作者:杜祥琬 来源:中国科学报微信公众号 发布时间:2022/5/29 9:12:24
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杜祥琬院士:纪念吴健雄诞辰110周年,她的科学人生给我三点启示

 

文 | 杜祥琬(中国工程院院士、中国工程院原副院长

吴健雄先生是值得大写的物理学家,她是一位纯粹的科学家。

今年5月31日是吴健雄诞辰110周年,2022年恰是联合国确定的“基础科学促进可持续发展国际年”,在这个时候我们缅怀吴健雄先生,对推动基础科学和可持续发展具有很实际的意义。

吴健雄 东南大学吴健雄学院供图

吴健雄是苏州太仓浏河镇人,她生在一个知识分子的家庭。祖父是前清秀才,父亲吴仲裔创办了“明德女子职业学校”。父亲思想开明,是吴健雄幼年成长的引导者,他兴趣广泛,不仅会自己装收音机,而且给吴健雄讲科学家的故事,引导她对科学的兴趣。

吴健雄在明德学校上小学,接着在苏州第二女子师范学院上了六年中学,通过《新青年》杂志,开始接触新思想,特别是胡适改造旧中国的理念,可以说,早年的吴健雄受到了家庭的启蒙和正规的初等与中等教育。

进入高等学校的吴健雄,先上了一年上海中国公学,她优秀的学习成绩,得到校长胡适的赏识。1930年进入南京中央大学(现东南大学),在认真严肃地学习数学、物理的同时,对文史艺术也产生了兴趣。1934年毕业,她在浙大做了一年助教。

1936年7月吴健雄赴美学习和工作,开启了作为实验物理学家的新征程。她首先在加州大学伯克利分校做学位,师从物理学巨头劳伦斯和赛格瑞,研究铀核裂变的产物,经常工作到半夜、凌晨。

1940年她获博士学位,论文发表在《物理评论》上。接着做了两年博士后,研究核裂变和放射性同位素。

1942年5月30日,吴健雄与袁家骝结婚。

此后,吴健雄曾在普林斯顿大学任教,并于1944年成为哥伦比亚大学的资深科学家。她的工作受到美国曼哈顿计划(原子弹突破)技术负责人奥本海默的赏识,尽管她还是一个外籍人士,却请她参加了该计划的浓缩铀制造和中子核反应截面的工作。对曼哈顿计划作出了相当大的贡献。

1945年7月16日美国第一颗原子弹爆炸成功。这成为吴健雄的心中之痛。

后来她也继续追问这个问题:“人类真的会愚昧地自我毁灭吗?不,不会的,我对人类有信心,我相信有一天我们都会和平地共处。”

战后,吴健雄在哥伦比亚大学做β衰变领域的研究,连续作出多项世界一流的工作,成了衰变领域的权威专家,并在哥大物理系讲授原子核物理课程,要求学生做实验必须追求完美。

1956年物理科学上的一件大事,是杨振宁和李政道提出了“弱相互作用下的宇称不守恒”的理论设想,吴健雄立刻看出了这一问题的重要性,并即刻着手准备进行检验这个理论的实验工作。

她以深厚的物理学功底,娴熟的实验技能及坚韧不拔的意志,攻克了一道道难关,1957年1月这一相关实验论文寄到《物理评论》杂志,证实了宇称不守恒的成立。

这一年,杨振宁和李政道以他们的理论成就,荣获诺贝尔物理学奖。但瑞典皇家科学院的诺奖委员会没有把诺奖同时颁给吴健雄。

许多大科学家对此表示失望和不满。吴健雄本人对此从未公开表露过意见。

不过,1989年她在一封信中写道:“我的一生全然投身于弱相互作用方面的研究,也乐在其中。尽管我从来没有为得奖去做研究工作,但是,当我的工作因某种原因而被人忽视,依然是深深地伤害了我。”

1958年1月费曼和葛尔曼提出了“向量流守恒”的观念,经过几年的努力,1962年吴健雄和合作者实验证实了这个守恒定律是正确的。这个实验也为高能物理实验得到两种中微子的说法,提供了有力的佐证。

20世纪60—70年代,吴健雄进行了一系列“奇特原子”寿命的测量,所谓“奇特原子”,是指荷负电的轻子或强子取代轨道上一个电子所形成的原子,由于这些轻子或强子的质量都比电子大,它和原子核的各种相互作用决定了这种原子的寿命很短,吴健雄测得的寿命量级是百亿分之一秒。

写到这里,不禁使我想插进来一个故事,即1964年,我从苏联莫斯科工程物理学院毕业时,毕业论文的题目是“反质子原子寿命的计算”,这种“反质子原子”就是一种“奇特原子”。

论文中考虑了决定这种原子寿命的各种过程,结论是:反质子原子的寿命主要是由被俘获到原子壳层上的反质子被核直接吸收所决定。反质子是一种较重的奇特粒子,所以计算得到的寿命比吴先生测得的还要短,是合理的。我现在才意识到,当时导师给我定的这个论文题目还是挺前沿的。

吴健雄1973年当选美国物理学会副会长,1975年任会长,是该学会的第一位女性会长。她的成就使她获得诸多奖项,如成为以色列沃尔夫奖的第一位获奖者。

1975年她获美国最高科学荣誉——国家科学勋章。1990年紫金山天文台将2752号小行星命名为“吴健雄星”。1994年她当选中国科学院首批外籍院士

吴健雄有深深的中国情结。她赴美后,由于战乱、中美关系和国内政治运动等原因,她长期未能回国,但她一直保持着中国的生活习惯、衣着、爱好,常常不由自主说起中国话来,内心保有对祖国深深的眷恋。

后来,条件允许时,吴健雄夫妇终于回到他们魂牵梦绕的祖国大陆,在北京受到周总理领导人的接见;在故乡看望了亲朋好友,成立了纪念父亲的基金,使父亲创办的明德学校越办越好。她还多次回国访问讲学,关心祖国的科学和教育事业,在母校东南大学设立了吴健雄、袁家骝奖,奖励年轻有为的教师,在东南大学设立了“吴健雄实验室”。

吴健雄在中国乃至国际科学界享有盛誉,被称为“世界最顶尖女性实验物理学家”“核子物理的女皇”“中国的居里夫人”“物理研究的第一夫人”等。

回顾吴健雄的一生,重要的现实意义在于,让人们从她的成长中思考:科技人才是怎样成长的?大师是怎样炼成的?

以下三个因素可能是重要的:

1、幼年受到的启蒙和正规的初等与中等教育,使吴健雄打好了做人和求知的基础。

社会上的人不可能都出身于吴健雄那样的书香门第,各种出身的人中都有人才的苗子,社会要为他们的幼年和青少年提供受教育的机会,为人才的逐步脱颖而出提供必要的流动性。

2、进入科技界,有良好学术氛围,有能专心从事科研的宁静的环境。

接受高等教育、做学位、博士后是吴健雄成长的重要阶段,使她进入了高水平的研究领域。自身研究能力的提高和引人注目的成就,使她参加了世界最有挑战性的研究计划,及时察觉最前沿的科学问题,在宁静的环境氛围中,倾全力发挥智慧制定和实施实验方案,专心致志,得到高水平的研究结果。在为人类科学前沿作出贡献的同时,树立了自己的学术声誉。从人才成长为大师,得到了国际科技界的认可和高度评价。

3、认真勤奋、百折不挠、自强不息的科学精神,是最重要的主观因素。

尽管天资聪慧,但吴健雄在每项研究中都极为勤奋,在工作中充满科学激情,不告一段落不肯罢休,经常干到半夜、甚至凌晨,靠着坚韧不拔的意志攻克一道道难关。

她实验工作的特点是精确而细微的研究风格和永不疲倦的求索精神。当有人对她的工作提出质疑时,她以严谨的论证捍卫了实验结果的正确性。正是不平凡的努力,成就了不平凡的吴健雄。

我们要推动基础科学的发展,政策是重要的。近年来,我国已出台了一系列加强基础研究的政策,包括增加经费投入等。更为根本的则是人才问题。

引进人才固然重要,更为重要的是自己能够培养人才,培育大师。也许吴健雄的科学人生,能够给我们一些启示,为钱学森之问提供答案:进一步改革我国的教育、改善学术环境、倡导科学精神。

 
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