美华史记｜核研究女王、中国居里夫人——吴健雄

Title: Historical Record of Chinese Americans | The Queen of Nuclear Research and the Chinese Madame Curie, Dr. Chien-Shiung Wu (吴健雄)

作者：焦凡

编辑：潘秋辰

ABSTRACT

吴健雄博士（1912-1997）是一位因二战曼哈顿计划中杰出工作而闻名的实验物理学家。1957年，她的创新实验“吴实验”帮助了两位同事获得了诺贝尔物理学奖。她是第一位当选美国国家科学院士的美籍华人，也是第一位担任美国物理学会主席的女性。1990年，她成为第一位生前就拥有以她名字命名的小行星（2752 Wu Chien-Shiung）的科学家。她一生获奖无数，其中包括 1975 年福特总统颁发的国家科学奖章。

2012年，江苏省太仓市刘河镇为她诞辰一百周年举行隆重仪式；她的墓碑上刻着着“永恒的华人气质”(Forever Chinese)。

2021年 2 月 11 日国际科学界妇女和女孩日这天，美国正式发行这位物理学界先驱的邮票，以此纪念吴健雄女士的杰出成就 [10]。

U.S. Stamp (PD)

特许学校受过教育、擅长科学的女孩

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1912 年 5 月 31 日，吴健雄出生在上海附近、风景如画的江苏柳河镇两个政治进步和富裕父母的家中,为她取了一个相当有男孩个性的名字——健雄。母亲樊复华是一名教师。父亲吴仲义/吴仲侨是一名工程师。夫妇俩相信男女平等，父亲担任校长，母亲作教师、同时说服了当地多个家庭创办了第一所女子学校——明德女校。健雄是他们的第一批学生之一。她小学毕业后，10岁离开了家，在距离大约40英里外的著名苏州女子高中继续她的学业。

读高中时，她阅读了一位伟大的化学家和物理学家，第一位获得诺贝尔奖，也是唯一两次获得诺贝尔奖的女性，玛丽·居里的传记。

居里夫人的成就点燃了一个对科学如此投入的青少年的终生热情，于是，她利用从朋友那里借来的教科书在空闲时间自学物理。但她从未想过她会像她的名字一样成长为科学先驱，也未曾想过她的贡献会为她赢得“中国居里夫人”的称号[3]。

精英科学家的成长

由于她的高中成绩非常优秀，获得高考免考，由南京国立中央大学直接录取，主修物理。

1934 年她以最高分毕业时，物理学学科已成为世界上最活跃、最令人兴奋的学科之一。像阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)相对论这样的突破已经彻底改变了该领域，并且每年都会有更多惊人的发现。但是当时中国没有能力为像她这样有抱负的物理学生提供更高级的研究生课程，她很快决定去美国留学，追求她的梦想。

1936 年 8 月的一天，她从上海港口出发前往旧金山，她站在远洋客轮“胡佛总统号”的甲板上向家人和朋友挥手告别，谁也没能料到这是健雄与父母的最后一别。

从密歇根大学转学到加州大学伯克利分校后，健雄全心投入研究生学位的学习中，这期间她收到了日本入侵中国的消息，没几年后，又爆发了 1941年的珍珠港事件，于是，第二次世界大战全面爆发，她已经八年没有收到父母的消息。

1942年，她在伯克利与物理学家袁家骝（1912年至1916年中华民国第一任总统袁世凯之孙）相识并结婚。由于太平洋战争爆发，他们的家人都没能参加他们的婚礼。吴健雄婚后并未随夫姓，后来她还不停地纠正学生误称她为袁教授[2]。

曼哈顿计划

二战期间吴健雄非常担心家人，但高节奏的物理实验工作占据了她的心。她以一丝不苟勤奋努力、最高水平的实验物理学家而著称。当时尚未获得诺贝尔奖的恩里科·费米（Enrico Fermi）在实验中遇到麻烦时，他被告知去拜访吴健雄。

在物理学家中，当时有句谚语：“如果实验是吴健雄做的，那一定是正确的。” 她的导师埃米利奥·塞格雷(Emilio Gino Segrè)在自传中回忆道：“吴健雄的意志力和工作奉献精神，让人想起居里夫人，但她更友好、优雅和机智。[0]”

https://en.wikipedia.org/wiki/Wu_experiment#/media/File:Chien-shiung_Wu_(1912-1997)_C.jpg (PD)

1944 年 3 月，吴健雄接受前教授罗伯特·奥本海默 (Robert Oppenheimer) 的邀请来到哥伦比亚大学工作，加入了一项绝密的、由政府资助的研究和开发强大原子武器的曼哈顿计划。该项目包括在美国各地的实验室中独立和协作工作的许多领域的科学家；他们中的大多数与战争技术或武器开发没有直接联系。相反，他们的工作只是更大设计宏图的一小部分。健雄的研究重点是确定通过气态注入分离铀金属的过程，对于将哑弹转变为原子弹至关重要。她也是当时唯一在战争部门工作的华裔，也是该部门高级研究人员中仅有的女性之一。

1945 年，她见证了她的努力随着原子弹的发展而达到顶峰。尽管她后来对其在广岛和长崎的使用表示遗憾，但她所做的工作有助于提前结束二战，这也让她终于得到了家人安全的消息。

她表示希望毁灭性的炸弹是一次性的，“你认为人们如此愚蠢和自我毁灭吗？不，我对人类有信心。我相信我们有一天会和平共处。[13]”

1946 年“年度年轻女性”优异奖获得者（左起）：纽约律师 Pauli Murray、Dorothy V. Wheeler美国退伍军人管理局护理服务主任、女演员朱迪霍利迪、曼哈顿计划的Chien-Shiung Wu 博士。颁奖者是 Betsy Talbot Blackwell，Mademoiselle 的编辑，1946 年 12 月 30 日。 ((AP Photo/John Lent，AP Images Royalty Free)

战争结束后，吴留在哥伦比亚大学任教并继续研究贝塔衰变，这是一种放射性过程，原子核发出贝塔粒子，迫使原子转变为新元素。

吴实验

https://artsandculture.google.com/story/phenomenal-physicist-a-portrait-of-chien-shiung-wu-national-portrait-gallery/7QVhyegjU_dGug?hl=en National Portrait Gallery CC0

没有人真正知道β衰变是如何运作的，而吴健雄正处于这门新科学的前沿。她的专业知识使她引起了李政道和杨振宁这两位科学家正在研究物理学中一项被称为奇偶守恒的定律的注意。人们相信基本对称性支配着自然界的一切，包括原子粒子的行为。但李和杨推测β衰变可能不存在平价，他们只是需要有人来证明这一点。于是，他们与吴交谈，寻求支持。

健雄设计了一系列实验，后来使用超冷放射性钴证明了这个所谓的基本科学定律是错误的。如果奇偶定律成立，那么钴原子核就会分解并在对称方向上抛出相同数量的电子。经过几个月的实验，每晚只睡几个小时，她甚至取消了期待已久的回国探亲计划。

具体来说，她使用了被冷却到接近绝对零温度并在均匀磁场中排列的钴 60 原子的衰变。 Cobalt-60 原子核具有内在角动量，角动量的量子等价物，有点像一个旋转的陀螺仪，只不过它更多是粒子的属性，而不是实际的自旋。钴 60 通过 β 衰变衰变成镍 60，在整个反应中发射一个电子、一个电子反中微子和两个伽马光子。已知遵守 β 守恒的伽马发射用作实验的对照，健雄将伽马和贝塔发射的分布与相反方向的核自旋进行了比较。这个想法是使用磁场来确定原子核的方向，使所有的自旋都在同一方向上，然后计算在原子核衰变时上下发射了多少电子。如果奇偶性是守恒的，则每个 [9] 的数量应该相等。结果证明数量不等，从而证明李政道和杨振宁推测是正确的。

https://sciencevspseudoscience.files.wordpress.com/2014/03/wu_experiment.png, (PD)

这一爆炸性消息使吴健雄登上了《纽约时报》的封面。 “我们吸取了教训，”她后来说，“永远不要接受任何‘不言而喻’的原则。”

https://workingnotworking.com/projects/214750-chien-shiung-wu-portrait-illustration-for-time.

李和杨后来于 1954 年获得诺贝尔物理学奖，但健雄为证明他们的理论正确所做的努力并没有得到承认。

健雄意识到基于性别的不公正，在 1964 年 10 月的麻省理工学院研讨会上，她幽默的说“我想知道微小的原子和原子核、数学符号或 DNA 分子是否对男性或女性治疗有任何偏好。”

“虽然我不是为了获奖而做研究，但由于某些原因我的工作被忽视，这仍然让我很伤心，”她后来写信给物理学家杰克斯坦伯格，他坚定地认为她应该分享诺贝尔的胜利。

晚年生活和遗产

吴健雄在她的一生中不断做出一系列重大贡献，并获得了多项奖项和荣誉。 1958 年，她的研究帮助回答了有关血液和镰状细胞性贫血的重要生物学问题。

她在其他方面也获得了诸多荣誉，包括国家科学奖章和时任总理贝京颁发的以色列沃尔夫物理学奖（后者被认为是仅次于诺贝尔奖的科学界第二大奖项）。 1990 年，她甚至拥有一颗以她的名字命名的小行星。但正如她告诉一位传记作者的那样，科学发现是对自己最好的奖励。

“这是兴奋和狂喜的时刻，”她谈到她关于平等的发现。“瞥见这个奇迹可能是一生的回报。”

1952 年她晋升为副教授， 1958 年晋升为正教授，成为哥伦比亚大学物理系第一位担任终身教职的女性后，于 1973 年被任命为第一位 Michael I. Pupin 物理学教授。

1981 年她从哥伦比亚大学退休后，她将更多的时间投入到中国、台湾和美国的教育项目中。她大力提倡在 STEM（科学、技术、工程和数学）中培养女孩子。此广泛演讲，支持这一宗旨，吴健雄成为世界各国年轻女科学家的榜样。

1997年2月16日，吴健雄博士因脑卒中并发症在纽约逝世，享年84岁。火化后遗体安葬于明德高级中学（明德女子职业继续学校的继承者）场地内. 2002年6月1日，明德高中院内安放了吴铜像，以纪念她的生平[0]。

致力于科学，健雄不仅指导和鼓励她的儿子，而且在她的整个职业生涯中指导和鼓励了数十名研究生。她被人们铭记为科学界的开拓者和鼓舞人心的榜样。她的孙女贾达·吴汉杰说：“我小时候看到奶奶长大，她的谦虚、严谨和美丽深深植根于我的脑海中。奶奶强调对国家科学发展和教育的热情，我很佩服。”

永恒的华人气质

吴健雄在日常生活中经常穿中国传统旗袍，而且在她生活了三十多年哥伦比亚大学的公寓里，收藏了大量中国古典文学著作。

在尼克松访华一年后，61 岁的她穿上旗袍，第一次访问了她37年前离开的中国，参观了明德女子职业学校和家乡。

从那时起，她和她的丈夫去过中国 10 多次。健雄在江苏太仓设立了奖学金，资助了一所小学，并邀请世界顶尖物理学家到南京和东南大学（前身是她的母校国立中央大学）讲学。

吴健雄的孙女，一名华盛顿邮报的记者，一直在她的社交媒体账户上宣传这张祖母肖像的邮票，孙女强调她祖母移民的经历是美国故事的重要组成部分。

“我奶奶移民的时候，是在一艘从中国来的船上来到美国。对她那一代人来说，他们是在抗日战争、解放战争，在毛泽东胜利之前离开的。之后她再也没有见过她的父母。她离开了很多年，她回去时，她父母的坟墓被破坏了，”婕达·袁说。“在NY的有一个非常小的中国知识分子社区里，他们一些华人变得非常亲密，经常在一起分享与祖国分离的经历。”

吴健雄的儿子，洛斯阿拉莫斯国家实验室的核科学家文森特·袁说，他的母亲在她的职业生涯中随身携带一本书《从移民到发明家》，在这本获得普利策奖的自传中，塞尔维亚裔美国物理学家迈克尔·普平详细描述了他是如何带着 5 美分和一套衣服来到美国的。

“她和他有不少共鸣，”文森特·袁说，“从某种意义上说，她也是一个没有很多财富的移民。而且他们都关心科学教育的事情。”