吴健雄教授科学实验的启发吴健雄教授是一位杰出的实验物理学家，做过许多精 彩的物理实验这里简单介绍她做过的六个物理实验，并且 谈谈这些实验的启发1第一个实验一一0衰变电子能谱形状的实验20世纪30 年代，吴健雄开始了她的实验研究早在30 年代末到 40 年代中期，她就在实验上研究过伴随电子俘获 的内韧致辐射，以及铀裂变中的放射性氙1946 年起她着手 研究原子核0 衰变，进行了一系列的实验在原子核0 衰变中，原子核内一个中子转变为一个质 子，同时放射一个电子和一个反中微子此外还有放射正电 子的0衰变Fermi的B衰变理论给出了0衰变电子能谱的 形状实验上精确验证 Fermi 0 衰变理论遇到了各种困难为 了得到好的统计数据，测量时要用强度足够高的放射源，同 时面积又不能大，为此就采用厚的放射源但是在厚的放射 源内电子发生吸收和散射，因而改变能谱的形状，尤其是造 成能谱低能部分的畸变此外，放射源发射电子后本身可能 带电，也使得能谱低能部分受影响对发射电子或正电子的 0衰变，这种影响还不相同吴健雄和合作者仔细考虑了这些问题，专门设计制造了 电子能谱仪，采用了大面积的、均匀的薄放射源进行测量， 减少了在放射源内电子的吸收和散射，同时还采取了措施， 减少放射源衬底的背散射，并避免放射源带电。
因此她的一 系列实验成功地澄清了许多当时存在严重分歧的问题，实验 的结果很好地验证了 Fermi 的0 衰变理论她测量过 35S 放射源0 衰变电子能谱的形状，还专门对 不同厚度放射源进行测量 64Cu 衰变不但放射电子，还放射 正电子，她测量过电子能谱，还测量过正电子能谱此外， 她和合作者还测量过 10Be， 40K， 40A， 204T1 等许多不同 的0 衰变从这些实验得到的启发是：一个科学家要在选择的研究 领域中进行深入的、系统的研究一个实验科学家要十分精 通实验技术，用精益求精的态度，精心设计实验方案，改进 实验仪器和实验方法，严格控制实验条件，认真进行实验测 量，使实验结果正确可靠2 第二个实验――发现0 衰变中宇称不守恒的实验1956年，吴健雄和合作者在60Co 0衰变中检验宇称守 恒，证明弱相互作用中宇称守恒定律破坏当时李政道和杨 振宁提出弱相互作用中宇称不守恒的理论她和合作者设计 和进行实验来验证这个理论，实验方法是利用 60Co 放射源 的0衰变过程：60Cof 60Ni+e-+ve，测量极化的60Co原子 核发射的电子角分布，来判断这个过程中宇称是否守恒，实 验装置。
为使60Co原子核的自旋按一定的方向排列，用顺磁性 物质退磁技术，把60Co放射源冷却到极低温度，减少分子 热运动，同时加外磁场使 60Co 原子核极化还用样品上面 的蒽晶体记录极化的原子核衰变发射的电子的数目然后反 转60Co原子核的极化方向，再用蔥晶体测量原子核发射的 电子的数目这个实验设计得非常巧妙：把 60Co 放射源铺在硝酸铈 镁晶体的表面，放在强磁场中；在低于0.01K的极低温条件 下进行原子核的极化；记录电子的蔥晶体也放在低温装置内 部，蔥晶体记录电子时的荧光通过玻璃窗和 4英尺的有机玻 璃光导传送到光电倍增管，它远离磁场，因而不受磁场影响； 还在外面两个方位上用NalY闪烁计数器来测量60Co的Y 射线，从而确定 60Co 原子核的极化程度她和合作者的实验结果表明，向60Co原子核极化矢量 相反方向发射的电子数目远多于向 60Co 原子核极化矢量相 同方向发射的电子数目，这种不对称现象确定地证实了0衰 变中宇称守恒的破坏从这个实验得到的启发是：一个科学家要有独立主见， 不被“权威”吓倒，肯坚持做自己认为重要而别人不愿做的 研究在当时，许多人认为“宇称不守恒”违反已有的常识， 而且这种实验难度很大，所以不愿意做这种实验；但是吴健 雄却认为0 衰变中宇称守恒的结论尚未经过严格的实验检 验，对这个基本问题应当进行检验，即使它不被实验所推翻， 结果也非常重要，所以她坚持做这个困难的实验，并且取得 了成功。
3 第三个实验――证实矢量流守恒的实验在发现0 衰变中宇称不守恒之后，吴健雄并没有放慢她 研究工作的步伐，很快就投入了新的实验50 年代末， Feynman 和 Gell-Mann 提出矢量流守恒理论 负p子衰变为电子、M子型中微子和电子型反中微子的过 程，和原子核0 衰变中的中子衰变为质子、电子和电子型反 中微子的过程相似他们认为在这两种衰变中弱相互作用耦 合常数相同，而后者有虚n介子强相互作用的影响他们预 测了某些原子核0 衰变的特性吴健雄和合作者进行了 12B和12N原子核0衰变电子能 谱的测量，来检验矢量流守恒理论预言的0能谱的形状修正 因子实验用的谱仪和电子学框架在加速器上通过 11B(d， p)12CoB核反应产生12CoB原子核，通过10CoB(3CoHe， n)12CoN核反应产生12CoN原子核，用无铁中间聚焦磁谱仪 测量两种0 衰变的电子能谱他们分析实验测量的电子能谱，发现12CoB能谱的谱形 状因子的偏离是(+0.57±0.11)%/MeV,12N能谱的谱形状因 子的偏离是(-0.62 ±0.06) %/MeV，实验结果有力地证明了矢 量流守恒理论的预言他们还在不同的缝宽条件下进行测 量，得到了相同的结论。
这个实验不仅确立了一条新的守恒 定律，而且为弱作用和电磁作用的统一铺设了第一块里程 碑1976 年，有人指出上述实验的数据处理中采用了 Bhalla-Rose的正电子费米函数(FB-R)，如果改用新的 Behrens-Janecke正电子费米函数(FB-J)，实验的结果就会大 不相同吴健雄和合作者重新研究了这个问题，发现当改用 FB-1 后，固然会大大改变实验算得的形状因子，然而当实验 所用的分支比和ft值等参数也改用更好的新值后，恰好对形 状因子产生了相 反的影响，因此，矢量流守恒的结论没 有变从这个实验得到的启发是：实验科学家要把实验研究与 理论研究结合起来，实验家不但要精通实验技术，而且要了 解理论发展，善于抓住当前重要的前沿理论问题，进行实验 研究，得到新的实验结果4 第四个实验――奇特原子的实验20 世纪 60 年代，由于加速器技术的发展，可以在实验 室中产生许多种类的粒子束，如p子束、n介子束、反质子 束等；同时由于Y射线能谱测量技术如锗（锂）探测器的发展, 可以用很高的能量分辨率精确测量x射线和丫射线能谱这时吴健雄注意到，这些技术的发展为开拓奇特原子研 究的新领域提供了条件。
奇特原子是指用一些带负电的粒子 （轻子如负p子，强子如反质子等），取代原本在原子中的电 子，从而形成结构上类似的奇特原子它们有一些新的特性， 例如取代电子的负粒子结合能量大，粒子靠近原子核运动， 而且这些原子存在时间很短，取代电子的负粒子或者自行衰 变，或者被原子核吸收吴健雄积极推进这个新领域的实验研究她和合作者研 究过多种奇特原子，例如测量负p子和209CoBi原子形成的 奇特原子的Y射线在负p子形成的奇特原子方面，她和合作者研究了原子 核中静态电荷的分布，形变原子核的动态 E2 激发，同位素 和同质异位素位移，同质异能素效应，电磁超精细结构，反 常强度等等，此外，她还研究过其他奇特原子从这些实验得到的启发是：一个科学家在他熟悉的科学 领域中进行了深入系统的研究之后，要根据科学发展的需要 和实验技术的进展，适时开拓新的研究领域进行探索5 第五个实验――量子力学的实验量子力学的统计性是一个基本的物理问题隐参量理论 把量子力学的统计性归于存在未知的局域隐参量在不同的 物理过程中检验隐参量理论是很有趣的早在1950年，吴健雄就研究过来自6 4Cu原子核衰变 的正电子发生正负电子二光子湮没的光子角关联。
1975年她 和合作者设计实验，用康普顿散射测量来自 64Cu 原子核衰 变的正电子发生正负电子二光子湮没的光子相对线极化他们实验测量的结果与隐参量理论不符合，而与量子力 学理论预期值符合从这个实验得到的启发是：并非所有重要的实验都要用 庞大和复杂的实验设备来实现某些重要问题也可能用比较 小的实验设备进行研究，但是实验科学家必须设计新颖的实 验方案，制作巧妙的实验仪器，进行独特的实验研究，来得到好的实验结果6 第六个实验――生物物理的实验70 年代中，吴健雄把注意力转到核技术在生物、医学上 的应用她和合作者利用穆斯堡尔谱学方法，制备各种样品， 进行生物物理实验他们研究了血红蛋白的结构以及它在77K到200K温区 内的特性在实验上清楚地显示，曾经被认为具有典型的不 同氧化亲和性的去氧Hb-A亚铁离子与其离析亚单元的谱没 有不同，因此去氧Hb-A与其离析亚单元氧化亲和性的不同 并不是因为电子结构不同造成的他们还对镰刀状血球贫血 症者的红细胞血红蛋白的Hb-A进行了类似的研究从这个实验得到的启发是：从事基础研究的科学家，同 时要关心实际问题当具备条件时，去研究有重要应用的科 学问题，例如研究与人类健康相关的科学问题，直接为人类 造福。
科学实验是科学大厦的基石，科学实验是认识科学真理 的源泉和检验科学理论的标准重温吴健雄教授的科学实 验，对我们有许多教益她实验研究的杰出成就定会激励青 年科学工作者重视科学实验，热爱科学实验，献身科学实验， 在科学上通过自己的实验研究做出新的发明和新的发现。