反法西斯科研中的旗袍身影：中國女性吳健雄在曼哈頓工程中的重要角色_風聞

吳健雄是曼哈頓工程中唯一的中國籍科學家，她的工作直接推動了核武器的研發進程。這樣一位年輕中國女士的成功，不僅打破了當時對性別與族裔的偏見，也為戰後中美之間的科技交流奠定了基礎。她所體現的跨文化合作精神，有力促進了盟國間的互信與團結。

撰文 | 張程寧（全美南京大學校友會會長）、馮達旋（前美國國家科學基金會理論物理主任）

今年是中國人民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利80週年。

第二次世界大戰是人類歷史上最具毀滅性的戰爭之一。中國在抗日戰爭中作出了巨大的民族犧牲，軍民傷亡超過3,500萬人，其中軍人傷亡逾383萬[1]，成為世界反法西斯戰爭中傷亡最為慘重的國家之一。

就在這段血與火交織的歲月中，在遙遠的大洋彼岸，一位身穿中國傳統旗袍、彼時仍為中國國籍的年輕女性，憑藉卓越的智慧和非凡的實驗能力，投身於反法西斯的科研工作，貢獻了自己的力量。她，就是後來蜚聲國際的實驗物理學家——吳健雄。

受聘於曼哈頓工程

在第二次世界大戰期間，美國啓動了代號為“曼哈頓工程”的秘密科學工程。這是人類歷史上最龐大、最昂貴、也最具戰略意義的科技項目之一。該計劃始於1939年，在1942年正式加速推進，其核心目標是研發原子彈，以搶佔戰略主導地位。

曼哈頓計劃的主要動因包括：

防止納粹德國搶先製造原子彈：1938年，德國科學家首次發現核裂變現象。美國擔心希特勒政權會將這一發現迅速轉化為毀滅性武器。愛因斯坦與西拉德 (Leo Szilard) 等著名物理學家曾聯名致信美國總統羅斯福，敦促美國政府立即展開核武研究。尋求科技與軍事上的壓倒性優勢：美國政府希望通過率先掌握原子彈技術，確保戰爭勝利並重塑戰後國際秩序。

在曼哈頓計劃中直接或間接發揮關鍵作用的科學有阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）、尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）、J. 羅伯特·奧本海默（J. Robert Oppenheimer）、理查德·費曼（Richard Feynman）、恩里科·費米（Enrico Fermi）、伊賽德·拉比（Isidor Rabi）、歐內斯特·勞倫斯（Ernest Lawrence）、範內瓦·布什（Vannevar Bush）、帕特里克·布萊克特（Patrick Blackett）、羅伯特·賽伯（Robert Serber）、漢斯·貝特（Hans Bethe）、愛德華·泰勒（Edward Teller）、利奧·西拉德（Leo Szilard）等。

正是在這些科學巨擘影響和作用下，曼哈頓計劃在美國本土全面展開，最終改變了世界歷史的進程。

這一計劃總投入高達20億美元（約合今日價值240億美元），共有超過60萬人參與，其中包括700多位世界頂尖科學家和工程師。僅在洛斯阿拉莫斯實驗室工作的人員高峯期就達13萬人。在這一過程中，中國籍科學家吳健雄（Chien-Shiung Wu）作為曼哈頓工程中唯一的中國科學家，以其卓越的貢獻成為關鍵人物之一。

吳健雄1912年出生於江蘇太倉瀏河鎮。1934年，她畢業於國立中央大學物理系（今南京大學物理學院），導師為著名物理學家施士元博士。施士元是居里夫人親自指導的唯一一位中國籍博士生，後任教於國立中央大學物理系（1949年後改名為南京大學物理系），是中國現代物理教育的奠基人之一。

吳健雄就讀國立中央大學時的學籍表

1936年，吳健雄赴美國留學，進入加州大學伯克利分校深造，先後師從“迴旋加速器之父”歐內斯特·勞倫斯（1939年獲諾貝爾物理學獎）及理論物理學家埃米利奧·塞格雷（Emilio Segrè）（1959年獲諾貝爾物理學獎）。1940年，吳健雄在加州大學伯克利分校獲得物理學博士學位。博士畢業後，她先後在史密斯學院 (Smith College)、普林斯頓大學任教，成為普林斯頓物理系首位女性講師。

美國駐上海總領館有關吳健雄的簽證資料 | 圖源：美國國家檔案館

1944年，吳健雄結束在普林斯頓的工作，轉而接受邀請加入哥倫比亞大學的曼哈頓項目，擔任高級科學家。她被正式分配至哥倫比亞大學的戰時 “替代合金材料實驗室”（SAM Lab）。專門為曼哈頓工程進行同位素濃縮實驗。

負責招募她的是哥倫比亞大學的戰爭研究部門（Division of War Research），這種安排與曼哈頓項目整體運作模式一致——政府與大學簽訂研究合同，大學再僱傭科學家完成合同任務。

有關資料顯示下列三位科學家對聘用吳健雄起了重要的作用[2]：

1: 伊賽德·拉比

身份：哥倫比亞大學物理學家，1944年諾貝爾物理學獎獲得者，曼哈頓計劃高級領導成員。

拉比認可吳健雄在實驗物理方面的精確與其他才能，邀請她加入哈羅德·尤里的研究團隊。該團隊當時正在哥倫比亞大學從事氣體擴散與中子測量相關的研究工作。收藏了吳健雄文獻的哥倫比亞大學檔案館記載了她與拉比和尤里的緊密合作。

2. 哈羅德·尤里（Harold Clayton Urey）

身份：1934年諾貝爾化學獎獲得者，哥倫比亞大學同位素分離項目負責人。

吳健雄曾在尤里的實驗室直接參與使用六氟化鈾進行同位素分離的研究工作。一些歷史資料表明，拉比可能因吳健雄在實驗物理和β衰變研究方面的卓越能力，向尤里推薦了她。

美國能源部的《曼哈頓計劃：互動歷史》中的資料表明，吳健雄在鈾濃縮計劃關鍵階段時，曾在尤里的實驗室工作。

3: 歐內斯特·勞倫斯（Ernest Orlando Lawrence）

身份：加州大學伯克利分校輻射實驗室創始人；1939年諾貝爾物理學獎獲得者

吳健雄在勞倫斯的指導下於加州大學伯克利分校獲得博士學位。儘管勞倫斯本人未在哥倫比亞大學任職，但他的推薦及專業人脈很可能幫助吳健雄獲得了參與戰時重要物理項目的認可。

由於勞倫斯的影響，吳健雄在伯克利的學術表現和實驗能力在拉比等東岸物理學家中廣為人知。普利策獲獎圖書《美國的普羅米修斯》（American_Prometheus）中提到：像吳健雄這樣的伯克利實驗派學者在東岸戰時實驗室中非常受歡迎。

吳健雄在曼哈頓工程中的關鍵貢獻

曼哈頓工程的核心任務之一是分離鈾-235，這是一種可用於核裂變的同位素。吳健雄在哥倫比亞大學的團隊中，專注於研究氣體擴散法，用於分離鈾同位素。她通過改進實驗技術和設備，顯著提高了鈾-235的分離效率，為原子彈的原料生產提供了關鍵支持。她的工作直接推動了核武器的研發進程。

吳健雄在曼哈頓工程中的工作照 | 圖源：美國核科學博物館

在中子行為與鏈式反應研究中，吳健雄設計並執行了精密的實驗，用於研究中子在鈾裂變過程中的行為。這類研究對於掌控鏈式反應的可控性與確保原子彈不會在製造或運輸過程中提前引爆至關重要。此外，她還改進了蓋革計數器，用於更準確地檢測核輻射。

美國核科學博物館對於吳健雄所做的鈾分離工作評述稱[3]：”在曼哈頓計劃期間，吳健雄女士在哥倫比亞大學工作，幫助開發了將鈾金屬分離成U-235和U-238同位素的氣體擴散過程。這一過程在橡樹嶺國家實驗室的K-25工廠上被大規模複製。她還開發了用於測量核輻射水平的改進型蓋革計數器。據信，她是唯一一位在曼哈頓計劃上工作的中國人。”

眾所周知，將U-235和U-238分離是製造原子彈的關鍵步驟。沒有這個分離過程，製造原子彈的可能性是不大的！

K-25工廠鳥瞰圖 | 圖源：美國原子遺產基金會網站

由物理學家亨利·德沃爾夫·斯邁思（Henry DeWolf Smyth）撰寫的《斯邁思報告》（1945年）是美國政府對曼哈頓計劃的官方總結報告。雖然報告中未直接提到吳健雄的名字，但其中詳細描述了她參與的氣體擴散法和中子行為實驗，該報告同樣指出，吳健雄的工作具體貢獻包括了：評估利用氣體擴散法將鈾-235與鈾-238分離的可行性，以及研究核裂變過程中的中子行為，輔助驗證臨界質量的計算。[4]

美國能源部的官方回顧文獻也描述了吳健雄在尤里領導下的團隊所作出的貢獻。能源部的《曼哈頓計劃：互動歷史》（2005年）的文獻顯示[5]，哥倫比亞大學是氣體擴散研究的核心機構，吳健雄曾在尤里的實驗室工作，進行關於六氟化鈾行為的重要實驗。資料特別指出，像吳健雄這樣的女性科學家為橡樹嶺（Oak Ridge）工程設計提供了“關鍵的測量與驗證”。

此外，像獲普利策獎的《美國的普羅米修斯》（2005）（有關羅伯特·奧本海默的傳記）、哥倫比亞大學檔案與口述歷史文獻[6]以及美國郵政局都有對吳健雄在曼哈頓工程中所作出重要貢獻的承認與讚賞。

2021年2月11日是國際科學女性日，吳健雄登上美國郵政局發行的永久郵票，此前獲此同等殊榮的有愛因斯坦、費米、費曼等人類最偉大的物理學家。

美國郵政局發行的郵票，從左到右分別為：愛因斯坦、費米、費曼、吳健雄

2024年12月，美國《今日物理》雜誌接受筆者等人撰寫的有關吳健雄的文章，以封面人物及專題的形式，突出讚揚了吳健雄在物理學領域所作出的傑出貢獻。[7]

2024年12月《今日物理》封面

1945年8月6日和9日，美國在日本廣島和長崎投下了兩顆原子彈，分別是“小男孩”（Little Boy）和“胖子”（Fat Man）。這兩顆原子彈的爆炸以及蘇聯8月8日對日宣戰，直接導致了日本於8月15日宣佈無條件投降，標誌着第二次世界大戰的結束。

當時盟軍評估認為，若以常規軍事手段強行攻佔日本本土，將付出極為慘重的生命代價。使用原子彈的毀滅性力量，有望迫使日本政府迅速做出投降決定，從而避免一場曠日持久、血流成河的地面戰爭，挽救數以百萬計的生命。

吳健雄作為唯一參與曼哈頓工程的中國籍科學家，憑藉卓越的實驗能力，親身參與了對戰爭進程產生深遠影響的關鍵科研項目。她的工作為加速戰爭結束起到了重要作用。這不僅彰顯了她個人在科學領域的傑出成就，也體現了中國在世界反法西斯戰爭中，通過科學智慧所作出的獨特而重要的貢獻。

作為一位中國籍女性科學家，吳健雄在以男性為主導的西方科研體系中脱穎而出，不僅打破了當時對性別與族裔的偏見，也為戰後中美之間的科技交流奠定了基礎。她所體現的跨文化合作精神，有力促進了盟國間的互信與團結。

儘管身處戰時與科研領域的雙重挑戰之中，吳健雄始終堅持科學理想，以精湛的實驗能力贏得了國際同行的高度尊重。她的工作不僅是個人才華的體現，更以實際行動證明：中國科學家完全有能力在國際科學舞台上作出卓越貢獻，併為中美科學合作樹立值得銘記的典範。

參考文獻

[1] Bird, Kai & Sherwin, Martin J. American Prometheus. Knopf, 2005.

[2] U.S. Department of Energy. The Manhattan Project: An Interactive History.

[3] https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/profile/chien-shiung-wu/

[4] Smyth, Henry DeWolf. Atomic Energy for Military Purposes. Princeton University Press, 1945.

[5] https://www.osti.gov/opennet/manhattan-project-history/

[6] Columbia University Archives. Chien-Shiung Wu Collection.

[7] Physics Today, Dec 2024: Chon-Fai Kam; Cheng-Ning Zhang; Da Hsuan Feng

作者簡介

張程寧，1984年畢業於南京大學。歷任南京大學助教、講師，1993年獲美國楊百翰大學（Brigham University）全額獎學金赴美留學。現為全美南京大學校友會會長。

馮達旋，1972年畢業於明尼蘇達大學，獲得物理學博士學位，曾先後擔任美國國家科學基金會理論物理項目主任、德克薩斯大學達拉斯分校副校長等職務。他1945年出生於印度新德里，成長於新加坡。其父時任中國中央社駐印度記者，為紀念中國人民抗日戰爭的勝利，特取名“達旋”，寓意“達到凱旋之日”。

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