見微知機 • 實至名歸 ── 吳健雄女士簡介
 
吳女士生於民國元年，畢業於國立中央大學物理學系，民國二十五年赴美國加州大學（柏克萊）深造，在諾貝爾物理獎得主勞倫斯（ E. O. Lawrence ）的領導下做研究獲得博士學位（ 1940 年）。其後她曾任教於 Smith 學院與普林斯頓大學，然後於 1944 年二次大戰末參與美國政府設在哥倫比亞大學內的國防研究。 1952 年起吳女士執教於哥倫比亞大學物理學系，後來並成為 Pupin 講座教授，直到去年榮退為止。目前她是哥倫比亞名譽教授。
吳女士在其學術生涯中獲獎及榮譽無數，其大者如：民國四十七年（ 1958 年）被選為第二屆中央研究院院士及美國科學院院士，並獲得 Research Corporation 獎； 1962 年獲美國婦女協會年度婦女獎； 1964 年獲美國國家科學院的 Comstock 獎； 1965 年來台接受嘉新文化基金會的特殊貢獻獎； 1975 年間擔任美國物理學會的會長，並獲得 Tom W. Bonner 原子核物理獎。 1976 年獲美國國家科學獎章； 1978 年更獲得第一屆伍爾夫物理獎（獎金十萬美元，此獎為以色列人 Wolf 創設，共分物理、農業、數學、化學與醫學五種，其性質多少有補救諾貝爾獎遺珠的意味）。 1982 年被選為年度國際婦女。
 
鈷 -60 實驗揚名天下

吳女士早在 1946 到 1952 年間就以對原子核 β 衰變的精密而廣泛的實驗聞名於物理學界。她曾仔細分析過各種 β 能譜的形狀，澄清誤解，因而使費米理論通過考驗；她又曾有系統地研究了 β 衰變的「禁制躍遷」能譜，因而揭開有關 β 衰變禁制理論的面紗。

1956 年的春天，李政道與楊振寧這兩位青年物理學家為了解決所謂「 θ - τ 疑難」，想到或許在弱交互作用中奇偶性（ parity ）是不守恒的，而若此說正確的話，一群有向（ oriented ）原子核的 β 射線應呈軸向的不對稱分布。於是李政道問吳女士可有這方面的資料？可惜當時並沒有，因為從來沒人想過這方面的問題。

吳女士因為對利用絕熱去磁法使某些順磁鹽類降低溫度到絕對溫度 0.01K ，而同時自然使原子核磁矩順著磁場方向達到 65 ％程度偏極化的技術頗為熟知，於是想到 60 Co 放射源應該是用來驗證李、楊理論的最佳物品。 1956 年的六月，吳女士開始與華盛頓的美國國家標準局的 Ambler 博士商討合作這一實驗的可能性，實質的合作則自九月開始。

這一實驗的主要安排是將 60 Co 放射源及 β 射線（電子）偵測晶體置於液態氦低溫的恒溫器中，外繞以磁場線圈以使 60 Co 核偏極化，另外在極軸方向及赤道方向各置一 γ 射線之閃爍計數器，藉以制定 60 Co 原子核的偏極化程度。其中最困難的兩件事，一是將電子偵測器放在低溫恒溫器中而將信號用樹脂棒引出接到光電倍增管，另一則是把 60 Co 放射源薄層（ 0.002 吋）塗於順磁性的硝酸鈰鎂（ CMN ）晶體上，再裝在一大塊 CMN 晶體容器中，以求在一段較長的時間（約 7 分鐘）內維持低溫。

到 1956 年的年底，實驗的結果已清楚顯示「左右不對稱」的效應達到極大， 60 Co 的 β 射線乃係沿著與核自旋相反的方向射出；換句話說，就 β 射線而言， 60 Co 像是一個左手螺旋。

這是第一次人們發現在基本的交互作用裏，左跟右可以區分。假想外星上的「人」也是物質（而非反物質）所組成的話，我們便可以藉吳健雄實驗來與他溝通左右的觀念了！在專家的眼中看來，這實驗說明了奇偶性在弱交互作用中的不守恒。

哥倫比亞大學另一組科學家所從事 π -μ-e 衰變實驗以及芝加哥大學的實驗也相繼成功，於是物理學界為之震動，因為多年來大家所以為理所當然的左右對稱觀念在弱作用中被推翻了。不僅李政道、楊振寧兩人因而獲得 1957 年的諾貝爾物理學獎，這一突破且引發了一連串嶄新的關於弱交互作用的理論及實驗研究。 1962 年的兩種微中子實驗， 1963 年吳健雄利用 B 12 與 N 12 的 β 衰變能譜所證實的向量流保守（ CVC ）律， 1964 年所發現的 CP 不對稱， 1970 年代所證實的弱交互作用與電磁交互作用的統合，乃迄數月前所宣稱的 W 居間玻子的發現等等，可說都是李、楊及吳健雄這幾位中國人播種所開的花，結的果。

 
實驗以驗實

吳健雄在實驗物理學界，一直以仔細而周到的測量方法聞名。經她所分析過的數據，別人大可放心，不必存絲毫懷疑。在 β 衰變這一領域，吳女士固然是拔尖而無人能出於其右（她與 Moszkowski 合寫的「 β 衰變」一書乃是經典之著）；除此之外，她在其他一些關於基礎物理的實驗，儀器學和生物物理上的成就也是有目共睹的。

據知，吳女士曾多次被提名為諾貝爾物理獎候選人，但也許是運氣不好，尚未得到。許多人為此打抱不平，所以把別的獎都給了她，包括前述比諾貝爾獎額還高的伍爾夫獎。

她的其他著名實驗成就包括：輕子數守恒定律的驗證；測量正負電子偶（ positronium ）的毀生雙光子（為 γ 光，兩者的偏振方向互相垂直），因而證實電子與正電子之奇偶性的確如狄悅克（ Dirac ）理論而相異號；又利用正負電子偶的毀生雙光子實驗證實了量子力學，因而否定 1935 年愛因斯坦及其門生（ Einstein-Podolsky-Rosen ）所主張的本地性原理（ Einstein locality ）；徹底研究了緲子原子的Ｘ射線光譜；研究血紅素的結構而藉以了解鐮刀型紅血球貧血症的成因；研究異原子（ exotic atoms ）以獲得有關基本粒子的精確數據並檢驗量子電動力學。

吳女士一直強調實驗科學的重要性，她對於過多的中國青年研習理論物理而非實驗物理一直存著不以為然的態度。她認為科學落後地區更應該重視實驗科學。

 
物理學會、國際合作與其他

不止在學術領域裏出人頭地，吳女士在物理學界人緣也非常好。以一位來自中國的女性，吳健雄深為物理學界所擁戴。 1973 年她被推選為美國物理學會的預備副會長， 1974 年擔任副會長而 1975 年 擔任會長。在會長期間她曾呼籲大家重視美國政府「重技輕科」而學府 裡 基本研究經費遭削減，研究人員平均年齡漸長的嚴重後果，又支持美國聯邦政府成立科學技術顧問室。

近年來吳女士常到世界各地旅行並演講，促進國際的合作。 1980 年底美國物理學會在加拿大的 Baddeck 辦了一次「科技發展中的物理學」研習會，有十四個發展中國家的代表參加，主要係討論美國物理學會如何協助發展中國家物理學家解決他們的問題，這一會議中，吳女士就是主要的籌畫者之一。目前吳女士也是美國物理學會國際科學事務委員會的活躍成員。

吳女士的夫婿袁家騮先生為高能實驗物理學家，多年來在紐約州長島的 Brookhaven 美國國家實驗所研究，亦為中央研究院院士。夫婦倆均以實驗室為家，相得益彰，誠為物理學界之佳話。兩人曾合編「實驗物理學方法」系列專書的「原子核物理學」部分 A 、 B 兩冊（ 1961 年出版），允稱實驗核物理學中之圭臬。

 
 
 

文章轉載自 科學月刊全文資料庫

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