吴健雄与胡适的师生友谊 打印本文 打印本文  关闭窗口 关闭窗口  
作者:佚名  文章来源:《物理科学的第一夫人吴健雄》  点击数  更新时间:2012/6/7 7:45:40  文章录入:gohwu  责任编辑:gohwu
 

 

对称性革命(二)

吴健雄一向是以实验谨慎精确著称的,因此尽管他们在实验中找到了初步结果,但是态度依然是谨慎的,他们认为在向外界宣布结果以前,必须进行更多精 确的查证。在这同时,吴健雄也指导她的研究生,开始进行一些计算,看看这些实验数据是不是真正显现了β衰变的宇称不守恒效应。

在实验进行期间,有一次吴健雄回到哥大,正好碰到杨振宁和李政道两人,他们问起实验的情形,吴健雄告诉他们似乎确实有一些肯定的结果。杨振宁还问 起其中的一些理论关键,吴健雄告诉他说,由日本来参加实验组的理论物理学家森田正人(M.Morita)已经做过计算,Co60的β衰变完全是盖莫·泰勒 变换,这表示他们选对了Co60作放射源,实验结果也更为可靠。

随着吴健雄实验的进展,物理学界已渐渐开始有更多人谈论这件事,不同的故事和传言纷纷出现,形成一种极端热烈的气氛。任何一个熟悉半年以前科学界对这件事态度的人,都会对这种改变大感吃惊。

当时在物理学界以直言质疑著名的“伟大泡利”,对宇称可能是不守恒也一直是极度怀疑的。他在1956年由他以前的学生怀斯科夫信上得知吴健雄在进 行这个实验时,就立时回信给怀斯科夫说,以他的看法,做这个实验是浪费时间,他愿意押下任何数目的钱,来赌宇称一定是守恒的。

怀斯科夫收到泡利来信时,正巧刚得知吴健雄实验成功的消息,他说他并没有立即打电报给泡利说“赌一千块钱”,只是告知他有关吴健雄令人吃惊的实验 结果。后来泡利回信给怀斯科夫,除表示难以置信的惊讶之外,还开玩笑地写道:“我很高兴我们没有真的打赌,因为我也许还输得起一些名声,但是却输不起我金 钱的损失。”

吴健雄1956年回纽约过圣诞节假期时,他们的实验已经差不多可以说是成功了。但是吴健雄十分的担心,一方面她很难相信自然会有如此奇怪的现象, 一方面也怕他们在实验中犯了什么错。尽管她把实验的最新结果告诉了杨振宁和李政道,但是她说她还要再次查验,并且要他们暂时不向外界透露消息。

但是,年轻的李政道显然不以为意,1957年1月4日,哥大物理系又举行行之有年的“星期五午餐”,在这次聚会上,他告诉了与会人士。当时也在哥 伦比亚大学的实验物理学家李德曼听到这个消息后想,如果宇称已经知道在弱相互作用中是不守恒的,那么以他正在进行的实验,加上一些小小的运气,或许就可以 利用π与μ粒子,进行另外一种可以验证宇称不守恒的实验。

于是他打电话给哥大的同事,也是被称为“真正的天才”的加文。当天晚上10点钟左右,李德曼和加文已经想出进行实验的办法。这个实验一共只花了四天就做出来了,而且得到相当明显肯定的结果。对于这个巧妙实验的设计,加文有着极其关键的贡献。

1月8日早上6点钟,李德曼打电话给李政道,宣称说:“宇称定律死了。”

吴健雄在1月2日那天,回到华盛顿DC的国家标准局。她和四位合作者再次详细核验他们的实验。吴健雄说,由1月2号到8号,是他们实验工作最密集 的一段时间,他们一次一次地把温度降到液态氦的低温,检验所有可能推翻他们结果的因素。那时候,研究生哈泼斯总是用一个睡袋睡在实验室地板上,每当温度降 到所需的低温,他就打电话通知吴健雄和其他三人,在寒冷的冬夜里,赶到实验室去工作。

到了1月7日,有关李德曼、加文利用π介子衰变成μ粒子再衰变成电子和中微子的实验成功的消息,已开始广为流传,国家标准局的局长等高层人员,也都打电话来探询吴健雄的实验结果。

吴健雄在另外一个实验已证实宇称不守恒的巨大压力之下,一点也没有掉以轻心,继续进行各种仔细的查证。1月9日清晨两点钟,他们终于将预定要进行 的实验查证全都做完,五个从事这项实验的科学家聚在实验室中,庆祝这个科学史上的伟大时刻。哈德森笑着打开他的抽屉,由里面拿出一瓶1949年份上好的法 国红酒和几个纸杯放在桌上,然后他们为推翻宇称守恒定律而干杯。

第二天早上,他们做实验的低温物理部门其他实验室的科学家,走过他们的实验室,十分惊讶于他们实验室中沉静而轻松的气氛。他们走进来看了一下实验室中的垃圾桶,恍然大悟地说:“好了,β衰变中的宇称定律已经死了!”

吴健雄的实验完成后,他们也要准备写一份报告论文。由于吴健雄是这个实验的提议人,对这个实验有清楚的认识,因此在实验接近尾声时,她便已独自完 成了一份报告。实验做完后的那个星期天,国家标准局的四位科学家和吴健雄坐下来,正准备谈报告论文的事,却看到吴健雄已拿出了一份写好的论文,对于吴健雄 没有和他们作任何讨论便写好了报告,都感到有些意外。原先他们心中总认为这是一个彼此合作的实验,但是现在他们才发现,在吴健雄心中这是她的实验,其他的 人都是给她帮忙的。

除此之外,国家标准局的科学家对报告的写法也不满意,他们认为吴健雄在报告中只谈杨、李的论文以及她和他们两人的讨论,对国家标准局的科学家全然不提,但是到后来并没有人能改变吴健雄已写好的报告。

再者是要决定作者姓名的顺序,有人说按英文字母顺序,如果是这样,安伯勒将在首位,吴健雄就在最后面。对此,吴健雄用她惯常表示反对的深长叹气, 表示了意见。安伯勒说,于是他像“一个有教养的英国绅士”出来打圆场说,把吴健雄被在首位,然后我们四人的名字在后,这样一来没有人再反对。于是报告论文 的头一个作者是吴健雄,并注明她是来自纽约市哥伦比亚大学,然后是国家标准局的四位科学家,按英文字母顺序排列在后。

吴健雄等人的实验报告论文,在1957年的1月15日寄到《物理评论》,早他们几天完成的李德曼等人的实验,由于是得知吴健雄有了肯定结果才开始 的,所以也等到同一个时间才寄出报告论文,李德曼、加文并且在论文末了说明了这个原委。这两篇论文同时到达《物理评论》,并且同样在2月15日那一期刊 出。

吴健雄在完成实验后,有两个礼拜时间完全无法入睡。她一再地自问,为什么老天爷要她来揭示这个奥秘?她说:“这件事给我们一个教训,就是永远不要把所谓‘不验自明’的定律视为是必然的。”

1月15日,也就是吴健雄以及李德曼、加文等人两篇历史性论文寄到《物理评论》那天,哥伦比亚大学做了一件史无前例的事情,他们为这项新的发现举 行了一次记者会,哥大物理系当时资望最高的拉比,在他带薪休假的麻省理工学院接到电话,要他回来主持这个记者会。记者会是那天下午两点在普平物理实验大楼 举行,和这个科学新发现有关的哥大科学家,包括吴健雄、李政道、李德曼、加文等人都出席了。

第二天,在世界舆论界享有崇高地位的《纽约时报》,以头版刊出了新闻,报道这件科学大事,他们用的标题是“物理的基本观念宣称已经由实验而推翻”。

另外美国一些重要的杂志如《时代》、《生活》,也都大篇幅地报道了这个科学上的大事。在这些报道中,杨振宁和李政道两位提出理论构想的科学家,自然是主要人物,而最先做实验证明他们想法的吴健雄也得到很高的评价。

消息公布后,世界各地的科学家,都奔往他们的实验室,重复这个重大的实验,吴健雄接到无数的询问,也得到许多的道贺。

1月30日,美国物理学会在纽约市的纽约大饭店举行年会,参加的物理学家超过三千人,创下了纪录,原因完全是由于宇称不守恒这项新发现的缘故。在 年会最后一天的特别讨论会上,吴健雄报告了她的实验,同时杨振宁、李德曼和泰勒格帝也在会中作了报告。

由于这个科学发现的影响深远,所以吴健雄立即接到无数大学和实验机构的邀请,要她去讲述她的实验,这使得一向不喜欢旅行的吴健雄,来往奔波得很厉害。

那年4月,第7届的罗契斯特会议,吴健雄也被请去演讲,本来罗契斯特大会是粒子物理学家的会议,以讨论强相互作用为主,吴健雄一直是研究弱相互作 用的,不在那一个领域,因此吴健雄在演讲中曾如此说:“我来到这里,是由于弱相互作用的力量。”那一年吴健雄的演讲旅行,并不仅限于美国,还到了瑞士、法 国、意大利,还有以色列等地访问,所到之处都受到相当的瞩目。

1957年10月,吴健雄在纽约州北部一个大学讲课,突然有电话打来找她,通报的人说是奥本海默打来的,奥本海默告诉传话的人,说他等在电话那边,待吴健雄讲完课再来听。奥本海默在电话中告诉吴健雄说:“基基(Gee Gee),杨振宁、李政道得到了今年的诺贝尔奖。”那时候还担任普林斯顿高等研究所所长的奥本海默,为此还特别举行了一次晚宴,邀请吴健雄和杨、李等人参加。

奥本海默的那次晚宴在普林斯顿举行。他在晚宴前聚集大家在图书馆中,先做了简短的讲话。表示这次宇称不守恒有三个人功劳最大,除了杨、李之外就是吴健雄;他特别强调不可忽略吴健雄的贡献。随后晚宴时,奥本海默特别安排吴健雄在他身旁,显示出对她的赏识和照顾。

那一年瑞典皇家科学院的诺贝尔委员会,没有把诺贝尔奖颁给吴健雄,使得许多人感到意外和不满。许多大科学家都公开表示了他们的失望和不以为然。 1988年得到诺贝尔奖,和吴健雄在哥大有长时间同事情谊的史坦伯格就以为,那年诺贝尔奖没有同时颁给吴健雄,是诺贝尔委员会最大的失误,原因是宇称不守 恒的构想虽然是杨、李提出的,但是却是吴健雄做实验发现的。

吴健雄到现在还没有得到诺贝尔奖,也引起许多人的好奇和猜测。由于诺贝尔奖委员会的得奖人甄选资料,要经过50年才解禁,公开供学术研究,因此除 非到公元2006年以后,恐怕还不能弄清楚吴健雄为什么没有得奖。但是有些说法,却也许能为这件事提供一些解释。

根据诺贝尔基金会的规定,在同一个项目中得奖人每年不得超过三人,本来如果将吴健雄列入和杨、李一同得奖,也正好符合这个规定,问题出在和吴健雄合作的科学家身上,特别是她的主要合作者安伯勒。

安伯勒是出身牛津低温实验室的科学家,在这个实验中也有一定的贡献。但是由于吴健雄在美国物理界名声太大,实验结果出来后,一般人只要提起实验总是提吴健雄,而她演讲中提到这个实验,也只是用吴健雄等人(Win et al.)一语带过。美国国家标准局的科学家都以为,这是一个双方合作的实验,没有他们发展的低温原子核极化技术,这个实验根本做不起来。

他们以为,由于当时吴健雄在哥大环境中的压力,以及亟想做出成绩的心理,也许使她不太愿意把荣誉给予她的合作伙伴。可是整个科学界对这个实验的看法,都倾向完全归功于她,似乎也可以由一个故事看出。

和安伯勒等人有合作关系的田默,在宇称实验做完后不久,正好到哈佛大学参加一项讨论会。有人对他说:“看看,这个实验刚做出来了。”田默说:“哪 个实验?”那人说:“就是在哥伦比亚大学做的那个宇称实验。”田默说:“哥伦比亚?那是在华盛顿国家标准局做的。”“算了,国家标准局?”田默反驳说: “你完全弄错了。我曾经在那里,他们告诉我正在那里做那个实验。”

田默对于这种普遍的认定十分不以为然,因此后来就在一份杂志中写了一篇文章,提出这个实验结果没有国家标准局是做不成的观点。除此之外,英国牛津 大学的科学家,也对整个事情的归功于一方,感到十分愤怒。安伯勒和哈德森两人的老师,英国牛津低温物理实验先驱柯提,也对于出身于他门下的低温物理学家未 得到应有的荣誉而感到不快。

由于有这样的争端,加上有一种看法,认为英国科学界和瑞典一向关系密切,因此英国方面的意见,也许曾经发生过作用。

吴健雄对于自己没有得到诺贝尔奖,多年来从未公开表露过意见。1989年1月,她在回复史坦伯格的一封信上,除了恭贺史坦伯格1988年的得奖, 也对于史坦伯格在信中,以及在《科学》杂志文章中对她成就的赞扬,表示深受感动和极为感谢。吴健雄在信中说:“像你这样一位近代物理的伟大批评者,所给予 我这样一个罕有的称赞,是比任何我所期望或重视的科学奖,还要更有价值。我的一生,全然投身于弱相互作用方面的研究,也乐在其中。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。”

【编者按】被誉为世界最杰出的女性物理学家、核物理女皇、中国居里夫人的吴健雄(1912-1997),早年毕业于中央大学,三十年代赴美留学, 后曾参与“曼哈顿计划”,与“原子弹之父”奥本海默共事;她率先用实验证明杨振宁、李政道荣获诺贝尔物理学奖的“宇称不守恒”理论而轰动物理学界;她获得 了除诺贝尔奖以外的几乎所有大奖,是诸多诺贝尔奖得主推崇的传奇人物。

复旦大学出版社新近推出的江才健著《吴健雄》一书,以严谨忠实的态度,广阔的历史视野和丰富翔实的描述,真实地呈现了吴健雄的生活和在物理科学上的划时代成就。