《吳健雄─物理科學的第一夫人》
一九一二年,也就是民國元年,國父才推翻滿清政府建立中華民國的時候,長江口的瀏河出生了一位不平凡的女子,她叫做吳健雄。很多人見了這個名字都以為她是個男生,如此男性人的名字,很男跟一位溫柔的女子連想在一起。其實大家都猜錯了,吳健雄不但是一個女生,而且還是一位非常有中國氣息的女生。在知道結果以後,一定有很多人和我一樣,想知道為什麼這麼男生化的名字會是一個女生。原因是這樣子的,吳健雄是吳家的第二個小孩,根據吳家的族譜,她這一輩是屬於健字輩,而她的父親吳仲裔為他的四個小孩名字時,是以「英雄豪傑」四個字來命名,於是她有一個哥哥,兩個弟弟,分別叫做健英、健豪和健傑,而她就叫做健雄。
吳健雄與我
為什麼我會認識吳健雄?其實根本沒有資格稱作「認識」,只能說是「知道」而已,這個故事要從我高中時代說起了。當時我的物理老師劉富雄,一個從北一女退休的老油條,他上課的時候,總是不斷地強調什麼是聯考會考,而什麼是聯考不會考。其實仔細聽地他上課,會發覺物理是一個很有趣的東西,複雜的公式,很容易被黑板上的圖解決了,真的把我完全打敗了。而這位物理老師在每一個新單元開始時,都會用說童話故事的口氣,把關於這單元科學家的一些軼事及一些相關的故事,講給我們這些老是從「霧裡」看「物理」的學生。目的只是提高大家的興趣,而不認為是「誤理」而「勿理」。當然,像牛頓在蘋果樹下被蘋果打到這重愚蠢又老掉牙而令人提不起興趣的笑話,他可是從來沒有說過。當課程進入到近代物理時,吳健雄立刻成了故事中的主角之一,尤其是提到放射性及半衰期,吳健雄更是在故事中扮演了一個不可缺少的角色。於是我對於吳健雄有了深刻的印象。真正了解吳健雄跟物理的關係是在大學聨考完的那一個暑假。那是一個無聊的暑假,日子都在等待中度過。等待著收到成績單,等待著填寫志願卡,等待著交志願卡,等待著放榜及等待著上成功嶺(很可惜最後的結果是成功嶺客滿了,那年暑假還輪不到我)一直到等著開學。在這個等待的時間,我我的書架上找到了一堆我買了而因為聯考的關係還沒有看的書,其中最厚的一本就是吳健雄的傳記。一方面是無聊,一方面是興趣,記得這本書剛出現在金石堂的書架上的時候,就衝著吳的大名而不問價錢的買了一本(不可誨言的,這書的價錢真的十分可觀),就算是不看它的內容,也值得把它擺在書架上當作收藏。
深奧的宇稱不守恆
吳健雄之所以這麼出名,是由於在β衰變的權威及証實了在弱作用上宇稱不守恆。β衰變季很熟悉,致於什麼叫做宇稱(Parity),還並不十分清楚(可見我廷當一個業餘物理學家的資格都沒有),江才健所寫的吳健雄傳中,是這樣解釋的:簡單的說,宇稱是一種空間的左右對稱的。宇稱宇恆定律(Parity conservation)是說,物理在最深的層次上,是不分左右的。左邊和右邊是沒有區別的。所以宇稱守恆又有一種說法,叫做「鏡像對稱」。也就是說,依這個定律,在原子內部的世界,一個物體其左右相反的鏡像,所發生的作用是相同的。
這樣的說明,實在很難懂,江才建先生因為考慮到讀這本書的人不一定懂得物理,於是又用了一種更白話的解釋:
我們可以這樣說,一個人站在鏡子前面,一手持螺絲起子,一手持一個瓶子,用起子開啟瓶子。如果將它順時方向旋,直到瓶塞由瓶口出來 那麼在鏡中,這個亍動看起來是順著反時鐘方向進行,而瓶塞出了瓶口。如果這個站在鏡前的人和他鏡中的像,都是分別存在的真實人物,當他們用相同的力,而都使瓶塞出了瓶口的話,那麼我可以說 這個用力瓶塞的作用是守稱宇恆的。
這樣的解釋是很白話,但是要十分了解它的含意,我還要多讀一些書及多做一些思考才可以。跟據季的了解,宇稱守恆在古典物理學的理論下,是無須証實的簡單道理,左古並不影響力的大小,例如天秤的左右兩臂只要放的物體質量相同,順時計方向的力矩必定會和反時針方向的力矩相同,從數學式中根本分辨不出有何差別,通常都會加一正負號以做為區別。就是這樣子所以大家也都認為在原子核中,宇稱也守恆,但是有很多的現象難以解釋它的原因。例如粒子物理中有一個很有名的「θ─τ之謎」,有名的大物理學家楊振寧及李政道為了解開這謎團而提出宇稱不守恆的假設。當時提出這假設就有如跟古代人說地球是圓的,跟本沒有人相信。可是吳健雄認為這十分有前景,而且宇稱守恆雖然是大家公認的定律,卻沒有任可的實驗可以証明。結果是吳健雄以她出了名的細心及有口碑的準確,証實了宇稱在弱作用上是不守恆的。
吳健雄 .vs. 費曼
這不是我第一次遇到這個「奇怪的」名詞,第一次遇到它是在費曼(Richard Feynman)自己寫的「別鬧了!費曼先生」一書中。這位一生趣事特多的大物理學家費曼,起初也不相信宇稱會不守恆,還跟另外一位物理學家打賭,結果費曼輸了五十塊美金。提到費曼,其實費曼跟吳健雄還有一些交情。費曼有一次從巴西回來(吳弄錯了,一直以為費曼是從阿教書回來)就趕去吳的實驗室關切吳的實驗進度,很不巧,當時吳去以色列演講,人不在美國。幫吳看守實驗室的學生有眼不識泰山,只知道有一位從巴西教書回來的教授來過實驗室,竟然沒有認出來站在他面前的就是科學界的頑童──費曼先生。還有一次,吳健雄和費曼同出席了在日內瓦舉行的「第二屆國際原子能和平用途會議」,在會議中,吳問費曼如果要送一個消息給他,要送去哪裡?這時費曼忽然臉紅了起來,原來個性喜好冒險的費曼,為了結省經費,竟然住到日內瓦紅燈區的一個小旅館中。在同一個會議中,費曼要做一個演說,但是要說的材料太多了,講不完,於是問吳健雄該怎麼辦。吳說如果時間不夠講不完,就把一段拿掉不要講,沒有人會曉得的。真沒有想到右靈精怪的費曼竟然也有不知如何是好的時候,而吳健雄還是保有她的機智。
吳健雄與諾貝爾獎
美國,世界上科技最發達的國家,領導著世界經濟及政治。大家談起美國,好像就談到了夢想中的烏托邦。但是,他們都沒有去過美國,跟本沒有感受過美國人的種族歧視、性別歧視,有位移民加拿大(其實加拿大跟美國一樣,美國有的加拿大也有)的高中同學,就曾經在電話上說「…對耶!你以前說的沒有錯,這邊真的有種族歧視!…」而上次在國中同學會中見到的老朋友,從加拿大回來渡假,也表示了相同的遭遇。難怪陳之藩會在「哲學家皇帝」一文中極力讚揚美國青年的獨立自主,水批評他們缺少人文素養。而吳健雄在種種歧視下,竟然能打破他們的成見,成為哥倫比亞大學的女教授、普林斯頓大學首位女性榮譽博士、美國物理學會第一位女性會長及諾貝爾獎以外的各種榮譽,實在是不簡單,也許是她在工作上認真謹慎的口碑及平日待人溫和有禮又不失自己尊嚴,令其他同行不得不甘拜下風。最可惜的是吳健雄沒能拿到諾貝爾獎,很多人都認為吳的成就並不亞於楊振寧和李政道,當時諾貝爾獎不應該只頒給楊李二人,吳健雄應該也要算一創。但是直到吳健雄過世之前,都沒有拿到諾貝爾獎。不過,我認為一個人的成就,並不是一個獎杯或一筆獎金能夠代表的,也並不需要這些來象徵,歷史會給一個公平的交代。
書名:吳健雄─物理科學的第一夫人
作者:江才健
出版者:時報出版
出版日期:1996.08.27 購買日期:1996.09.15
最近讀完日期:1996年的某日
附記:本篇文章寫于1997年的某一天,那時還是win95的年代,我那時用word97打好了這篇文章,印了出來。原來的電子檔早就移失了,不過紙稿還在,在兩個月前就我從一疊紙中翻了出來。
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