吴健雄 (1912年5月31日至1997年2月16日),女,出生于 江苏省 太仓县刘河乡(今 太仓市 浏河镇 )(一说出生于 上海市 ),原籍江苏太仓, 博士毕业于美国加利福尼亚大学,美籍华人,核物理学家, 中国科学院外籍院士,美国国家科学院院士,美国艺术与科学院院士,台湾“中央研究院”院士。
1934年,毕业于国立 中央大学 物理系,获理学学士学位后受聘到 浙江大学 任物理系助教,后进入中央研究院从事研究工作。 1936年,赴美国 加利福尼亚大学 伯克利分校留学, 1939年,在塞格瑞指导下研究铀原子核分裂的产物,其中一项结果为美国制造 核航弹 的曼哈顿计划做出了重要贡献。 1940年,博士毕业于 美国加利福尼亚大学 。 1942年,任教于美国史密斯学院, 1944年3月,进入哥伦比亚大学原子弹研究重点实验室,参加了“曼哈顿计划”。 1952年,任哥伦比亚大学副教授,1958年,晋升为教授,并当选为美国科学院院士, 1972年,当选为美国艺术科学院院士、 1982年,受聘为 南京大学 、北京大学、中国科学技术大学等校的名誉教授, 1994年6月,当选为中国科学院外籍院士。
吴健雄长期从事实验核物理研究, 1956年,与合作者用极化60Co的β衰变实验首次证明了 李政道 和 杨振宁 的理论推测,推翻了宇称 守恒定律 ;1963年,吴健雄完成12B和12N的β谱形状的实验,有力地证明了费恩曼与 默里·盖尔曼 关于 向量 流守恒的理论预言;否定了局部隐变量理论,支持了量子力学的正统法则; 将穆斯堡尔效应( Mössbauer effect )用于生物学研究。其次,还在内轫致辐射、 奇异原子 、血红蛋白、正电子 偶素 、超低温核物理等方面做出贡献。 她是首位获得 普林斯顿大学 和 耶鲁大学 名誉博士学位的女性科学家,成为 美国物理学会 历史上首位女性会长。1975年,先后获美国物理学会核物TomBonner奖、美国国家科学奖,1978年,获 沃尔夫奖 物理奖。
人物经历
早年与求学
1912年5月31日,吴健雄出生于 苏州市 太仓县的一个书香门第, 是父母的第二个孩子, 父亲吴仲裔,毕业于由清末洋务派首领盛宣怀创办的 上海市 南洋公学,参加过“反袁斗争”,受蔡元培新思想影响,思想开明,重视子女的教育。受家庭影响,七岁时,吴健雄便进入父亲在家乡创办的 太仓市明德小学 接受启蒙教育,读书写字。1923年,吴健雄在浏河明德小学毕业后以第九名的好成绩,考入 苏州女子师范学校 (现苏州职业技术大学)。1927年,任小学教员。1929年,于该校毕业,并以优异的成绩获得了 保送 南京中央大学(现 东南大学 )数学系。
第一年她没有选择进入南京中央大学学习,选择去上海的中国公学学习,成了时任中国公学校长 胡适 的学生,1930年,她转入国立中央大学物理系,该系现为南京大学物理学院。 1934年,在国立中央大学物理学家 施士元 教授指导下,吴健雄用一篇《证明布喇格定律》的优秀论文毕业。大学毕业后,吴健雄进入浙江大学任物理系助教,次年,进入中央研究院从事研究工作, 由于当时无法提供先进的实验设备,不能及时得知国外最新研究动态,吴健雄在中央研究院的导师 顾静徽 教授积极鼓励她去海外求学。 1936年,赴美深造,来到 美国 加利福尼亚大学 伯克利分校留学,师从物理学界巨擘 欧内斯特·劳伦斯 ( Ernest Orlando Lawrence)、埃米里奥 · 赛格瑞(Emilio Segre)、奥本海默(Julius Robert Oppenheimer)等物理学“巨头”。在伯克利,朋友们喜欢叫吴健雄“基基”,奥本海默也是其中之一。1939年,在塞格瑞指导下,吴健雄进行 原子核分裂的产物研究,其中一项结果为美国制造 原子弹 的“ 曼哈顿计划 ”提供了关键的帮助。1940年,于该校毕业,获物理学博士学位。 同年,吴健雄的学位论文发表在物理学界的《物理评论》上。
工作与研究经历
博士毕业后,留在柏克莱做了两年博士后,研究 铀 的分裂产物和一些元素的 放射性同位素 。 1942年5月30日,在美国,吴健雄与 袁家骝 喜结连理,主婚人是 加州理工学院 的 诺贝尔物理学奖 获得者 罗伯特·密立根 教授。同年,任教于 史密斯学院 。 1944年,吴健雄来到 普林斯顿大学 担任讲师,并定居于普林斯顿。 3月,前往 纽约 哥伦比亚大学 ,以外国国籍科学家身份加入战时研究,参加美国机密制造 核航弹 的曼哈顿计划,并负责最核心的“ 原子核 的分裂反应”研究。 1945年7月16日,人类第一颗原子弹 新墨西哥州 的一个沙漠中试爆成功,这促成了 第二次世界大战 的结束。 1945年下半年,二次大战结束,吴健雄成为少数几个可以留在哥伦比亚大学工作的物理学家之一。
1949年,吴健雄和合作者为验证β衰变理论与实验间的歧异,进行实验研究,其结果与 恩里科·费米 的理论完全吻合,这结束了多年来的争论。1952年,吴健雄被聘为哥伦比亚大学永久聘用资格副教授。 1954年,加入美国国籍。 1956年, 李政道 、 杨振宁 提出在β 衰变 过程中宇称可能不守恒, 并找到了弱作用实验领域的β衰变专家吴健雄,向她请教。 1957年初,吴健雄带领团队,对β衰变进行实验研究,证明了在弱相互作用中的对称不守恒。吴健雄的实验验证了杨、李二人理论的正确性,杨振宁、李政道获得了1957年的 诺贝尔物理学奖 。1958年,吴健雄晋升为哥伦比亚大学首位物理系女教授,同年,当选美国科学院院士和被普林斯顿大学授予名誉博士学位。 1962年2月22日,健雄夫妇回台参加“中研院”院士会。 1963年,吴健雄用“12B”和“12N”的β谱形状的实验结果,证实了费恩曼与 默里·盖尔曼 关于“ 向量 流守恒”的理论预言。 1964年,吴健雄在 麻省理工学院 举行的一场座谈会上为反对性别歧视发声。
1969年至1972年,吴健雄先后当选英国 爱丁堡皇家学会 荣誉会员、美国艺术科学院院士。 1973年初,美国物理学会召开年会,会上宣布吴健雄当选为美国物理学会副会长。 同年,吴健雄与丈夫袁家骝回大陆探亲,周总理在人民大会堂宴请他们。 同年,吴健雄当选哥伦比亚大学普平物理学讲座教授。 1975年,被聘美国物理学会会长,这是美国历史上第一位女性会长。 1980年,吴健雄获美国 宾夕法尼亚大学 荣誉博士学位,柏克莱的老师塞格瑞称她为“原子核物理的女王”。 同年,吴健雄退休,并将重心转移到中国的物理学教育与发展。 1982年,先后受聘为南京大学名誉教授、 中国科学院高能物理研究所 学术委员会委员。1990年,吴健雄被聘为东南大学校务委员会名誉主任、校友总会名誉会长、名誉教授。1994年6月,她当选为中国科学院第一批外籍院士,同年,获得“全美华人杰出成就奖”。
参加南京大学校庆
南京大学80周年(1982年)、90周年(1992年)校庆,吴健雄都回来参加,她还允诺2002年再回母校参加100周年的盛典。
逝世
1997年2月16日,吴健雄因病在纽约的家中逝世,终年85岁,依吴健雄本人生前的愿望,将骨灰安放在故乡中国 苏州市 。
主要成就
证明了在弱相互作用中的 宇称不守恒定律 : 1956年,华裔美国科学家李政道、杨振宁在分析“最轻的奇异粒子衰变”时遇到了难题,提出弱作用下宇称(P)可能不守恒的假说之后, 1957年,吴健雄带领团队对“钴-60原子核”进行实验,发现绝大多数电子的出射方向都和钴-60原子核的自旋方向相反,这种对应关系形成左手螺旋,不存在右手螺旋的情况;而按照宇称守恒的要求,物理过程需满足左右对称,左右手螺旋出现的机会应当 相等 ,其实验结果改变了物理科学中“宇称守恒”的基本信念,证实了弱相互作用中的 宇称 不守恒。
矢量流守恒定律: 1963年,吴健雄用“12B”和“12N”的β谱形状的实验,有力地证明了费恩曼与 默里·盖尔曼 关于矢量流守恒的理论预言,这是物理学史上首次由实验定实电磁相互作用与“弱相互作用”有密切关系,对后来电弱统一理论的提出起到了至关重要的作用。
核β衰变研究的其他贡献: 1949年,吴健雄与艾柏特(R.Albert)对β衰变理论与实验间的歧异进行验证,证实了β谱形状的源效应,其实验结果与科学家 恩里科·费米 的β衰变理论完全吻合,澄清了早期β衰变理论中的一些错误,并对β衰变的各种跃迁,特别是禁戒跃迁的全部级次进行了系统的研究,丰富和完善了β衰变的理论。1970年,吴健雄等报道了一次为尽量减少宇宙线的背景辐射,选择在美国 克利夫兰 附近的一个600余米深的盐矿井内进行的48Ca双β衰变实验。
量子力学: 1950年,吴健雄发表了一篇关于“散射湮没辐射的角关联”的文章,实验表明具有零 角动量 的正、负电子对湮没后发出的两个光量子,如狄拉克理论所预料,将互成直角而被极化,也证明了正电子与负电子的宇称相反,说明与目前的量子力学并无矛盾,1975年,吴健雄团队又发表了一篇题为“普顿散射的湮没光子的角关联以及隐变量”的文章,报道他们测得的在一很宽的散射角范围内到达符合的康普顿散射光子的角分布, 其结果与假设电子与正电子有相反的宇称为前提而得到的标准的量子力学计算相符。这些实验结果不遵从“贝尔不等式”,却与量子力学符合得很好,从而否定了任何形式的定域隐参量理论,在更高程度上支持了量子力学的正统法则。
μ子、 介子推 和反质子: 从20世纪60年代中期开始的10年间,吴健雄集中力量从事这一中、高能物理领域的实验工作,发表了大量论文,有不少工作富有首创性和很高的学术价值。 其中,“μ子”物理方面研究:如Sn、Nd、W等元素的μ子X射线的 同位素 移的测定、209Biμ子X射线的磁偶极和电四极矩超精细相互作用的研究和近10种μ子原子中核 γ射线 的测定等。介子和反质子物理方面的工作主要是利用布鲁克海文国家实验室内的交变 梯度 同步加速器产生的强大的K-、Σ-和粒子流,以高分辨率Ge(Li)探测器为工具,用奇异原子方法准确地测定了这些粒子的质量和磁矩。
**穆斯堡尔效应( Mössbauer effect ):**1958年, 德国 物理学家穆斯堡尔(R.Mouml)首次在实验中发现穆斯堡尔效应之后。吴健雄就开始对穆斯堡尔效应进行深入研究,专门研制了用于低温穆斯堡尔效应研究的闭环氦致冷器,该致冷器的温度控制范围为20-300K。经过实验研究,其结果证明对于“ 放射源 ”或“库仑激发源”都可使用。1978年,吴健雄将穆斯堡尔效应用于生物学中大分子的结构研究,利用3He/4He稀释致冷器使穆斯堡尔测量得以在低至0.03K的温度下进行,以研究氧高铁血红素的磁性质与弛豫特性, 其结果表明在约0.13K时该血红素进行磁跃迁。此外,还利用这一装量在诸如收体温术、弛豫效应、与温度有关的超精细场的研究等方面进行了一些实验,得出了许多有意义的结果。
其他科学成就: 吴健雄还有许多其他贡献,如 放射性同位素 的分析,慢中子速度谱仪研究(多种材料),中子在正氢和仲氢中的散射以及核力范围的探讨,在气体中形成电子偶素时 电场 影响的研究,延迟符合技术用于测 42 Ca和 47 Sc的 激发态 的寿命,中子与 3 He的相互作用的研究,高能级发出的内转换 谱线 的观察、对正电子谱及正电子湮没的研究,连锁反应无法延续的难题、 内轫致辐射、”5xe对核裂变链式反应的重大影响、奇特原子、血红蛋白、正电子 偶素 、超低温核物理、核能级图、探究血红结构等方面都做过不少重要的工作,并取得了一定的成绩。
论文著作
书籍
学术论文
担任职务
荣誉奖项
个人荣誉
参考资料:
个人奖项
参考资料:
家族成员
后世纪念
小行星 命名: 1990年5月7日,中国科学院紫金山天文台以世界著名物理学家吴健雄的名字命名的国际编号为2752号的小行星被命名为“吴健雄星”,以表彰吴健雄在高科技领域对人类所做出的贡献。
吴健雄、 袁家骝 奖学金: 1986年,在 南京大学 设立吴健雄、 袁家 奖学金,以表彰在物理实验方面有突出表现的学生。 同年, 杨振宁 、 李政道 、 丁肇中 和 李远哲 四位 诺贝尔奖 得主发起在 台北 创立 吴健雄学术基金会 。
基金会: 1988年,吴健雄以她父亲的名义设立了纽约吴仲裔奖学金基金会。
吴健雄图书馆 : 1992年,吴健雄在母校 南京大学物理学院 设立“吴健雄图书馆”,并由著名物理学家、 诺贝尔奖 获得者 杨振宁 先生题写馆名。
吴健雄物理奖 、吴健雄 袁家骝 自然科学 基金会: 1994年,中国设立吴健雄物理奖、吴健雄 袁家骝 自然科学基金会,同年, 南京大学 、 东南大学 、太仓 明德中学 先后设立吴健雄奖学金。
墓园、纪念馆等: 1998年, 吴健雄墓园 在 明德中学 校内建成,同时, 明德学校 还建立了吴健雄科技楼、明德楼纪念馆。
吴健雄纪念馆: 1999年,东南大学报请中共中央、国务院批准,在校园内大礼堂西侧建造吴健雄纪念馆,并定于2002年百年校庆时开馆,馆内展示了吴健雄先生的生平业绩与吴健雄亲属和美国 哥伦比亚大学 捐赠的吴健雄的大量遗物,包括吴健雄生前所获得的奖章、奖状、证书、聘书,有关文件、书籍,友人赠送的书画、物品以及吴健雄和其丈夫 袁家骝 先生生前的日常生活用品等。
学校命名: 2004年, 东南大学 正式成立吴健雄学院,以吴健雄的名字命名。 同年7月,经 江苏省人民政府 批准,建立公办全日制普通高等学校 苏州健雄职业技术学院 ,学院以吴健雄的名字命名,并在校园内,建成了吴健雄广场,建立吴健雄陈列馆和 吴健雄图书馆 。
《 纽约时报 》全球百年百名妇女 :《纽约时报》2020年3月推出全球百年百名妇女(100 Women of the Year)系列,其中1945年当选者是著名华裔物理学家吴健雄。为了表彰吴健雄的贡献,2020年纽约市政厅人物肖像走廊挂上了吴健雄的肖像。
美国 永久邮票 : 2021年2月11日, 美国邮政 局发行永久邮票纪念有“东方居里夫人”之称的吴健雄。
吴健雄纪念基金女学人计划: 2022年9月, 周凯旋基金会 向 东南大学 捐赠500万元设立“吴健雄纪念基金女学人计划”。
评价
“没有吴健雄的实验结果, 李政道 、 杨振宁 二人的理论只能是一种构想,吴健雄的实验结果改变了这一切,吴健雄应该当之无愧地与他们共同分享 诺贝尔奖 。”( 1988年 诺贝尔物理学奖 得主史坦伯格评 )
“吴健雄为世界顶尖的女性实验物理学家,她的意志力和对工作的投入,使人联想到 玛丽·居里 ,但是她更加的入世、优雅和聪慧。”( 诺贝尔奖得主赛格瑞评 )
“她是我知道的一个最有才气和最漂亮的实验物理学家。”( 阿瓦瑞兹评 )
“吴健雄先生不仅是太仓人民的骄傲,也是中国物理学界、中国科学界的骄傲,吴健雄奋进不息的科学生涯,勇于创新的大师风范,情系桑梓的爱国情怀,给当代的中国科学工作者树立了榜样,要学习和发扬她的科学精神,继承她自强不息、百折不挠的科学激情。”( 中国科学院 原副秘书长曹效业评 )
“吴健雄教授和 袁家骝 教授均将他们半个世纪的生涯奉献给了崇高的科技事业,堪为当代青年人效法的楷模。”( 南京大学物理系 教授、 中科院 院士 冯端 评 )
“吴健雄不仅在物理学领域取得了许多重要发现,她还为 现代实验 物理学奠定了很高的标准,这个标准永远不会过时。”( 美国 传记 作家评 )