1997年2月16日,吴健雄在美国纽约去世,享年84岁,她生前在国际物理学界享有很高声誉,去世后却没有安葬在长期工作和生活的美国,而是按照生前愿望,将骨灰安放回中国江苏太仓的故乡。
1912年5月31日,吴健雄出生于江苏太仓浏河镇,她的父亲吴仲裔重视教育,在家乡创办了明德女子职业补习学校,让女孩子也有机会接受教育,这段家庭经历与学校生活,为她后来走上科学研究道路提供了重要基础。
1923年,吴健雄进入苏州第二女子师范学校学习,毕业后继续求学,1930年进入国立中央大学,起初学习数学,随后转入物理学专业,1934年完成大学学业。
从学校走向科研岗位,并不是一件轻松的事,尤其是当时的实验物理学,对专业知识、仪器操作和长期训练都有很高要求,而吴健雄毕业后继续从事物理研究,在浙江大学担任助教,也在中央研究院积累了实验经验。
1936年,吴健雄赴美国继续深造,进入加利福尼亚大学伯克利分校学习,1940年获得物理学博士学位,此后逐渐成为核物理领域受到重视的实验研究人员。
她擅长的工作并不只是计算理论结果,而是要把实验装置调试到足够可靠,再通过一组组测量数据确认物理现象是否成立,仪器的误差、样品的变化以及实验条件的差异,都可能影响最终结论。
1942年5月30日,吴健雄与物理学家袁家骝在美国加利福尼亚州结婚,两人后来长期生活在美国,但吴健雄并没有因此停止关注中国的教育事业,她与家乡之间的联系,在此后的岁月里一直延续。
1944年,吴健雄进入哥伦比亚大学相关实验室,参加美国的曼哈顿计划,这项计划集中大量科研人员和工业力量,目标是研制原子弹,工作涉及核材料、同位素分离、辐射测量等多个领域。
她进入的是一项规模庞大的国家科研工程,承担的任务具有明确的技术要求,既要理解核物理现象,也要通过实验解决实际问题,这段经历让她在核物理实验领域的专业能力得到进一步发挥。
美国国家公园管理局的曼哈顿计划历史资料记载,她在哥伦比亚大学参与相关研究,工作涉及辐射探测器,也帮助发展了用于分离铀同位素的气体扩散技术。
天然铀中的铀-235和铀-238性质相近,但核特性不同,铀-235能够支持特定条件下的裂变链式反应,因此,如何从天然铀中分离出足够数量的铀-235,是当时核材料研究的重要环节。
气体扩散法利用不同铀同位素化合物通过多孔材料时的微小差异进行分离,整个过程需要经过多级操作,相关设备和测量工作必须保持稳定,才能逐步提高目标同位素的浓度。
吴健雄的专业背景与实验能力,使她能够参与这类高难度研究,她并不是独自制造原子弹的人,但她在曼哈顿计划中的科研工作确实与原子弹研制所需的技术环节有关。
她还参与研究过氙-135带来的反应堆运行问题,氙-135具有很强的中子吸收能力,当这种同位素在反应堆内积累时,会吸收一部分维持链式反应所需的中子,导致反应功率下降,严重时甚至造成反应堆停堆。
美国国家公园管理局的资料指出,吴健雄帮助研究人员确认,氙-135中毒是汉福德B反应堆启动运行后出现停堆问题的重要原因之一,这项工作帮助科研人员更准确地理解反应堆运行中的物理过程。
对于核反应堆而言,这并不是一个可以忽略的小问题,链式反应能否持续、核材料的反应特性如何变化,都关系到整个装置能否按预期运行,吴健雄的价值正在于,她能够从复杂实验现象中找到具有解释力的关键因素。
1945年,美国完成原子弹研制,并在同年将核武器用于战争,曼哈顿计划由此成为现代战争史上的重大事件,而吴健雄也因为参与其中,在核物理研究领域留下了一段重要经历。
不过,她没有把科研生涯停留在军事项目上,战争结束后,她继续研究放射性衰变和原子核的基本规律,后来更以精密实验推动了粒子物理学的一次重要变化。
1956年,李政道和杨振宁提出,弱相互作用中的宇称守恒可能并不是普遍成立的规律,所谓宇称,可以简单理解为将物理过程与其镜像进行比较时,相关规律是否保持不变,这个问题挑战了当时物理学界长期接受的认识。
理论提出之后,必须由实验给出答案,吴健雄接下了这项任务,她与美国国家标准局的研究人员合作,利用低温条件下的钴-60原子核开展实验,测量放射性衰变过程中电子发射的方向,并仔细比较不同方向上的数据。
这项实验对设备精度和测量条件要求很高,研究人员必须尽量减少外界因素的干扰,才能判断实验中的不对称究竟来自真实的物理过程,还是来自仪器和操作误差。
同年,诺贝尔物理学奖授予李政道和杨振宁,吴健雄没有获得这一奖项,但她所完成的实验是验证相关理论的关键环节,这也使她在科学史上留下了一个长期受到讨论的话题。
吴健雄在美国取得了很高的学术地位,1958年当选美国国家科学院院士,1975年成为美国物理学会历史上第一位女性会长
并获得美国国家科学奖章,1978年又获得首届沃尔夫物理学奖,这些荣誉记录了她在实验物理领域的长期积累。
她的研究范围并不局限于宇称不守恒实验,在β衰变、核裂变以及其他核物理问题上,她也取得了多项成果,同行看重她的一个重要原因,就是她对实验准确性要求严格,研究结论能够建立在扎实的数据基础上。
吴健雄并没有因为长期在美国工作,就把故乡留在记忆之外,1973年,她回到中国大陆访问,此后多次回国探亲和讲学,与国内高校和科研机构保持学术交流。
1982年,她受聘担任南京大学、北京大学、中国科学技术大学等高校的名誉教授,并关心国内物理研究的发展
对于一位长期参与国际前沿实验的科学家而言,这些交流不只是介绍国外的科研成果,也包括如何培养人才、改善实验条件以及建立更加扎实的研究基础。
1994年6月,吴健雄当选中国科学院首批外籍院士,这是中国科学界对她学术成就及其国际影响力的认可,她的名字也由此进入中国科学院院士体系的正式记录。
她对家乡的关心,还落实到了教育事业上,吴健雄支持明德学校改善办学条件,为学校发展提供帮助,也关心年轻学生能否接触科学知识和实验教育。
1997年2月16日,吴健雄在纽约去世,按照她生前的愿望,她的骨灰被安放在江苏太仓明德学校内,回到了她出生和成长的地方。
“一个永远的中国人”,这句话并不是对她海外科研经历的否定,也不是说科学研究只能局限在某个国家,而是说明她即使长期在海外工作,依然与出生地、母校和中国的教育科研事业保持着联系。
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