1949年，物理学家吴健雄设计了一个实验，记录了纠缠的证据。她的发现已经隐藏了70多年

1949年11月，吴健雄和她的研究生欧文·沙克诺夫（Irving Shaknov）来到哥伦比亚大学普平大厅下面的实验室。他们需要反物质进行新的实验，所以他们用一种叫做回旋加速器的机器制造了自己的反物质。这台机器的多吨磁铁是如此巨大，以至于根据大学的历史传说，在当年，管理人员不得不在外墙上炸一个洞，并招募足球队将铁块操纵到建筑物中。

回旋加速器产生的磁场将粒子加速到令人眼花缭乱的速度。在实验室里，吴健雄和沙克诺夫用它用氘轰击一块铜，产生了不稳定的同位素Cu 64，作为正电子的来源 - 反物质。当正电子和电子碰撞时，它们相互湮灭，释放出两个朝相反方向飞散的光子。几年前，物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）预测，当物质和反物质相遇时，产生的光子将被正交偏振。吴和沙克诺夫正在寻找惠勒所谓的配对理论的确凿证据。

他们不是第一个。早期的实验学家团队有很高的误差幅度，所以他们的结果不够可靠。第二个团队的结果太低，与惠勒的预测不符。但吴以极高的精度和战略性的实验设计而闻名。前一年，她证明了恩里科·费米（Enrico Fermi）的β衰变理论，经过十多年的尝试。

吴健雄和Shaknov将铜同位素装入一个八毫米长的小胶囊中，等待电子和正电子在设备内部碰撞。然后，他们使用两个光电倍增管，蒽晶体和闪烁计数器作为伽马射线探测器，在实验的最远边缘跟踪由此产生的湮灭辐射。

最终，他们捕获的数据比他们的前辈多得多，他们所看到的是惊人的。他们的证据表明，来自粒子碰撞的光子对彼此保持直角的极化 - 始终如一 - 好像以某种方式连接，即使在远处也是如此。他们的实验证明了惠勒的对理论，吴和沙克诺夫在1950年元旦发表了他们的发现，在给《物理评论》的一封一页的信中。但它也成为第一个记录更奇怪证据的实验：纠缠粒子的性质总是完全相关的，无论它们相距多远。纠缠是如此奇怪，以至于阿尔伯特·爱因斯坦认为它证明了量子物理学出错的地方。

73年后的2022年，诺贝尔奖委员会表彰了三位物理学家关于纠缠的实验工作。John Clauser，Alain Aspect和Anton Zeilinger通过改进其前任的实验设计，为这一现象提供了越来越令人信服的证据。他们排除了一个又一个的替代解释，直到最后，纠缠是唯一的结论。尽管吴的1949年实验并没有排除相互竞争的解释，但历史学家一致认为它是第一个记录纠缠光子的实验。然而，1997 年去世的吴在 2022 年奖项宣布时没有被提及。而这不是她第一次被忽视。

吴健雄与新民国同年出生在长江流域的一个小镇上。她的父亲吴仲裔是一位知识分子、革命家和女权主义者。为了庆祝女儿的出生和王朝统治的结束，吴仲裔在1912年春天举办了一个聚会，宣布了女儿的名字和他开设该地区第一所女子小学的新计划。在大多数女孩的名字都暗示着精致的香味或美丽的花朵的时代，吴仲裔对女儿的名字解释为“坚强的英雄”。

吴健雄在中国民族主义和批判传统儒家价值观的新文化运动的横流中长大。1936年，24岁的她已经达到了中国在物理训练所能提供的极限，登上了前往加利福尼亚的胡佛号。政治运动呼吁“科学与民主”，以及能够提升中国地位的一代学者。吴去攻读物理学博士学位。她在埃米尔·塞格雷（Emile Segrè）、欧内斯特·劳伦斯（Ernest Lawrence）和J·罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）等先驱者手下学习。

在加州大学伯克利分校，吴成为明星学生。她关于铀裂变产物的论文研究非常复杂和敏感，以至于它被移交给军方并被禁运，直到第二次世界大战结束。然而，吴在毕业后很难找到工作。两年来，她依靠导师进行研究任命。当时，全国排名前20的研究型大学中没有一所物理系有女性，而这位女性却是来自当时科学技术非常落后的东方古国。

性别偏见并不是吴的唯一障碍。抵达美国一年后，第二次世界大战的升级切断了与中国的联系，对亚洲移民的歧视加剧，特别是在西海岸。1940年，伯克利的代理主计长写信给吴的主管，警告他吴的就业只能暂时获得批准;不到一年后，他再次写道：“当局制定的规定”意味着“吴小姐没有资格就业”，“应该立即采取措施，将这名员工从你的员工中解雇。当奥本海默于 1942 年离开伯克利领导曼哈顿计划时，他带来了他的许多学生;吴，尽管她受到好评，但没有被邀请。

最终，吴搬到了东部，在史密斯学院担任教职。次年，她成为普林斯顿大学物理系的第一位女性。不久之后，曼哈顿计划终于招募了她，她在原子弹的发展中扮演了一个安静、矛盾和至关重要的角色。然而，吴在移民当局的反复调查和驱逐出境的威胁下度过了多年。当她在1936年离开中国时，吴预计只会离开很短的时间。1945年，当美国和中国之间的沉默解除联系时，中国卷入了一场残酷的内战，亲戚们告诫不要过早返回。到1949年，也就是吴观察到纠缠标准证据的那一年，新的中华人民共和国建立了，麦卡锡主义在美国愈演愈烈，几乎不可能回家。她再也没有见过她的家人。

纠缠源于数学和物理学最严格的分支，但具有诗意的吸引力。哲学家和物理学家Abner Shimony称之为“远距离的激情”。纠缠提供了一个疯狂的概念，即一旦某些粒子或系统相互作用，它们就不能再彼此独立地描述。一个人发生的事情，无论它离纠缠不清的伴侣有多远，都会立即影响另一个，正如几十年的证据现在所表明的那样。纠缠粒子的特征是相关的，没有任何明显的通信，在任何距离。更重要的是，纠缠对的每个成员似乎都缺乏一套完整的确定属性，直到测量一个伴侣的那一刻。然后，瞬间，纠缠的一对将同步 - 即使粒子已经漂移了星系。这是终极的星光熠熠的爱情。

为了理解纠缠的全部奇异性，有助于理解当量子物理学家首次着手量化亚原子粒子的位置和运动时，微小的物体无法被固定下来。有时粒子似乎是局部的和独特的。在其他时候，粒子表现出广泛的波状行为，相对于它们的自然大小，影响扩散到物理空间的大面积区域。有时，20世纪早期的实验主义者甚至无法确定这些粒子是有形物体。

1927年，物理学家维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）将这个问题称为“不确定性原理”。他师从量子力学的创始人尼尔斯·玻尔（Niels Bohr），玻尔创造了“互补性”一词来描述量子物理学产生的不可思议的实验结果。对于玻尔来说，思考整个混乱情况的一种方法是假设某些观察对，如粒子的“位置”和“动量”是相互补充的;互补的特征不能同时在亚原子世界中被准确地感知或测量。也许这些特征直到测量的那一刻才存在。然而，当量子力学的数学表明测量一个粒子可能会立即影响遥远的另一个粒子的状态时，事情变得更加奇怪。如果粒子一开始就没有可测量的属性，直到两者以某种方式通过心灵感应连接，这似乎特别奇怪。

1935年，爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和内森·罗森（Nathan Rosen）试图通过指出量子力学似乎违反直觉来戳出量子力学的漏洞。著名的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论（“EPR”）直接指向纠缠。EPR建议必须有一个更好的解释，为什么以及如何一个粒子会比光速更快地撞击它的纠缠伙伴。爱因斯坦嘲讽地将这种现象称为“远距离的幽灵动作”。对于爱因斯坦和他的合著者来说，幽灵般的行动证明了量子理论仍然是不完整的。

像爱因斯坦一样，物理学家大卫·博姆（David Bohm）确信纠缠有一个完全合理的解释。也许我们还看不出来，但解释可能毕竟没有那么诡异。它可以归因于隐藏变量。物理学只是有更多的工作要做才能找到它们。1957年，Bohm和他的研究生Yakir Aharonov写了一篇关于光子研究如何利用著名的EPR悖论来揭示这些隐藏变量的文章。

巴西费拉德桑塔纳州立大学物理科学和历史教授印第安纳拉·席尔瓦（Indianara Silva）说，这个实验是1949年的吴-沙克诺夫实验。

席尔瓦是一位历史学家，她敏锐地关注科学界女性失踪的故事。席尔瓦说，当吴健雄和沙克诺夫在1949年对惠勒的对理论进行第一次精确测量时，他们成为第一个记录光子之间纠缠的人，激发了后来几十年的量子基础研究。席尔瓦已经确定了其他物理学家和历史学家的一系列出版物，他们承认吴在1949年对纠缠光子的观察。她从 1957 年的波姆开始，一直到 2022 年诺贝尔奖获得者之一的蔡林格，他在 1999 年写道：“吴和沙克诺夫（1950 年）的早期实验证明了空间分离的纠缠状态的存在。

Bohm有充分的理由相信吴健雄的发现。他比吴小几岁，当时他们是伯克利的研究生。两人都曾在奥本海默手下学习，并在E.O.劳伦斯著名的辐射实验室工作。博姆完全有理由知道吴的辉煌声誉。他在1957年的文章的脚注中充分肯定了吴健雄。

席尔瓦追溯了吴在1949年和后来的1971年的实验工作如何促使后来的纠缠实验。席尔瓦的研究结果于 2022 年发表在《牛津量子解释史手册》上。她指出，玻姆关于隐变量的文章如何启发了约翰·贝尔（John Bell），他提出粒子之间的量子巧合数量可以被预测和计算。1964年，在一本名叫《物理、体格、菲兹卡》（Physics， Physique， Fizika）的晦涩期刊上，贝尔讨论了玻姆1957年的论文（其中引用了吴健雄的实验），并推出了自己的新理论。几年后，在哥伦比亚大学，年轻的克劳瑟在图书馆发现了“贝尔定理”。这个理论启发了克劳瑟设计一个新的实验，他希望这个实验可以证明贝尔是正确的，表明隐藏的变量是真实的。

有趣的是，1950年Wu-Shaknov给《物理评论》的信谈到了惠勒的对理论，但对纠缠却保持沉默。2012年，物理学家F. J. Duarte称惠勒的对理论为“纠缠的本质”。其他物理学家，以及席尔瓦等历史学家，也清楚地发现了这种联系。那么，为什么吴在1950年的信中没有提到量子纠缠呢？

吴健雄也许对讨论纠缠的证据犹豫不决，因为在整个1950年代和1960年代，这种量子基础工作被污名化为垃圾科学。当时，麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）物理学和科学史教授大卫·凯泽（David Kaiser）解释说，用实验来证明或反驳量子物理学理论或测试局部隐变量的想法对大多数物理学家来说“甚至不是一个暗示”。探索纠缠问题的研究人员经常掩盖他们的研究，因为反弹可能会阻碍有前途的职业。

席尔瓦指出，1949多年后，吴又回到了她20年的实验中，以进一步完善它。到那时，吴在专业上更加安全，她直接回答了有关量子力学的问题。她赞成传统的量子纠缠解释，而不是玻姆的理论。1971年，当她设计1949年实验的新版本时，吴写道，它“当然应该让那些隐变量的支持者安静下来”。

当克劳瑟在1969年发表他提出的贝尔定理检验时，他小心翼翼地将吴-Shaknov实验与他自己的实验区分开来。克劳瑟想证明隐藏的变量是真实的;相反，在1972年，他反驳了隐藏变量的存在，并以更大的确定性证明了纠缠。正如贝尔所建议的那样，他计算了巧合，但巧合远远超过隐藏变量所能解释的。克劳塞的工作促使Aspect和Zeilinger后来的实验，这些实验填补了挥之不去的漏洞，并进一步支持了纠缠。这些实验共同导致了他们的 2022 年诺贝尔奖。

当博姆关于隐变量的论文出现时，吴健雄的生活已经发生了很大变化。她已经结婚并搬到了东海岸。她打破了普林斯顿的玻璃天花板，生了一个孩子，并成为了美国公民。她曾在哥伦比亚大学任教，但仍然不是正教授。

1956年，吴健雄的哥伦比亚同事李政道就一个奇怪的问题向她寻求建议。他和他的研究伙伴杨振宁想知道宇宙中一些最微小的粒子是否会违反长期以来的预期。作为回应，吴向李指出了一系列研究，她描述了一些可能的实验来解决他提出的问题。

后来成为诺贝尔物理学共同得主的杨和李远非最有可能采纳吴健雄建议的候选人。两人都是理论家，而不是像吴这样的实验家。半个世纪后，在与西蒙斯基金会的口述历史中，杨承认，他和李在1956年都没有真诚地相信他们的假设会成立。事实上，物理学家几十年来一直认为情况正好相反：对称性将是我们宇宙许多构建块中不变的、一致的模式之一。数学守恒定律说，如果你在时间上向前和向后运行相同的事件序列，这些事件将保持对称。然而，杨和李的假设表明，如果你在想象的镜子中翻转事件，核粒子在β衰变中的行为可能看起来不一样。这个想法根本不符合传统的科学思想或常识。

像她的父亲一样，吴健雄有意质疑主流思想。她怀疑这个问题很重要，她知道如何处理它。因此，她设计并领导了一个实验来解决同事的想法。这意味着取消了自1936年以来她首次回国的中国之行。

为了进行她想到的实验，吴健雄需要降低放射性钴60原子核的温度，直到粒子几乎停止移动。她想研究核衰变的子粒子是否以对称模式喷射出来 - 正如所有主流物理学都认为的那样 - 或者放射性模式是否表现出对“右手”或“左手”行为的偏好。她获得了华盛顿特区国家标准局（NBS，现为NIST）的合作，因为与许多其他实验室不同，他们拥有在接近绝对零度的温度下工作的技术和专业知识。几个月来，吴在纽约市和华盛顿之间通勤，监督支持实验的研究生工作。

到1957年1月，在与杨振宁和李政道的密切协商下，吴和她的NBS合作伙伴取得了惊人的发现。β衰变粒子有点“左撇子”，并不像所有物理学所假设的那样对称。消息一经宣布，杨、李和吴以及其他关注吴的工作的实验家发现自己参加了一个全国性的巡回会议，他们的名字和图像在大众媒体上飞溅。当年美国物理学会在纽约酒店开会时，他们在《纽约客》称之为“最大的大厅......被如此庞大的人群占据，以至于它的一些成员除了挂在枝形吊灯上之外什么都做了。

同年10月，杨和李成为历史上第一位获得诺贝尔奖的两位华裔美国人。尽管诺贝尔奖规则允许每年最多三名获奖者，但吴没有包括在内。吴推翻的物理定律被称为奇偶原理再恰当不过了。1957年的诺贝尔奖就像棱镜一样，将身份元素像光带一样分离出来，使性别的影响更加明显。次年，哥伦比亚大学终于将吴健雄提升为正教授。

在当年1957月的诺贝尔奖演讲中，杨告诉委员会和嘉宾吴的实验是多么重要，并大胆地表示，结果归功于吴的团队的勇气和技巧。李后来恳求诺贝尔委员会承认吴的工作。奥本海默公开表示，吴应该分享1957年的奖项。塞格雷称推翻评价“可能是战后物理学的重大发展”。

其他科学家也批评吴被排除在科学成就的最高认可之外。1991年，《哥德尔、埃舍尔、巴赫》的作者道格拉斯·霍夫施塔特（Douglas Hofstadter）组织科学家写信给诺贝尔委员会，推荐吴晓波获得物理学奖。2018年，1，600名研究人员在给欧洲核子研究中心的一封公开信中引用了吴的名字，挑战当今物理学中的性别歧视。信中说：“至少有四名女性的工作与粒子物理学有关，她们被广泛认为应该获得诺贝尔奖，但她们没有获得诺贝尔奖，在某些情况下，即使她们的男性同事获得了诺贝尔奖。”吴健雄的名字出现在该列表的顶部。她是一个用自己的巨膀托起两位诺贝尔得主的“非诺贝尔得主”。

尔后，吴成为第一位获得美国国家科学院康斯托克奖的女性;美国物理学会第一位女主席;第一位获得沃尔夫奖的物理学家;也是第一位以她的名字命名小行星的在世物理学家。她的工作为西方女性和有色人种科学家的大学教学打开了大门。在中国，她受到尊敬。2021年，美国邮政局发行了印有吴的肖像的永远邮票。今天，吴健雄的奇偶校验实验被理解为通往粒子物理学标准模型的早期一步，它指出了为什么物质存在于我们的宇宙中的可能答案。

然而，吴的早期纠缠工作仍然默默无闻。有时，通过检查系统的一部分，我们开始在远处感知相关的链接。2022 年诺贝尔奖庆祝了一系列相互相距很远的相互关联的实验。尽管吴不可能在逝世后获得该奖项，但她的早期研究终于被曝光，成为这段纠缠不清的历史的重要组成部分，这在很大程度上要归功于席尔瓦等历史学家。社会可能更喜欢英雄叙事或孤独天才的神话，但仔细观察就会发现，非凡的科学，就像纠缠本身一样，从根本上和那些传奇天才有着千丝万缕的纠缠和联系。

吴健雄是美国物理学会的第一位女性会长，被世人称为“中国的居里夫人”、“物理研究的第一女士”、“核子研究的女王”以及“世界最杰出的女性实验物理学家之一”。她是中华智慧女性最璀璨的明珠，是人类聪明才智的共同瑰宝。