吳健雄：消失的女王

2024年6月，嫦娥六號帶著一抔月壤返回地球，標志著人類歷史上首次月背采樣完成。這是轟動世界的壯舉，但很多人并不知道，月球背面采樣點附近的一些地理實體，也被幾個歷史名人的名字所命名。

今年年初，科教紀錄片《嫦娥六號》重磅播出，人們才得知，這幾個人分別是：徐霞客、李冰、張仲景、李時珍、蘇頌、吳健雄。

吳健雄，是唯一的女性，也是唯一的當代科學家，一張陌生的面孔。

她是誰？

距中國人首次取得諾獎已過去60多年的今天，人們熟知楊振寧與李政道在物理學領域的聲名，卻很少有人憶及她，一個本應該被共同銘記的女性的名字。

而了解科學史的人，也許會這樣問：“為何吳健雄沒能獲得諾貝爾物理學獎？”時至今日，我們已經很難覓得一個準確的因由，去回答這個問題。

1956年12月24日，那個風雪交加的夜晚，身形嬌小的中國女人吳健雄，在結束一場持續了整個夏秋季節的物理實驗后，從美國首都華盛頓搭乘末班火車前往紐約，為宇稱不守恒理論的提出者—李政道和楊振寧—帶去了她的實驗結果。

這一結果，驗證了李楊二人的觀點，即“宇稱在β衰變中不守恒”，因而直接推翻了此前統治整個物理學世界的關于宇稱守恒的基本假定。

1957年，諾貝爾委員會順理成章地將物理學獎頒發給了楊振寧與李政道，這也是中國科學家首次出現在諾獎的聚光燈下。

不過，這段歷史為我們留下的一樁懸案是，為驗證李、楊觀點進行實驗的吳健雄，竟與諾獎失之交臂。

雖然按照常理，她本應與理論的發現者同享殊榮，就像楊振寧所說的那樣：“我相信真正念物理的人會知道，吳健雄確實應該得到諾貝爾獎。”

那是華人女性最早與諾獎迎面相逢的時刻，她實至名歸，卻失之交臂。

但無論最終結論如何，吳健雄的光芒難以被掩蓋。她至今仍因自己在核物理世界的卓越成就而被稱為“東方居里夫人”“核子研究的女王”。

自1997年2月16日吳健雄離世至今，已過去28年，而當她的頭像已然與愛因斯坦、費米、費曼等科學巨人共同被印制于美國永久紀念郵票之上時，人們知道，她的輝光再也不會散去，她的能量將持續輻射整個世界。

她的存在本身，已經向我們印證了以下結論—

外在環境的不平衡有時也難以抑制女性的天分與激情。在這個世界上對人的才智與毅力提出最高要求的領域，女性也可以極盡智識之美，最大程度地實現她心之所想，以及生而為人所盡一切可能之事。

身著旗袍的“姊姊”

如果穿越回1936年到1942年間來到加州大學伯克利分校，你很容易從人群中辨別出吳健雄的身影。

她個子不高，總是穿著剪裁合身的高領旗袍，盤高發髻，有一張典型的東方面孔。據后來因發現了超鈾元素而獲諾貝爾獎的西博格回憶，吳健雄是當時伯克利僅有的幾名女學生之一。

在伯克利，朋友們喜歡叫吳健雄為“Gee Gee”，其中也包括“原子彈之父”奧本海默，之所以如此稱呼，是因為這是中國話“姊姊”的外文口音，叫起來讓人感到親近。

同時，由于她才分出眾，形象高雅，個性又大方活潑，因此成為當時公認的系花，有些男生還會把她的姓氏唱進情歌里。

從表面上看，她和那些受人歡迎的年輕女孩或許沒什么兩樣，同樣有著天真爛漫的個性。

她的好友瑪桂特記得，吳健雄和她在伯克利時最喜歡的事情，就是坐在火車最前排的座位，從伯克利出發，跨過海灣，一路開進舊金山。

她還記得，從物理館走回國際學社的路上會經過一片草地，有次天色已晚，四下無人，她們就直接在草地上一路翻起了筋斗。

但往深處追究，我們又會驚覺，如果僅僅停留在她天真爛漫的形象表面，就將錯失這位物理學家豐富人生的絕大部分風景。

在1936年8月，吳健雄乘坐“胡佛總統”號輪船由中國抵達美國之初，她原本只計劃在舊金山停留一個禮拜，然后就東行前往密歇根大學念書。

但陰差陽錯地，她踏進了伯克利的校門，并很快地擁有了一場極其浪漫的邂逅。

在伯克利，為她擔任向導的，正是后來成為她丈夫的袁家騮先生，但“浪漫的邂逅”并不是指她與袁家騮的相遇，而是在袁家騮為她擔任向導的過程中，她意識到，伯克利恰好擁有世界上第一臺回旋加速器。

2021年底，吳健雄唯一的孫女Jada Yuan寫下回憶吳健雄的長文，在文中她就提到這場對物理學家而言極其重要的相遇：“這是一個倉庫大小的設備，可以將帶電粒子沿著螺旋的路徑加速并將它們射向更小的粒子。我的祖母一看到它，就知道自己必須留在這里。”

我們可以從這件事中清晰地感受到吳健雄在進行個人選擇時的敏銳與果決，那時候，和她約定了共同前往密歇根大學就讀的好友董若芬不得不獨自前往，并斷絕了和她的友誼，但她也并未因此動搖自己的決定。

從某種程度上說，回旋加速器可以被視作彼時伯克利學術盛況的縮影—當年，這里正聚集著一批年輕而頂尖的物理學家，聚集著世界上最聰明的一部分頭腦。

發明和建造回旋加速器的勞倫斯時年35歲，當時正在物理系任教的傳奇科學家奧本海默只有32歲。吳健雄的師友們，諸如塞格瑞、蘭姆、西博格等人，也在此后的工作中各自取得了諾貝爾獎。

她像海綿一樣狂熱地吸收著新世界的知識，并且為之付出了巨大的努力。

初來乍到時，吳健雄的英文表達和聽力都還不太好，因此上課時難免有些聽不完整的地方，因此想要詳盡地記下筆記便不太可能。于是她總是會向同學借筆記來抄。在她的傳記中記載著，她交好的女性朋友們想約她出去玩時，她常常表示自己時間緊張，因為，“早上要念書”。

就像她曾經在南京就讀于國立中央大學（南京大學的前身）時那樣，同窗好友們對于吳健雄也總是有著這樣的印象：她雖然頭腦聰明，卻從不恃才傲物。

好友程崇道就曾回憶她：“吳健雄在面積不過方丈、僅容一桌一椅一榻的小屋中，經常是閉門在內讀書，有時宿舍總電源開關關閉之后，還可以看到她在搖曳燭光里坐著看書的身影。”

當天分有了勤勉加持，吳健雄自然迅速在學習上取得了進步，當第一學年結束，她的成績相當好，已經達到可以申請獎學金的標準。而老師們也喜歡這個聰明而勤奮的學生，在勞倫斯和塞格瑞的指導下，吳健雄真正投入了世界最前沿的物理學研究。

1938年，吳健雄正式開啟她在原子核物理世界中的實驗研究，此時此刻，原子核物理的學科發展，正呈現出一片蓬勃而璀璨的景象，而吳健雄也正成長為一顆逐步升上夜空中央的、閃亮的新星。

關于θ和τ的謎語

時間推進到1956年，對于吳健雄的命運而言，一個至關重要的變化即將發生。

在楊振寧與李政道二人對宇稱守恒理論提出質疑之前，在物理學的世界中，人們始終相信，自然界的定律存在一種恒定的對稱性，就像左手與右手對稱，或者鏡中世界與鏡外世界對稱。

絕大多數時候，這種在對稱性基礎上揭示世界規律的做法，都暢行無阻。但隨著科學研究的不斷深入，悖論出現了。

上世紀中葉，在普通物質被高能量質子撞擊之后產生的眾多“奇異粒子”中，最引起科學家們興趣的是θ和τ。這兩種生命期很短的粒子，會在誕生后逐漸衰變成為其他生命期較長的非奇異粒子。

當時的測量結果顯示，θ和τ的質量和壽命都相同，由此可以推斷，它們可能是同一個粒子。

奇怪的是，θ的衰變會產生兩個π介子，而τ的衰變卻會產生三個π介子，如果使用宇稱守恒的理論進行推算，那么科學家們就會得到一正一負兩個不同的宇稱結果，它指向的結論是，θ和τ并不是同一個粒子。

這兩種物理基本原理在θ和τ身上相互打架，于是爭議隨之產生。在當時的物理學界，這一現象被稱作“θ-τ之謎”。

而“θ-τ之謎”之所以重要，是因為它直接關聯著物理學的基礎理論，要么是用質量與生命周期衡量粒子屬性的理論出錯，要么是宇稱守恒的計算方式出錯。反正，總有什么關鍵節點出了差錯。

而無論哪里出了問題，都將是個大問題。

物理學家們對于這個話題的熱烈討論，在1956年的羅切斯特大會上達到了頂峰。

在這場于美國紐約州舉行的重要國際性會議上，粒子物理學家云集，時年34歲的楊振寧正是在這場大會的最后一天，提出了一個大膽而開放的思路，他的發言在當時的羅切斯特會議記錄中有如下記載：

“楊振寧認為，由于我們到目前為止，對于θ和τ衰變的了解是這么的少，因此也許最好是對這個問題，保持一個開放的想法。遵循這種開放的思考方式，費曼替布洛克提出了一個問題：會不會θ和τ是同一種粒子的不同宇稱狀態？而它們沒有特定的宇稱，也就是說宇稱是不守恒的。這就是說，自然界是不是有一種單一確定右手和左手的方式呢？楊振寧說他和李政道曾經研究過這個問題，但是并沒有得到確定的結論。”

楊振寧和李政道的靈感，產生于羅切斯特大會后一場漫長的午后討論。

當時，他們已經意識到，雖然宇稱守恒理論在電磁相互作用和強相互作用中始終成立，但卻未曾在弱相互作用中通過實驗得到證明。因此，他們探討出的關鍵突破點在于，要將宇稱守恒是否成立，單獨地放在弱相互作用中去進行驗證。

1956年6月，楊振寧與李政道在美國《物理評論》期刊上共同發表了《弱相互作用中的宇稱守恒質疑》一文，正式向宇稱守恒這一基本理論提出挑戰。

不過，作為理論物理學家的李楊二人，難以親自通過實驗去驗證他們的問題。

此時此刻，他們亟須找到一些愿意共同進行挑戰的實驗物理學家。但由于宇稱守恒作為基本理論的觀念是如此深入人心，因此幾乎沒有人愿意耗費經費與時間在這上面。

對于那些試圖進行實驗的人們，原本以驚人的物理直覺聞名的天才費曼先生曾給出評論，“那是一個瘋狂的實驗，不需要浪費時間在那上面”，他還以一萬比一的賠率打賭這個實驗絕對無法取得成功。

另外一位諾貝爾物理學獎得主布洛克還曾放出豪言，稱若是宇稱不守恒得到實驗證明，他愿意吃掉他的帽子。但最后，布洛克始終沒有兌現他的諾言。

在質疑的聲浪中，最終只有吳健雄愿意進行實驗。

1956年，吳健雄已年過不惑，自她1936年前往美國留學開始，已過去二十載。在物理學的世界中浮沉多年，她此時已經是享譽國際的實驗物理學家，以實驗風格的高度精確著稱。

當時的物理學界流傳著一句話：“如果這個實驗是吳健雄做的，那么就一定是對的。”

在李政道找到吳健雄請她進行實驗時，她很快意識到了這個問題的重要性和緊迫性，因此果斷放棄了和丈夫袁家騮前往東亞地區進行演講旅行的計劃，迅速投入到驗證弱相互作用中宇稱不守恒的實驗。

后來，楊振寧曾重提當時的情況，客觀地說明了吳健雄當時進行實驗的動機：

“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之上……但是吳健雄的想法是，縱然結果宇稱并不是不守恒的，這依然是一個好的實驗，應該要做，原因是在過去，β衰變中從來沒有任何關于左右對稱的資料。”

也正因此，他評價吳健雄是一位杰出的科學家，因為“科學家必須具有好的洞察力”。

將基本概念推翻

如果說想要驗證宇稱不守恒的前提條件是進行弱相互作用，那么，楊振寧和李政道勢必要找到一位在β衰變領域極富權威的實驗物理學家，因為弱相互作用正是在β衰變中表現得最為明顯。

而李政道再清楚不過，吳健雄正好就是這樣一位不斷在β衰變領域做出成就的人。

1948年，李政道通過吳大猷認識了吳健雄。1997年，吳健雄逝世后，李政道在北大所作的演講里曾回憶起與她初識的場景。

那是一場發生在實驗室里的會面。那時候的吳健雄已經在逐步推進工作，以糾正從前β衰變實驗中的種種錯誤。

當時，吳健雄正在磨著什么東西，李政道便問她，你在干嗎？

她回答道，要正確地做β衰變實驗有兩個秘訣：第一，使用的晶體表面一定要光滑，不能有臟東西；第二，電子要訓練得特別好，使之不“straggling（離散）”。

那是李政道第一次認識到，原來在這位實驗物理學家的世界里，竟可以將電子的狀態和行為像小動物一樣進行“訓練”，他后來總結道“：電子訓練得好，晶體里面沒雜質，從它們的行為中得到的數據才能告訴你實在的世界是怎么回事。”

1956年初，那是個耀眼的春天。當李政道來到吳健雄的辦公室，告訴她“θ-τ之謎”的答案可能是宇稱不守恒，她很快意識到，這場“至關重要的”實驗將成為她生命中一個“寶貴的機會”。

她在回憶錄中寫道：“我怎么能放棄這個機會呢？……我必須立刻去做這個實驗，在物理學界的其他人意識到這個實驗的重要性之前首先去做。雖然我感到宇稱守恒定律是錯誤的可能性不大，但是我迫切要作一個明確的測試。”

因此，她制定了實驗計劃，選定鈷-60作為β衰變放射源，并嘗試通過彼時新發展起來的極化原子技術進行檢驗。

她的實驗原理看起來并不難以理解，就是制作出兩個鈷-60裝置，對它們都施加一個能夠造成原子極化的電流，而這兩個電流的方向左右相反，因而可以使得兩個鈷-60裝置的極化方向也相反，形成一個互為鏡像的局面。

當兩個鈷-60都衰變出電子，便可以通過觀察它們衰變產生的電子數目是否相等，來判斷宇稱是否守恒。

但吳健雄想要讓紙面上的實驗計劃落地，就像要在熱帶雨林中闖關，難題接踵而至。

原子核的極化，必須在極低的溫度下，當原子內沒有擾動時，才能夠達成。因此她不得不從紐約趕往華盛頓國家標準局尋求援助，因為只有這里才有可以達成原子核極化的低溫實驗室。

為了使得放射源極化，必須將鈷-60附在一種晶體表面，然后將它們置于零下270攝氏度左右的低溫環境中，再通過一項作用于晶體的技術使得溫度再次下降，直到逼近絕對零度的極低溫。

因此，吳健雄還必須想辦法制作出一種能夠在極低溫環境中維持穩定的大塊晶體。

好不容易生成合適的晶體，麻煩事兒卻遠未完結。

為了將晶體組合起來，形成一個保護放射源的低溫屏障，吳健雄和她的合作者們還從晶體專家那兒學來了用牙醫牙鉆在晶體上鉆孔的技術，只為了能夠將薄薄的晶體粘合到一起。

實驗進行到這一年的11月，吳健雄在國家標準局的伙伴們告訴她，他們得到了一個宇稱不守恒效應很大的實驗結果，但當大家都很興奮時，吳健雄卻敏銳地感覺到，這不是她所要的結果。

有時候真理與謬誤就只是一線之隔，而事實驗證了她的判斷。

在檢查了實驗裝置以后，他們發現了裝置中的物件已經因磁場造成的應力而垮塌，所以才會出現一個效應很大的實驗結果。

到12月中旬，他們在重新安排之后得到了一個比較小的不守恒效應，吳健雄判斷，那就是她在找的結果。但即便如此，她也還是抱著極其謹慎的態度，指導她的研究生進行計算，看看那些實驗數據是否真的顯現出了β衰變的宇稱不守恒效應。

1956年圣誕節前夕，華盛頓機場因大雪而臨時關閉，吳健雄不得不改乘末班火車回到紐約。那個夜晚，她直接在火車站給李政道打電話，告訴他，她所做的實驗觀察到的不對稱現象是可以重復的，并且效應很大。

在緊接著來臨的1957年第一個星期，吳健雄和同伴們密集地進行了一系列核查工作，他們不舍晝夜，一遍又一遍地重復試驗，檢驗了所有可能推翻他們結果的因素，最終確認了β衰變中宇稱不守恒的結論。

1957年1月15日，吳健雄等人將實驗報告寄送到《物理評論》，次日，《紐約時報》的頭版頭條標題是這樣寫的：“物理的基本概念被實驗推翻。”

也就是在這一年的10月31日，諾貝爾評審委員會將物理學獎項頒發給了楊振寧與李政道，以表彰他們對宇稱守恒理論提出的質疑。這也是中國人第一次站上諾貝爾獎的領獎臺。

但令眾人難以理解的是，吳健雄的姓名，竟然不在其列。

排在首位的姓名

關于吳健雄為何沒能取得諾貝爾獎的原因，物理學界內眾說紛紜。2007年，楊振寧曾在接受采訪時說：“吳健雄始終沒有獲得她應該得到的諾貝爾獎。這是什么緣故呢，沒有人知道真正是怎么回事。”

關于原因的推測，最有可信度的是以下兩種說法。

第一，在1957年初，也就是吳健雄告知李政道初步實驗結果后不久，李政道就將這個消息分享給了其他科學家。

彼時正在進行另一項實驗的利昂·萊德曼聽說后，意識到只需將自己正在做的實驗稍加修改，也能夠驗證宇稱不守恒。于是他們很快完成了實驗，與吳健雄團隊同時寄送了報告給《物理評論》期刊，并同時獲得了發表機會。

雖然萊德曼在論文中承認，他是在聽說吳健雄的實驗結果后才開始自己的驗證，但這一因素很有可能會影響諾貝爾委員會對吳健雄成果的評定。

第二，由于吳健雄是與美國國家標準局低溫實驗室的幾位同伴一起完成的實驗，使得論文的作者數目超過了諾貝爾獎的限定人數，所以很有可能也因此干擾了評定。

對于第二種推測，可以解讀的空間極大。為了便于理解當時的情境，我們應當重新回到華盛頓的那座低溫實驗室中去。在此之前，我們可以首先了解這樣一樁事實，即，吳健雄在結束與國家標準局的合作時，他們之間的關系其實已經十分惡劣。

矛盾的爆發，發生在實驗做完后的那個星期日，國家標準局內參與實驗的四位科學家與吳健雄一同坐下來，正準備開始探討報告論文的事，未曾料到吳健雄直接拿出了一份已經完成的論文。

這份論文只談及了楊振寧與李政道的質疑，以及她和李楊二人的討論，卻全然沒有提及國家標準局四位科學家的工作。他們這才意識到，原來作為實驗提議者的吳健雄，從始至終都認為這是屬于她自己的實驗，其他人都是來給她幫忙的。

在決定作者姓名順序時，有人提議采用英文字母進行排序，如此一來，國家標準局的安伯勒就將排在首位。此時，吳健雄以一聲深長的嘆息來表達了自己的反對。

最后，她接納的方案是將自己的姓名置于首位，并且沒有允許其他人改動她的論文內容。

但如果僅僅因此就判定吳健雄是個獨斷專行的人，并不能有助于我們看清楚事情的本質，因為對于吳健雄這樣一位愛恨分明的女性而言，她早已在心中確立了行事的原則。

她對國家標準局諸位科學家的不滿從很早就開始生發。

比如，當她迫切想要進行實驗的時候，安伯勒卻來信稱，他將在8月出門度假兩周，因而實驗不得不推遲。實驗期間，她也無法接受他們的工作狀態，矛盾點在于，吳健雄會要求大家午飯時間不超過十五分鐘，但她的這群同伴卻還在飯后打橋牌。

國家標準局的科學家曾說，在實驗期間，他們都感受到吳健雄的一種不安全感。

而她的這種不安全感也曾見諸其他事件的記錄。

比如，她的一個學生曾回憶道，當時有個很出名的歐洲物理學家到哥倫比亞大學去上課，但這位物理學家英文并不是很好，他會在講課時不經意地問學生，應該用哪個英文字才對。

但這位學生說，吳健雄從未如此自在，她總是努力地準備非常完備的講稿。

如果我們將這個現象與另外一系列事實聯系起來看，或許能更加深入地解析這個問題。

1942年下半年，在伯克利堪稱出類拔萃的吳健雄還是離開了這座校園，到美國東岸的史密斯學院去教書，她并非不想留在伯克利，而是因為伯克利沒有要她留下來，因為那時候美國最頂尖的20所研究型大學，沒有一個學校有女性的物理教席。

1951年，吳健雄在哥倫比亞大學擔任研究員，好友蘭姆彼時是哥大物理系教授，他曾在一次物理系行政會議上，提議給予吳健雄教席的地位，但遭到了大科學家拉比的反對，縱然拉比私底下和吳健雄關系不錯，但他還是認為，哥大物理系教席不應給予一位女性。

1956年，已經成為哥大正教授的李政道在物理系教務會上提出，像吳健雄這樣一位世界知名的科學家應當被升為正教授，但“會上的人居然全部都反對”，經過了漫長的討論，才有一位名叫庫施的教授表示贊成。

1957年1月15日，吳健雄和李政道，以及她的同事們，共同在哥倫比亞大學舉行新聞發布會，宣布他們的突破性發現。在那個歷史現場參與見證的所有的科學家中，只有吳健雄一位女性。

但她還是沒能被授予諾貝爾獎，雖然許多諾貝爾得主都認為她理應得到。

最后，讓我們再來回顧吳健雄與國家標準局的幾位科學家合作的最后顯示出來的那種令人費解的強勢。

作為實驗想法和方案的提出者、實驗障礙的解困者、糾正實驗謬誤的人，她一定要非常勇敢地搶奪實驗的所有權，要把自己的姓名排列在所有參與者的首位。因為此刻沒有人能比她更深刻地明白機遇、成就、署名權對于一位女性科學家的重要性。

吳健雄以對人生極強的掌控感，書寫了一位女性對物理學的功績。時代的局限讓她的人生留下遺憾。但她的精神熔鑄在了萬物不變的定理之中，淌過一代代求知、求真、向上者。

2021年，在孫女Jada為吳健雄撰寫的文章中，她描述了自己對于吳健雄最后的記憶，那是吳健雄坐在一把褪色黃燈芯絨扶手椅上的畫面，她當時剛中風不久，總是喜歡看著窗外的巴納德學院校園，對體育館大窗戶里正在打籃球的女青年大加贊賞。

她說：“看她們有多強壯，多快。看她們做事多么努力。”