吴健雄:她用钴六十证明,上帝有时是个「左撇子」

一九五六年六月四日,纽约哥伦比亚大学的女教授吴健雄给华盛顿美国国家标准局的低温物理学家安布勒打了一个电话。她要做一个别人都觉得不可能成功的实验:把放射性的钴原子核冷却到接近绝对零度,用强磁场让它们的自旋朝一个方向排齐,再观测这些钴六十原子核发生贝塔衰变时,电子究竟往哪个方向飞。这年她四十四岁,江苏太仓人,是实验核物理领域公认的精细人。

起因是这一年李政道和杨振宁提出的一个大胆质疑:在弱相互作用里,宇称可能并不守恒。宇称守恒通俗讲,就是物理规律在镜子里和现实中应当完全一样,这是被奉为圭臬的基本定律,连泡利都断言不可能破。理论要站住,必须有人做出实验。吴健雄接下了这件最难的事,取消了原定和丈夫回中国的旅行,一头扎进华盛顿。

实验条件极苛刻。样品要靠绝热退磁法冷到绝对零度以上不到一度,钴核的极化只能维持很短时间,电子探测器还必须放进液氦温区工作。玻璃恒温器一到液氦温度就出现超流体泄漏,每漏一次,要花六到八个小时升温、重涂真空脂、再降温。圣诞节前夜结果已经出来,与理论完全吻合,但她不肯立刻发表——真正的实验科学家不会因为理论家说好就收工。一九五七年一月二日到八日,她带团队一遍遍重复核验。

结果清清楚楚:衰变放出的电子明显偏向核自旋的反方向射出,而不是均匀飞向各方。镜子内外的世界,在弱相互作用里竟然不对称。一九五七年一月十五日下午,哥伦比亚大学物理系召开新闻发布会,宣布物理学这条基本定律被实验推翻;第二天《纽约时报》头版标题是「物理的基本概念被实验推翻」。这个实验后来被称为「吴实验」,有人借用泡利的玩笑说,上帝原来有点像个「左撇子」。

一九五七年诺贝尔物理学奖颁给了李政道和杨振宁,做出决定性实验的吴健雄不在名单上。这成为诺奖史上最著名的争议之一。她很少公开抱怨,只在一九八九年的一封信里写道,那种被忽视的感觉「深深伤害了我」。荣誉后来还是来了:一九七五年她出任美国物理学会首任女会长,并获美国国家科学勋章;一九七八年她成为首届沃尔夫物理学奖得主。一九九七年二月十六日,吴健雄在纽约病逝。

她常穿旗袍走进实验室,以精确到苛刻著称。杨振宁说,她的实验以精密和准确闻名。当整个世界都相信镜子绝对公平的时候,是这个中国女人用最冷的实验,照出了宇宙最深的一丝不对称。

❝全世界都相信镜子里的世界分毫不差,她用一堆冷到极处的钴原子说:不。诺贝尔奖漏掉了她,物理学史没有漏掉。❞