吴健雄继续留在柏克莱物理系,继续认真地上课求知。由于她的才分出众,勤奋努力,加上外貌妩媚气质高雅,个性又开朗率真,在物理系师生间成为一个 明星人物,物理系的男同学都众星拱月般地仰慕她,公认她是系花美女,其中有好几个人追求她,他们甚至将她的姓名“吴”发声作“呜”,半开玩笑地唱在一首情 歌中。
头两年的一般课程上完后,吴健雄要开始准备她的博士论文报告,也就是说她要开始找一个指导的教授,选定一个实验题目,开始为她将来要长久从事的科学实验工作,取得一个合格入门的资格。
吴健雄由于物理才分本就不凡,加上以前在上海的中研院物理所做过X光晶体衍射实验,对于需要相当经验才做得好的物理实验,可说已有一些根基。因此,当时在柏克莱放射实验室任主持人的大科学家劳伦斯,一开始就是她名义上的指导老师。
而实际上指导吴健雄做实验的,是一位20年代跟随大科学家费米(E.Fermi)在罗马做出一些有名原子核实验工作的塞格瑞。塞格瑞在物理上的早 期经验和后来他在欧洲的游学研究,使他当时已经是一个相当有份量的物理学家,因此虽然一开始在柏克莱他并没有正式教席位置,薪水也是由洛克菲勒基金会支 付,但是却马上有不少的合作者。
1938年,吴健雄正式开始其后来成就斐然的原子核物理实验之时,这个科学领域正是一个灿然大起的局面,延续自这个世纪初期以来的许多进展,使原子核物理达到一个空前的盛况。
1938年吴健雄的头一个实验工作,由劳伦斯指导,题目是探究放射性铅因产生β衰变放出电子,而激发产生出两种型态X光的现象。这个工作与当时已 相当出名的科学家如乌楞拜克(G.UhlenbecK)、贝特(H.Bethe)和海特勒(W.Heitler)的理论工作,有着直接的关系。对于原子核 物理来说,恐怕没有什么事情会比1938年底铀原子核分裂的发现,来得更令人震惊了。1939年1月这个消息由科学期刊正式公开之后,全世界在这一领域的 科学家,都迫不及待地开展相关的实验工作。
1939年吴健雄由塞格瑞指导进行的实验,也正是研究铀原子核分裂的产物。在这一系列的实验工作中,对吴健雄而言,可以说有两大重要意义。其一是 这些实验虽有塞格瑞指导,但是大多数是吴健雄独立完成的,另外则是其中的一项结果,对于后来美国造原子弹的“曼哈顿计划”提供了关键的贡献。
吴健雄一开始的实验工作,便有着她后来普受赞赏的风格和特质,是精确而细致的,因此无论是她名义上的指导者劳伦斯,或是实际和她一块工作的塞格瑞,对她都极为赞赏。
她经常在实验室中工作到很晚,由于系里担心她一个人半夜里走回国际学舍的安全,因此便要另外一位也经常在实验室中工作到很晚的同学威尔森,开他的 老爷车送吴健雄回去。因此,每天清晨三、四点钟,威尔森便会绕到吴健雄的实验室说:“吴小姐,你回家的时候到了。”
威尔森是吴健雄同学中相当有才分的一个实验科学家,也是吴健雄的爱慕追求者之一,他平时彻夜在实验室的工作,以及暑假里回怀俄明州老家打工赚学费的作为,都令吴健雄印象深刻,也觉得美国学生独立精神确实不同。
吴健雄是1940年得到博士学位的。她的研究论文就是前面提到的两项研究,这两项研究不但都写成论文,发表在国际上最重要的《物理评论》期刊上, 实验结果在科学上也都有相当重要的意义。吴健雄得了学位之后,继续在柏克莱做了两年博士后研究。她的实验工作是研究铀元素的分裂产物以及一些元素的放射性 同位素因此经常要利用回旋加速器撞击靶后产生的中子束。那时劳伦斯为了得到支持建造回旋加速器的经费,总要强调加速器应用在治疗癌症方面之功用,因此也确 实有一些病人在接受照射治疗。吴健雄通常总是早上六点就去,等病人一停止治疗,她马上就开始工作。
吴健雄在原子核分裂和放射性同位素方面的杰出工作,当时已经使她成为奥本海默等许多大科学家口中的“权威专家”,经常被请去在讨论会上,讲这方面的一些专题。甚至后来有人请塞格瑞去讲核分裂时,他都要向吴健雄借她演讲的资料去用。
还有一回塞格瑞拿了一个经过中子照射的东西给吴健雄看,问她:“你看这是什么?”吴健雄就去量了一下,立即判定是铑(Rh),结果塞格瑞拿来的真 是铑。塞格瑞在他1989年去世以前,曾经将一块东西交给一直留在柏克莱的吴健雄的同学赫姆霍兹,这个东西就是那块铑。吴健雄专心致志于科学研究,但是她 也并没有忘记自己出国的目的。中日战争爆发后,她曾经想过是不是要回到中国去,后来日本发动太平洋战争,航路邮件断绝,更使她望断乡关。也许是她的心根深 于中国,有时在和外国好友谈话时,她会不自觉说起中国话来,而她浓重上海口音的英文,有时亦不易听懂,说话中也不时把“他”和“她”弄混了,不过她书写的 英文,确是相当流畅典雅的。吴健雄最出名的一个故事,是有一次她演讲时太过投入,居然将物理公式像中国字一般,在黑板上由右向左写出来。毫无疑问,这时吴 健雄已经是加州大学柏克莱分校的一个传奇人物,当地的报纸都有专文报道,中国国内也有了她是“中国居里夫人”的说法。
这时候的吴健雄,已经是科学上一颗耀眼的明日之星了。
青春与爱情
年轻时代的吴健雄,不是一个言行高放的女孩,但是在她沉潜慎言的行止之下,有着一颗热情炽热的心;对人生、对未来、对自己和爱情,她都是充满憧憬而且期许很高。
在中央大学时和吴健雄相识,并且成为终生挚友的著名已故女画家孙多慈女士,在她写的一篇文章中,就曾经对吴健雄有如此的描述:“远在民国20年即 1931年,我们同在南京中央大学读书,那时的健雄是一个娇小玲珑,活泼矫健的女孩子,她是江苏太仓人,一双神采奕奕的眸子,灵巧的嘴唇,短发,平鞋,朴 素大方但剪裁合身的短旗袍。在两百左右的女同学中她是显得那样地突出,当然她也是一般男孩子的追求目标,不仅男孩子,女孩子竟也有人为她神魂颠倒呢。”
这一个巧目盼兮,令女孩子都神魂颠倒的女孩吴健雄,倒没有因本身引人的条件,而放情于男女爱恋之中。当然,不谈恋爱并不代表吴健雄没有憧憬爱恋的 少女情怀。事实上,在她进中大的早一年,也就是她由苏州第二女子师范毕业到上海念中国公学之时,她的青春情怀中,确实曾经受到一位年轻博学、当时已名满国 内学者的冲激而心生仰慕之情,这位学者便是胡适博士。
吴健雄对胡适的仰慕情怀,及至后来胡适对吴健雄的激赏和照顾,都没有超过他们师生的情谊,但是以当时年仅十七岁吴健雄的人生经验来作衡量,加上再 看后来她和胡适来往的信函,毫无疑问,这一个因师生而起始的情谊,对于青春时期吴健雄在爱情方面的启蒙,以及往后她在爱情方面抉择的趋向,无疑是有着相当 重要的影响的。
学生对老师知识才情的敬佩,当然并不足以论定,吴健雄对她的适之老师,有着超乎师生之外的爱慕之情。不过,坊间公开的一些记叙文字,也曾说到吴健 雄和胡适的师生情谊,谈到他们彼此的通信,以及胡适对吴健雄的特别关照;或许是这些记叙,或许是一般总喜欢把才情出众男女相提并论的人情之常,使得吴健雄 和胡适的交谊,给予人们许多想像的空间,甚至在中国大陆还出版过一本小说,叫做《第二次握手》,讲述一位著名女科学家和一位知名学者之间的故事,而许多看 过这本小说的人都知道,书中的主角,其实就是影射吴健雄和胡适二人。
当然,那本小说故事中的内容,并没有事实的根据。在吴健雄和胡适的交谊中,虽然他们确实曾经通信,吴健雄在上海的中研院工作之时,以及后来赴美留 学,胡适也都曾经探视过她,对于吴健雄确实是相当照顾。但是,已有家室而且律己严格的胡适,并没有对吴健雄表露过超出老师对弟子关爱以外的感情。吴健雄的 行止,虽然处处表现弟子之礼,不过以她当时的年纪和人生经历,衡度那时的社会风气,在吴健雄纯稚热烈的少女情怀中,无疑是有着一份爱慕之情的。
吴健雄真正的爱情故事,是1936年她由中国上海坐船到美国加州旧金山,决定留在柏克莱念书后才开始的。
就是在那一年8月里一天的下午,吴健雄初次见到了袁家骝。袁家骝带着吴健雄到物理系一参观,改变了吴健雄原本的东去计划,留在柏克莱念书,也和袁家骝成了同学。
袁家骝是早三个礼拜到旧金山的。他离开中国赴美念书,买的是一张三等舱的船票,除了有奖学金之外,身上只有40元美金,袁家骝在三等舱中摇晃了 16天,船才由天津到了旧金山。这一段时间,三等舱的伙食都是吃腥味很重的臭鱼,袁家骝吃不太下那种伙食,却也舍不得花钱去吃要一块钱一碗的粥,因此16 天下来,他足足瘦了20磅。
袁家骝虽出身世家,但是由于父亲袁克文是袁世凯的庶出儿子,早岁就因作“绝怜高处多风雨,莫到琼楼最上层”诗文,微言讽谏洪宪帝制而遭软禁,加上 大伯袁克定野心很大,所以袁克文只有远离北平,在天津、上海与文化人士往还;母亲则带着袁家骝和两个哥哥及妹妹,在河南安阳乡下过日子,他们家中虽然衣食 不愁,但确实说不上世家的富裕。
袁家骝说,他们每到过年,总要到北平去给大伯行礼。他大伯是个很守旧老派的人,小孩见面不但得穿戴整齐,还要叩头跪拜,所以袁家骝不但有些怕他的大伯,也不喜欢去北平见面,只是家中许多开销还是仰赖大伯支付,有时亦是不得不去的。
也由于如此,袁家骝自幼一直是在老家安阳念书。13岁才到天津南开中学求学,一个月后,再转入英国伦敦传教会办的新学书院。袁家骝在那接受了不错 的科学启蒙教育,由英国剑桥大学一位哈特博士亲授物理,他的舅舅则给他数学启蒙,1928年,他考上工商大学念工程学。
1930年袁家骝转到燕京大学念书,又受到中国著名理论物理学家谢玉铭的教导。袁家骝当时对无线电很有兴趣,还在课余搞无线电通讯。1932年他由燕京毕业,再人研究院念了两年,1934年得硕士学位。
毕业后,袁家骝在唐山开滦煤矿待了一年。那时的燕京大学校长,后来还做过美国驻华大使的司徒雷登,由于也喜好搞无线电,所以和袁家骝熟识。他知道加州大学柏克莱有一个奖学金,问起袁有无兴趣,这便促成袁家骝在1936年的赴美求学。
袁家骝由于自幼勤奋努力,所以养成节俭习惯,他赴美念书虽没带多少钱,但是他得到的那个国际学舍奖学金,可以免缴学费,加上管吃管住,使他并没有 后顾之忧。袁家骝由于勤劳有礼,许多事都乐于助人,东西坏了也由他动手修好,很得到他们居住的国际学舍主任的欣赏,这些事也给他的同学吴健雄留有很深的印 象。
吴健雄进了柏克莱的物理研究所念书,也和袁家骝同班上课,一同念书。吴健雄由于才貌出众,在物理研究所一大批研究生当中,受到许多人的爱慕,除了 袁家骝之外,可以确定十分仰慕她并且追求她的同学,至少还有两位,其中一位便是后来在美国高能物理界享有盛名,创立美国费米国家实验室的威尔森。
在威尔森的记忆中,那时的吴健雄是出色而迷人的,她总是穿着中国式的高领旗袍,十分正式。威尔森说,在他们住的国际学舍中,几乎每一个人都被她吸引。
吴健雄在穿着和外型上,虽然展现的都是女性的柔媚之美,但是在个性上,她相当开朗,和男同学一起,毫不忸怩作态,以当时30年代,特别是以一个中 国女性来说,吴健雄的行止,确实是相当不同的。当时还是众多爱慕者之一的袁家骝也记得,吴健雄个性相当爽快,有时她和袁一起在图书馆看书留到很晚,也并不在乎。
吴健雄在柏克莱研究生的生活,一般是相当单纯的,她对于念书和上课,相当的认真,是标准的好学生,而在与同学好友的交往中,她也是相当热情而好客的。
1941年,吴健雄已得到博士学位,开始在柏克莱加州大学物理系做博士后研究。那年的5月初,她作了一次东岸之旅。
吴健雄自1936年来到美国,一直潜心于念书和实验工作,对美国其他地区并没有多少了解。因此她的指导教授,也是美国著名的大物理学家劳伦斯,便建议她到美国东岸看看,也顺道一路上领略美国各地的风光和民情。
在劳伦斯和好友玛桂特的安排之下,吴健雄在那年4月间,坐火车由旧金山出发,横越美国大陆,穿过洛矶山脉大峡谷,到芝加哥、圣路易,5月间到达美 国首都华盛顿。后来并也到了纽约、波士顿等好几个地方。一路上,吴健雄参观访问美国著名的大学,见识美国物理界的各方人物,这使得她的学养益丰,眼界大 开。另外她还到美国好些个著名的古迹,进一步认识美国的传统和历史。
那次东岸之行中,她在华盛顿参加了美国物理学会的年会,那次年会,吴健雄在柏克莱的老师,包括大科学家奥本海默、劳伦斯、直接指导她做实验的塞格 瑞也都与会。在这些远来开会人所住的饭店,吴健雄介绍这些十分赏识她的大物理学家,和在中国最赏识她的胡适老师见面。
当时,胡适正是中国的驻美大使,由于国内对日作战正烈,胡适在美折冲游说,工作十分繁重,日程极端忙碌紧凑。但是,在写给阿蒂娜的一封信中,吴健雄告诉她的好友说,刚由英国飞回华府的胡适,还是想办法抽空和她共进了几次早餐。
其实这一趟的东部之行,除了领略美国的风土民情,见识各地的科学人物,她私衷里还有一个原因,那就是要和她最敬仰的胡适老师,谈谈她终身的感情抉择。吴健雄在这次东岸之行中,确实由胡适那里得到一些对感情和婚姻选择的建议。
吴健雄虽然在柏克莱物理系受到众人喜爱,追求的人也不少,但是真正和吴健雄来往约会的男友,除了后来成为她终生伴侣的袁家骝之外,另外还有一位名叫史丹利·法兰柯(Stanley Fran Kel)的年轻人。
吴健雄和史丹利交往的机缘,是起自他们同在加大柏克莱物理研究所念书之时。史丹利在研究所中是跟随奥本海默一块工作的理论学家,他有着犹太血统,是一位相当聪明的年轻科学家。
吴健雄曾经和他单独出游,他也曾经教吴健雄开汽车。这都是恋爱中的年轻人之间,相当寻常的事情。当时的另一位追求者袁家骝在1937年去了洛杉矶 地区的加州理工学院,虽然两人还有来往,但是由于时空的距离,有一阵子,他们的情谊是比较疏远了一些。
到了1940年以后,吴健雄和袁家骝的感情渐趋稳定。与吴健雄同住国际学舍的一位中国女同学徐静仪就记得有一次,吴健雄到加州理工学院去和袁家骝 见面,史丹利大概心情不好,跑来找徐静仪去喝酒,结果坐在一个酒吧里,史丹利也没有说什么话。徐静仪不会喝酒,不过心中一直犯嘀咕,因为她知道吴健雄和史 丹利是好朋友,怕吴健雄知道他们去喝酒会不高兴。
1941年8月间,吴健雄在写给她最要好的女友阿蒂娜的信中,说起了当时她和袁家骝的关系。吴健雄和阿蒂娜那年计划在暑假中要去离旧金山不远,风 景秀丽的太浩湖度假。吴在信中说“在假期中,我希望利用整个上午来念书,只有下午稍晚和晚间才和你一起,不知你介不介意”。“袁先生十分想见我,但是我实 在分身乏术。如果你不介意,也许我们可以请他和我们一块度假,他确实是一个相当沉静不多话的人”。在信尾吴健雄也把袁家骝的地址给了阿蒂娜,让阿蒂娜去约 袁一起来度假。
对于吴健雄的选择,她的好友是一致支持的。阿蒂娜在太浩湖一看到袁家骝,就对吴健雄说:“基基,这就是适合你的人。”她一直认为袁家骝稳定可靠,吴健雄作了正确的选择。玛桂特也一直认为,袁家骝是吴健雄的合适伴侣。
吴健雄和袁家骝是在加州理工学院所在的洛杉矶帕沙迪纳结婚的,日期是1942年5月30日,一个星期天,这一天也正好是吴健雄阳历30岁生日的前一天。
婚礼是在袁家骝的指导教授密立肯家中举行。密立肯是因测量出电子的带电荷而获得诺贝尔奖的美国大科学家,当时是加州理工学院校长,因此有一个很大 的住宅。由于时值二次大战,加上美日太平洋战争也已爆发,吴、袁两人在中国的亲人都不能来参加,因此婚礼由密立肯替他们主婚,由一位也是名牧师的加州理工 学院教授索瑞斯替他们主持婚礼仪式。
婚礼简单而隆重,正是吴健雄和袁家骝希望的样子。婚礼之后,密立肯太太特别为他们在大宅的花园中,举行了一场婚礼晚餐宴会,吴、袁二人在美国的许 多同学好友,都来出席盛会。当时也在加州理工学院求学,担任中国同学会会长,后来在中国发展导弹卫星计划中,有着最大贡献的钱学森,还替他们的婚礼拍了一 部八厘米的电影。
吴健雄和袁家骝结婚后,在洛杉矶稍南一个叫拉姑纳海滩(LaGuanaBeach)的海滨,度了一个礼拜的“蜜月”。
度完蜜月,袁家骝就到东岸RCA公司从事国防研究工作,以他当时所学,大概是无线电相关的领域,吴健雄也接受了东岸史密斯女子学院的约聘。
那段初到东岸的日子,吴健雄在史密斯学院教书,并没有研究工作可做,她十分思念在加州的老友,经常写信给她最要好的女友阿蒂娜,在那些信中,可以看出吴健雄新婚伊始的生活相当快乐,和袁家骝感情也分外甜蜜。
1942年9月19日,吴健雄在寄给阿蒂娜的信中,有一段如此说道:
“在三个月共同生活中,我对他(袁家骝)了解得更为透彻。他在沉重工作中显现的奉献和爱,赢得我的尊敬和仰慕。我们狂热地相爱着。”
由核分裂刻曼哈顿计划
原子弹的制造,是出自一个被称之为“曼哈顿”的科学计划,这个在美国开始,并改变人类历史的科学计划,集合了当时同盟国许多第一流的科学头脑;在这些投身计划的科学精英当中,也有一位杰出的中国物理学家,那就是吴健雄。
吴健雄的参与“曼哈顿计划”,值得一提的,不只由于她当时是一位外籍的女性科学家,尤其特别的是,她在“曼哈顿计划”中参与的工作,并非寻常普 通,而是相当关键的部分;这一方面由于她在原子核物理研究上,一开始便有极其重要的成就,另一方面也由于“曼哈顿计划”的主持人,有美国“原子弹之父”称 号的大科学家奥本海默,对吴健雄这个曾经是他学生的物理新秀,特别赏识的缘故,也就是这个缘故,吴健雄才能以一个初到美国不过几年,不具备美国国籍的外国 人身份,得到特殊的保密许可,参加如此机密的一个国防科学计划的核心工作。
吴健雄参与“曼哈顿计划”的故事,应该从1936年她由中国乘船越洋,到美国进入加州大学柏克莱分校念书说起。
吴健雄初抵柏克莱之时,正是物理科学在原子核研究方面大放异彩的年代。早几年的几项科学大发展,使得原子核物理成为当时最具挑战的前沿科学领域。
1939年1月16日,麦特勒和费许讨论原子核分裂的文章,正式出现在英国《自然》杂志上,原子核分裂于是也成了举世震惊的公开秘密。
原子核分裂一经发现,举世的科学家纷纷投身进行这项研究;吴健雄和塞格瑞也是在这个时候,开始利用柏克莱的回旋加速器,进行中子撞击铀原子核,并 分析其产出物的实验。他们的实验由1939年做到1941年,得出许多重要的结果,实验起初虽然多是塞格瑞的想法,但是后来的许多工作却是吴健雄独力完 成。
在那段时间中,吴健雄自己独立地在铀原子核分裂产物碘中,观察并且确定出两种放射性惰性气体氙的半衰期、放射数量和同位素数量。吴健雄的工作使得由东岸回来的塞格瑞大为激赏,认为她已经是可以独立做出一流工作的杰出实验物理学家。
吴健雄在实验得到结果后,也立即写了一篇报告,列了塞格瑞和她的名字准备在物理期刊上发表。塞格瑞看到那篇论文,删去了自己的名字;后来这篇文章便以吴健雄一个人的名字,刊登在美国最有地位的《物理评论》之上。
1939年初始,几位在美国的大物理学家,对于核子分裂的知识,应不应该像一般科学知识一样公开的流通交换,有着不同的意见。像匈牙利裔的犬科学 家齐拉(L.Szilard),就坚持主张核子分裂的知识应该保密;费米由于从计算中认为,核子分裂产生足够中子而引发连锁反应,几乎是不可能的,因此原 本反对保密。