼓励下,她决定继续到大学深造,日后回忆起来,吴健雄曾这样描述父亲对她产生的重要影响:“如果没有父亲的鼓励,现在我可能在中国某地的小学教书。父亲教我做人要做‘大我’,而非‘小我’。”


居里夫人的嫡传弟子


(吴健雄探望老师施士元)

1929年,吴健雄考入南京大学数学系,一年后转入物理系读书。在居里夫人为中国培养的唯一的物理学博士、物理学家施士元教授的精心指导下,吴健雄1934年撰写了一篇题为《证明布喇格定律》的优秀毕业论文,获得学士学位。毕业之后她受聘到浙江大学任物理系助教,不久进入中央研究院从事研究工作。


(吴健雄30年代)

人们称吴健雄为“中国的居里夫人”,遗憾的是吴健雄并没有见过居里夫人本人。1936年她赴美的时候,居里夫人已于1934年辞世。但因为导师施士元是居里夫人的学生,吴健雄可以算是居里夫人的嫡传弟子。


留学国外


(吴健雄1940年毕业)

在美国伯克利加州大学,吴健雄师从劳伦斯、塞格雷、奥本海默等物理学“巨头”。1940年获得物理学博士学位后,吴健雄起初是在史密斯学院担任讲师,1944年到普林斯顿大学担任讲师,并定居于普林斯顿。1944年3月,她前往纽约市哥伦比亚大学,作为资深科学家暂时研究,参与浓缩铀制程,发展y射线探测器;当时吴健雄尚未加入美国国籍,以未入籍的身份参加美国机密制造原子弹的曼哈顿计划

【背景知识】


欧内斯特·劳伦斯(Ernest Orlando Lawrence 1901-1958)美国著名物理学家。1932年设计和制造第一台高能粒子回旋加速器,并获得1939年度诺贝尔物理学奖。


罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer,1904-1967),美国犹太人物理学家、曼哈顿计划的领导者,1945年主导制造出世界上第一颗原子弹,被誉为“原子弹之父”。


埃米利奥·吉诺·塞格雷(Emilio Gino Segre,1905-1989),意大利-美国实验物理学家,犹太人,因发现反质子和欧文·张伯伦共同分享了1959年度诺贝尔物理学奖。

恩利克·费米(Enrico Fermi 1901-1954),美籍意大利著名物理学家、美国芝加哥大学物理学教授,1938年物理诺贝尔奖得主。费米领导小组在芝加哥大学建立人类第一台可控核反应堆(芝加哥一号堆,Chicago Pile-1),人类从此迈入原子能时代。


曼哈顿计划

第二次世界大战期间,美国科学家发现,原子核分裂时会产生强大的能量,如果加以利用就能制造出一种比普通炸弹 的威力厉害几十万倍的原子弹。罗斯福总统下令拨款20亿美元,设立代号为“曼哈顿计划”的原子弹研究机构。


吴健雄的加入,她关于铀原子核分裂后产生的氙气对中子吸收横截面的研究成果,对于“曼哈顿计划”的顺利进展,产生了相当大的推动作用。

1939年,美国两位物理学家经过研究认为,“铀核子可能分裂成两半,同时放出大量的能量”。这一信息很快传到加州大学伯克利分校,引出了许多需要解答的问题。那时,吴健雄正好在该校与塞格瑞教授合作做实验和研究工作。塞格教授建议审查在铀核子分裂时,是否会有“稀有气体”产生。但这时, 塞格教授要去纽约探望老朋友费米教授。吴健雄便单独进行探测“铀核子分裂是否产生稀有气体”的研究,找出好几种“稀有气体”引出的放射性系列。她把研究成果写入了自己的博士论文。塞格教授返回加州后,看到吴健雄的实验结果兴奋极了,立刻让她把这些实验结果写成一篇短讯,送到美国《物理通讯》发表,而详细的实验报告则根据美国有关守密协议,不予公布。


在这期间,担任“曼哈顿计划”指挥官的费米教授在华盛顿省汉佛城建立了原子炉。原子炉的连续反应在开始几个小时后,莫明其妙地停止了。费米教授猜想,可能是在原子分裂时,产生出一种物质把大多数的中子吸收了,因此,停止了连锁反应。塞格教授对费米说 :“你去问吴健雄女士吧!”。费米找到吴健雄,取得了守密的博士论文。原来,原子炉停顿的原因,正是吴健雄的博士论文中研究原子核分裂时所找出的“稀有气体”之一,毒杀了连锁反应。知道了原子炉停顿的原因,很容易地就找出了“解毒剂”,使原子炉又开始正常运转。


婚姻


1942年,在美国与袁家骝博士结婚。

吴健雄的丈夫袁家骝博士也是享有国际声誉的物理学家,在高能物理、高能加速器和粒子探测系统研究上卓有成就。袁家骝出身显赫,是袁世凯“二皇子”袁克文的公子,即袁世凯的孙子


与诺贝尔奖擦肩而过

早在1956年之前,吴健雄已因在β衰变方面所作过的细致精密又多种多样的实验工作而为核物理学界所熟知。1956年李政道、杨振宁提出在β衰变过程中宇称可能不守恒之后,吴健雄立即领导她的小组进行了一个实验,在极低温条件下用强磁场把钴-60原子核自旋方向极化,而观察钴-60原子核β衰变放出的电子的出射方向。他们发现绝大多数电子的出射方向都和钴-60原子核的自旋方向相反。这个实验结果证实了弱相互作用中的对称不守恒,在整个物理学界产生了极为深远的影响

但由于某些原因,吴健雄未能与杨李二人共同获得1957年的诺贝尔奖。很多人为她感到不公,但她本人从未作出任何回应。只是在给1988年诺贝尔奖得主史坦伯格的祝贺信上写道:“尽管我从来没有为了得奖而去做研究工作,但是,当我的工作因为某种原因而被人忽视,依然是深深地伤害了我。”


成就纪念


1975年,曾任美国物理学会第一任女性会长,同年获得美国总统福特在白宫授予她的国家科学勋章,这是美国最高科学荣誉,1978年在以色列获得沃尔夫奖。

1990年,中国科学院紫金山天文台将国际编号为2752号的小行星命名为“吴健雄星”。


(江苏省苏州太仓浏河镇)

1997年2月16日,吴健雄在纽约病逝,终年85岁。遵照本人遗愿,这位“核物理女王”安葬于故乡浏河镇,静静守护着自己挂念的故土。


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