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还有一位Wu“女皇”

已有 11372 次阅读 2015-1-20 13:27 |系统分类:科普集锦| 宇称不守恒, 吴健雄, 女皇


这两天孩子每晚嚷着要看武媚娘传奇,执拗不过,也便随她。想来这类传奇戏说历史剧百害或也有几益:画面虽是大头照,盛唐服饰倒还新鲜;更主要的是它淡化了中国历史中真正的沉重与厚黑,虚构了现代化的女性,也并非完全少儿不宜。但我始终认为这种宫廷权术倾轧或勾心斗角算计在荧屏的流行是所谓酱缸文化的一部分,无论多么光鲜靓丽,对下一代来说无疑是一种潜移默化的毒害。糟糕,一不小心,成了关心下一代委员会的人了

对于中国历史上唯一女皇武则天,本人所知有限,记得在学生时代读过林语堂先生的《武则天正传》,说实话,即使从男性角度出发也不太满意,对书。总觉得要对武氏客观评价是相当困难的,在儒家男权社会的视角审视总不免偏颇,而陷于现代女权主义者们的包围也多少有些夸张。

据说女权主义源自对法国的《人权与公民权利宣言》和美国的《人权宣言》的不满与反击。因为两部宣言中的“人权”中的“人”貌似只是男人,不包括女人,而女权主义运动的重点就是争取对人权的重新定义。后来发展出的流派多如牛毛,名称赛过元素周期表,我们还是绕道吧

按照我的博文顺序,今天说说与115日有关联的另一位“女皇”。


1957115日对华裔物理学家吴健雄来说意义不同。首先是这一天她关于验证弱相互作用中的宇称不守恒实验的论文邮寄到了物理的权威刊物《物理评论》,另外在当天下午两点钟,哥伦比亚大学做了件破天荒的事情,在实验大楼举行记者会,向世界宣布吴健雄团队用β衰变实验证明了在弱相互作用中的宇称不守恒。第二天,随着纽约时报的头条新闻,吴健雄作为这项实验的负责人也成为物理学界的焦点人物。特别是消息公布后,世界各地的粒子物理学家,都迫切地在他们的实验室中重复这个重大实验,吴健雄接到数不清的询问与祝贺

宇称,是个物理概念,简单易懂的说就是关于空间的左右对称或说镜像与物的对称。对称性对物理学意义深远,特别是对物理规律在一些变换下的不变性问题来说尤为重要。很长时间内物理学家们都认为,所有物理规律在镜像反演下结果应该一致,这种对称性的背后正是宇称的守恒。比如牛顿运动定律实验中,我们看镜中小球的运动情景与镜外一定完全对称。球向镜子运动,像必然也向镜子运动,一个向左,另一个必往右,规律是相同的,这被称作空间反演不变性。电磁学的麦克斯韦方程组和量子力学的薛定谔方程都具有空间反演不变性。可以看出物理学的发展中还没有宇称不守恒的先例,因此被许多人认为是物理学的铁律。记得吴健雄后来还曾说,从这个实验的过程中她最大的收获就是对这种没有根据的观念的质疑。

1956年李政道和杨振宁在解释τθ两介子的不同衰变时创造性地断言:τθ是完全相同的同一种粒子——后来被称为K介子,即在弱相互作用下宇称是不守恒的。不久,吴健雄在与李政道讨论之后,意识到这是一个非常重要的发现,于是马上决定放弃早已与丈夫和儿子计划好的欧洲与远东之行,立刻投入这个决定性的实验的研究中要知道她自从36年离开已经二十年没有回国了

实验原理并不难理解。吴健雄设计了两套精巧的对比实验装置:观测互为镜像的钴60的衰变——在极低温(0.01K)下用强磁场把钴60原子核自旋方向变为左旋,而在另一套装置中其自旋方向为右旋。再各通以相反极化电流,使钴60发生衰变放出电子。如果守恒成立则电子数量应该相同,而实验结果是:这两套装置中的钴60衰变出来的电子数量差异很大,而且电子放射的方向也不再对称。在这过程中还有很多实验中的难点,用她自己形象的比喻,她不断“训练”着电子束使其不离散(straggling),这体现出她杰出的实验才华。终于在571月初吴健雄用确凿的实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。正是这个划时代的验证,使得李杨二人的创新理论被物理学界所认同。

但令人遗憾的是当年10月份的诺贝尔奖名单中并没有吴健雄的名字,有很多著名科学家为其抱不平,比如奥本海默等,这里面还有许多故事但根据后来的说法主要阻力来自于她的实验团队中合作的科学家们,负责低温实验的安伯勒等三人在这个实验中也有一定的贡献,但加上李、杨二人超过了三人的限度,因此诺奖委员会对这个实验采取了回避的态度,这也成了诺奖颁奖史上的一桩著名的公案。

尽管吴健雄没有获得诺贝尔物理奖,后来也自言内心曾被深深刺痛,但她依然忘我地坚持实验物理的研究与讲学,并对粒子物理还做出很多贡献。后半生获得了难以计数的奖项和荣誉头衔,比如至少15所知名大学的名誉博士学位、1975年成为美国物理学会历史上首位女性会长、1978年获得首届沃尔夫物理学奖——这个被认为是除诺奖以外最重要的物理奖项。她还拥有诸多美誉:“世界核物理女皇”、“物理第一夫人”、“最伟大的女实验物理学家”、“中国居里夫人”等等。当然吴健雄和爱因斯坦所赞扬的居里夫人一样,同样是一位没有被盛名所腐蚀的科学家。

有位美国的政界夫人曾这样评论:“吴博士推翻宇称守恒定律之时,她也就同时建立起男性和女性之间的对等定律,人们再也不能说,女性是不能登上科学成就顶峰的。”但我们也不妨这样考虑,作为科学研究中相对弱势的女性,成功当然要比别人付出几倍的努力,确实异常艰难,但当她们一旦登顶,在获得褒奖与荣誉方面是否又会变得相对的强势呢?

哈,这可能也是人类两性宇称的不守恒定律吧。




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