吴健雄：打破宇称的女性

1956年冬季到1957年1月，在国家标准局的一间低温实验室里，吴健雄（Chien-Shiung Wu）将钴-60样品冷却至接近绝对零度，利用磁场将原子核排列整齐，并对射出的电子进行计数。结果发现，向着原子核自旋方向相反方向射出的电子更多。这种不对称性意味着物理学家从未预料到的事实：基本粒子与其镜像并非总是相同的，宇宙能够区分左右。十个月后，诺贝尔物理学奖授予了两位提出该构想的理论物理学家。她的名字却不在获奖名单上。

父亲建立的学校

吴健雄于1912年5月31日出生在江苏省太仓市浏河镇。她的父亲吴仲裔是一位工程师和社会进步人士，他在那个教育女儿仍需极力争取支持的时代，创办了明德女子职业补习学校。吴健雄在那里接受了小学教育。她的母亲樊复华是一位教师。十一岁时，她以全校近一万名申请者中第九名的成绩，进入苏州省立第二女子师范学校寄宿就读。

1930年，她进入国立中央大学，最初计划学习数学，后来转入物理系，并在期间参与了学生运动。她于1934年毕业，在中央研究院物理研究所从事研究工作。1936年8月，她与好友、化学家董若芬一同乘船前往美国。

加州大学伯克利分校与原子弹

在加州大学伯克利分校，她于1940年在欧内斯特·劳伦斯（Ernest Lawrence）的指导下获得博士学位，期间与埃米利奥·塞格雷（Emilio Segrè）密切合作，研究β衰变和放射性氙。J. 罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）是她的博士委员会成员，对她掌握中子吸收截面的能力印象深刻。路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）的评价则不那么恰当，称她是“我见过的最有才华、最漂亮的实验物理学家”。1942年5月30日，她在罗伯特·密立根（Robert Millikan）的家中与物理学家袁家骝（Luke Chia-Liu Yuan）结婚，随后在史密斯学院任教，并成为普林斯顿大学首位物理系女性教师，负责教授海军军官。

1944年，她加入哥伦比亚大学的替代合金材料实验室及曼哈顿计划，参与铀浓缩的气体扩散研究，为橡树岭K-25工厂建造分离模型并改良盖革计数器。她最重要的贡献是别人所不具备的知识。当汉福德B反应堆不断发生神秘停堆时，恩里科·费米（Enrico Fermi）找到了她：她尚未发表的关于氙-135的博士研究表明，它是导致问题的中子毒物。据信，她是该项目中唯一的中国人。后来，她因该项目造成的破坏性结果而与其保持距离。

哥伦比亚大学：β衰变与被遗忘的先驱

吴健雄在哥伦比亚大学度过了余下的职业生涯。1949年至1963年间，她进行了艰苦的工作，将费米1934年的β衰变理论建立在坚实的实验基础上，指出早期的不一致是由其他人实验装置中厚硫酸铜薄膜产生的伪影造成的。她与史蒂芬·莫兹考斯基（Steven Moszkowski）于1966年合著的教科书《β衰变》成为了标准参考书。

1949年11月，在普平大楼的地下室，她和研究生欧文·沙克诺夫（Irving Shaknov）做了一项其重要性几十年后才被认识到的实验。他们使用钴-64作为正电子源，利用光电倍增管和蒽闪烁体建造的两个伽马射线探测器，测量了电子-正电子湮灭产生的光子对的角相关性。他们固定一个探测器，将另一个设定在四个方位角上，进行了连续三十小时的计数。测得的2.04的不对称度（理论值为2.00），是光子纠缠的首次决定性实验验证，比爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（Einstein-Podolsky-Rosen）论文发表早了十五年。2022年诺贝尔物理学奖正是基于这一基础的工作授予的。

她未曾获得的奖项

1956年，李政道（Tsung-Dao Lee）和杨振宁（Chen-Ning Yang）提出，宇称（即过程与其镜像之间的对称性）在弱相互作用中可能不守恒。这是一个没人知道如何验证的理论。吴健雄设计了该实验，取消了预定的旅行计划进行研究，并与来自哥伦比亚大学和国家标准局的团队合作执行。结果无可辩驳，改写了关于弱相互作用的标准图景。

李政道和杨振宁获得了1957年诺贝尔奖，吴健雄并未共享该奖。此后她多次被提名，据统计，1958年至1974年间，有十八位不同的物理学家先后至少提名了她十二次，也有人称是二十三次，但她从未获奖。诺贝尔物理学奖委员会前主席拉尔斯·布林克（Lars Brink）曾表示，她的宇称实验达到诺贝尔奖级别，并称她关于宇称和纠缠的研究是“珍珠盒里的两颗宝石”。布林克还转述说，杨振宁本人曾表示吴健雄本应是1957年的共同获奖者。

物理学第一夫人

她于1954年成为美国公民，1952年成为所在系第一位获得终身教职的女性，1958年升为正教授，并于1973年成为迈克尔·普平（Michael I. Pupin）讲座教授的首位持有人。她在1962-1963年证实了费曼（Feynman）和盖尔曼（Gell-Mann）的守恒矢量流假设，在伊利湖地下两千英尺的盐矿中搜寻双β衰变，与学生伦纳德·卡斯戴（Leonard Kasday）和约翰·乌尔曼（John Ullman）进行贝尔不等式测试，并将穆斯堡尔谱学应用于镰状细胞贫血的分子结构研究。她被称为“物理学第一夫人”、“中国的居里夫人”和“核研究女王”；学生们虽然觉得她要求严格，却称她为“龙女”。她坚持被称为吴教授，而非袁教授。在1964年麻省理工学院的一次研讨会上，她问听众：“微小的原子和原子核”是否对“男性或女性的处理方式有任何偏好”。

为什么吴健雄被视为天才

吴健雄的天才属于公众容易忽视的一类：实验天才。宇称理论是李政道和杨振宁提出的。而吴健雄解决的是更困难的问题：如何验证它。答案需要在接近绝对零度的温度下对钴原子核进行极化，并保持整个精致装置的稳定足够长时间，以统计出决定性的不对称性，而当时没有人做过类似的事情。这不是技术员的工作，这是设计，而这种质量的设计非常罕见，以至于她的同事赫维格·肖珀（Herwig Schopper）报告了业内的一条准则：“如果是吴健雄做的实验，那一定是正确的。”正如《今日物理》所评价的，她“以其巧妙而精确的设计而闻名”，并“跻身于同时代最杰出的实验物理学家之列”。

诚实的反对意见是，1956年的概念飞跃并非来自她，且在物理学史上，一段卓越的测量生涯（无论多么具有决定性）与一段理论生涯的地位不同。吴健雄没有提出宇称不守恒，她终结了另一种选择。但这同样的指责也会贬低迈克尔逊（Michelson）和莫雷（Morley），并且忽略了1949年的工作，当时智力上的主动权完全属于她，且领先于该领域当时的认知十五年。最公平的说法是，吴健雄是装置和决定性实验方面的天才，诺贝尔委员会未能承认这一点，现在被公认为其最严重的错误之一。

遗产

吴健雄于1964年获得康斯托克奖（Comstock Prize），是首位获奖女性；1975年获得国家科学奖章，1978年获得首届沃尔夫物理学奖（Wolf Prize）。她是第一位主持美国物理学会的女性。第2752号小行星以她的名字命名，欧洲核子研究中心（CERN）的一条街道也以她命名，这在以前只有居里夫人（Marie Curie）获得过此殊荣。1997年2月16日，她在纽约中风后去世，享年八十四岁。她的骨灰被安葬在位于浏河的明德学校庭院中，那是她父亲为让女孩们受教育而建造的学校。