高能物理學家吳秀蘭的高能人生

1963年，瑪麗亞·格佩特·梅耶因描述原子核結構的數學模型而獲得了諾貝爾物理學獎。從那以后，再沒有女性贏得同樣的殊榮。

這55年間，有可能獲得諾貝爾物理學獎的眾多女性之一是吳秀蘭。她是威斯康星大學麥迪遜分校的恩里科·費米獎特聘物理學教授，也是歐洲核子研究中心的成員。她的名字出現在1000多篇高能物理學論文中，在過去50年，她為物理領域中最重要的數個實驗做出了重要貢獻。她甚至達成了作為年輕研究員時為自己設定的艱巨目標：一生中至少要為三個重大的物理學發現做出貢獻。

第一次：粲夸克的發現

1974年11月11日，伯頓·里克特帶領的斯坦福直線加速器中心（SLAC）團隊，與丁肇中帶領的布魯克海文國家實驗室（BNL）同時宣布發現了J/ψ介子。由于J/ψ介子是由一對粲夸克與反粲夸克組成，因此這也意味著粲夸克的發現。

回到1964年，科學家首次提出了夸克的概念，認為質子和中子由更基本的夸克組成。那個時候，粒子物理的標準模型還不像今天這樣，不同部分如此完美地彼此吻合，而是充滿著未知，沒有人知道會發現什么。1974年11月，J/ψ介子的發現對粒子物理學產生了如此巨大的影響，因而被稱為粒子物理學領域的“十一月革命”。

而就在當時的布魯克海文國家實驗室，從哈佛大學獲得博士學位的吳秀蘭，正跟隨導師丁肇中做博士后研究，并參與了粲夸克的發現。這是她參與的第一個重要物理學發現。

吳秀蘭參與發現了粲夸克、膠子與希格斯粒子

在瓦薩學院求學時期的吳秀蘭

吳秀蘭與丈夫的合照

第二次：膠子的發現

1977年，吳秀蘭剛剛成為威斯康星大學麥迪遜分校的助理教授，試圖參加正負電子對碰撞的實驗項目。然而，在SLAC工作的同事拒絕了她。于是，她跑去德國的DESY（德國電子同步加速器研究中心），滿心歡喜地準備加入朋友所在的JADE實驗組，卻再次被教授拒之門外。吳秀蘭倍感失落，又去詢問TASSO實驗組的負責人布約恩·維克，這一次，她即刻被接受。

后來，JADE實驗組的設備出現故障，1979年，TASSO實驗組率先觀測到了正負電子對碰撞產生的三束粒子流信號，確認了膠子的存在。

在發現膠子的過程中，吳秀蘭不僅負責實驗工作，也做了大量的理論計算，以確保觀測膠子的實驗信號準確無誤，并能夠迅速識別信號，因為那時候，粒子流作為觀測信號的概念才提出不久，人們并不確定產生膠子的過程中會出現三束粒子流的信號。

因為在發現膠子中的重要貢獻，吳秀蘭與合作者共同獲得了1995年歐洲物理學會高能物理獎。

第三次：發現希格斯粒子

2012年6月25日下午3點，在歐洲核子研究中心（CERN）32號樓1樓的威斯康星實驗組走廊里傳來了一陣騷動。吳秀蘭的學生告訴她，他們發現希格斯粒子了。吳秀蘭以為是開玩笑，所以大家走進辦公室時，臉上都掛著微笑。當看到電腦上的希格斯信號時，大家的微笑突然變成了狂喜，很快，歡呼聲響徹整個走廊。

在公布發現后，吳秀蘭和希格斯教授握了手，跟他說：“我已經找了你20多年了。”希格斯教授則回答說：“現在，你已經找到我了。”作為ATLAS（超環面儀器）實驗其中一個小組的負責人，為了尋找希格斯粒子，從1980年至2012年，吳秀蘭花了32年。

最近，在希格斯粒子與上夸克相互作用的實驗中，吳秀蘭帶領的小組再次做出了重要貢獻，在這一實驗過程中，他們結合了過去五年的觀測數據，利用最新的機器學習理論與統計方法，不斷提高ATLAS探測器的性能。未來，他們還計劃利用量子計算技術來提高數據分析水平。

然而，粒子物理的標準模型并不是描述自然的完備理論，例如，標準模型無法與廣義相對論描述的引力場理論結合，也無法解釋可能導致宇宙膨脹的暗能量，以及解釋中微子振蕩及其質量問題。

而吳秀蘭也并沒有停止探索的腳步，現在，她正在尋找暗物質留下的痕跡。

求學與科學研究之路

盡管取得了如此傲人的成就，吳秀蘭的求學之路和學術生涯，實則飽含艱辛。

吳秀蘭出生于日軍占領時期的香港，還在母親的懷抱中時，就不時進出防空洞。她的父親是香港著名的企業家，母親是他的第六妾。在她很小的時候，父親就遺棄了他們，母親帶著她和弟弟生活在貧民窟里。童年的遭遇使她下定決心，要做一個獨立自主的人。

吳秀蘭的母親在中國的鄉村長大，不識字，也從來沒有工作過，卻非常支持子女的教育，她竭盡全力將吳秀蘭和弟弟從貧民窟學校轉到教會學校。

直到12歲時，吳秀蘭才開始每周和父親見面一次，每次兩三個小時。當父親發現她能心算三位數乘以三位數的乘法時，頗受觸動。然而，當1959年吳秀蘭高中畢業時，父親不讓她上大學。于是，吳秀蘭暗暗地申請了50所美國大學，并申請了全額獎學金以支持學業。然而，只有四所學院給了回復，前三所都拒絕了她。當她以為自己被整個美國拒絕的時候，瓦薩學院接收了她，并提供全額獎學金。

當時在紐約的父親碰巧參加了朋友的女兒—— 一位瓦薩學院學生的畢業典禮，他意識到瓦薩學院是一座非常有聲望的學府，這才給女兒買了從香港到舊金山的船票，并給了她40美元零用錢。

瓦薩學院給了吳秀蘭極大的支持：她無需擔心個人經濟狀況，因而可以完全集中精力學習；她被帶領去參觀大都會博物館；學院安排一個夏天為她補習英文；她與其他八個外國學生被邀請到白宮與51屆校友杰奎琳·肯尼迪見面并會見國會議員。更重要的是，瓦薩學院培養了她的自信、毅力和恒心。

她原本想成為一個藝術家，然而，在讀了居里夫人的傳記后，她決定將自己的一生獻給科學。

1963年，她以最優等生的身份從瓦薩學院畢業，被哈佛大學錄取，并享受全額獎學金。同時錄取她的還有加州大學伯克利分校、哥倫比亞大學與耶魯大學。而普林斯頓大學寫信回復她說，對于女性，他們只接受本校教授的太太們。加州理工學院則回復說，他們沒有女生宿舍，因而不會接受女性，除非她們“異常優秀”。

即使在哈佛，吳秀蘭的學業仍然充滿阻礙。男生會在男生宿舍一起做功課，女生則不被準許進入，而吳秀蘭是物理系當年唯一的女性。在第一年年底，吳秀蘭被授予碩士學位——這是女性被允許從哈佛拿到研究生學位的第一年，然而，當她和同學一起參加給畢業生的免費午餐時，一名保安要求她離開哈佛庭院，并說，一百年來沒有女人被允許參加這個畢業典禮的午餐。

吳秀蘭說，在哈佛時，瓊·貝茲的《We Shall Overcome》是她最喜歡的一首歌。

1962年和1963年，吳秀蘭在布魯克海文國家實驗室工作，在那里，她遇到了自己的丈夫——哈佛大學的理論物理學家吳大峻。在70年代末，當她還是威斯康星大學的助理教授時，丈夫與她探討了是否生小孩的問題，考慮到如果這么做，那么她可能就不會獲得終身教職，并且可能失去所有的科研經費，最終，他們不得不放棄生小孩。

如今，吳秀蘭仍然輾轉于位于日內瓦的歐洲核子研究中心與威斯康星大學麥迪遜分校兩地之間，她說她之所以如此努力工作，是因為自己全身心熱愛科學事業。她曾經做出決定，要將自己的一生奉獻給科學，并為人類做出貢獻。在幾十年的人生中，她經歷了生活和科學發現的喜悅。她說：“探尋可能是漫長的，也可能是艱難的。很多時候，它是既漫長又艱難的。當遇到障礙時，你跌倒，然后重新站起來……你要相信自己，要忠于自己的決心。”