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第五十八節 楊振寧、李政道和吳健雄

  哥倫比亞大學物理係宣布,在粒子物理學方麵,最近的幾項實驗,已造成極重要的發展。這些實驗包括:

  1.排列中原子核的β蛻變——哥倫比亞大學教授吳健雄與全國標準局的安勃樂、海瓦特、何勃斯及哈德遜等人合作完成。

  2.MU介子內電子蛻變的不對稱角度——哥倫比亞大學迦文博士、雷德曼教授及文立澈先生合作完成。

  報告在談到上麵兩個實驗的意義時說:

  上述的兩項實驗,是由哥倫比亞大學教授李政道博士及普林斯頓高等學術研究所楊振寧教授提出的。3篇連續論文的第1篇已經發表,題目是:《在弱相互作用中對稱性是否不變?》。試驗的目的,在於對此問題提出決定性的答複——對稱性不是不變的。從而推翻了30年來物理理論中的一個基本定律。

  這份實驗報告通過無線電波迅速地傳遍了全世界。世界各地的物理學家們聞訊後讚頌不已。隨後,祝賀和詢問的信件、電報像雪片一樣飛來。美國報紙和雜誌競相刊載關於這個重大發現的消息。美國《新聞周刊》說:“哥倫比亞大學把這次發現稱為過去10個忙碌的年頭中,物理學上最重要的一項發現。”

  有些美國物理學家評價說:“這個發現使物理學進入了一個新紀元,今天的情況隻有1887年米契遜和契萊用實驗打破了‘傳光的以太’一事可以與之相比擬。”

  為此,楊振寧和李政道獲得了1957年的諾貝爾物理學獎。

  楊振寧,1922年6月22日生於安徽省合肥縣。他的父親楊武之先生當時正在安慶(原名懷寧)教書,因此把他命名為“振寧”。

  楊振寧出生後10個月,父親便到美國留學。他童年時在家讀私塾,讀過《龍文鞭影》一類的古書。1928年,楊武之先生在美國芝加哥大學取得數學博士學位歸國,在福建廈門大學任教,楊振寧也進了廈大附小讀書。

  1929年秋天,楊武之先生調任北平清華大學教授,楊振寧在讀完小學後,入崇德中學讀書。他的少年時代是在清靜幽雅的清華園度過的。

  1937年7月,楊振寧讀高一時,抗日戰爭爆發,楊武之隨校南遷,全家先回到故鄉合肥,楊振寧轉學到安徽省立第六中學讀書。不久,南京淪陷,楊武之決定到大後方的昆明去。當時,清華、北大、南開三所大學,合並成西南聯合大學,在昆明開學,聘請楊武之為數學教授。楊振寧隨父到了昆明,1938年夏天,他以同等學力考入西南聯大,開始他從事科學研究的光輝途程。

  1942年,楊振寧在西南聯大畢業,隨後進入西南聯大的研究院。兩年後,他以優秀成績獲得了碩士學位。為了寫好碩士論文,楊振寧拜見了王竹溪,這時王竹溪還是一位很年輕的教授,剛從英國回來不久,在他的精心指導下,楊振寧寫了一篇關於統計力學的論文,從此以後,這位未來的物理學大師和統計力學結下了不解之緣。由於這位教授的引導,在這以後的40年間,楊振寧走的兩個方向——對稱原理和統計力學,始終是他的主要研究對象,並且作出了卓越的成績。

  後來,楊振寧在西南聯大附中教了1年書。課堂上,一位叫杜致禮的小姑娘很喜歡這位英俊而才華橫溢的小老師,這不期而至的相遇,在兩個年輕人的心裏深深地播下了愛的種子,隻待春來開花結果了,這是後話。

  在西南聯大讀書時,尤其是念研究生期間,漸漸地,楊振寧對一些物理學家的研究風格產生了濃厚的興趣,他特別佩服的3位物理學家是:愛因斯坦、費米和狄拉克。他們都是20世紀的大物理學家,雖然他們3個人的風格不同,然而楊振寧研究發現,他們的風格有個共同點,這就是都能從非常複雜的物理現象中,抽出其中的精髓,然後把這種精髓通過很簡單但是深入的想法,用數學的方式表示出來,而且單刀直入,切中要害。

  這也是楊振寧不遠萬裏前往美國求學的緣由。美籍意大利傑出的物理學家費米和他從事的物理學研究,對楊振寧是那樣富有吸引力,因此他決定即使排除萬難,也要找到費米教授。

  由於這時費米教授在芝加哥大學教書,所以楊振寧就進了芝加哥大學做研究生。

  楊振寧在芝加哥大學讀了兩年半研究生,1948年夏季獲得博士學位。在這個著名的大學,他和許多舉世聞名的物理學大師朝夕相處,獲益匪淺。這裏,不僅學術研究的氣氛十分濃厚,而且使他看到了一些最有發展前途的研究方向。若幹年後,他回憶起這段經曆時說:“我常常想,我是很幸運的。在西南聯大,我打下了紮實的根基,學會了推演法;到了芝加哥大學又受到了新的啟發,學到了歸納法,掌握了一些新的研究方向,在這兩個學校受的教育,對我後來的工作產生了巨大的影響。”

  獲得博士學位後,楊振寧在芝加哥大學做了一年教員。第二年春天,一個偶然的機會改變了楊振寧的想法,把他吸引到了另一位物理大師的身邊。

  第二次世界大戰期間,奧本海默教授在美國主持了世界第一顆原子彈的研製工作,因此在美國乃至全世界負有盛名。從1947年起,他擔任了普林斯頓高等學術研究所的所長。

  一天,楊振寧在芝加哥大學聽了奧本海默的演講,心想:“在奧本海默教授主持的普林斯頓理論物理研究所人才濟濟,我如果能到這個研究所工作,無疑會得到更多的教益。”隨後,他對泰勒和讚米教授談了自己的想法,希望能得到他們的支持,兩位教授當即給他寫了推薦信,信發出去後,奧本海默很快便回信說,非常歡迎楊振寧去普林斯頓工作。

  1949年一個晴朗的秋日,年輕的楊振寧懷著興奮、激動的心情走進了普林斯頓高等學術研究所。這是一個名家、高手雲集的高級研究機構,雖然經常在這裏工作的隻有20多位教授,但他們都是全世界聞名的學者。

  工作了一段時間以後,奧本海默非常喜歡楊振寧,1950年初,正式聘請他長期留在普林斯頓。楊振寧接到聘書後經過反複考慮決定留下。這倒不是因為他忘記了費米教授的叮囑,也不是奧本海默的執意挽留,而是因為這個時候他正熱戀著日後的愛妻杜致禮。她那時正在紐約念書,離普林斯頓很近,因此他留下來了。

  20世紀40年代末50年代初,物理學出現了一個嶄新的領域:粒子物理學。楊振寧和他同時代的物理學家們和這個新領域同時成長。從那時以來直到今天,這個領域方興未艾,隨著這門新興科學的發展,人類對物質微觀世界的認識也愈來愈深入。年輕的楊振寧在物理學的王國裏遨遊著,不久便從普林斯頓傳出了驚人的發現。

  楊振寧和李政道在西南聯大讀書時就是同窗好友,後來在美國相遇,不約而同地成為費米教授的學生,從這時起或是追溯到更早的時間,兩人就時常在一起切磋物理學中的問題,互相啟發,相得益彰。

  1956年夏天,兩個年輕人在紐約附近的布魯克海文實驗室相遇後,談起了當時的一些物理實驗,經過一番討論,大膽地提出:

  “宇稱在弱相互作用中,也許是不守恒的!”從30年前量子力學創立之日起,一直被認為是無可懷疑的物理基本定律之一——宇稱守恒定律,就這樣被動搖了。過了大約半年,華裔女科學家吳健雄用實驗證實“李—楊假說”是完全正確的!

  1926年11月25日,李政道出生在上海。中學畢業後,他先是在浙江大學讀書。當時正值抗日戰爭時期,烽煙四起、兵荒馬亂,浙江大學的師生們在貴州湄潭破舊的會館裏上課,物理實驗在破廟裏進行。就在這樣困苦的環境裏,少年李政道發奮讀書,常常是廢寢忘食。後來轉學到昆明西南聯合大學,條件依然十分艱苦。關於當時的情景,1979年他來中國講學時曾經這樣回憶說:“這次我去看了一下原來在昆明的西南聯大舊址,現在是雲南師範學院了。西南聯大是我的母校,過去都是草房子,現在蓋起了樓房,隻剩下了一幢鉛皮頂的老房子了,麵貌全變了。當時有1000多人,我在那裏讀過書,那時的設備是不能再簡陋了,物質條件沒有再差的了,那時我們十五六個人住一間草房子,還得天天把床板搬出去煮臭蟲,但那時西南聯大出來的學生並沒有感到自己比別人差。我是從那裏去美國的,當時我才19歲,並沒有感到自己學校的條件差,就比別人低一些……”

  1946年秋天,李政道和華羅庚、朱光亞、唐敖慶等幾位西南聯大的師生,從黃浦江畔乘坐美琪將軍號輪船,遠涉重洋到了美國。不久,便以優異的成績考取了著名物理學家費米的研究生。1950年獲得美國芝加哥大學物理博士學位。從20世紀50年代至今,一直在美國哥倫比亞大學任教授。

  李政道不僅是傑出的科學家,而且也是一名道德的楷模。請讀一讀穀歌網上的一篇介紹就可以知道李政道的為人了:

  今天我們想向大家講述物理學家李政道教授和他的已故夫人秦惠的愛情故事。

  在半世紀的風雨旅程中,他們始終相知、相助、相愛,愛情始終是他們贏得事業成功和幸福生活的源泉。

  李政道教授和秦惠女士的愛情故事起始於20世紀四十年代。那時,李政道還是美國芝加哥大學的研究生,秦惠則是美國堪薩斯州聖瑪麗學院的學生,1948年他們在一次偶然的相遇中,播下了愛情的種子,並在1950年6月喜結連理。從此,他們倆人相濡以沫,共經風雨,譜寫了動人的愛情篇章。秦惠看到李政道在物理學研究上具有的非凡才華,主動放棄了自己的學業,挑起照顧李政道生活和撫養孩子的重擔。支持李政道到理想的崗位上去施展才華。他們二人分別去美國求學的時候,都還是不到20歲的小青年,但對祖國的衰微破敗都時刻不忘,當他們於1972年首次歸國訪問後,看到祖國已是“舊貌換新顏”,心情十分激動,心中燃起了為祖國科教事業發展作貢獻的強烈願望。他們發現,祖國的大學教育雖然恢複了正常秩序,但是選派優秀大學生出國深造,培養高級科技人員的機製尚未形成,而百廢待興的科學研究事業又急需人才。李政道教授經過多方籌劃,於1979年提出了“中美聯合招考研究生”(CUSPEA)的計劃。這項CUSPEA計劃是李政道教授以自己在美國科學教育界的聲望和影響,促進美國水平最高的數十所大學招考中國優秀學生深造的特殊人才培養計劃。經過李政道教授的努力,通過CUSPEA考試,被這些學校錄取的中國留學的研究生的學費、食宿費等均由相關校方提供,或由李政道教授籌措解決。在實施這項計劃的前後的十年間,為了每年約一百名CUSPEA研究生能順利學習,李政道教授和秦惠嘔心瀝血,全力以赴。那時,中美關係還處於初始階段,CUSPEA研究生和其他中國學者在美國深造遇到各種問題,都要找李政道教授幫助解決。李政道的家頓時成了這些海外學子的“家”,學生找上門來的,打電話來的,寫信來的,李政道夫婦都不厭其煩地認真處理。為了讓李政道把主要精力放在科研教育的大事上,秦惠主動把這些繁雜事務攬了起來,幫助留學生聯係協調,排憂解難。每年,與CUSPEA研究生及其學校聯係,僅投寄郵件就近千封。李政道夫婦書寫信件、貼郵票、投寄郵件都要親自動手。他們常常把家附近的幾個郵筒都塞得滿滿的,以致紐約郵政局不得不向李政道教授訴苦。李政道夫婦隻好推了裝滿郵件的小車到較遠的郵局去投寄。

  1996年,李、秦愛情受到暴風雨股的襲擊。這年年初,秦惠發現自己罹患了肺癌!這對秦惠和李政道教授全家都是晴天霹靂的打擊。在這些艱難的日子裏,李政道和孩子們為救治秦惠的生命而竭盡一切努力,四處求醫,精心守護在床邊。李政道親自給夫人秦惠喂水、喂藥、喂飯、翻身擦背。為能隨時照應夫人,在近一年時間裏,他累了,就在夫人床邊椅子上休息一下,幾乎沒有在床上睡過一個整覺。他還傾情安慰著秦惠,希望能出現生命奇跡。

  秦惠內心深知病魔的凶險。但她竭力克製並掩飾著自己的痛苦,表現出樂觀和豁達,她希望不要因為自己的病使政道及孩子們增添煩惱和痛苦,不要因為自己的病而影響政道為祖國科技事業發展和人才培養所做的各項工作。

  就在同病魔搏鬥的悲苦日子裏,秦惠仍常與李政道傾心交談。她回顧著自己和政道相識、相知、相愛的曆程,她深為自己能和科學家李政道相伴一生而感到慶幸、自豪。她也不斷思考著這樣一個問題:自己不是學科學的,但是,為什麽能與從事科學研究和教學的李政道始終恩愛情深、和諧相處、其樂融融呢?她認為這同自己努力去了解和理解科學研究和科學家的精神世界有很大關係。在與政道相識相伴過程中,自己力求熟悉政道所從事的科學研究的內容,雖然學理細則難於弄懂,但他每項研究成果的意義和價值,以及政道在研究探索中付出的心血、勞動和精神世界的變化,自己是了然於胸的,正是這種對科學研究和科學家的理解,激發起她對李政道的深深的愛情,激勵著她心甘情願為政道從事的每項事業奉獻自己的一切。所以,在病重的日子裏,秦惠多次囑咐李政道,要他繼續關懷祖國大學生的成長。她希望要讓祖國的大學本科生,特別是女大學生,在學習期間,利用假期能跨學科地熟悉科學研究,多接觸科學家,增進對科學研究和科學家的了解。這對祖國青年一代成長和祖國科學事業發展都是很有意義的。

  病魔終於吞噬了秦惠的生命。1996年11月29日,秦惠帶著對政道及子女的深摯的愛,帶著與李政道共伴人生的幸福記憶離去了!李政道失去了相伴了半世紀的愛妻和助手!

  在悲痛的日子裏,李政道和兒子李中清、李中漢、兒媳婦黃美芬及在美國的幾位親人在家裏開了一個“家庭會議”。他把惠的遺願對人家說了。並宣布為了紀念惠,準備設立“秦惠李政道中國大學生見習進修基金”,(簡稱“政基金”)的設想。這項基金同一般基金不同,專門用來資助祖國優秀大學本科生利用假期或課餘時間見習科學研究、接觸科學家。孩子們都讚同、支持並積極參與這項實現母親遺願、造福祖國大學生的高尚事業。李政道看到孩子們這番表示,十分欣慰。他說,讓我們用愛去實現惠的遺願。李政道說:這項基金經費主要用我和惠的全部存款積蓄,以後再逐步擴大。

  1998年1月,李政道教授帶著設立“政基金”的方案來到北京。他邀請北大、複旦、蘭大、蘇大四所大學的校長到北京,商議設立“政基金”事宜,並舉行“政基金”成立儀式。

  時任副總理的溫家寶同誌,以及宋平、周光召、路甬祥、陳至立、朱光亞、錢偉長等領導同誌都出席了成立儀式。溫家寶同誌在講話中高度稱讚李政道教授和他已故夫人秦惠女士竭力為祖國科學、教育事業努力做奉獻的精神,勉勵各高校落實好“政基金”的各項工作,充分發揮“政基金”在人才培養中的作用。

  在成立儀式上,還宣讀了時任總理的朱鎔基的親筆賀信。信中對李政道夫婦二十年來為祖國科學教育事業所做的貢獻予以高度評價。李政道教授聽了十分激動。成立儀式後,李政道教授給朱鎔基總理寫了熱情的回信,他告訴朱總理,他要把朱總理的賀信帶回美國,放在惠的靈前,她一定也會感到無限欣慰的。

  幾年來,李政道教授始終帶著對惠的深情懷念關注“政基金”的實施情況。每年,他回國訪問,在完成中國高等科學技術中心為他安排的各項科學學術活動後,他總是親自參加每年“政基金”實施情況的總結匯報會。不僅聽取各校主管基金的領導介紹情況,還聽取享受基金進行見習進修的大學生談體會感受,並親自作學術報告以示鼓勵。

  各校的領導匯報說,“政基金”宣布實施後,教師和學生反映十分熱烈,申報基金的人數超過基金名額的3—5倍,在基金資助下,學生們通過一些課題研究實踐,大大增進了對科學的理解,提高了科研的能力和對科研的學習興趣,享受基金的學生畢業後,有70%的學生選擇從事科學研究。

  這些年來,海內外許多熱心的親朋好友,不斷殷切關懷著年邁的李政道教授,希望他能再覓知音,安度晚年。但是,都被李政道婉言謝絕了。接近他的人士說,李先生心中隻裝著深愛的惠,在愛的心田裏已容不下其他人了。

  楊振寧和李政道的成功是與吳健雄分不開的,是吳健雄做實驗證實了他們兩人的理論的正確性。

  吳健雄(1912年5月21日—1997年2月16日)是世界公認的最傑出的女性實驗物理學家,被譽為“核子物理女皇”和“中國的居裏夫人”。

  1912年5月31日,吳健雄出生於江蘇省太倉市瀏河鎮。

  1929年以優異成績從蘇州女師畢業,獲保送南京中央大學(現東南大學)。

  1934年畢業於中央大學物理係。

  1936年赴美國留學。

  1940年獲美國加利福尼亞大學博士學位,之後又獲美國普林斯頓、耶魯和哈佛等著名高等學府的理學博士學位。

  1942年5月30日與袁家騮在美國加州完婚,主婚人為加州大學理工學院院長羅伯特·密立根先生。

  1957年完成了“宇稱不守恒”實驗,為楊振寧和李政道提出的理論假設作出了有十分明確證據的實驗結果,李政道、楊振寧後來獲諾貝爾物理獎。

  1963年完成了“向量流守恒”的實驗。

  1973年當選為美國物理學會會長、美國科學院院士和美國藝術科學院院士。

  1975年榮獲美國國家科學勳章。

  1978年“沃爾夫”物理獎。

  1992年,四位諾貝爾獎得主:李政道、楊振寧、丁肇中、李遠哲,在台北發起成立“吳健雄學術基金會”。

  1994年,為表彰她在科學上取得的傑出成就和為華人社會的進步與發展作出的貢獻,美國全美華人協會授予吳健雄夫婦“全美華人傑出成就獎”。

  1997年2月16日因再次中風在紐約不幸去世,她的骨灰於3月6日晚運抵她的故鄉,安放在吳教授生前就讀過的母校明德學校的明德樓裏。

  楊振寧和李政道在1956年6月間完成了一篇論文,題目叫做《在弱相互作用中宇稱是守恒的嗎?》論文中不但提出理論上對宇稱守恒在弱相互作用中的質疑,也提出了好幾種檢驗這種想法的實驗。在他們文章的結尾,感謝了五位物理學家,其中就包括了高德哈伯和吳健雄。論文在6月22日寄到了美國物理最權威的期刊《物理評論》,並且在10月1日那期刊出。

  不過由於《物理評論》編輯規定不用疑問式題目,因此論文題目改成《對弱相互作用中宇稱守恒的質疑》。這篇論文使楊、李兩人得到第二年的諾貝爾獎,文章本身也成為科學文獻中不朽的經典著作。

  在楊、李論文完成以前,吳健雄已經認識到,對於研究β衰變的原子核物理學家來說,這是去進行這樣一個重要實驗的黃金機會,不可以隨意錯過。她以為,縱然結果證明宇稱在β衰變方麵是守恒的,也一樣是為這方麵的科學論點,增加了一個極重要的實驗證據。楊振寧說,當時他們也和其他科學家談過了,但隻有吳健雄看出其重要性,這表明吳健雄是一個傑出的科學家,因為傑出科學家必須具有好的洞察力。

  那年春天,吳健雄原本已和袁家騮計劃好,先到瑞士日內瓦出席一項高能物理會議,然後再到東亞地區去做一趟演講旅行。這是他們1936年離開中國以後,20年來頭一次回到東亞去,他們原本是要到中國台灣去訪問的。

  為了這趟旅程,他們還訂了伊麗莎白皇後號郵輪的票,準備坐船橫渡大西洋。吳健雄由於認識到這個實驗的重要性,應該馬上做一個清清楚楚的檢驗,於是要求袁家騮一個人去,讓她留下來做實驗。袁家騮也是一位物理學家,他很清楚認識到立即進行這個實驗的重要,因此便一個人踏上這趟離開故國20年之後、感懷深重的歸鄉之旅。他先出席了日內瓦的高能物理會議,在英國、法國、意大利和埃及短暫停留,再到印度孟買塔塔研究院訪問演講,然後在7月間到了中國台灣。

  在這期間,吳健雄已經為她決意要進行的實驗,做了相當周全的準備。她在新出的科學文獻中,了解到原子核科學在Co60方麵最新發展的知識。由於她的實驗是結合原子核實驗技術和低溫物理的技術,因此吳健雄也積極去了解低溫物理的知識。

  吳健雄本身不是低溫物理學家,她知道必須找到對原子核極化有清楚了解的優秀低溫物理學家,共同來進行實驗工作。當時在哥大有一位物理學家加文(R。Gar win),工作於IBM設在哥大的華特生實驗室。加文由於進行利用超導材料的高速計算機發展工作,曾經進行了許多低溫物理的研究。吳健雄於是和加文接觸,希望他一同來進行檢驗宇稱守恒的實驗。加文由於正開始負責IBM的一項研究計劃,因此沒有時間和吳一起工作。

  在華盛頓BC的國家標準局,是美國國內另一個可以進行以低溫環境達成原子核極化的實驗室,吳健雄也知道在那裏工作的安伯勒(Emest Ambler),是來自英國牛津的克萊文登實驗室,而且是1952年在國家標準局作出核極化的實驗成員之一。1956年6月4日,吳健雄由紐約打電話到華盛頓DC國家標準局給安伯勒,正式邀請他共同來進行這一個後來改變曆史的實驗。

  安伯勒對這個實驗的β衰變效應知道不多,他問吳健雄這會顯現出很大的不對稱效應嗎?吳健雄給了他肯定的答案,這使得安伯勒大感興趣,他除了請吳健雄將楊、李論文的預印本寄給他,表示很樂意共同進行實驗。

  吳健雄打電話給安伯勒時,她雖然早已在原子核物理界享有盛譽,但是做低溫物理的安伯勒,卻全然不知道是何方神聖。於是他就打電話給一位原子核物理學家喬治·田默(G。Temmer)。田默和吳健雄一樣,也都是諾貝爾獎得主塞格瑞在加州柏克萊的學生,是一個很好的實驗物理學家,安伯勒幾年前的原子核極化實驗,正是和田默合作的。由於田默是由奧地利流亡來美國,是政治難民身份,20世紀50年代麥卡錫時期他的忠誠受到質疑,所以被迫離開政府部門國家標準局的工作。

  安伯勒在電話中問田默:“喬治,哥倫比亞大學有一位女科學家叫吳健雄。打電話給我,她提出的實驗十分有趣。告訴我,她有多好?我現在應該去做這個實驗嗎?”田默說:“她是頂厲害的!”

  那年的7月24日,吳健雄給安伯勒寫了一封信,信中告訴安伯勒,她對於在液態氦極低溫度環境中,去探測β衰變的實驗準備,已經得到滿意的結果。如果沒有其他突發的技術問題,她建議他們應該見麵進行討論,並且和國家標準局的行政部門進行一些適當的安排。

  9月中旬,吳健雄說,她“終於”到了華盛頓DC和安伯勒見麵。安伯勒這位後來當了美國國家標準局局長的英國科學家,給她的頭一個印象相當的好。吳健雄說,安伯勒本人一如他們無數次電話通話中給予她的印象:說話溫和、做事能幹、有效率,而最重要的,是有一種能使人鼓舞的自信。

  安伯勒帶吳健雄參觀他們的實驗室,並且介紹她認識了哈德森(R。P。HUDSON)。哈德森和安伯勒同樣來自英國牛津克萊文登低溫實驗室,同樣受教於那裏的低溫物理權威柯提(N。Kurti)門下。他和安伯勒在國家標準局繼續合作許多低溫物理方麵的工作,包括在低溫中將原子核極化的實驗。這位當時職位是安伯勒頂頭上司的科學家,也加入了吳健雄的實驗組,成為一個合作者。

  由於這個實驗在觀察宇稱守恒的β衰變方麵,以及確定放射源極化的γ射線各向異性測量方麵,都需要許多電子測量儀器,因此他們向國家標準局的另外一位物理學家黑渥(R。W。Hayward)借用了電子儀器。一方麵由於有這個淵源,另一方麵由於最早由吳健雄派往標準局進行實驗的兩個學生和標準局科學家的合作不順利,在安伯勒的建議下,黑渥以及跟他做實驗的一名研究生哈潑斯(D。D。Hoppes),便取代了吳健雄的兩個研究生。因此,後來這個實驗組的正式組合,除了吳健雄之外,其他全是國家標準局的科學家。

  吳健雄的實驗在概念上是很簡明的。主要是要利用一個很強的β放射源,然後在適當控製下極化這個β放射源,使其具有某一個方向性,再放在一個利於觀測的環境中,測量這個放射源是不是有一種先天的方向性。但是,要檢驗這個簡明概念的實驗設計,卻是困難而複雜的。

  吳健雄和四個國家標準局的科學家,正式開始他們的實驗。科學實驗碰上各種困難,本身就是科學家最大的挑戰,吳健雄他們從事的實驗,由於特別精密和複雜,因此更是遭遇許多意想不到的問題,進展十分不順利。

  譬如說,為了將晶體組合起來,形成一個大的屏蔽,必須在晶體上鑽孔,再將之黏合起來,他們得到晶體專家的意見,才知道要用壓力向內的牙醫牙鑽鑽孔,才不會使很薄的晶體崩裂。而黏合晶體的黏結劑,在極低溫中會失效,他們又改用肥皂,甚至用尼龍細線綁住。另外如何克服在液態氦低溫下,液體變成超流體而引起的外泄問題,以及如何將在低溫環境的β衰變的測量,利用一支長的透明樹脂棒導出觀測等,都花了相當工夫,加上吳健雄和國家標準局四位科學家過去多年的經驗,才一一攻克難關。

  在實驗進行過程中,由於吳健雄在紐約哥倫比亞大學還有教學和研究工作,因此每個禮拜總是華盛頓DC和紐約兩頭跑,並不是所有時間都在國家標準局的實驗室。11月間,實驗顯示出他們看到了一個很大的效應,大家都很興奮,吳健雄得到消息趕去看了一下,覺得那個效應太大,不可能是所要的結果。後來他們檢查了實驗的裝置,發現這個太大的效應果然是由於裏麵的實驗物件,因磁場造成應力而塌垮了所造成的。

  他們經過重新安排,到12月中旬,再次看到一個比較小的效應,吳健雄判斷,這才是他們要找的效應。楊振寧認為,這種過人的洞察力,也是吳健雄成為一位優秀科學家的原因。

  對稱性革命。

  吳健雄一向是以實驗謹慎精確著稱的,因此盡管他們在實驗中找到了初步結果,但是態度依然是謹慎的,他們認為在向外界宣布結果以前,必須進行更多精確的查證。在這同時,吳健雄也指導她的研究生,開始進行一些計算,看看這些實驗數據是不是真正顯現了β衰變的宇稱不守恒效應。

  在實驗進行期間,有一次吳健雄回到哥大,正好碰到楊振寧和李政道兩人,他們問起實驗的情形,吳健雄告訴他們似乎確實有一些肯定的結果。楊振寧還問起其中的一些理論關鍵,吳健雄告訴他說,由日本來參加實驗組的理論物理學家森田正人(M。Morita)已經做過計算,Co60的β衰變完全是蓋莫·泰勒變換,這表示他們選對了Co60作放射源,實驗結果也更為可靠。

  隨著吳健雄實驗的進展,物理學界已漸漸開始有更多人談論這件事,不同的故事和傳言紛紛出現,形成一種極端熱烈的氣氛。任何一個熟悉半年以前科學界對這件事態度的人,都會對這種改變大感吃驚。

  當時在物理學界以直言質疑著名的“偉大泡利”,對宇稱可能是不守恒也一直是極度懷疑的。他在1956年由他以前的學生懷斯科夫信上得知吳健雄在進行這個實驗時,就立時回信給懷斯科夫說,以他的看法,做這個實驗是浪費時間,他願意押下任何數目的錢,來賭宇稱一定是守恒的。

  懷斯科夫收到泡利來信時,正巧剛得知吳健雄實驗成功的消息,他說他並沒有立即打電報給泡利說“賭一千塊錢”,隻是告知他有關吳健雄令人吃驚的實驗結果。後來泡利回信給懷斯科夫,除表示難以置信的驚訝之外,還開玩笑地寫道:“我很高興我們沒有真的打賭,因為我也許還輸得起一些名聲,但是卻輸不起我金錢的損失。”

  吳健雄1956年回紐約過聖誕節假期時,他們的實驗已經差不多可以說是成功了。但是吳健雄十分的擔心,一方麵她很難相信自然會有如此奇怪的現象,一方麵也怕他們在實驗中犯了什麽錯。盡管她把實驗的最新結果告訴了楊振寧和李政道,但是她說她還要再次查驗,並且要他們暫時不向外界透露消息。

  但是,年輕的李政道顯然不以為意,1957年1月4日,哥大物理係又舉行行之有年的“星期五午餐”,在這次聚會上,他告訴了與會人士。當時也在哥倫比亞大學的實驗物理學家李德曼聽到這個消息後想,如果宇稱已經知道在弱相互作用中是不守恒的,那麽以他正在進行的實驗,加上一些小小的運氣,或許就可以利用π與μ粒子,進行另外一種可以驗證宇稱不守恒的實驗。

  於是他打電話給哥大的同事,也是被稱為“真正的天才”的加文。當天晚上10點鍾左右,李德曼和加文已經想出進行實驗的辦法。這個實驗一共隻花了四天就作出來了,而且得到相當明顯肯定的結果。對於這個巧妙實驗的設計,加文有著極其關鍵的貢獻。

  1月8日早上6點鍾,李德曼打電話給李政道,宣稱說:“宇稱定律死了。”

  吳健雄在1月2日那天,回到華盛頓DC的國家標準局。她和四位合作者再次詳細核驗他們的實驗。吳健雄說,由1月2日到8日,是他們實驗工作最密集的一段時間,他們一次一次地把溫度降到液態氦的低溫,檢驗所有可能推翻他們結果的因素。那時候,研究生哈潑斯總是用一個睡袋睡在實驗室地板上,每當溫度降到所需的低溫,他就打電話通知吳健雄和其他三人,在寒冷的冬夜裏,趕到實驗室去工作。

  到了1月7日,有關李德曼、加文利用π介子衰變成μ粒子再衰變成電子和中微子的實驗成功的消息,已開始廣為流傳,國家標準局的局長等高層人員,也都打電話來探詢吳健雄的實驗結果。

  吳健雄在另外一個實驗已證實宇稱不守恒的巨大壓力之下,一點也沒有掉以輕心,繼續進行各種仔細的查證。1月9日清晨兩點鍾,他們終於將預定要進行的實驗查證全都做完,五個從事這項實驗的科學家聚在實驗室中,慶祝這個科學史上的偉大時刻。哈德森笑著打開他的抽屜,由裏麵拿出一瓶1949年份上好的法國紅酒和幾個紙杯放在桌上,然後他們為推翻宇稱守恒定律而幹杯。

  第二天早上,他們做實驗的低溫物理部門其他實驗室的科學家,走過他們的實驗室,十分驚訝於他們實驗室中沉靜而輕鬆的氣氛。他們走進來看了一下實驗室中的垃圾桶,恍然大悟地說:“好了,β衰變中的宇稱定律已經死了!”

  吳健雄的實驗完成後,他們也要準備寫一份報告論文。由於吳健雄是這個實驗的提議人,對這個實驗有清楚的認識,因此在實驗接近尾聲時,她便已獨自完成了一份報告。實驗做完後的那個星期天,國家標準局的四位科學家和吳健雄坐下來,正準備談報告論文的事,卻看到吳健雄已拿出了一份寫好的論文,對於吳健雄沒有和他們作任何討論便寫好了報告,都感到有些意外。原先他們心中總認為這是一個彼此合作的實驗,但是現在他們才發現,在吳健雄心中這是她的實驗,其他的人都是給她幫忙的。

  除此之外,國家標準局的科學家對報告的寫法也不滿意,他們認為吳健雄在報告中隻談楊、李的論文以及她和他們兩人的討論,對國家標準局的科學家全然不提,但是到後來並沒有人能改變吳健雄已寫好的報告。

  再者是要決定作者姓名的順序,有人說按英文字母順序,如果是這樣,安伯勒將在首位,吳健雄就在最後麵。對此,吳健雄用她慣常表示反對的深長歎氣,表示了意見。安伯勒說,於是他像“一個有教養的英國紳士”出來打圓場說,把吳健雄放在首位,然後我們四人的名字在後,這樣一來沒有人再反對。於是報告論文的頭一個作者是吳健雄,並注明她是來自紐約市哥倫比亞大學,然後是國家標準局的四位科學家,按英文字母順序排列在後。

  吳健雄等人的實驗報告論文,在1957年的1月15日寄到《物理評論》,早他們幾天完成的李德曼等人的實驗,由於是得知吳健雄有了肯定結果才開始的,所以也等到同一時間才寄出報告論文,李德曼、加文並且在論文末了說明了這個原委。這兩篇論文同時到達《物理評論》,並且同樣在2月15日那一期刊出。

  吳健雄在完成實驗後,有兩個禮拜時間完全無法入睡。她一再地自問,為什麽老天爺要她來揭示這個奧秘?她說:“這件事給我們一個教訓,就是永遠不要把所謂‘不驗自明’的定律視為是必然的。”

  1月15日,也就是吳健雄以及李德曼、加文等人兩篇曆史性論文寄到《物理評論》那天,哥倫比亞大學做了一件史無前例的事情,他們為這項新的發現舉行了一次記者會,哥大物理係當時資望最高的拉比,在他帶薪休假的麻省理工學院接到電話,要他回來主持這個記者會。記者會是那天下午兩點在普平物理實驗大樓舉行,和這個科學新發現有關的哥大科學家,包括吳健雄、李政道、李德曼、加文等人都出席了。

  第二天,在世界輿論界享有崇高地位的《紐約時報》,以頭版刊出了新聞,報道這件科學大事,他們用的標題是“物理的基本觀念宣稱已經由實驗而推翻”。

  另外美國一些重要的雜誌如《時代》、《生活》,也都大篇幅地報道了這個科學上的大事。在這些報道中,楊振寧和李政道兩位提出理論構想的科學家,自然是主要人物,而最先做實驗證明他們想法的吳健雄也得到很高的評價。

  消息公布後,世界各地的科學家,都奔往各自的實驗室,重複這個重大的實驗,吳健雄接到無數的詢問,也得到許多的道賀。

  1月30日,美國物理學會在紐約市的紐約大飯店舉行年會,參加的物理學家超過三千人,創下了新紀錄,原因完全是由於宇稱不守恒這項新發現的緣故。在年會最後一天的特別討論會上,吳健雄報告了她的實驗,同時楊振寧、李德曼和泰勒格帝也在會中作了報告。

  由於這個科學發現的影響深遠,所以吳健雄立即接到無數大學和實驗機構的邀請,要她去講述她的實驗,這使得一向不喜歡旅行的吳健雄,來往奔波得很厲害。

  那年4月,第7屆的羅契斯特會議,吳健雄也被請去演講,本來羅契斯特大會是粒子物理學家的會議,以討論強相互作用為主,吳健雄一直是研究弱相互作用的,不在那一個領域,因此吳健雄在演講中曾如此說:“我來到這裏,是由於弱相互作用的力量”。那一年吳健雄的演講旅行,並不僅限於美國,還到了瑞士、法國、意大利,還有以色列等地訪問,所到之處都受到相當的矚目。

  1957年10月,吳健雄在紐約州北部一個大學講課,突然有電話打來找她,通報的人說是奧本海默打來的,奧本海默告訴傳話的人,說他等在電話那邊,待吳健雄講完課再來聽。奧本海默在電話中告訴吳健雄說:“基基(Gee Gee),楊振寧、李政道得到了今年的諾貝爾獎。”那時候還擔任普林斯頓高等研究所所長的奧本海默,為此還特別舉行了一次晚宴,邀請吳健雄和楊、李等人參加。

  奧本海默的那次晚宴在普林斯頓舉行。他在晚宴前聚集大家在圖書館中,先做了簡短的講話。表示這次宇稱不守恒的發現有三個人功勞最大,除了楊、李之外就是吳健雄;他特別強調不可忽略吳健雄的貢獻。隨後晚宴時,奧本海默特別安排吳健雄在他身旁,顯示出對她的賞識和照顧。

  那一年瑞典皇家科學院的諾貝爾委員會,沒有把諾貝爾獎頒給吳健雄,使得許多人感到意外和不滿。許多大科學家都公開表示了他們的失望和不以為然。1988年得到諾貝爾獎,和吳健雄在哥大有長時間同事情誼的史坦伯格就以為,那年諾貝爾獎沒有同時頒給吳健雄,是諾貝爾委員會最大的失誤,原因是宇稱不守恒的構想雖然是楊、李提出的,卻是吳健雄做實驗發現的。

  吳健雄一生獲得很多榮譽。1958年當選為美國科學院院士,中國台灣中央研究院院士,1974年當選為美國最優秀的科學家,是獲此榮譽的第一位女性,1975年當選為美國物理學會會長,為擔任此職的第一位女性,1978年獲沃爾夫獎。她先後被美國哈佛大學、耶魯大學、普林斯頓大學、香港中文大學、北京大學、東南大學等海內外著名大學授予名譽教授她還被各國譽為“中國的居裏夫人”、“物理女皇”等。1990年南京紫金山天文台以她的名字命名新發現的小行星為“吳健雄星”。

  吳健雄晚年十分關心家鄉的教育事業,捐資母校明德學校,並在中國設立“吳健雄物理獎”。1997年吳健雄逝世後,按其遺囑,骨灰葬於明德學校內,墓園由袁家騮博士出資建造。

  1920年4月18日下午將近3點的時候,馬薩諸塞州南布賴特裏的一家鞋廠的會計長和一位保衛人員從銀行領了15776美元鈔票準備帶回工廠發工資。這筆錢是裝在鐵保險箱內的,鐵箱長2英尺、寬1英尺、高8英寸。當這兩個人還沒有走進鞋廠的時候,突然冒出三名匪徒開槍把他們打死,奪走了保險箱,並登上早已停在路旁的布艾克汽車,這車內有另外兩名匪徒,一是充當司機的,一是在後座位上把著機槍準備擊退追捕者的。車子始終未閉油門,所以等三人一上車,車子就馬上飛馳而去,讓人追趕不及。

  沙可

  5月5日,警察在電車內逮捕了沙可和樊讚地,因為他們身上帶了手槍,而且據說手槍的口徑和凶手使用的手槍口徑相吻合。這裏要請讀者注意,在美國帶手槍是家常便飯,不屬於違禁之列。

  於是審訊開始了。盡管沙可和樊讚地的鄰居們出庭證明沙可和樊讚地是一貫的好人,一貫不缺錢用。盡管警察始終沒有能夠在沙可和樊讚地的住處或任何地方找到分文贓款,但法庭仍然判他們有罪,要處死刑。

  判罪的主要論據就是因為有兩名證人說,他們肯定匪徒是意大利人,而沙可和樊讚地恰巧是意大利人。被捕那年,沙可29歲,是鞋匠,而且就是那家被劫工廠的鞋匠。樊讚地31歲,散工兼魚販,是一名自學者,泛讀文學、曆史和哲學作品。在政治上,他們都是無政府主義者,而且是工運積極分子。他倆是朋友。

  其中一位目擊者自稱名叫古裏奇,他說他看到的兩個意大利人就是沙可和樊讚地。但實際上古裏奇是一個假名字,他曾坐過兩次牢,是一個一貫的騙子和偽證者。被告律師為考查這個人的可靠性,就問他從前是不是犯過罪,但檢察官馬上對此提出異議,法官也支持檢察官的意見。

  被告律師要求追查贓款,被法庭拒絕了,被告律師要求追查另外三名匪徒,也被法庭拒絕了。被告律師經過私人調查獲得了一些真正罪犯的線索,要求法庭予以追查,也遭到了拒絕。法庭的這種無理態度激怒了法官的一位私人朋友,他出來向報界揭露說:“在他的談吐及態度中,就給人一個樊讚地鮮明的印象,表示他是必然要把這兩個人判罪的,因為他們兩人是赤色分子。我記得泰尤法官曾經對我說過,我們必須團結一致,保衛我們自己,對抗無政府主義分子及赤色分子。他還說,雖然他們個人可能真的沒有犯過被控之罪,但反正在道德上是有罪的,因為他們是我們製度的敵人。”

  
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