厚德載物 積健為雄

深切悼念傑出的物理學家吳健雄先生

李政道

1997年2月16日，傑出的物理學家吳健雄教授逝世了!噩耗傳來，使我悲痛不已!她是本世紀最傑出的物理學家之一，她在實驗物理學研究上取得的偉大成就，對當前物理學的發展起了極重要的作用。我作為曾與她長期合作共事的同道，悲痛難以抑制，半個多世紀的如煙往事，歷歷在目。健雄的音容笑貌、崇高人格和過人的智慧膽識以及她在物理學研究上的偉大貢獻時時浮現在眼前，我禁不住要提筆把這些永不磨滅的記憶寫下來。

非凡的科學成就

在《Co－60的β衰變光譜》和《β衰變光譜形狀的最新研究》兩篇論文中，她用實驗的結果把從1934年到1948年間物理學界在β衰變理論方面的研究做了一個新的總結，澄清了其中的謬誤，將這一研究推向了一個新階段。

40年前，她以第一作者身份發表的《β衰變中宇稱守恆的實驗檢驗》一文，第一個在實驗上否定了宇稱守恆定律，同時她也否定了粒子一反粒子對稱的假設。對稱和守恆是物理學的基礎，但這基礎中兩個很重要的定理和假設都被健雄的實驗推翻了。所以，這是一個劃時代的實驗。

在她與學生合寫的另一篇論文裡，他們建立起一個里程碑，後來使電磁作用和弱(相互)作用統一在一起，現在稱為“電一弱力”。這與當初安培和法拉第把電和磁聯繫起來是有同樣價值的。

以上這四篇文章是健雄在實驗物理學中較突出的貢獻，這些貢獻已是當代物理學中不可缺少的組成部分。

健雄不平凡的一生

健雄1912年5月31日出生在江蘇蘇州市太倉的瀏河。1930年她從蘇州中學畢業後，在父親吳中毅的鼓勵下到胡適之正在講學的上海“中國公學”學習，選了胡適之的文學。

胡適之後來告訴我，當時他發現班上有一位同學非常出色，每次提問都答得好，習題做得好，大考得100分。所以在開校務會議時，他就向其他教授說：我班上有一個從來沒有碰到過的好學生。會上有位教社會學的馬教授也說：我的班上也有位非常傑出的學生，社會學也考了100分。教歷史的楊教授也說：你們的學生不是唯一的好學生，我的班上也有個歷史學考100分的好學生。這時，大家都很驚奇，怎麼一下出了這麼多全優生?大家一對，原來他們的好學生名字都是吳健雄。

雖然健雄的文學、社會學、歷史學都是100分，可她自己喜歡的是科學。在胡適之先生的鼓勵和她自己的決定下，她在1930年進了南京的中央大學。1934年畢業後到浙江大學和中央研究院工作。1936年，她從上海坐船去舊金山，準備去密歇根學光譜學。離開舊金山前，健雄在伯克利碰到了三星期前剛到美國的袁家騮。在參觀該校放射實驗室的回旋加速器時，發明加速器的勞倫斯對吳健雄說：“你對物理有興趣，核物理剛剛開始，很有發展，而光譜學是一個比較古老的學科，前途不大，所以，你應該留在伯克利，不要去密歇根。”這樣，健雄就留在了開學已經一個多月的伯克利。

對健雄來說，1936年9月的那一天去參觀伯克利的放射實驗室，對她的一生有極大的影響。第一，她把已購去密歇根的火車票放棄，留在伯克利；第二，對專業的選擇從光譜學改成了核物理；第三，她碰到袁家騮，6年以後他成了她的丈夫。

4年後，吳健雄拿到了伯克利的博士學位。她在史密斯學院女校教了兩年書，然後去普林斯頓大學做深入的研究。1944年後，她就一直在哥倫比亞大學從事教學和研究。

我和健雄的首次相晤

1948年我從芝加哥到紐約去看望吳大猷老師。那時我是費米的理論物理博士生。吳老師給我介紹的吳健雄。於是我就跟她去她的實驗室。當時，她正在一步步地糾正以前β衰變實驗的錯誤。她說，要正確地做β衰變實驗有兩個重要的秘訣。第一，表面一定要很光滑，沒有髒東西；第二，對電子要訓練得特別好，使電子不能離散。

她的“訓練電子”的看法我從來沒有聽到過。搞理論的人對電子的觀念是用薛定諤方程、狄拉克方程表示，而真正做實驗的人是像訓練貓、狗一樣細心愛護和訓練電子。電子訓練得好，裡面沒有雜質，那麼從它們的行為測出來的數字就告訴你實在的自然界是怎麼回事。我說，這個“訓練電子”的觀念倒很有意思，很新鮮，不過你的結果如何?她說，結果否定了烏倫貝克考納賓斯基理論，而與費米的理論吻合。我完全接受她的結論。從那一年開始，我與健雄就建立起了半個世紀的非常親切的工作和私人的關係。

關於宇稱不守恆實驗

在物理學中宇稱守恆的意思是，左跟右是對稱的。假如有兩個系統，互相是對方的鏡像，就是說它們只是左跟右不一樣，其它完全一樣。宇稱守恆認為，除了左右不一樣以外，它們以後的發展變化也應該完全一樣。

可是1957年健雄所做的Co－60實驗證明，這與自然現象是不符合的。這當然是非常驚人的事情。健雄實驗的原理其實非常簡單。假定有一面鏡子，鏡子兩邊各有一個Co－60原子。兩個Co－60原子沒有極化，是完全一樣的。然後每個Co－60原子各放在一個與鏡面垂直的電流圈的中心。這兩個電流圈除電流方向相反外其他完全相同。因此，在這鏡子兩邊的系統(Co－60加電流圈)的初態，除左右相反外，其他也完全一樣。這兩個CO－60都衰變出電子。照通常想法，出來的電子數目向左右對稱的方向應該一樣多。但結果完全不是這樣。她的實驗說起來非常簡單，但要作這個實驗，並不是一個簡單的經過。

1956年早春的一天，我去健雄的實驗室，向她介紹了高能物理中K介子的“τ－θ之謎”，同時也講了一下可能是因為宇稱不守恆。假如宇稱不守恆，β衰變中一定也可以做出結果來，怎麼去檢驗?那天我們討論了很多方案。用Co－60是健雄提出來的。她認為，作為一個實驗物理學家，去完成這樣一個從未有人試過的困難實驗是一個“黃金的機會”和挑戰。為此，她退掉了早已買好的去日內瓦和遠東的船票。這時是1956年，她已經20年沒有回中國了。可是健雄覺得必須做這個實驗，便放棄了回國的機會。

這一年聖誕節前夜，我在半夜收到健雄打來的電話，說她的實驗結果宇稱不守恆的參數很大。我說這好極了。這同我和楊振寧的“二分量”理論完全吻合。我問她：“你在哪兒打電話?”她說是在火車站。我心裡一愣，便對她說這危險極了，因為紐約的火車站半夜裡是非常不安全的。那時在下大雪，飛機不通，她立刻改坐火車。火車一到，她還不到家，就給我打了電話，因為她覺得這結果非常重要，這精神是令人敬佩的。

1957年1月15日下午，哥倫比亞大學物理系召開了新聞發布會，宣布了一個基本物理定律被驚人地推翻了。這新聞立即引起轟動，傳遍全世界。人類對物理世界結構看法的突然解放勢不可當。

下面這首詩相當好地代表了健雄的實驗精神：“沒有人能告訴我，沒有人知道，風從何處來，風吹何處去。假如我放開，我風箏的繩子，必將隨風飄去，一晝和一夜。當我再找着它，無論在哪裡，我就會知道，風也已經到過那個地方，然後我就可以告訴別人，風去了那裡。可是風從何處來，還是無人知。”

這是實驗的精神。假如是理論學家的話，當然他就要猜風從哪兒來了。而實驗的話，只要跟着它走，知道風到哪兒去；你要知道風從哪兒來，就要做另外一個實驗。

愛因斯坦在居里夫人過世後曾寫過這樣的一段話：“當這樣一個偉大的人在她最後生活終了的時候，我們不要只記得她對人類工作上的成果。比起她純學識上的成功，她在道德上、人格上的崇高品格對將來、對歷史的作用更為重要。她的力量，她的願望的單純，她的對科學客觀的認識，她的堅韌不拔，這些優秀品格每一件都難能可貴，而集中在一個人身上更是非常非常難得的。一旦她認定了一條路是正確的，她就堅決地走，決不改變。”

我認為，我們悼念吳健雄，把愛因斯坦稱讚居里夫人的話，用在她身上，是再恰當不過了。