二次世界大战美国曼哈顿工程暨原子弹研制中

唯一的中国籍科学家- 吴健雄

万维（Creaders.net）网友来稿

作者：

冯达旋：前美国国家科学基金会理论物理主任；美国达拉斯德克萨斯大学前科研副校长、 物理学教授

张程宁：全美南京大学校友会会长

史诗级电影《奥本海默》正在全球热映， 反响剧烈与震撼。

这是一部详细描述人类20世纪最伟大和最令人恐惧的科学发展之一 ----原子弹发展的传记影片。

著名导演诺兰编剧和执导的这部电影历史性地重现了二次世界大战中罗伯特·奥本海默博士在新墨西哥州人烟稀少的洛斯阿拉莫斯，领导了一大批世界级的科学家和工程师来开发秘密武器原子弹。这个项目被称为“曼哈顿计划”！

影片向我们展示了和曼哈顿计划有直接或间接关系和作用的科学家及工程师：爱因斯坦（Albert Einstein)、波尔( Niels Bohr)、奥本海默(J. Robert Oppenheimer)、费曼(Richard Feynman)、海森堡(Werner Heisenberg)、费米(Enrico Fermi)、拉比(Israel Rabi) 、劳伦斯（Earnest Lawrence）、布什(Vannevar Bush)、布莱克特(Patrick Blackett) 、 赛博(Robert Serber)、贝特(Hans Bethe)、泰勒(Edward Teller)、西拉德(Leo Szilard)等。 让我们在大屏幕上领略了这些耳熟能详的大师之风采。

美国邮政总局迄今为止总共发行了四枚纪念美国核物理学家的邮票， 其中三位就来自上述科学家， 他们分别是 ： 爱因斯坦（ Albert Einstein）费米(Enrico Fermi)  费曼（Richard Feynman）

而登上邮票的第四位核物理学家就是这部电影遗漏没有提及，但却在曼哈顿计划中发挥了举足轻重作用，当时唯一的中国籍科学家，有着“美国物理界第一夫人”、“第一颗原子弹助产士”美称的吴健雄博士。

吴健雄1934年毕业于南京大学物理系前身-中央大学物理系， 指导老师是中央大学后来南京大学的著名教授、居里夫人唯一的中国学生---施士元博士。

1936年在加州大学伯克利分校读研究生时的导师是1939年诺贝尔奖物理学得主欧内斯特 . 劳伦斯（电影中的角色之一）。此时， 电影的主角罗伯特·奥本海默博士也在该校任教。

吴健雄（右二）与物理学家J. Robert Oppenheimer（右三  罗伯特 . 奥本海默 ）和Emilio Segrè（1959年诺贝尔物理奖得主）（右四）坐在一起，可能是在1930年代末，当时吴健雄还是加州大学伯克利分校的研究生。引自Vincent Yuan。（Vincent Yuan是吴健雄唯一的孩子，也是洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理科学家）

为了纪念这个耗资 20亿美金（换算成现在大约240亿美金）、前后有700多顶级科学家、科研人员以及60多万人参与， 顶峰时期13万人同时在洛斯阿拉莫斯工作的庞大工程，美国成立了一个原子遗产基金会。(https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/about/）

根据"原子遗产基金会"官宣，这是一个“致力于保护和解释曼哈顿计划、原子时代及其遗产”的组织，网站有专门致敬吴健雄博士的页面。(https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/profile/chien-shiung-wu/)。该网页如此介绍：

“在曼哈顿计划期间，吴健雄女士在哥伦比亚大学工作，帮助开发了将铀金属分离成U-235和U-238同位素的气体扩散过程。这一过程在橡树岭国家实验室的K-25工厂上被大规模复制。她还开发了用于测量核辐射水平的改进型盖革计数器。据信，她是唯一一位在曼哈顿计划上工作的中国人。”

众所周知，将U-235和U-238分离是制造原子弹的关键步骤。没有这个分离过程，制造原子弹的可能性是不大的！

K-25 工厂鸟瞰 （ 选自美国原子遗产基金会网站）

为了表彰吴健雄的贡献， 2021年2月11日美国邮政总局发行了吴健雄的永久纪念邮票， 并且总结了她的许多贡献。 我们摘录美国邮政总局中文宣传稿中一部分：

“在一个以男性为主导的领域长达 40 多年的职业生涯中，吴健雄确立了自己作为进行精确研究以检验物理学基础理论的权威。

1944 年，吴接受哥伦比亚大学战争研究部的一个职位，在那里她为曼哈顿计划研究铀浓缩和辐射探测器。 进行高度机密的研究以制造世界上第一颗原子弹，吴为分裂和利用铀原子能量的实验过程做出了宝贵的贡献。“

（https://about.usps.com/newsroom/local-releases/sc/2021/0211-chien-shiung-wu-forever-stamps-now-available-nationwide.htm）

吴健雄女士因为“未获得1957年的物理诺贝尔奖”而成为举世闻名的人物。那时，两位理论物理学家李政道教授（哥伦比亚大学）和杨振宁教授（普林斯顿高级研究所）提出了在自然界中对称可能不会被遵守的观点。而吴健雄以在物理界卓越影响力和非凡才华领导了来自纽约哥伦比亚大学和华盛顿特区国家标准局的科学家团队对这一惊人理论做了实验论证。

吴健雄女士实验验证李杨理论提议的结果是，最伟大的科学荣誉---物理诺贝尔奖，被授予了李政道和杨振宁，但与她本人失之交臂。这真是她卓越科学职业生涯中最具讽刺意味的事件，也掩盖了她对科学的众多贡献。

在这篇文章中，我们想列举吴健雄女士取得的另外两项同样重要，甚至更为重要的科学贡献。

第一项是她对原子弹的创造所作出的贡献（上面已经阐述）

第二项是她对量子力学的奠基贡献

2022年9月24日，笔者与一群世界著名的物理学家和其它领域的科学家一起在美国邮政总局会议中心举办了一个国际学术会议以表彰吴健雄博士。（https://www.cswuforum.org） 

其中一位组织者兼演讲者是拉尔斯·布林克教授。

布林克教授是瑞典查尔默斯理工学院的世界著名理论物理学家。更重要的是，拉尔斯曾于2001年、2004年以及从2008年到2013年担任诺贝尔物理学奖评审委员会的成员，并于2013年担任其主席。（https://en.wikipedia.org/wiki/Lars_Brink)

他演讲的标题就是“珍珠盒的两块宝石”。

拉尔斯总结了吴健雄女士的两项令人惊人的成就，他强调“这些成就在科学界很少人知道“。

他在一张幻灯片上写道：

“1949年，闪烁计数器已经得到发展。吴健雄女士现在可以检查惠勒的假设。正电子源64Cu是通过在哥伦比亚环形加速器上对铜靶进行重离子轰击而激活的。在进行巧合测量时，一个探测器被固定在位置上，而第二个探测器则朝着与探测器轴之间的方位差为0°、90°、180°和270°的四个不同位置进行定向。之后，第二个探测器被固定，第一个探测器被旋转。整个测量过程持续了约30个连续小时！”

这张幻灯片上，他写道：

最佳运行中的不对称率为：

巧合计数率（ONE）除以巧合计数率（TWO）= 2.04 ± 0.08

根据她的几何布置，计算得到的不对称比例为2.00。

吴健雄女士和她的学生Shaknov在1950年已经得出了这一惊人的结果，并将其发表在顶尖的物理学期刊《Phys. Rev.》第77卷第1期的第136页上。

在接下来的幻灯片上，拉尔斯写道：

首次测试宏观纠缠 

太早发现

诺贝尔奖的高度

拉尔斯的评论中提出“诺贝尔奖的高度”用通俗的语言明示这项工作应该获得诺贝尔奖！

据我们所知，这是吴健雄女士（与她的学生Shaknov合作）的伟大科学贡献首次向世界宣布，距离爱因斯坦有关论文发表只有15年的时间！

（幕后：在9月24日国际学术会议之前， 拉尔斯跟我们表示有点犹豫是否应该讲一些东西。 因为他在诺贝尔委员会工作多年， 有某种担心。在会议前几天， 我们收到他的演讲PPT后感到非常震惊，作为曾经的诺奖委员会物理评选主席， 他对吴健雄两个诺贝尔级的成果评价如此之高， 而且是首次告诉大家是吴首次做出实验发现量子纠缠的证据。为此我们将他的发言重新调整到第一个发言。也许他预感时日不多， 他把他多年埋藏在心中对吴的了解一次性总结了一下。 一个月后， 10月29日， 这位受人尊敬的著名物理学家与世长辞。纪念吴健雄的发言成了他生命的最后绝唱）

2022年9月24日拉尔斯·布林克教授的话音刚落，仅一个多星期， 2022年10月4日诺贝尔委员会将2022年的诺贝尔物理学奖授予了法国的阿利安·阿斯佩（Alain Aspect）、美国的约翰·克劳瑟（John Clauser）和奥地利的安东·齐林格（Anton Zeilinger）。他们获奖的原因是“因为他们进行了有关纠缠光子的实验，确立了贝尔不等式的违背现象，并开创了量子信息科学”。量子“纠缠”的概念是爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在他们1935年的经典论文中提出的理论建议。

而这个诺贝尔奖的实验距离吴健雄和她的学生Shaknov在1950的实验结果发表已经过去了70多年。难怪拉尔斯·布林克教授要感叹：吴健雄的发现太早！藏在深山人未识！

好在科学界是公平的， 2022年诺贝尔奖刚公布两个月， 美国科学杂志立即发表了题为：2022年诺贝尔物理学奖背后的鲜为人知的起源故事。公开承认:

早于70多年前， 吴健雄设计了一个实验，记录了量子纠缠现象的证据！

（https://www.scientificamerican.com/article/the-little-known-origin-story-behind-the-2022-nobel-prize-in-physics）

两次诺贝尔奖级的研究成果和诺贝尔奖擦肩而过、但丝毫不影响全球科学界对她的尊重和赞誉。

总结一下，回顾吴健雄女士在科学领域的贡献，

1：她是展示镜像对称可以在我们的物理世界中被违反的先驱，

2：她提供了一种深刻的分离铀同位素的方法，这使得原子弹的制造成为可能，

3：她也是量子纠缠的先驱。

因此，当我们观看电影《Oppenheimer》时，我们（特别是全球华人）必须了解，吴健雄女士的科学贡献不仅仅在于使原子弹成为可能，她还为我们的物理宇宙创造了深刻而精确的理解。

毫无疑问，吴健雄女士应该被铭记为伟大的人类！