反法西斯科研中的旗袍身影：中国女性吴健雄在曼哈顿工程中的重要角色

吴健雄是曼哈顿工程中唯一的中国籍科学家，她的工作直接推动了核武器的研发进程。这样一位年轻中国女士的成功，不仅打破了当时对性别与族裔的偏见，也为战后中美之间的科技交流奠定了基础。她所体现的跨文化合作精神，有力促进了盟国间的互信与团结。

撰文 | 张程宁（全美南京大学校友会会长）、冯达旋（前美国国家科学基金会理论物理主任）

今年是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年。

第二次世界大战是人类历史上最具毁灭性的战争之一。中国在抗日战争中作出了巨大的民族牺牲，军民伤亡超过3,500万人，其中军人伤亡逾383万[1]，成为世界反法西斯战争中伤亡最为惨重的国家之一。

就在这段血与火交织的岁月中，在遥远的大洋彼岸，一位身穿中国传统旗袍、彼时仍为中国国籍的年轻女性，凭借卓越的智慧和非凡的实验能力，投身于反法西斯的科研工作，贡献了自己的力量。她，就是后来蜚声国际的实验物理学家——吴健雄。

受聘于曼哈顿工程

在第二次世界大战期间，美国启动了代号为“曼哈顿工程”的秘密科学工程。这是人类历史上最庞大、最昂贵、也最具战略意义的科技项目之一。该计划始于1939年，在1942年正式加速推进，其核心目标是研发原子弹，以抢占战略主导地位。

曼哈顿计划的主要动因包括：

防止纳粹德国抢先制造原子弹：1938年，德国科学家首次发现核裂变现象。美国担心希特勒政权会将这一发现迅速转化为毁灭性武器。爱因斯坦与西拉德 (Leo Szilard) 等著名物理学家曾联名致信美国总统罗斯福，敦促美国政府立即展开核武研究。寻求科技与军事上的压倒性优势：美国政府希望通过率先掌握原子弹技术，确保战争胜利并重塑战后国际秩序。

在曼哈顿计划中直接或间接发挥关键作用的科学有阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）、尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）、J. 罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）、理查德·费曼（Richard Feynman）、恩里科·费米（Enrico Fermi）、伊赛德·拉比（Isidor Rabi）、欧内斯特·劳伦斯（Ernest Lawrence）、范内瓦·布什（Vannevar Bush）、帕特里克·布莱克特（Patrick Blackett）、罗伯特·赛伯（Robert Serber）、汉斯·贝特（Hans Bethe）、爱德华·泰勒（Edward Teller）、利奥·西拉德（Leo Szilard）等。

正是在这些科学巨擘影响和作用下，曼哈顿计划在美国本土全面展开，最终改变了世界历史的进程。

这一计划总投入高达20亿美元（约合今日价值240亿美元），共有超过60万人参与，其中包括700多位世界顶尖科学家和工程师。仅在洛斯阿拉莫斯实验室工作的人员高峰期就达13万人。在这一过程中，中国籍科学家吴健雄（Chien-Shiung Wu）作为曼哈顿工程中唯一的中国科学家，以其卓越的贡献成为关键人物之一。

吴健雄1912年出生于江苏太仓浏河镇。1934年，她毕业于国立中央大学物理系（今南京大学物理学院），导师为著名物理学家施士元博士。施士元是居里夫人亲自指导的唯一一位中国籍博士生，后任教于国立中央大学物理系（1949年后改名为南京大学物理系），是中国现代物理教育的奠基人之一。

吴健雄就读国立中央大学时的学籍表

1936年，吴健雄赴美国留学，进入加州大学伯克利分校深造，先后师从“回旋加速器之父”欧内斯特·劳伦斯（1939年获诺贝尔物理学奖）及理论物理学家埃米利奥·塞格雷（Emilio Segrè）（1959年获诺贝尔物理学奖）。1940年，吴健雄在加州大学伯克利分校获得物理学博士学位。博士毕业后，她先后在史密斯学院 (Smith College)、普林斯顿大学任教，成为普林斯顿物理系首位女性讲师。

美国驻上海总领馆有关吴健雄的签证资料 | 图源：美国国家档案馆

1944年，吴健雄结束在普林斯顿的工作，转而接受邀请加入哥伦比亚大学的曼哈顿项目，担任高级科学家。她被正式分配至哥伦比亚大学的战时 “替代合金材料实验室”（SAM Lab）。专门为曼哈顿工程进行同位素浓缩实验。

负责招募她的是哥伦比亚大学的战争研究部门（Division of War Research），这种安排与曼哈顿项目整体运作模式一致——政府与大学签订研究合同，大学再雇佣科学家完成合同任务。

有关资料显示下列三位科学家对聘用吴健雄起了重要的作用[2]：

1: 伊赛德·拉比

身份：哥伦比亚大学物理学家，1944年诺贝尔物理学奖获得者，曼哈顿计划高级领导成员。

拉比认可吴健雄在实验物理方面的精确与其他才能，邀请她加入哈罗德·尤里的研究团队。该团队当时正在哥伦比亚大学从事气体扩散与中子测量相关的研究工作。收藏了吴健雄文献的哥伦比亚大学档案馆记载了她与拉比和尤里的紧密合作。

2. 哈罗德·尤里（Harold Clayton Urey）

身份：1934年诺贝尔化学奖获得者，哥伦比亚大学同位素分离项目负责人。

吴健雄曾在尤里的实验室直接参与使用六氟化铀进行同位素分离的研究工作。一些历史资料表明，拉比可能因吴健雄在实验物理和β衰变研究方面的卓越能力，向尤里推荐了她。

美国能源部的《曼哈顿计划：互动历史》中的资料表明，吴健雄在铀浓缩计划关键阶段时，曾在尤里的实验室工作。

3: 欧内斯特·劳伦斯（Ernest Orlando Lawrence）

身份：加州大学伯克利分校辐射实验室创始人；1939年诺贝尔物理学奖获得者

吴健雄在劳伦斯的指导下于加州大学伯克利分校获得博士学位。尽管劳伦斯本人未在哥伦比亚大学任职，但他的推荐及专业人脉很可能帮助吴健雄获得了参与战时重要物理项目的认可。

由于劳伦斯的影响，吴健雄在伯克利的学术表现和实验能力在拉比等东岸物理学家中广为人知。普利策获奖图书《美国的普罗米修斯》（American_Prometheus）中提到：像吴健雄这样的伯克利实验派学者在东岸战时实验室中非常受欢迎。

吴健雄在曼哈顿工程中的关键贡献

曼哈顿工程的核心任务之一是分离铀-235，这是一种可用于核裂变的同位素。吴健雄在哥伦比亚大学的团队中，专注于研究气体扩散法，用于分离铀同位素。她通过改进实验技术和设备，显著提高了铀-235的分离效率，为原子弹的原料生产提供了关键支持。她的工作直接推动了核武器的研发进程。

吴健雄在曼哈顿工程中的工作照 | 图源：美国核科学博物馆

在中子行为与链式反应研究中，吴健雄设计并执行了精密的实验，用于研究中子在铀裂变过程中的行为。这类研究对于掌控链式反应的可控性与确保原子弹不会在制造或运输过程中提前引爆至关重要。此外，她还改进了盖革计数器，用于更准确地检测核辐射。

美国核科学博物馆对于吴健雄所做的铀分离工作评述称[3]：”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工厂鸟瞰图 | 图源：美国原子遗产基金会网站

由物理学家亨利·德沃尔夫·斯迈思（Henry DeWolf Smyth）撰写的《斯迈思报告》（1945年）是美国政府对曼哈顿计划的官方总结报告。虽然报告中未直接提到吴健雄的名字，但其中详细描述了她参与的气体扩散法和中子行为实验，该报告同样指出，吴健雄的工作具体贡献包括了：评估利用气体扩散法将铀-235与铀-238分离的可行性，以及研究核裂变过程中的中子行为，辅助验证临界质量的计算。[4]

美国能源部的官方回顾文献也描述了吴健雄在尤里领导下的团队所作出的贡献。能源部的《曼哈顿计划：互动历史》（2005年）的文献显示[5]，哥伦比亚大学是气体扩散研究的核心机构，吴健雄曾在尤里的实验室工作，进行关于六氟化铀行为的重要实验。资料特别指出，像吴健雄这样的女性科学家为橡树岭（Oak Ridge）工程设计提供了“关键的测量与验证”。

此外，像获普利策奖的《美国的普罗米修斯》（2005）（有关罗伯特·奥本海默的传记）、哥伦比亚大学档案与口述历史文献[6]以及美国邮政局都有对吴健雄在曼哈顿工程中所作出重要贡献的承认与赞赏。

2021年2月11日是国际科学女性日，吴健雄登上美国邮政局发行的永久邮票，此前获此同等殊荣的有爱因斯坦、费米、费曼等人类最伟大的物理学家。

美国邮政局发行的邮票，从左到右分别为：爱因斯坦、费米、费曼、吴健雄

2024年12月，美国《今日物理》杂志接受笔者等人撰写的有关吴健雄的文章，以封面人物及专题的形式，突出赞扬了吴健雄在物理学领域所作出的杰出贡献。[7]

2024年12月《今日物理》封面

1945年8月6日和9日，美国在日本广岛和长崎投下了两颗原子弹，分别是“小男孩”（Little Boy）和“胖子”（Fat Man）。这两颗原子弹的爆炸以及苏联8月8日对日宣战，直接导致了日本于8月15日宣布无条件投降，标志着第二次世界大战的结束。

当时盟军评估认为，若以常规军事手段强行攻占日本本土，将付出极为惨重的生命代价。使用原子弹的毁灭性力量，有望迫使日本政府迅速做出投降决定，从而避免一场旷日持久、血流成河的地面战争，挽救数以百万计的生命。

吴健雄作为唯一参与曼哈顿工程的中国籍科学家，凭借卓越的实验能力，亲身参与了对战争进程产生深远影响的关键科研项目。她的工作为加速战争结束起到了重要作用。这不仅彰显了她个人在科学领域的杰出成就，也体现了中国在世界反法西斯战争中，通过科学智慧所作出的独特而重要的贡献。

作为一位中国籍女性科学家，吴健雄在以男性为主导的西方科研体系中脱颖而出，不仅打破了当时对性别与族裔的偏见，也为战后中美之间的科技交流奠定了基础。她所体现的跨文化合作精神，有力促进了盟国间的互信与团结。

尽管身处战时与科研领域的双重挑战之中，吴健雄始终坚持科学理想，以精湛的实验能力赢得了国际同行的高度尊重。她的工作不仅是个人才华的体现，更以实际行动证明：中国科学家完全有能力在国际科学舞台上作出卓越贡献，并为中美科学合作树立值得铭记的典范。

参考文献

[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

作者简介

张程宁，1984年毕业于南京大学。历任南京大学助教、讲师，1993年获美国杨百翰大学（Brigham University）全额奖学金赴美留学。现为全美南京大学校友会会长。

冯达旋，1972年毕业于明尼苏达大学，获得物理学博士学位，曾先后担任美国国家科学基金会理论物理项目主任、德克萨斯大学达拉斯分校副校长等职务。他1945年出生于印度新德里，成长于新加坡。其父时任中国中央社驻印度记者，为纪念中国人民抗日战争的胜利，特取名“达旋”，寓意“达到凯旋之日”。

特 别 提 示

1. 进入『返朴』微信公众号底部菜单“精品专栏“，可查阅不同主题系列科普文章。

2. 『返朴』提供按月检索文章功能。关注公众号，回复四位数组成的年份+月份，如“1903”，可获取2019年3月的文章索引，以此类推。

版权说明：欢迎个人转发，任何形式的媒体或机构未经授权，不得转载和摘编。转载授权请在「返朴」微信公众号内联系后台。