32年尋獲上帝粒子，華人女學者自述高能人生故事

原標題：32年尋獲上帝粒子，華人女學者自述高能人生故事

她出身低微，卻從小下定決心：經濟上絕不依賴男人；她拿到碩士學位的那天，卻因為女性身份被保安趕出哈佛庭院；她留學美國，九年沒有見到家人，邀請父親參加博士畢業典禮時，卻發現父親已在一年前去世；她為了學術道路放棄生孩子，卻指導了50多個研究生獲得博士學位，將自己的理想傳到全世界。她就是髙能實驗物理學家吳秀蘭。

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吳秀蘭在母校瓦薩學院 2014 年畢業典禮上，講述了自己的人生故事：一段起始於瓦薩教育，由百折不撓的精神支撐，並最終開花結果的故事。

我曾給自己定下一個目標 ：一生中至少要為三個重大的物理學發現做貢獻。到目前為止，我已經參與發現粲夸克、膠子和希格斯粒子。我一遍又一遍地告訴我的研究生：在我們高能物理（也被稱為粒子物理）領域，因為我們的使命是做出科學發現，納稅人才支持我們的研究。

尋找希格斯粒子

我的第三個重要經歷是參與希格斯粒子的發現。2012 年 7 月 4 日，希格斯粒子的發現被公布了。我相信你們已經從《紐約時報》或 CNN 那裡讀到這個新聞。在這個發現中，我的威斯康辛大學研究小組的成員們和我做出了卓越的貢獻。這個科研項目是如此的宏大，以至於需要兩個各由 3000 名物理學家組成的獨立團隊——ATLAS 和 CMS 實驗合作組，在位於瑞士日內瓦歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機上進行研究。這一發現是來自世界各地 56 個國家約 200 個機構的 6000 多名科學家經由 20 多年的艱苦努力而取得的成果。

產生希格斯粒子最有效的方式是碰撞兩個膠子。由於膠子被包含在質子中，我們在歐洲核子研究中心通過碰撞兩個非常高能的質子來產生希格斯粒子。尋找希格斯粒子就像在一個足球場大小的乾草堆里撈針一樣。

那些修過科學課程的人可能會問，為什麼電子、質子、中子及我們宇宙中的其他粒子有它們各自的質量。這是一個簡單的問題，但它同時也深奧而難以回答。發現希格斯粒子讓我們能更近一步回答這個問題。

希格斯粒子也被稱為「上帝粒子」，它是為了解釋基本粒子如何獲得它們的質量而被引入的一種粒子。基本粒子是組成宇宙的基本單元。希格斯粒子對從電子到人類乃至星系所有的質量負責。如果沒有這種粒子，就沒有原子，沒有分子，沒有細胞，當然也沒有人類，更沒有你們！

這個粒子在 1964 年由弗朗索瓦 ? 恩格勒特（Fran?ois Englert）、羅伯特 ? 布勞特（Robert Brout）和彼得 ? 希格斯（Peter Higgs）這三位理論物理學家提出。2013年，恩格勒特和希格斯被授予諾貝爾物理學獎 ；布勞特不幸在兩年前去世。

彼得 ? 希格斯（中）和發現以他名字命名的粒子的四位主要科學家：吳秀蘭，Joe Incandela, Guido Tonelli 和 Fabiola Gianotti（從左到右）（圖源：數學文化）

現在讓我來與你們分享發現的喜悅。2012 年 6 月 25 日的午夜，在公布發現希格斯粒子的前九天，我的威斯康辛大學研究小組成員在多個不眠之夜後，獲得了希格斯粒子存在的明顯證據。2012 年 6 月 25 日當天下午 3 點，在歐洲核子研究中心 32 號樓 1 樓的威斯康辛組走廊里傳來了一陣騷動。我們聽到我的研究生王海辰說：「昊爽就要宣布發現希格斯粒子了！」我們的第一反應認為這是一個玩笑，所以當我們走進我的學生計昊爽的辦公室時，臉上都掛著微笑。然而當我們看到他電腦上顯現出的希格斯信號時，那些不經意的微笑瞬間變成了狂喜。很快，歡呼聲響遍了整個威斯康辛走廊。王海辰用視頻記錄了這激動的場景。我們將那個希格斯信號圖列印在一張很大的紙上，小組的所有成員都在上面簽了名。它現在就在歐洲核子研究中心威斯康辛組走廊的牆上掛著。

2012年，吳秀蘭和ATLAS的同事正在慶祝希格斯粒子的發現。（圖源：Thi My Lien Nguyen）

兩個實驗合作組中的另一個小組也觀察到了相同的結果，他們有著同樣的興奮，也有他們自己的故事。

在 2012 年 7 月 4 日公布發現的當天，歐洲核子研究中心的大禮堂直到早上 9 點前都是鎖著的。為了鼓勵我組裡的所有學生和博士後都去見證這個科學界的世紀時刻，我答應給他們那些在禮堂外通宵排隊的人每人獎勵 100 美元。他們最後都進到禮堂里去了。在公布發現後，我和希格斯教授握了手。我告訴他：「我已經找了你 20 多年了。」而我將永遠珍惜他給我的回答：「現在，你已經找到我了。」事實上，從 1980 年至 2012 年，我已經花了 32 年。

吳秀蘭教授和諾貝爾物理學獎得主彼得 ? 希格斯在 2012 年 7 月 4 日歷史性發布會之後握手（圖源：alums.vassar.edu）

2013 年 3 月 5 日，我與其他四位物理學家的照片出現在了《紐約時報》的頭版。文章的標題是：追尋希格斯——為探索物理學中最難捉摸的粒子而奮鬥並終獲勝利。這篇文章的作者是《紐約時報》著名科普作家丹尼斯 ? 歐沃白（Dennis Overbye）。

早年經歷

我出生於日佔時期的香港。幼年時在母親的懷抱中經常進出防空洞。父親是香港的著名企業家，母親是他的第六個妾，而父親並不喜歡她。母親和我被遺棄在外，生活在一個貧民窟里。母親和我的弟弟住在租來的小卧室，而我在一家米店走廊有一張租來的床。我從小就有一個堅定的決心：經濟上絕不依賴男人。

每天放學時，我們排隊同手執教鞭的老師告別。我就讀的學校，學生人數嚴重超標，每當教育署的官員來視察，我不得不躲起來。

12 歲前，我很少見到我的父親。

此後，我們搬到了一所公寓，我每周和父親見一次面，每次兩三個小時。當父親發現我能心算三位數乘以三位數的乘法時，他被打動了。父親認為，英語和算術好是成功的關鍵。

我的母親在中國的鄉村長大，那時女孩子都不準去上學。因此，母親不識字，不能寫，從來沒有工作過。但母親是我一生中給予我最大鼓勵的人。在我童年時她就意識到教育的巨大作用。她竭盡全力將我和我的弟弟從貧民學校轉到教會學校。接著我又轉到了一所著名的政府高中。

1959 年當我高中畢業時，我父親不讓我上大學。他說：「你現在應該賺錢養活自己，並贍養你的母親。」我悄悄地申請了 50 所美國高校，並要求全額獎學金。當時只有四所學院說會考慮我，都是女子學院——喬治亞州的阿格尼斯 · 斯科特學院（Agnes Scott College）、弗吉尼亞州的倫道夫-梅肯女子學院（Randolph-Macon Woman』s College）、康涅狄格學院（Connecticut College）和瓦薩學院。前三所拒絕了我。所以，我就快要被整個美國拒絕了！當我在絕望中時，1960 年 4 月，我喜出望外地收到了一份電報，通知我被瓦薩學院錄取了，並有全額獎學金。真的，是上帝決定送我來瓦薩。

瓦薩學院（圖源：vassar.edu）

我把這一消息告訴了父親，他當時正巧在紐約，住在一個朋友家裡。那朋友的女兒 5 月即將成為 1960 屆瓦薩學院畢業生（我真想找到這位 1960 屆校友並與她見面）。1960 年 5 月當他在這裡參加她的畢業典禮時，我的父親意識到，瓦薩學院是一所非常有聲望的學府。不過他抱怨說，在招待會上只有花生米。他對我來到瓦薩學院感到驕傲。他花了 300 美元給我買了船票，從香港乘威爾遜總統號，花 17 天到達舊金山，然後坐火車到紐約。他給了我 40 美元零用錢，警告我不要去參加聚會。如果我失去獎學金，就只有這些了!

上船的那天是我最後一次見到父親。

在瓦薩

在從香港到舊金山的途中，我們遇到了幾次颱風。當時很少人在餐廳里。我看到我的蘋果從船的一側滾到另一側。當船在舊金山靠岸時，幾個瓦薩校友拿著自家烘焙的蛋糕在等我，對我非常親切。然後我坐火車從舊金山到紐約。在 5 天的旅程中，她們的蛋糕是我唯一的食物。我不想花任何錢買吃的。在紐約，瓦薩校友來接我，然後直接把我帶到宏偉的大都會博物館。它太美妙了，但是我在長途旅行後又累又餓，在博物館裡就睡著了！她們又帶我去參觀位於紐約的美麗的瓦薩學院俱樂部。

在瓦薩，我有全額獎學金，食宿都由學校負擔，美國女學生將衣服捐給外國學生，所以我不必外出購物。因為我的英語達不到規定，在第一個夏天瓦薩學院甚至把我送到了位於弗吉尼亞州的里士滿大學補課。瓦薩學院真的是在確保我學業有成並順利畢業。他們培養我要有恆心和毅力。如果你有了這些，你基本上就不會失敗了。

在瓦薩學院從 1960 年至 1963 年的三年內，每當學校放假的時候我都住在校友豪華的家裡，感覺像公主一樣。我清楚地記得瓦薩校友沃什伯恩太太（Mrs. Washburn）邀請我到她在曼哈頓高檔社區的美麗的家裡做客。在第一年的復活節假期，我和其他八個外國學生被邀請到白宮去與 51 屆校友傑奎琳 ? 肯尼迪（Jacqueline Bouvier Kennedy）見面。我穿著中國旗袍，我的朋友們對其兩側的高開衩感到不安，並不斷提醒我把它掩蓋起來。我們會見了許多參、眾兩院議員的太太們。我問自己，這能否被看成是我們對未來之路的一種憧憬。

我埋頭在圖書館裡攻讀，一直迴避周末那滿車自耶魯大學來的男生[1]。

適應美國生活對我是個難題，有九年之久無法見到家人。我想邀請父親參加我在哈佛大學的博士畢業典禮，但他在一年之前去世了。此外，在最初的那幾年，美國文化的某些方面令我感到不安。我和其他兩個中國女孩參觀了位於弗吉尼亞州的最高法院，當我們去洗手間時，面臨的決定是推標有「白人」還是「有色人種」的門。當我們上一輛種族隔離的公交車時我們得再次面臨這個抉擇。這是我對種族歧視的初次體驗。當然，美國自那時以來，已經取得了巨大的進步！

年輕時的吳秀蘭（圖源：vq.vassar.edu）

我永遠無法報答瓦薩學院的慷慨：從讓學校書店付我書費的院長到給我衣服穿的瓦薩女生。生理學教授露絲 ? 康克林（Ruth Conklin）給了我一份工作，所以我可以賺一些錢。我熨她的套裝時燒了一個大洞。我解僱了自己，新工作是將她花園裡的泥土從一邊搬到另一邊。

因為在校園裡不必擔心個人經濟狀況，我可以完全集中精力學習，連續許多小時把自己深藏在圖書館的地下室里。瓦薩學院這樣地厚待我，令我受寵若驚。所有的支持——不論是精神上的還是經濟上的——為我成為一名成功的學者提供了巨大的鼓舞。

我修了一些藝術課程，在那裡我用水彩和中國水墨在宣紙上繪畫。我沒有錢買畫框，但物理教授莫妮卡 ? 西莉亞（Monica Healea）買了一個美麗的畫框，將這幅畫掛在了她的家裡。

我一直想成為藝術家，但當讀了居里夫人的傳記後，我決定將一生獻給科學。在瓦薩學院期間，1962 年和 1963 年我作為暑期學生到位於長島的布魯克海文國家實驗室工作。在那裡我被粒子物理的研究迷住了。那個激動人心的年代裡充滿了新發現。也是在那裡，我第一次見到了我現在的丈夫[2]。

哈佛博士

1963 年，我作為最優等生和優等生榮譽學會成員從瓦薩學院畢業，被哈佛大學錄取，並享受全額獎學金。同時接受我的還有伯克利、哥倫比亞和耶魯大學。普林斯頓大學寫信回復說對於女性他們只接受本校教授的太太們。加州理工學院寫道，他們沒有女生宿舍，因而不會接受女性，除非她們「異常優秀」！

我在哈佛的第一年極端困難：男孩在男生宿舍一起做功課；女生不準去那裡。我是物理系當年唯一的女生。在第一年（1963 年至 1964 年）年底，我被授予碩士學位——這是女性被允許從哈佛拿到研究生學位的第一年。以前在哈佛上課的女生只能從拉德克利夫學院（Radcliffe College）得到學位。

1964 年 5 月，在我拿到碩士學位的那天，我和一些同學去哈佛庭院（Harvard Yard）參加提供給畢業生的免費午餐。一名保安將我趕出了哈佛庭院。我被告知，一百年來從沒有允許女性參加這一活動。我含淚離開了我的朋友。

在哈佛，瓊 ? 貝茲（Joan Baez）的《我們必將克服》（We shall overcome）是我最喜歡的一首歌。

1970 年，獲得哈佛博士學位的我成了麻省理工學院的助理研究員，並參與了 1974 年在布魯克海文國家實驗室對粲夸克的發現。我的導師丁肇中教授在 1976 年由於這一發現與斯坦福大學的伯頓 ? 里克特教授（Burton Richter）一起被授予諾貝爾物理學獎。

1977 年，我成為威斯康辛大學麥迪遜分校的助理教授。另一位女物理學家和我是這所已有百多年歷史的大學最早的物理學女教授。

1979 年，我是發現膠子的領軍人物，因此成為 1995 年歐洲物理學會高能物理獎的共同獲得者。膠子是一種新的粒子，是強作用力的載體。它負責將夸克結合在一起以形成質子和中子。這項研究是在漢堡的德國國家實驗室（DESY）進行的。

在接下來的 1996 年，我當選為美國藝術和科學院的院士。

「你要忠於自己的決心」

正如你可以想像的那樣，在 60 年代，70 年代，甚至 80 年代，女人要在科學領域工作並不總是那麼容易的。我記得在《生活》（Life）雜誌上讀到過，如果你是一個男人，人們會假設你是勝任的，直到你被證明不合適為止。如果你是一個女人，人們會假設你是不勝任的，直到你證明你可以為止。早期我多次遇到這種心態。作為一個女人，遇到有些不是很公平的事，如果你提意見，別人會覺得被冒犯。

在我成功後，有人指責我並說我盛氣凌人，有人把我叫做「龍女士」（Dragon Lady）。儘管我不是這樣的，但有些人給你勾勒出這種形象。到頭來你必須能對這種批評處之泰然。你必須接受一個事實，即有些人會認為你能力不足。他們沒有意識到，如果你成功了，那是因為你拚命工作，並為之努力。我已經完全將自己的生命投入於科學。但即使是今天，我仍然會遇到種族和性別歧視的問題。

70 年代末，當我還是威斯康辛大學的助理教授時，我已經到了必須決定是否要生小孩的年紀。丈夫和我探討了一下這個問題，然後我們意識到如果這樣做，我可能就不會獲得終身職位，並且將失去我所有的科研經費。在今天這個年代，你絕不會往這方面想。但在那個年代它確實是我要面對的現實。我不得不做這個決定。

吳秀蘭與丈夫的合照（圖源：Thi My Lien Nguyen）

此後，我將科學發現和教育青年學者作為我畢生的追求。超過 50 個研究生已在我的指導下獲得博士學位。他們許多人繼續到著名的學府作為博士後深造——哈佛大學、麻省理工學院、普林斯頓大學和斯坦福大學等。他們中有些人現在身居大學中非常引人注目的教職。33 名我以前的學生和博士後現在已經是美國和世界各地的教授了。另外 11 個擁有研究實驗室的永久職位。其他的學生則在世界各地的政府或行業任職。我很為他們感到驕傲，並把他們視為我的家庭成員。通過他們，我的理想已經傳遍了全美國，也傳到了世界其他地區。

我的研究生是怎樣通過與我一起工作而獲益的呢？我的學生跟我一起在歐洲核子研究中心的國際環境中工作，他們有機會參與並見證物理學的重大發現。他們掌握了在巨大的時間壓力下解決問題的能力，這對他們來說是非常好的訓練。他們得到的另一部分訓練是競爭力。他們不能遲滯不前，經常要與來自其他許多國家的年輕物理學家們進行友好的競爭。這種類型的訓練在國際化、全球化的舞台上極為重要。

吳秀蘭在歐洲核子研究中心（圖源：alums.vassar.edu）

是的，我曾被警告，亞洲女性在由白人男性佔主導的領域中擁有一份事業是很困難的事。但是瓦薩和哈佛的學位為我提供了面對這一挑戰所必需的信心和資質。尤其重要的是，瓦薩學院給了我獨一無二的機會來美國。瓦薩已經在我的生命中發揮了舉足輕重的作用，並鋪平了我職業生涯成功的道路。

1963 年，我在這日落湖（Sunset Lake）畔，喜出望外。就是在這裡，我決定，將我的一生奉獻給科學，並為人類做出有意義的貢獻。從那時起，我在生活和科學中經歷過許多發現的喜悅。探尋可能是漫長的，也可能是艱難的。很多時候，它是既漫長也艱難的。當遇到挫折，你跌倒，你重新站起來。在我們世界的每一個層面，從科學到社會，到藝術乃至它們之間的一切領域，我們都需要你們。你要相信自己。你要忠於自己的決心。你們一定會做得很好。

當別人猶豫時你必須堅信，當別人手足無措時你必須果斷行動，當別人退縮時你必須引領前行。你不能等別人來邀請你！

正直地生活，讓你們的良心引導你前進。成為先驅，跟隨你們的心愿，貢獻於人類的未來。帶著百折不撓的毅力與決心，成功將會在你和你的使命前方出現。

有信念，幸運就會隨之而來。

注釋

[1] 歷史上美國七姐妹院校曾是常春藤八校（「八兄弟」，美國東北部八個傳統男校）的姐妹機構，男女生之間有較好的社交聯誼機會。作為七姐妹之一的瓦薩學院的盟校是耶魯大學。此處應當指耶魯大 學與瓦薩學院的交流活動，即耶魯男生在周末乘車到瓦薩學院聯誼交友。

[2] 吳大峻（Tai Tsun Wu），理論物理學家，哈佛大學教授。他是楊振寧先生的學生以及最成功的合作者之一。

演講者簡介

吳秀蘭（Sau-Lan Wu），髙能實驗物理學家，威斯康辛大學費米物理講座教授和維拉斯講座教授，美國藝術與科學院院士。

本文摘編自 Sau Lan Wu 在瓦薩學院 2014 年度畢業典禮上的演講。演講全文《從瓦薩學院到希格斯粒子的發現 —— 瓦薩學院 2014 年畢業典禮演講》（吳秀蘭 / 文 丁 玖 歐陽順湘 / 譯）於 2014 年刊登在《數學文化》第五卷第三期。《賽先生》經授權轉載。

文章頭圖及封面圖片來源：alums.vassar.edu

編輯 | Gemini

來源 | 《賽先生》

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