2024年9月27日 | Vol. 53, Issue 18

核物理之后: 吴健雄博士

自20世纪初以来,物理学家的传奇历史中,家喻户晓的名字并不多。Stephen Hawking将他的思想浓缩成了《时间简史》,Albert Einstein坦凭借他的相对论巩固了他在历史上的地位,Guglielmo Marconi开创了无线电传输的途径。J. Robert Oppenheimer和Enrico Fermi是两位从事核物理学的科学家,他们参与了开创性的曼哈顿计划,制造了第一批核武器。

然而在讨论具有里程碑意义的物理学家时,有一个名字引人注目地缺失,那就是 吴健雄。尽管她与Oppenheimer和Fermi共同工作过。吴健雄博士是一位美籍华裔的核物理学家,她在使曼哈顿计划成为可能的研究中发挥了不可或缺的作用。她致力于一个让铀分裂成放射性同位素铀-235和铀-238的过程,这是制造原子弹的关键部分。回看该项目的历史描绘上,我们几乎看不到她的影响,因为几乎所有记录这项研究的照片都聚焦在她的白人男性同事身上。纵观历史,吴博士对现代物理学、历史以及她的倡导工作的影响一直没有得到足够的关注。在很大程度上,这可以归因于当时对女性科学家和亚裔美国人的歧视。尽管在几十年里,历史学家一直忽视吴博士的存在,但她的影响至今仍然被有抱负的美籍华裔女性科学家所感受,并继续激励着下一代创新者。

吴健雄于1912年5月31日出生于中国江苏省六合市。吴健雄与父母关系很密切,他们都是她未来职业生涯的榜样。她的母亲是一名教师,父亲是一名工程师。从小,她看着自己的父亲在1911年辛亥革命中成为杰出活动家。为女性教育平等而斗争。她的父亲吴仲裔引领创办了该地区第一所女子学校——明德女校。作为一个好奇且早熟的孩子,吴健雄很快喜欢上了物理,据说她的父亲用科研文章教她阅读。她充分利用了她的学习机会,进入了父亲创办的学校。

即使在孩提时代,吴健雄就表现出了非凡的智慧和学习动力。在10岁时,吴健雄从数千名申请者中脱颖而出,进入了苏州女子师范学校。苏州女子师范学校是一所离她家近50英里的寄宿学校。尽管在如此年幼的时候离开了家,她仍以班级第一名的成绩毕业,并在那里发现了对物理科学的热爱。

吴健雄将这种激情带到了她在著名的国立中央大学(现南京大学)的学习中,成为了那里的顶尖学生之一。虽然她最初是在国立中央大学攻读数学,但后来她转到了物理专业。毕业后,她在著名女科学家顾静薇博士的实验室工作,顾静薇曾赴美国密歇根大学攻读博士学位。随后,吴健雄也赴美国继续深造。尽管她最初是去密歇根大学学习的,但后来她决定在著名的加州大学伯克利分校辐射实验室开展研究。

在伯克利,吴健雄跟随诺贝尔奖获得者、回旋加速器发明者Ernest O. Lawrence进行研究。她与物理学家Emilio Segrè 密切合作,进行与贝塔衰变(一种放射性衰变)相关的实验。 Segrè将吴健雄描述为他所认识的“最有才华的女性实验物理学家”。吴健雄凭借在贝塔衰变方面的研究于1940年获得博士学位,她很快将成为该研究领域的全球领导者。她在伯克利辐射实验室继续从事博士后研究工作,后来转到史密斯学院任教,然后又到普林斯顿大学任教——在那里,她成为普林斯顿的第一位女教职工。

在她在美国的整个期间,吴健雄目睹了中日之间日益紧张的局势,特别是20世纪30年代末日本侵华。到1941年12月,美国加入了第二次世界大战,吴健雄也成为了曼哈顿计划的一员。1944年,吴健雄与哥伦比亚大学的数十位世界著名科学家一起,踏上创造世界上第一颗原子弹的征程。她的贡献包括分离铀的放射性同位素,以及改进盖革计数器(一种用于测量放射性的设备)。尽管后来表示她至少部分出于保护家人的愿望而参与,但在目睹了核武器的影响后,她选择与曼哈顿计划保持距离,在余生中一直倡导国际和平。

战后,吴健雄继续在哥伦比亚大学开展研究工作。她主要致力于贝塔衰变的研究,这涉及原子核中电子的损失,以稳定原子核。她最著名的成就之一被称为吴氏实验,1978年,她因此获得了沃尔夫物理学奖。在她的实验中,吴健雄研究了钴-60的放射性衰变。当时,许多人认为贝塔衰变以对称的方式释放能量,实现了一种称为宇称的性质。吴健雄发现钴-60的贝塔衰变并非如此。值得注意的是,吴氏实验在1957年没有获得诺贝尔物理学奖。该奖项改由她的男性同事李政道和杨振宁获得。尽管如此,她在后半生在她的领域继续担任领袖,并作为中国人权倡导者而服务。

吴健雄一生都因为作为女性以及华人移民的多重身份而面临困境和歧视。尤其是在二战时期,当时美国的反亚情绪高涨,吴健雄的工作得不到充分的认可和尊重。即使在今天,尽管她是核物理科学领域的杰出领导者,但她的许多成就仍然在很多讨论中被忽略。

在美国期间,她经常对自己在职业生涯中面临的性别歧视感到惊讶,这往往与她早年在中国追求教育的女性所感受到的自由背道而驰。她曾说过,“在中国,物理学界有很多很多女性。在美国有一种误解,认为女科学家都是邋遢的老处女。这是男人的错。在中国社会,女人以其本色为贵,男人鼓励她上进,但她永远是女性。”

尽管她因身份而面临无数困难——被拒绝担任教职、加薪,甚至因此获得诺贝尔奖——吴健雄仍坚持自己的热情。她的遗产为未来的美籍华裔女科学家铺平了道路。正如麻省理工学院航空航天系的一名学生所说,“我希望更多人了解她的故事。她确实是当今科学领域多元化的开拓者。”随着科学不断发展并变得更加包容各种背景的人,我们将继续回顾吴建雄博士作为亚裔美国女性历史上的领军人物。

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