二次世界大戰美國曼哈頓工程暨原子彈研製中

唯一的中國籍科學家- 吳健雄

萬維（Creaders.net）網友來稿

作者：

馮達旋：前美國國家科學基金會理論物理主任；美國達拉斯德克薩斯大學前科研副校長、 物理學教授

張程寧：全美南京大學校友會會長

史詩級電影《奧本海默》正在全球熱映， 反響劇烈與震撼。

這是一部詳細描述人類20世紀最偉大和最令人恐懼的科學發展之一 ----原子彈發展的傳記影片。

著名導演諾蘭編劇和執導的這部電影歷史性地重現了二次世界大戰中羅伯特·奧本海默博士在新墨西哥州人煙稀少的洛斯阿拉莫斯，領導了一大批世界級的科學家和工程師來開發秘密武器原子彈。這個項目被稱為“曼哈頓計劃”！

影片向我們展示了和曼哈頓計劃有直接或間接關係和作用的科學家及工程師：愛因斯坦（Albert Einstein)、波爾( Niels Bohr)、奧本海默(J. Robert Oppenheimer)、費曼(Richard Feynman)、海森堡(Werner Heisenberg)、費米(Enrico Fermi)、拉比(Israel Rabi) 、勞倫斯（Earnest Lawrence）、布什(Vannevar Bush)、布萊克特(Patrick Blackett) 、 賽博(Robert Serber)、貝特(Hans Bethe)、泰勒(Edward Teller)、西拉德(Leo Szilard)等。 讓我們在大屏幕上領略了這些耳熟能詳的大師之風采。

美國郵政總局迄今為止總共發行了四枚紀念美國核物理學家的郵票， 其中三位就來自上述科學家， 他們分別是 ： 愛因斯坦（ Albert Einstein）費米(Enrico Fermi)  費曼（Richard Feynman）

而登上郵票的第四位核物理學家就是這部電影遺漏沒有提及，但卻在曼哈頓計劃中發揮了舉足輕重作用，當時唯一的中國籍科學家，有着“美國物理界第一夫人”、“第一顆原子彈助產士”美稱的吳健雄博士。

吳健雄1934年畢業於南京大學物理系前身-中央大學物理系， 指導老師是中央大學後來南京大學的著名教授、居里夫人唯一的中國學生---施士元博士。

1936年在加州大學伯克利分校讀研究生時的導師是1939年諾貝爾獎物理學得主歐內斯特 . 勞倫斯（電影中的角色之一）。此時， 電影的主角羅伯特·奧本海默博士也在該校任教。

吳健雄（右二）與物理學家J. Robert Oppenheimer（右三  羅伯特 . 奧本海默 ）和Emilio Segrè（1959年諾貝爾物理獎得主）（右四）坐在一起，可能是在1930年代末，當時吳健雄還是加州大學伯克利分校的研究生。引自Vincent Yuan。（Vincent Yuan是吳健雄唯一的孩子，也是洛斯阿拉莫斯國家實驗室的物理科學家）

為了紀念這個耗資 20億美金（換算成現在大約240億美金）、前後有700多頂級科學家、科研人員以及60多萬人參與， 頂峰時期13萬人同時在洛斯阿拉莫斯工作的龐大工程，美國成立了一個原子遺產基金會。(https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/about/）

根據"原子遺產基金會"官宣，這是一個“致力於保護和解釋曼哈頓計劃、原子時代及其遺產”的組織，網站有專門致敬吳健雄博士的頁面。(https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/profile/chien-shiung-wu/)。該網頁如此介紹：

“在曼哈頓計劃期間，吳健雄女士在哥倫比亞大學工作，幫助開發了將鈾金屬分離成U-235和U-238同位素的氣體擴散過程。這一過程在橡樹嶺國家實驗室的K-25工廠上被大規模複製。她還開發了用於測量核輻射水平的改進型蓋革計數器。據信，她是唯一一位在曼哈頓計劃上工作的中國人。”

眾所周知，將U-235和U-238分離是製造原子彈的關鍵步驟。沒有這個分離過程，製造原子彈的可能性是不大的！

K-25 工廠鳥瞰 （ 選自美國原子遺產基金會網站）

為了表彰吳健雄的貢獻， 2021年2月11日美國郵政總局發行了吳健雄的永久紀念郵票， 並且總結了她的許多貢獻。 我們摘錄美國郵政總局中文宣傳稿中一部分：

“在一個以男性為主導的領域長達 40 多年的職業生涯中，吳健雄確立了自己作為進行精確研究以檢驗物理學基礎理論的權威。

1944 年，吳接受哥倫比亞大學戰爭研究部的一個職位，在那裡她為曼哈頓計劃研究鈾濃縮和輻射探測器。 進行高度機密的研究以製造世界上第一顆原子彈，吳為分裂和利用鈾原子能量的實驗過程做出了寶貴的貢獻。“

（https://about.usps.com/newsroom/local-releases/sc/2021/0211-chien-shiung-wu-forever-stamps-now-available-nationwide.htm）

吳健雄女士因為“未獲得1957年的物理諾貝爾獎”而成為舉世聞名的人物。那時，兩位理論物理學家李政道教授（哥倫比亞大學）和楊振寧教授（普林斯頓高級研究所）提出了在自然界中對稱可能不會被遵守的觀點。而吳健雄以在物理界卓越影響力和非凡才華領導了來自紐約哥倫比亞大學和華盛頓特區國家標準局的科學家團隊對這一驚人理論做了實驗論證。

吳健雄女士實驗驗證李楊理論提議的結果是，最偉大的科學榮譽---物理諾貝爾獎，被授予了李政道和楊振寧，但與她本人失之交臂。這真是她卓越科學職業生涯中最具諷刺意味的事件，也掩蓋了她對科學的眾多貢獻。

在這篇文章中，我們想列舉吳健雄女士取得的另外兩項同樣重要，甚至更為重要的科學貢獻。

第一項是她對原子彈的創造所作出的貢獻（上面已經闡述）

第二項是她對量子力學的奠基貢獻

2022年9月24日，筆者與一群世界著名的物理學家和其它領域的科學家一起在美國郵政總局會議中心舉辦了一個國際學術會議以表彰吳健雄博士。（https://www.cswuforum.org） 

其中一位組織者兼演講者是拉爾斯·布林克教授。

布林克教授是瑞典查爾默斯理工學院的世界著名理論物理學家。更重要的是，拉爾斯曾於2001年、2004年以及從2008年到2013年擔任諾貝爾物理學獎評審委員會的成員，並於2013年擔任其主席。（https://en.wikipedia.org/wiki/Lars_Brink)

他演講的標題就是“珍珠盒的兩塊寶石”。

拉爾斯總結了吳健雄女士的兩項令人驚人的成就，他強調“這些成就在科學界很少人知道“。

他在一張幻燈片上寫道：

“1949年，閃爍計數器已經得到發展。吳健雄女士現在可以檢查惠勒的假設。正電子源64Cu是通過在哥倫比亞環形加速器上對銅靶進行重離子轟擊而激活的。在進行巧合測量時，一個探測器被固定在位置上，而第二個探測器則朝着與探測器軸之間的方位差為0°、90°、180°和270°的四個不同位置進行定向。之後，第二個探測器被固定，第一個探測器被旋轉。整個測量過程持續了約30個連續小時！”

這張幻燈片上，他寫道：

最佳運行中的不對稱率為：

巧合計數率（ONE）除以巧合計數率（TWO）= 2.04 ± 0.08

根據她的幾何布置，計算得到的不對稱比例為2.00。

吳健雄女士和她的學生Shaknov在1950年已經得出了這一驚人的結果，並將其發表在頂尖的物理學期刊《Phys. Rev.》第77卷第1期的第136頁上。

在接下來的幻燈片上，拉爾斯寫道：

首次測試宏觀糾纏 

太早發現

諾貝爾獎的高度

拉爾斯的評論中提出“諾貝爾獎的高度”用通俗的語言明示這項工作應該獲得諾貝爾獎！

據我們所知，這是吳健雄女士（與她的學生Shaknov合作）的偉大科學貢獻首次向世界宣布，距離愛因斯坦有關論文發表只有15年的時間！

（幕後：在9月24日國際學術會議之前， 拉爾斯跟我們表示有點猶豫是否應該講一些東西。 因為他在諾貝爾委員會工作多年， 有某種擔心。在會議前幾天， 我們收到他的演講PPT後感到非常震驚，作為曾經的諾獎委員會物理評選主席， 他對吳健雄兩個諾貝爾級的成果評價如此之高， 而且是首次告訴大家是吳首次做出實驗發現量子糾纏的證據。為此我們將他的發言重新調整到第一個發言。也許他預感時日不多， 他把他多年埋藏在心中對吳的了解一次性總結了一下。 一個月後， 10月29日， 這位受人尊敬的著名物理學家與世長辭。紀念吳健雄的發言成了他生命的最後絕唱）

2022年9月24日拉爾斯·布林克教授的話音剛落，僅一個多星期， 2022年10月4日諾貝爾委員會將2022年的諾貝爾物理學獎授予了法國的阿利安·阿斯佩（Alain Aspect）、美國的約翰·克勞瑟（John Clauser）和奧地利的安東·齊林格（Anton Zeilinger）。他們獲獎的原因是“因為他們進行了有關糾纏光子的實驗，確立了貝爾不等式的違背現象，並開創了量子信息科學”。量子“糾纏”的概念是愛因斯坦、波多爾斯基和羅森在他們1935年的經典論文中提出的理論建議。

而這個諾貝爾獎的實驗距離吳健雄和她的學生Shaknov在1950的實驗結果發表已經過去了70多年。難怪拉爾斯·布林克教授要感嘆：吳健雄的發現太早！藏在深山人未識！

好在科學界是公平的， 2022年諾貝爾獎剛公布兩個月， 美國科學雜誌立即發表了題為：2022年諾貝爾物理學獎背後的鮮為人知的起源故事。公開承認:

早於70多年前， 吳健雄設計了一個實驗，記錄了量子糾纏現象的證據！

（https://www.scientificamerican.com/article/the-little-known-origin-story-behind-the-2022-nobel-prize-in-physics）

兩次諾貝爾獎級的研究成果和諾貝爾獎擦肩而過、但絲毫不影響全球科學界對她的尊重和讚譽。

總結一下，回顧吳健雄女士在科學領域的貢獻，

1：她是展示鏡像對稱可以在我們的物理世界中被違反的先驅，

2：她提供了一種深刻的分離鈾同位素的方法，這使得原子彈的製造成為可能，

3：她也是量子糾纏的先驅。

因此，當我們觀看電影《Oppenheimer》時，我們（特別是全球華人）必須了解，吳健雄女士的科學貢獻不僅僅在於使原子彈成為可能，她還為我們的物理宇宙創造了深刻而精確的理解。

毫無疑問，吳健雄女士應該被銘記為偉大的人類！