【中美创新时报波士顿2月10日讯】(记者温友平)2月11日,在全世界庆祝妇女和女童参与科学国际日(International Day of Women and Girls in Science)之际,美国邮政服务局(USPS)正式发布了著名美籍华裔物理学家吴健雄(Chien-Shiung Wu)纪念邮票。据介绍,美国邮政总局于2020年11月宣布为她发行2021年纪念邮票 ,称她为20世纪影响最大的美国核物理学家之一。美国邮政局还称,这是被称之为一项罕见的荣誉,因为这项荣誉通常授予该领域的同名伟人:爱因斯坦、费米、费曼。麻省理工学院华裔科学家张曙光对此评价说,美国邮政发行吴健雄纪念邮票,这是对华裔科学家对美国乃至全世界所作出杰出贡献的充分肯定和彰显,具有很强的积极意义。
据介绍,吴健雄于1912年出生在中国,后移民美国,被誉为核研究女王(Queen of Nuclear Research)和物理学第一夫人(First Lady of Physics)。她于1936年来美攻读研究生学位。她是被普林斯顿大学(Princeton University)物理系聘用担任教职的第一位妇女,后转往哥伦比亚大学(Columbia University)。她的同事们根据她进行的“吴氏试验”(Wu experiment)获得1957年诺贝尔物理学奖(Nobel Prize in physics)。吴健雄的试验证实衰变的粒子并非必然处于宇称守恒状态。在她进行试验前,如果不预先确定某一个物体的“左侧”和“右侧”,就无法分辨左和右。哥伦比亚大学称她的试验彻底颠覆了物理学的基本定理。吴健雄一生获奖无数,其中有1975年的国家科学奖(National Medal of Science)。
吴健雄在1997年去世,享年84岁,但她从未因为证明了被称为“奇偶校验”的效应而获得诺贝尔奖。相反,她是许多科学家认为被诺贝尔委员会不公平地忽视的女性之一。哈佛大学的粒子物理学家MelissaFranklin说:“这是一个非常重要的实验,她是一位了不起的科学家。”
近日,有美国媒体专门对吴健雄研究的领域和贡献,以及很多人认为本该获诺贝尔奖的一些细节作了详细报道。
报道说,宇宙可以被看作是基本粒子的巨大组合,通过四种力相互作用:引力、电磁、束缚原子核的强力、以及产生一种叫做β衰变的核衰变的弱力。物理学家曾经假设,如果你颠倒所有粒子的位置——交换左右、上下、前后——并反转它们的动量,那么宇宙的运行应该是一样的。例如,如果您在时钟上执行这样的“奇偶校验”转换,那么将产生的奇怪的镜像时钟将与原始时钟一样滴答作响。
然而,到了20世纪50年代,物理学家们通过向目标发射高能质子来产生奇异的、稍纵即逝的亚原子粒子,某些粒子的衰变似乎不符合宇称对称性。1956年6月,哥伦比亚大学的李政道(Tsung-daoLee)和布鲁克海文国家实验室的杨振宁(ChenNingYang)提出,在弱相互作用中,宇称守恒可能不成立。他们的论文提出了一个实验来找出答案——尽管在这方面,他们咨询了吴健雄。
报道认为,诀窍是研究一个既自旋又经历β衰变的原子核,其中它释放出一个电子和一个几乎无法探测到的中微子。如果奇偶校验成立,电子应该在所有方向上以同样的概率出现。如果宇称被违反,相对于原子核的自旋,电子更有可能在一个方向出现,而不是在另一个方向出现。
这正是1956年12月在美国国家标准局(现国家标准技术研究所)的试验中,吴健雄和同事们观察到的情况。他们将放射性钴-60的样品置于强磁场中,并将其冷却至接近绝对零度,使大部分原子核朝同一方向旋转。他们发现自旋和发射电子的方向之间有很强的相关性,证明弱相互作用有一个利手性:卷曲你左手的手指,感觉核在旋转,电子出现在你的拇指方向。
报道指出,吴健雄获得了许多奖项,包括1975年的国家科学奖章。李政道和杨振宁分享了1957年诺贝尔物理学奖,因为发现了宇称不守恒定律,而吴健雄却没有。一些学者认为诺贝尔委员会将她排除在外,因为她的研究小组是否值得优先进行实验观察尚不清楚。吴健雄和她的同事们几乎被同样来自哥伦比亚大学的LeonLederman领导的竞争对手抢占了先机,他在一种叫做μ介子的粒子的衰变中测量了同样的效应。Lederman的团队起步较晚,但首先准备好了一份手稿,并在李政道的要求下推迟了提交出版。匈牙利布达佩斯科技经济大学的化学家和科学史学家MagdolnaHargittai在2012年的一篇文章中回忆道。.
然而,麻省理工学院的物理学家和科学史学家DavidKaiser指出,李政道和杨振宁在与吴健雄的讨论中已经提高了他们的理论观点。她建议,低温钴-60源将是实现自旋极化β源的最佳方法。此外,Kaiser指出,诺贝尔奖委员会本来可以在晚些时候授予实验观测二等奖。他说:“我认为我们可以提出一个非常有力的证据,证明她被忽视了,或者至少她值得获得这样的荣誉。”
抛开诺贝尔的争议不谈,奇偶校验的发现对粒子理论产生了巨大的影响。粒子物理学家关于基本粒子和力的整个标准模型都来自于各种抽象的对称性,以及粒子之间的相互作用有时如何掩盖或破坏这些对称性。Kaiser说,奇偶校验冲突的发现为这一发展奠定了概念阶段。
报道强调,一个物理学家获得诺贝尔奖的几率比出现在邮票上要大得多。美国邮政总局的官员说,他们还没有追踪到底有多少物理学家已经在邮票上,但名单是短的。除了吴健雄,爱因斯坦、费米和费曼以外,其他人包括火箭科学家罗伯特戈达德、实验学家罗伯特密立根、空气动力学西奥多冯卡曼、凝聚态理论家约翰巴丁、和核理论家玛丽亚戈培尔梅耶。对于吴健雄,富兰克林说,“我不认为这与诺贝尔奖有关,邮票更重要。”
美国邮政局邮票服务主管威廉·吉克尔表示,吴健雄的名字通过了纪念邮票的标准选择程序。吉克尔说,任何人都可以提名一个人的邮票,美国邮政收到大约每年30000提名。那些符合要求的提名然后提交至公民邮票咨询委员会,该委员会向邮政总局提出建议。美国邮政局每年只发行几十枚纪念邮票。
吉克尔介绍说,该委员会希望发行更多涉及科学的邮票,并使邮票上的数字多样化。他说,如果吴健胜不是一个家喻户晓的名字也没关系。“我们希望通过一件1英寸乘1英寸的小艺术品吸引观众,问他们‘这是谁?他们做了什么?’”他补充说,“你应该在未来的岁月里,你应该留意寻找其他科学领域的杰出女性。”
如何看待美国邮政发行美籍华裔物理学家吴健雄的纪念邮票?在大波士顿的华人社区的一些代表人士认为,这充分印证了2月8日美国百人会所发布的《从基础到前沿:华人对美国的贡献》研究报告的价值所在,无论是美国主流社会的肯定,还是美国华人精英组织的积极推动,都已经看到了一个明确的方向——那就是在美华人的地位和贡献将在不断提升。
图片:纪念吴健雄毕生贡献的新邮票。 (USPS)