吴秀兰在CERN。这个邻近瑞士日内瓦的实验室拥有大型强子对撞机。这幅壁画描绘了她和她的合作者用来发现希格斯玻色子的探测器
1963年，玛丽亚·梅耶（MariaGoeppert Mayer）因描述了原子核的壳层结构，荣获诺贝尔物理学奖。从那以后，再没有女科学家获此殊荣。
倘若换一个不同的世界，那么这55年来，本来可能有众多女科学家获得诺贝尔物理学奖，吴秀兰便是其中之一。吴秀兰现为美国威斯康星大学麦迪逊分校的恩里科·费米杰出物理学教授，也是欧洲核子研究组织（CERN）的实验物理学家，CERN这个邻近瑞士日内瓦的实验室拥有大型强子对撞机（LHC）。吴秀兰的名字出现在超过1000篇高能物理学论文中，她在该领域近50年来最重要的6项实验中均做出了卓越贡献。她甚至实现了自己年轻时立下的不太可能实现的鸿鹄之志：一生中至少取得三项重大的物理学发现。
有两个研究组分别观测到J/Ψ粒子，预示了第四种夸克的存在，如今被命名为“粲夸克”，吴秀兰是其中一个研究组的主要成员。1974年的这一发现史称“十一月革命”，这一巨大成功促进了粒子物理学标准模型的建立。20世纪70年代末，吴秀兰做了大量数学运算和分析工作，识别出粒子对撞时产生的三喷注现象，预示了胶子的存在――胶子是传递质子和中子之间强相互作用的粒子。这是继光子被发现是电磁辐射的载体之后，科学家首次观测到能够传递一种相互作用力的粒子。吴秀兰后来成为超环面仪器（ATLAS）实验的团队领导者之一，ATLAS实验组是2012年在LHC上发现希格斯玻色子的两个国际合作组之一，希格斯玻色子的发现填补了标准模型的最后一块拼图。她仍在继续寻找新的粒子，希望可以超越标准模型，把物理学不断推向前进。
吴秀兰出生于二战时被日军占领的香港，她的母亲是香港一位富商的六姨太，在吴秀兰童年时，她的父亲就抛弃了她和母亲及弟弟。她在赤贫中长大，独自睡在一家米店后面的空隙里。她的母亲未受过教育，不识字，却鞭策女儿接受教育，将来在经济上不依赖于反复无常的男人。
吴秀兰从香港的一所公立中学毕业后，申请了50所美国高校，最终拿到了前往瓦萨学院求学的奖学金，她抵达美国时身上只有40美元。
尽管她最初打算成为一名艺术家，不过在阅读了居里夫人的传记后，受到激励而改学物理。连续几个暑假，她都到长岛的布鲁克海文国家实验室（BNL）做实验，后来又进入哈佛大学读研究生。她是班上唯一的女生，被禁止进入男生宿舍参加在那里组织的学习小组。从那以后，她一直致力于为每个学物理的人创造一方天地，指导了60多名男女博士生。
2018年6月初，在阳光灿烂的克利夫兰，吴秀兰坐在灰色沙发上，接受了《量子杂志》（QuantaMagazine）的采访。她那时刚刚受邀在一个研讨会上作了一个关于胶子发现的特邀报告，以纪念标准模型建立50周年。
吴秀兰位于CERN的办公室以纪念品和照片作装饰，其中包括她和丈夫――哈佛大学理论物理学家吴大峻的一张合照
如果你想成功，就必须捷足先登
您从事着世界上最大规模的科学实验，指导几十名学生，经常往返于麦迪逊和日内瓦。对您来说，日常的一天是如何度过的？
非常累！原则上来讲，我在CERN从事全职工作，但是我相当频繁地去麦迪逊，所以我确实经常四处奔波。
您是如何做到这一切的？
我认为，关键是我全身心投入。我的丈夫吴大峻是哈佛大学的理论物理学教授，现在，他甚至比我更努力工作，令人难以想象。他正在计算希格斯玻色子衰变，难度非常大。但是，我鼓励他努力工作，因为这对年老时的精神状态有好处。这也是我如此努力工作的原因。
在您参与的所有发现中，有没有哪项发现是您最喜欢的？
胶子的发现是一段奇妙的时光。当时，我只是个工作刚刚两三年的助理教授。发现胶子时，我特别高兴，因为我是合作组的所有核心成员中最年轻的。
胶子是继光子之后科学家发现的首个传递力的粒子。几年后，传递弱相互作用的W和Z玻色子被发现了，其发现者获得了诺贝尔奖。为什么胶子的发现没被授予诺贝尔奖？
呃……这个问题，恐怕你得去问诺贝尔奖委员会了（笑）。不过，我可以和你说说我的想法。一项诺贝尔奖至多只能颁发给三个人，而在发现胶子的实验中，另外三位与我一起参与实验的物理学家都比我更加资深，他们待我很好。不过，是我推动了立刻搜寻胶子的主意，也是我完成了计算工作。在这个过程中，我甚至从未和理论学家交谈过，尽管我嫁给了一位理论物理学家，我从未真正去关注理论学家们让我做的事情。
您是如何成功地成为做计算工作的那个人的？
如果你想成功，就必须捷足先登。之所以我做计算，是为了确保一旦汉堡的德国电子同步加速器研究所（DESY）里新的对撞机启动，我们就能看到胶子，识别粒子的三喷注现象的信号。那时候，我们并不确定显示胶子的信号会不会清晰，因为喷注这个概念只在此前几年才刚刚提出，不过观测喷注现象似乎是当时发现胶子的唯一途径。
您还参与了希格斯玻色子的发现，这是标准模型中赋予其他很多粒子质量的一种粒子。这项实验与您参与的其他实验有何不同？
在发现希格斯玻色子的实验上，我所做的工作和花费的时间比我参与的其他任何实验都更多。我耗费了30多年，做了一个又一个实验。我认为我对希格斯玻色子的发现做出了很大贡献。但是，CERN的ATLAS合作组规模是如此庞大，甚至无法谈论个人贡献。有3000人参与了仪器的建造和实验工作。谁能自诩功劳呢？在过去，争名夺利的事情比较少。
塞翁失马，焉知非福
比起您刚投身科研的时候，现在女性投身物理学研究是不是更容易？
我一开始投身物理学研究时并不容易，但是如今年轻一代的女性是更容易了。现在，资助机构和学会有一种鼓励年轻女性投身科研的趋势，我认为非常好。但是，对于我这样的人就比较艰难。我经历过非常艰辛的时光，如今我得到了认可，其他人又会说：“为什么我们应该对你区别对待呢？”
当您还是一名年轻科研人员时，哪些人当过您的导师？
当我在DESY寻找胶子时，比约恩·维克（BjrnWiik）给予了我很大的帮助。
何出此言？
当我在威斯康星大学开始做研究时，我正在寻找一个新项目。我对正负电子对撞很感兴趣，这类对撞能够最明确指示胶子的存在。所以，我去找威斯康星大学的另一位教授交谈，他在斯坦福直线加速器中心（SLAC）做一些此类实验，但是他没有兴趣和我合作。
所以，我又试图加入DESY新建的正负电子对撞机的实验项目。我想加入JADE（该名称是建造探测器的日本、德国和英国三国国名的缩写）实验。我有一些朋友在那里工作，所以我赴德，并且做好了加入他们的一切准备。但是，我到了那里，才得知并没有人向组里的大教授提起过我，所以我打电话给那位大教授。他说：“我不确定我能否接收你，而且我马上要休假一个月。等我休假回来，再打电话给你。”听到此言，我真的非常伤心，因为我已经身在德国，在DESY了。
但是，后来，我遇到了比约恩·维克，他领导另一个不同的TASSO实验。他问我：“你在这里做什么？”我答道：“我想加入JADE实验，但是他们拒绝了我。”他说：“那你来我这儿谈谈吧。”翌日，他就接收我进入他们的实验组。仿佛冥冥之中自有天意，后来JADE实验组因实验室出了故障而没能观测到胶子的三喷注信号，而我们在TASSO中率先观测到了。所以，从这个经历中，我领悟到“塞翁失马，焉知非福”的道理。
1978年，德国汉堡，吴秀兰和比约恩·维克在DESY的TASSO实验的电子控制室里
您无疑把逆境转化成了顺境。
是的。同样的情形还发生在我离开香港远渡重洋赴美上大学的时候。我在美国领事馆浏览了一份美国大学名录后，申请了50所美国大学。在每一份申请中，我都写上“我需要全额奖学金和免费食宿”，因为我身无分文。4所大学回复了，其中3所大学都拒绝了我的申请，瓦萨学院是唯一一所接收我的美国大学。结果证明，瓦萨是我申请的所有美国大学中最好的一所。如果你坚持不懈，好运一定会降临到你身上。我的人生哲学是：你必须努力工作，善于明断，但是你也需要运气。
我知道这是一个不公平的问题，因为没有人问过男性，尽管我们也应该问问男性这个问题，但是我还是想问您，社会应该如何激励女性学习物理或是将物理作为一种事业？
我只能说说我自己所处的实验高能物理学领域的情况。我觉得我的研究领域对女性非常苛刻。我觉得部分是因为家庭的问题。我和我的丈夫曾经有10年时间没有生活在一起，除了夏天的时候。我也放弃了生孩子。当我考虑生孩子的时候，正值我在申请终身职位和一笔研究经费。我害怕如果我怀孕了，终身职位和研究经费都会化为泡影。比起真的生孩子这件事本身，我更害怕的是挺着大肚子走进系里或是参加会议。所以，这个领域对有家庭的女性来说非常艰辛。
我觉得现在可能还是如此。
是的，但是对年轻一代来说，情况已有所不同。现在，如果一个院系支持女性，会给人留下好印象。我并不是说，院系故意这样做，只是为了塑造更好的形象，不过他们不再有意排挤女性了。不过，女性的科研之路仍然艰难。尤其在实验高能物理领域，我觉得这个领域的出差实在太频繁了，让人很难兼顾家庭或享受生活。从事理论研究的人在这方面要容易很多。
展望未来：超越标准模型
您对粒子物理学标准模型的建立贡献卓著，您对标准模型有什么喜欢与不喜欢的地方？
标准模型如此有效，真是令人惊诧。我喜欢每次当我们试图寻找标准模型无法解释的东西时，我们总是找不到，因为标准模型告诉我们不可能找到。
但是回望我上下求索的岁月，往昔有那么多东西我们尚未发现和建立。而现在的问题是，一切都如此优美地自洽，标准模型得到了很好的验证。这就是为什么我怀念发现J/Ψ粒子的那段时光。当时，没有人预测到J/Ψ粒子，没有人对J/Ψ粒子是什么真的有头绪。
不过，那些惊喜的日子也许并未结束。
吴秀兰被瑞秋·伊格诺托夫斯基（Rachel Ignotofsky）写入2016年的畅销书《无所畏惧：影响世界历史的50位女科学家》（Women in Science: 50 Fearless Pioneers Who Changed the World）
我们知道标准模型是对自然界并不完整的描述，它不能解释引力、中微子的质量，或者暗物质――这种不可见的物质似乎构成了6/7的宇宙质量。您是否有一个偏爱的理论，来解释超越标准模型的现象？
目前，我正在寻找构成暗物质的粒子。唯一的问题是，我专心致志于在CERN的LHC上工作，但是对撞机未必是寻找暗物质的最佳实验场所。暗物质远在星系之中，而我们在地球上看不到。不过，我仍然会去尝试。如果暗物质与已知的粒子发生任何相互作用，它就可能通过LHC的对撞产生。但是，暗物质的相互作用很弱，可能不会在我们ATLAS的探测器上留下可见的信号，所以我们不得不从实际观测到的实验现象中凭直觉判断它是否存在。现在，我正专注于寻找在产生单个希格斯玻色子的对撞中消失的能量和动量，以此作为判断暗物质存在的线索。
您还在做其他什么研究？
我们最重要的任务是理解希格斯玻色子的属性，这是一种全新的粒子。希格斯玻色子比我们已知的其他任何粒子都更具对称性，它是我们发现的第一种自旋为零的粒子。在近期对希格斯玻色子与顶夸克相互作用的测量中，我和我的研究组做出了主要贡献。这项观测极具挑战性。我们检查了5年的对撞数据，而且我的团队集中深入地研究了先进的机器学习技术和统计学。
除了研究希格斯玻色子和寻找暗物质，我和我的研究组还为硅像素探测器、触发系统（可识别具有潜在研究价值的对撞）和ATLAS探测器的计算系统做出了贡献。现在，我们正趁着LHC关闭和升级期间，对这些设备或系统进行改进。我们也对不久的将来非常感兴趣，因为我们计划开始运用量子计算来做我们的数据分析。
您对刚刚开始职业生涯的年轻物理学家有什么忠告？
现在有些年轻的实验物理学家太保守了。换言之，他们害怕做非主流的研究。他们害怕做有风险、得不到成果的研究。我不是在责备他们，这是文化使然。我给他们的忠告是：判断出最重要的实验是什么，然后持之以恒投入研究。好的实验总是花时间的。
但是，并非每个人都能耗得起时间。
是的。年轻的学生并不一定有自由去大胆创新，除非他们能在很短的时间内出成绩。他们也并不总是能静下心来，耐心探索。他们需要得到合作者的认可，需要有人为他们写推荐信。
你能做的唯一的事情就是：努力。但是我也告诉我的学生：“要多与人交流，不要把自己封闭起来，既要学会独立提出好的想法，也要学会团队合作。努力去创新。没有任何事情是轻而易举的。但是，只要能发现新东西，所有这一切都是值得的。”
资料来源 Quanta Magazine
责任编辑 彦隐