[物理史] 女性和諾貝爾物理獎

女性和諾貝爾物理獎
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2013年12月）

這個月再過幾天，物理學家希格斯（Peter Higgs）和恩格勒（François Englertur）將會到斯德哥爾摩領取 2013 年的諾貝爾物理學獎。他們因為提出基本粒子如何獲得質量的理論，於 2012 年在歐洲核物理研究中心（CERN）大型強子對撞機發現希格斯玻色子時得到了證實而獲獎。這是物理學界最高的成就之一。自從 1901 年第一屆諾貝爾獎開始，至 2013 年，共有 196 位物理學家得獎，他們都實至名歸，然而除了 2 名外，全都是男性得主。

最有名的女性諾貝爾物理學桂冠是第一位女性得主：瑪麗亞．居里（Marie Curie），她於 1903 年因放射性的發現及後續研究，與她先生皮耶合．居里，以及貝克勒（Henri Becquerel）同時獲獎。在她先生早逝後，居里夫人繼續於 1911 年又贏得了第二個諾貝爾獎，這次是化學獎，因她發現，且分離出一個新元素「鐳」，以及發現了釙。 

過了 50 多年後才又出現第二位女性物理獎得主：瑪麗亞．梅爾（Maria Goeppert Mayer），美國物理學會的一個獎項也以她命名。瑪麗亞年輕時在當時的普魯士，進了由鼓吹婦女有權參政者所經營的中學，此中學創立的目的是培養年輕女性上大學。當那所學校突然破產，瑪麗亞提前一年參加入學考試，獲錄取，所以能進入哥廷根大學（University of Göttingen）接受教育。當時，諾特（Emmy Noether）在那裡授課，瑪麗亞因此先研習數學，之後選擇攻讀物理，於 1930 年獲得博士學位。

瑪麗亞於同一年和約瑟夫．梅爾（Joseph Edward Mayer，美國化學家）結婚，當時梅爾先生獲得美國約翰霍布金斯大學（Johns Hopkins）的教職，所以夫婦倆搬去美國。雖然瑪麗亞在學術研究方面很成功，但她卻只在物理系當助理，不過這樣至少可讓她使用研究設施。她於 1935 年發表了一篇有關雙貝他衰變開創性的論文。當梅爾先生於 1937 年被解除職務，搬至哥倫比亞大學時，雖然物理系也提供給瑪麗亞辦公室，而她也可以和許多傑出的同事，包括尤里（Harold Urey）、泰勒（Edward Teller）和費米（Enrico Fermi）合作，但她再一次未能獲得類似的職位。

一直到他們夫婦再一次搬家，搬至芝加哥大學，瑪麗亞才終於獲得物理教授的職位，但還是沒有薪水。她同時還在附近的阿岡國家研究所（Argonne National Laboratory）兼職，職稱資深物理學家。就在這段期間，她發展出了值得獲得諾貝爾獎的核殼結構的數學模型，說明為什麼某些核子的「魔數」會產生特別穩定的原子組態。

雖然梅爾夫人身為女性，在絕大多數是男性的領域面臨阻礙，但她的故事卻有快樂的結局。1960 年，她和她先生接受了美國加州大學聖地牙哥分校物理系的有給職正教授職位。當 1963 年傳來她獲得諾貝爾獎的消息時，她就在那裡任職；聖地牙哥當地的報紙頭版頭條報導說：「聖地牙哥母親贏得了諾貝爾獎」（一位名叫延森【Hans D. Jensen】的德國物理學家大約同時獨立提出了相類似的模型。他們兩人和維格納【Eugene Wigner】同獲諾貝爾獎。）梅爾夫人還是維持一貫的「獲獎並不及做研究本身一半的興奮」─這對一位在追求開創性物理研究的大部分生涯中，沒有什麼專業報酬的人，是很合適的寫照。

每當要決定誰應得諾貝爾獎時總會有爭論，過去女性在面對男性競爭者時更常被排除在外。物理學家每談及有資格的女性，但沒能獲獎時，經常出現的一個名字就是麥特娜（Lise Meitner）。麥特娜和德國化學家哈恩（Otto Hahn）從事核物理研究超過 30 年，因為她是猶太人，1938 年被迫離開納粹德國，逃至瑞典，但她繼續以通信方式和哈恩合作。麥特娜的指引對於實驗發現核分裂具關鍵性，然而，哈恩於 1944 年單獨獲得諾貝爾化學獎。雖然麥特娜在物理和化學方面被提名幾次，但從未獲獎。

吳健雄

還有就是吳健雄，她專攻弱作用力，在美國國家標準局和同事進行重要的鈷-60 原子實驗，明確說明了自然宇稱不守恆。當研究到緊要關頭時，吳知道此實驗的重要性，所以甚至取消了早就計劃好的，要和先生前往台灣的訪問，而往返於哥倫比亞大學授課，和在華府做實驗。在 1956 年大雪紛飛的聖誕夜，她向哥倫比亞的同事李政道以及在普林斯頓的楊振寧報告了她所觀察到的大幅不對稱性。李政道和楊振寧奠下此發現的理論基礎，並建議吳做此實驗，兩人因此獲得了 1957 年的諾貝爾物理獎；而吳健雄沒有。

目前競爭諾貝爾獎最頂尖的女性之一是天文學家魯賓（Vera Rubin），她和福特（Kent Ford）在 1960 和 1970 年代，對於螺旋星系的合作研究，是對茲威基（Fritz Zwicky）於 1933 年的一篇論文所預測的暗物質，第一個提出的直接證據。暗物質是對該觀測最受認同的理論解釋，足以讓魯賓獲得國家科學獎章及國家科學院的院士榮譽。假如最近能偵測到暗物質的粒子，也許她獲獎的機會更大。但無論如何，她似乎滿足於她的研究。1990 年，她告訴《發現》（Discover）雜誌：「名譽是短暫的，我的數據對我來說比我的名聲更有意義。假如天文學家未來都仍一直使用我的資料，那就是對我最大的讚美了。」

唯一比物理獎女性獲獎更少的諾貝爾獎項是經濟學獎（1968 年設立）；只有 1 位女性得到諾貝爾經濟學獎：2009 年的歐斯壯（Elinor Ostrom）。至 2013 年止，化學獎只有 4 位女性獲獎；相較之下，有 10 位女性獲得醫學和生理學獎，12 位獲得文學獎。時代變了，現在有許多女性在物理學方面從事著重要的研究工作，比當年瑪麗亞．居里和瑪麗亞．梅爾披荊斬棘時要多許多。當然，這其中有些研究有一天會證明是值得獲得諾貝爾獎的。

原文刊載於物理雙月刊2015年12月號37卷第6期，感謝楊信男教授同意授權刊載。

系列文章100篇已集結成冊，由五南出版，書名為《物理奇才奇事》。