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第五十八节 杨振宁、李政道和吴健雄

  哥伦比亚大学物理系宣布,在粒子物理学方面,最近的几项实验,已造成极重要的发展。这些实验包括:

  1.排列中原子核的β蜕变——哥伦比亚大学教授吴健雄与全国标准局的安勃乐、海瓦特、何勃斯及哈德逊等人合作完成。

  2.MU介子内电子蜕变的不对称角度——哥伦比亚大学迦文博士、雷德曼教授及文立澈先生合作完成。

  报告在谈到上面两个实验的意义时说:

  上述的两项实验,是由哥伦比亚大学教授李政道博士及普林斯顿高等学术研究所杨振宁教授提出的。3篇连续论文的第1篇已经发表,题目是:《在弱相互作用中对称性是否不变?》。试验的目的,在于对此问题提出决定性的答复——对称性不是不变的。从而推翻了30年来物理理论中的一个基本定律。

  这份实验报告通过无线电波迅速地传遍了全世界。世界各地的物理学家们闻讯后赞颂不已。随后,祝贺和询问的信件、电报像雪片一样飞来。美国报纸和杂志竞相刊载关于这个重大发现的消息。美国《新闻周刊》说:“哥伦比亚大学把这次发现称为过去10个忙碌的年头中,物理学上最重要的一项发现。”

  有些美国物理学家评价说:“这个发现使物理学进入了一个新纪元,今天的情况只有1887年米契逊和契莱用实验打破了‘传光的以太’一事可以与之相比拟。”

  为此,杨振宁和李政道获得了1957年的诺贝尔物理学奖。

  杨振宁,1922年6月22日生于安徽省合肥县。他的父亲杨武之先生当时正在安庆(原名怀宁)教书,因此把他命名为“振宁”。

  杨振宁出生后10个月,父亲便到美国留学。他童年时在家读私塾,读过《龙文鞭影》一类的古书。1928年,杨武之先生在美国芝加哥大学取得数学博士学位归国,在福建厦门大学任教,杨振宁也进了厦大附小读书。

  1929年秋天,杨武之先生调任北平清华大学教授,杨振宁在读完小学后,入崇德中学读书。他的少年时代是在清静幽雅的清华园度过的。

  1937年7月,杨振宁读高一时,抗日战争爆发,杨武之随校南迁,全家先回到故乡合肥,杨振宁转学到安徽省立第六中学读书。不久,南京沦陷,杨武之决定到大后方的昆明去。当时,清华、北大、南开三所大学,合并成西南联合大学,在昆明开学,聘请杨武之为数学教授。杨振宁随父到了昆明,1938年夏天,他以同等学力考入西南联大,开始他从事科学研究的光辉途程。

  1942年,杨振宁在西南联大毕业,随后进入西南联大的研究院。两年后,他以优秀成绩获得了硕士学位。为了写好硕士论文,杨振宁拜见了王竹溪,这时王竹溪还是一位很年轻的教授,刚从英国回来不久,在他的精心指导下,杨振宁写了一篇关于统计力学的论文,从此以后,这位未来的物理学大师和统计力学结下了不解之缘。由于这位教授的引导,在这以后的40年间,杨振宁走的两个方向——对称原理和统计力学,始终是他的主要研究对象,并且作出了卓越的成绩。

  后来,杨振宁在西南联大附中教了1年书。课堂上,一位叫杜致礼的小姑娘很喜欢这位英俊而才华横溢的小老师,这不期而至的相遇,在两个年轻人的心里深深地播下了爱的种子,只待春来开花结果了,这是后话。

  在西南联大读书时,尤其是念研究生期间,渐渐地,杨振宁对一些物理学家的研究风格产生了浓厚的兴趣,他特别佩服的3位物理学家是:爱因斯坦、费米和狄拉克。他们都是20世纪的大物理学家,虽然他们3个人的风格不同,然而杨振宁研究发现,他们的风格有个共同点,这就是都能从非常复杂的物理现象中,抽出其中的精髓,然后把这种精髓通过很简单但是深入的想法,用数学的方式表示出来,而且单刀直入,切中要害。

  这也是杨振宁不远万里前往美国求学的缘由。美籍意大利杰出的物理学家费米和他从事的物理学研究,对杨振宁是那样富有吸引力,因此他决定即使排除万难,也要找到费米教授。

  由于这时费米教授在芝加哥大学教书,所以杨振宁就进了芝加哥大学做研究生。

  杨振宁在芝加哥大学读了两年半研究生,1948年夏季获得博士学位。在这个著名的大学,他和许多举世闻名的物理学大师朝夕相处,获益匪浅。这里,不仅学术研究的气氛十分浓厚,而且使他看到了一些最有发展前途的研究方向。若干年后,他回忆起这段经历时说:“我常常想,我是很幸运的。在西南联大,我打下了扎实的根基,学会了推演法;到了芝加哥大学又受到了新的启发,学到了归纳法,掌握了一些新的研究方向,在这两个学校受的教育,对我后来的工作产生了巨大的影响。”

  获得博士学位后,杨振宁在芝加哥大学做了一年教员。第二年春天,一个偶然的机会改变了杨振宁的想法,把他吸引到了另一位物理大师的身边。

  第二次世界大战期间,奥本海默教授在美国主持了世界第一颗原子弹的研制工作,因此在美国乃至全世界负有盛名。从1947年起,他担任了普林斯顿高等学术研究所的所长。

  一天,杨振宁在芝加哥大学听了奥本海默的演讲,心想:“在奥本海默教授主持的普林斯顿理论物理研究所人才济济,我如果能到这个研究所工作,无疑会得到更多的教益。”随后,他对泰勒和赞米教授谈了自己的想法,希望能得到他们的支持,两位教授当即给他写了推荐信,信发出去后,奥本海默很快便回信说,非常欢迎杨振宁去普林斯顿工作。

  1949年一个晴朗的秋日,年轻的杨振宁怀着兴奋、激动的心情走进了普林斯顿高等学术研究所。这是一个名家、高手云集的高级研究机构,虽然经常在这里工作的只有20多位教授,但他们都是全世界闻名的学者。

  工作了一段时间以后,奥本海默非常喜欢杨振宁,1950年初,正式聘请他长期留在普林斯顿。杨振宁接到聘书后经过反复考虑决定留下。这倒不是因为他忘记了费米教授的叮嘱,也不是奥本海默的执意挽留,而是因为这个时候他正热恋着日后的爱妻杜致礼。她那时正在纽约念书,离普林斯顿很近,因此他留下来了。

  20世纪40年代末50年代初,物理学出现了一个崭新的领域:粒子物理学。杨振宁和他同时代的物理学家们和这个新领域同时成长。从那时以来直到今天,这个领域方兴未艾,随着这门新兴科学的发展,人类对物质微观世界的认识也愈来愈深入。年轻的杨振宁在物理学的王国里遨游着,不久便从普林斯顿传出了惊人的发现。

  杨振宁和李政道在西南联大读书时就是同窗好友,后来在美国相遇,不约而同地成为费米教授的学生,从这时起或是追溯到更早的时间,两人就时常在一起切磋物理学中的问题,互相启发,相得益彰。

  1956年夏天,两个年轻人在纽约附近的布鲁克海文实验室相遇后,谈起了当时的一些物理实验,经过一番讨论,大胆地提出:

  “宇称在弱相互作用中,也许是不守恒的!”从30年前量子力学创立之日起,一直被认为是无可怀疑的物理基本定律之一——宇称守恒定律,就这样被动摇了。过了大约半年,华裔女科学家吴健雄用实验证实“李—杨假说”是完全正确的!

  1926年11月25日,李政道出生在上海。中学毕业后,他先是在浙江大学读书。当时正值抗日战争时期,烽烟四起、兵荒马乱,浙江大学的师生们在贵州湄潭破旧的会馆里上课,物理实验在破庙里进行。就在这样困苦的环境里,少年李政道发奋读书,常常是废寝忘食。后来转学到昆明西南联合大学,条件依然十分艰苦。关于当时的情景,1979年他来中国讲学时曾经这样回忆说:“这次我去看了一下原来在昆明的西南联大旧址,现在是云南师范学院了。西南联大是我的母校,过去都是草房子,现在盖起了楼房,只剩下了一幢铅皮顶的老房子了,面貌全变了。当时有1000多人,我在那里读过书,那时的设备是不能再简陋了,物质条件没有再差的了,那时我们十五六个人住一间草房子,还得天天把床板搬出去煮臭虫,但那时西南联大出来的学生并没有感到自己比别人差。我是从那里去美国的,当时我才19岁,并没有感到自己学校的条件差,就比别人低一些……”

  1946年秋天,李政道和华罗庚、朱光亚、唐敖庆等几位西南联大的师生,从黄浦江畔乘坐美琪将军号轮船,远涉重洋到了美国。不久,便以优异的成绩考取了著名物理学家费米的研究生。1950年获得美国芝加哥大学物理博士学位。从20世纪50年代至今,一直在美国哥伦比亚大学任教授。

  李政道不仅是杰出的科学家,而且也是一名道德的楷模。请读一读谷歌网上的一篇介绍就可以知道李政道的为人了:

  今天我们想向大家讲述物理学家李政道教授和他的已故夫人秦惠的爱情故事。

  在半世纪的风雨旅程中,他们始终相知、相助、相爱,爱情始终是他们赢得事业成功和幸福生活的源泉。

  李政道教授和秦惠女士的爱情故事起始于20世纪四十年代。那时,李政道还是美国芝加哥大学的研究生,秦惠则是美国堪萨斯州圣玛丽学院的学生,1948年他们在一次偶然的相遇中,播下了爱情的种子,并在1950年6月喜结连理。从此,他们俩人相濡以沫,共经风雨,谱写了动人的爱情篇章。秦惠看到李政道在物理学研究上具有的非凡才华,主动放弃了自己的学业,挑起照顾李政道生活和抚养孩子的重担。支持李政道到理想的岗位上去施展才华。他们二人分别去美国求学的时候,都还是不到20岁的小青年,但对祖国的衰微破败都时刻不忘,当他们于1972年首次归国访问后,看到祖国已是“旧貌换新颜”,心情十分激动,心中燃起了为祖国科教事业发展作贡献的强烈愿望。他们发现,祖国的大学教育虽然恢复了正常秩序,但是选派优秀大学生出国深造,培养高级科技人员的机制尚未形成,而百废待兴的科学研究事业又急需人才。李政道教授经过多方筹划,于1979年提出了“中美联合招考研究生”(CUSPEA)的计划。这项CUSPEA计划是李政道教授以自己在美国科学教育界的声望和影响,促进美国水平最高的数十所大学招考中国优秀学生深造的特殊人才培养计划。经过李政道教授的努力,通过CUSPEA考试,被这些学校录取的中国留学的研究生的学费、食宿费等均由相关校方提供,或由李政道教授筹措解决。在实施这项计划的前后的十年间,为了每年约一百名CUSPEA研究生能顺利学习,李政道教授和秦惠呕心沥血,全力以赴。那时,中美关系还处于初始阶段,CUSPEA研究生和其他中国学者在美国深造遇到各种问题,都要找李政道教授帮助解决。李政道的家顿时成了这些海外学子的“家”,学生找上门来的,打电话来的,写信来的,李政道夫妇都不厌其烦地认真处理。为了让李政道把主要精力放在科研教育的大事上,秦惠主动把这些繁杂事务揽了起来,帮助留学生联系协调,排忧解难。每年,与CUSPEA研究生及其学校联系,仅投寄邮件就近千封。李政道夫妇书写信件、贴邮票、投寄邮件都要亲自动手。他们常常把家附近的几个邮筒都塞得满满的,以致纽约邮政局不得不向李政道教授诉苦。李政道夫妇只好推了装满邮件的小车到较远的邮局去投寄。

  1996年,李、秦爱情受到暴风雨股的袭击。这年年初,秦惠发现自己罹患了肺癌!这对秦惠和李政道教授全家都是晴天霹雳的打击。在这些艰难的日子里,李政道和孩子们为救治秦惠的生命而竭尽一切努力,四处求医,精心守护在床边。李政道亲自给夫人秦惠喂水、喂药、喂饭、翻身擦背。为能随时照应夫人,在近一年时间里,他累了,就在夫人床边椅子上休息一下,几乎没有在床上睡过一个整觉。他还倾情安慰着秦惠,希望能出现生命奇迹。

  秦惠内心深知病魔的凶险。但她竭力克制并掩饰着自己的痛苦,表现出乐观和豁达,她希望不要因为自己的病使政道及孩子们增添烦恼和痛苦,不要因为自己的病而影响政道为祖国科技事业发展和人才培养所做的各项工作。

  就在同病魔搏斗的悲苦日子里,秦惠仍常与李政道倾心交谈。她回顾着自己和政道相识、相知、相爱的历程,她深为自己能和科学家李政道相伴一生而感到庆幸、自豪。她也不断思考着这样一个问题:自己不是学科学的,但是,为什么能与从事科学研究和教学的李政道始终恩爱情深、和谐相处、其乐融融呢?她认为这同自己努力去了解和理解科学研究和科学家的精神世界有很大关系。在与政道相识相伴过程中,自己力求熟悉政道所从事的科学研究的内容,虽然学理细则难于弄懂,但他每项研究成果的意义和价值,以及政道在研究探索中付出的心血、劳动和精神世界的变化,自己是了然于胸的,正是这种对科学研究和科学家的理解,激发起她对李政道的深深的爱情,激励着她心甘情愿为政道从事的每项事业奉献自己的一切。所以,在病重的日子里,秦惠多次嘱咐李政道,要他继续关怀祖国大学生的成长。她希望要让祖国的大学本科生,特别是女大学生,在学习期间,利用假期能跨学科地熟悉科学研究,多接触科学家,增进对科学研究和科学家的了解。这对祖国青年一代成长和祖国科学事业发展都是很有意义的。

  病魔终于吞噬了秦惠的生命。1996年11月29日,秦惠带着对政道及子女的深挚的爱,带着与李政道共伴人生的幸福记忆离去了!李政道失去了相伴了半世纪的爱妻和助手!

  在悲痛的日子里,李政道和儿子李中清、李中汉、儿媳妇黄美芬及在美国的几位亲人在家里开了一个“家庭会议”。他把惠的遗愿对人家说了。并宣布为了纪念惠,准备设立“秦惠李政道中国大学生见习进修基金”,(简称“政基金”)的设想。这项基金同一般基金不同,专门用来资助祖国优秀大学本科生利用假期或课余时间见习科学研究、接触科学家。孩子们都赞同、支持并积极参与这项实现母亲遗愿、造福祖国大学生的高尚事业。李政道看到孩子们这番表示,十分欣慰。他说,让我们用爱去实现惠的遗愿。李政道说:这项基金经费主要用我和惠的全部存款积蓄,以后再逐步扩大。

  1998年1月,李政道教授带着设立“政基金”的方案来到北京。他邀请北大、复旦、兰大、苏大四所大学的校长到北京,商议设立“政基金”事宜,并举行“政基金”成立仪式。

  时任副总理的温家宝同志,以及宋平、周光召、路甬祥、陈至立、朱光亚、钱伟长等领导同志都出席了成立仪式。温家宝同志在讲话中高度称赞李政道教授和他已故夫人秦惠女士竭力为祖国科学、教育事业努力做奉献的精神,勉励各高校落实好“政基金”的各项工作,充分发挥“政基金”在人才培养中的作用。

  在成立仪式上,还宣读了时任总理的朱镕基的亲笔贺信。信中对李政道夫妇二十年来为祖国科学教育事业所做的贡献予以高度评价。李政道教授听了十分激动。成立仪式后,李政道教授给朱镕基总理写了热情的回信,他告诉朱总理,他要把朱总理的贺信带回美国,放在惠的灵前,她一定也会感到无限欣慰的。

  几年来,李政道教授始终带着对惠的深情怀念关注“政基金”的实施情况。每年,他回国访问,在完成中国高等科学技术中心为他安排的各项科学学术活动后,他总是亲自参加每年“政基金”实施情况的总结汇报会。不仅听取各校主管基金的领导介绍情况,还听取享受基金进行见习进修的大学生谈体会感受,并亲自作学术报告以示鼓励。

  各校的领导汇报说,“政基金”宣布实施后,教师和学生反映十分热烈,申报基金的人数超过基金名额的3—5倍,在基金资助下,学生们通过一些课题研究实践,大大增进了对科学的理解,提高了科研的能力和对科研的学习兴趣,享受基金的学生毕业后,有70%的学生选择从事科学研究。

  这些年来,海内外许多热心的亲朋好友,不断殷切关怀着年迈的李政道教授,希望他能再觅知音,安度晚年。但是,都被李政道婉言谢绝了。接近他的人士说,李先生心中只装着深爱的惠,在爱的心田里已容不下其他人了。

  杨振宁和李政道的成功是与吴健雄分不开的,是吴健雄做实验证实了他们两人的理论的正确性。

  吴健雄(1912年5月21日—1997年2月16日)是世界公认的最杰出的女性实验物理学家,被誉为“核子物理女皇”和“中国的居里夫人”。

  1912年5月31日,吴健雄出生于江苏省太仓市浏河镇。

  1929年以优异成绩从苏州女师毕业,获保送南京中央大学(现东南大学)。

  1934年毕业于中央大学物理系。

  1936年赴美国留学。

  1940年获美国加利福尼亚大学博士学位,之后又获美国普林斯顿、耶鲁和哈佛等著名高等学府的理学博士学位。

  1942年5月30日与袁家骝在美国加州完婚,主婚人为加州大学理工学院院长罗伯特·密立根先生。

  1957年完成了“宇称不守恒”实验,为杨振宁和李政道提出的理论假设作出了有十分明确证据的实验结果,李政道、杨振宁后来获诺贝尔物理奖。

  1963年完成了“向量流守恒”的实验。

  1973年当选为美国物理学会会长、美国科学院院士和美国艺术科学院院士。

  1975年荣获美国国家科学勋章。

  1978年“沃尔夫”物理奖。

  1992年,四位诺贝尔奖得主:李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲,在台北发起成立“吴健雄学术基金会”。

  1994年,为表彰她在科学上取得的杰出成就和为华人社会的进步与发展作出的贡献,美国全美华人协会授予吴健雄夫妇“全美华人杰出成就奖”。

  1997年2月16日因再次中风在纽约不幸去世,她的骨灰于3月6日晚运抵她的故乡,安放在吴教授生前就读过的母校明德学校的明德楼里。

  杨振宁和李政道在1956年6月间完成了一篇论文,题目叫做《在弱相互作用中宇称是守恒的吗?》论文中不但提出理论上对宇称守恒在弱相互作用中的质疑,也提出了好几种检验这种想法的实验。在他们文章的结尾,感谢了五位物理学家,其中就包括了高德哈伯和吴健雄。论文在6月22日寄到了美国物理最权威的期刊《物理评论》,并且在10月1日那期刊出。

  不过由于《物理评论》编辑规定不用疑问式题目,因此论文题目改成《对弱相互作用中宇称守恒的质疑》。这篇论文使杨、李两人得到第二年的诺贝尔奖,文章本身也成为科学文献中不朽的经典著作。

  在杨、李论文完成以前,吴健雄已经认识到,对于研究β衰变的原子核物理学家来说,这是去进行这样一个重要实验的黄金机会,不可以随意错过。她以为,纵然结果证明宇称在β衰变方面是守恒的,也一样是为这方面的科学论点,增加了一个极重要的实验证据。杨振宁说,当时他们也和其他科学家谈过了,但只有吴健雄看出其重要性,这表明吴健雄是一个杰出的科学家,因为杰出科学家必须具有好的洞察力。

  那年春天,吴健雄原本已和袁家骝计划好,先到瑞士日内瓦出席一项高能物理会议,然后再到东亚地区去做一趟演讲旅行。这是他们1936年离开中国以后,20年来头一次回到东亚去,他们原本是要到中国台湾去访问的。

  为了这趟旅程,他们还订了伊丽莎白皇后号邮轮的票,准备坐船横渡大西洋。吴健雄由于认识到这个实验的重要性,应该马上做一个清清楚楚的检验,于是要求袁家骝一个人去,让她留下来做实验。袁家骝也是一位物理学家,他很清楚认识到立即进行这个实验的重要,因此便一个人踏上这趟离开故国20年之后、感怀深重的归乡之旅。他先出席了日内瓦的高能物理会议,在英国、法国、意大利和埃及短暂停留,再到印度孟买塔塔研究院访问演讲,然后在7月间到了中国台湾。

  在这期间,吴健雄已经为她决意要进行的实验,做了相当周全的准备。她在新出的科学文献中,了解到原子核科学在Co60方面最新发展的知识。由于她的实验是结合原子核实验技术和低温物理的技术,因此吴健雄也积极去了解低温物理的知识。

  吴健雄本身不是低温物理学家,她知道必须找到对原子核极化有清楚了解的优秀低温物理学家,共同来进行实验工作。当时在哥大有一位物理学家加文(R。Gar win),工作于IBM设在哥大的华特生实验室。加文由于进行利用超导材料的高速计算机发展工作,曾经进行了许多低温物理的研究。吴健雄于是和加文接触,希望他一同来进行检验宇称守恒的实验。加文由于正开始负责IBM的一项研究计划,因此没有时间和吴一起工作。

  在华盛顿BC的国家标准局,是美国国内另一个可以进行以低温环境达成原子核极化的实验室,吴健雄也知道在那里工作的安伯勒(Emest Ambler),是来自英国牛津的克莱文登实验室,而且是1952年在国家标准局作出核极化的实验成员之一。1956年6月4日,吴健雄由纽约打电话到华盛顿DC国家标准局给安伯勒,正式邀请他共同来进行这一个后来改变历史的实验。

  安伯勒对这个实验的β衰变效应知道不多,他问吴健雄这会显现出很大的不对称效应吗?吴健雄给了他肯定的答案,这使得安伯勒大感兴趣,他除了请吴健雄将杨、李论文的预印本寄给他,表示很乐意共同进行实验。

  吴健雄打电话给安伯勒时,她虽然早已在原子核物理界享有盛誉,但是做低温物理的安伯勒,却全然不知道是何方神圣。于是他就打电话给一位原子核物理学家乔治·田默(G。Temmer)。田默和吴健雄一样,也都是诺贝尔奖得主塞格瑞在加州柏克莱的学生,是一个很好的实验物理学家,安伯勒几年前的原子核极化实验,正是和田默合作的。由于田默是由奥地利流亡来美国,是政治难民身份,20世纪50年代麦卡锡时期他的忠诚受到质疑,所以被迫离开政府部门国家标准局的工作。

  安伯勒在电话中问田默:“乔治,哥伦比亚大学有一位女科学家叫吴健雄。打电话给我,她提出的实验十分有趣。告诉我,她有多好?我现在应该去做这个实验吗?”田默说:“她是顶厉害的!”

  那年的7月24日,吴健雄给安伯勒写了一封信,信中告诉安伯勒,她对于在液态氦极低温度环境中,去探测β衰变的实验准备,已经得到满意的结果。如果没有其他突发的技术问题,她建议他们应该见面进行讨论,并且和国家标准局的行政部门进行一些适当的安排。

  9月中旬,吴健雄说,她“终于”到了华盛顿DC和安伯勒见面。安伯勒这位后来当了美国国家标准局局长的英国科学家,给她的头一个印象相当的好。吴健雄说,安伯勒本人一如他们无数次电话通话中给予她的印象:说话温和、做事能干、有效率,而最重要的,是有一种能使人鼓舞的自信。

  安伯勒带吴健雄参观他们的实验室,并且介绍她认识了哈德森(R。P。HUDSON)。哈德森和安伯勒同样来自英国牛津克莱文登低温实验室,同样受教于那里的低温物理权威柯提(N。Kurti)门下。他和安伯勒在国家标准局继续合作许多低温物理方面的工作,包括在低温中将原子核极化的实验。这位当时职位是安伯勒顶头上司的科学家,也加入了吴健雄的实验组,成为一个合作者。

  由于这个实验在观察宇称守恒的β衰变方面,以及确定放射源极化的γ射线各向异性测量方面,都需要许多电子测量仪器,因此他们向国家标准局的另外一位物理学家黑渥(R。W。Hayward)借用了电子仪器。一方面由于有这个渊源,另一方面由于最早由吴健雄派往标准局进行实验的两个学生和标准局科学家的合作不顺利,在安伯勒的建议下,黑渥以及跟他做实验的一名研究生哈泼斯(D。D。Hoppes),便取代了吴健雄的两个研究生。因此,后来这个实验组的正式组合,除了吴健雄之外,其他全是国家标准局的科学家。

  吴健雄的实验在概念上是很简明的。主要是要利用一个很强的β放射源,然后在适当控制下极化这个β放射源,使其具有某一个方向性,再放在一个利于观测的环境中,测量这个放射源是不是有一种先天的方向性。但是,要检验这个简明概念的实验设计,却是困难而复杂的。

  吴健雄和四个国家标准局的科学家,正式开始他们的实验。科学实验碰上各种困难,本身就是科学家最大的挑战,吴健雄他们从事的实验,由于特别精密和复杂,因此更是遭遇许多意想不到的问题,进展十分不顺利。

  譬如说,为了将晶体组合起来,形成一个大的屏蔽,必须在晶体上钻孔,再将之黏合起来,他们得到晶体专家的意见,才知道要用压力向内的牙医牙钻钻孔,才不会使很薄的晶体崩裂。而黏合晶体的黏结剂,在极低温中会失效,他们又改用肥皂,甚至用尼龙细线绑住。另外如何克服在液态氦低温下,液体变成超流体而引起的外泄问题,以及如何将在低温环境的β衰变的测量,利用一支长的透明树脂棒导出观测等,都花了相当工夫,加上吴健雄和国家标准局四位科学家过去多年的经验,才一一攻克难关。

  在实验进行过程中,由于吴健雄在纽约哥伦比亚大学还有教学和研究工作,因此每个礼拜总是华盛顿DC和纽约两头跑,并不是所有时间都在国家标准局的实验室。11月间,实验显示出他们看到了一个很大的效应,大家都很兴奋,吴健雄得到消息赶去看了一下,觉得那个效应太大,不可能是所要的结果。后来他们检查了实验的装置,发现这个太大的效应果然是由于里面的实验物件,因磁场造成应力而塌垮了所造成的。

  他们经过重新安排,到12月中旬,再次看到一个比较小的效应,吴健雄判断,这才是他们要找的效应。杨振宁认为,这种过人的洞察力,也是吴健雄成为一位优秀科学家的原因。

  对称性革命。

  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作出来了,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日到8日,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,把吴健雄放在首位,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,都奔往各自的实验室,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,创下了新纪录,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的发现有三个人功劳最大,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,却是吴健雄做实验发现的。

  吴健雄一生获得很多荣誉。1958年当选为美国科学院院士,中国台湾中央研究院院士,1974年当选为美国最优秀的科学家,是获此荣誉的第一位女性,1975年当选为美国物理学会会长,为担任此职的第一位女性,1978年获沃尔夫奖。她先后被美国哈佛大学、耶鲁大学、普林斯顿大学、香港中文大学、北京大学、东南大学等海内外著名大学授予名誉教授她还被各国誉为“中国的居里夫人”、“物理女皇”等。1990年南京紫金山天文台以她的名字命名新发现的小行星为“吴健雄星”。

  吴健雄晚年十分关心家乡的教育事业,捐资母校明德学校,并在中国设立“吴健雄物理奖”。1997年吴健雄逝世后,按其遗嘱,骨灰葬于明德学校内,墓园由袁家骝博士出资建造。

  1920年4月18日下午将近3点的时候,马萨诸塞州南布赖特里的一家鞋厂的会计长和一位保卫人员从银行领了15776美元钞票准备带回工厂发工资。这笔钱是装在铁保险箱内的,铁箱长2英尺、宽1英尺、高8英寸。当这两个人还没有走进鞋厂的时候,突然冒出三名匪徒开枪把他们打死,夺走了保险箱,并登上早已停在路旁的布艾克汽车,这车内有另外两名匪徒,一是充当司机的,一是在后座位上把着机枪准备击退追捕者的。车子始终未闭油门,所以等三人一上车,车子就马上飞驰而去,让人追赶不及。

  沙可

  5月5日,警察在电车内逮捕了沙可和樊赞地,因为他们身上带了手枪,而且据说手枪的口径和凶手使用的手枪口径相吻合。这里要请读者注意,在美国带手枪是家常便饭,不属于违禁之列。

  于是审讯开始了。尽管沙可和樊赞地的邻居们出庭证明沙可和樊赞地是一贯的好人,一贯不缺钱用。尽管警察始终没有能够在沙可和樊赞地的住处或任何地方找到分文赃款,但法庭仍然判他们有罪,要处死刑。

  判罪的主要论据就是因为有两名证人说,他们肯定匪徒是意大利人,而沙可和樊赞地恰巧是意大利人。被捕那年,沙可29岁,是鞋匠,而且就是那家被劫工厂的鞋匠。樊赞地31岁,散工兼鱼贩,是一名自学者,泛读文学、历史和哲学作品。在政治上,他们都是无政府主义者,而且是工运积极分子。他俩是朋友。

  其中一位目击者自称名叫古里奇,他说他看到的两个意大利人就是沙可和樊赞地。但实际上古里奇是一个假名字,他曾坐过两次牢,是一个一贯的骗子和伪证者。被告律师为考查这个人的可靠性,就问他从前是不是犯过罪,但检察官马上对此提出异议,法官也支持检察官的意见。

  被告律师要求追查赃款,被法庭拒绝了,被告律师要求追查另外三名匪徒,也被法庭拒绝了。被告律师经过私人调查获得了一些真正罪犯的线索,要求法庭予以追查,也遭到了拒绝。法庭的这种无理态度激怒了法官的一位私人朋友,他出来向报界揭露说:“在他的谈吐及态度中,就给人一个樊赞地鲜明的印象,表示他是必然要把这两个人判罪的,因为他们两人是赤色分子。我记得泰尤法官曾经对我说过,我们必须团结一致,保卫我们自己,对抗无政府主义分子及赤色分子。他还说,虽然他们个人可能真的没有犯过被控之罪,但反正在道德上是有罪的,因为他们是我们制度的敌人。”

  
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