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照片中的人是誰?那些與瑪麗·居禮同時代,卻鮮為人知的女性科學家

活躍星系核_96
・2019/12/07 ・4360字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

  • 原文作者:蜜雪兒·弗蘭 (Michelle Francl),美國布林茅爾學院化學系教授,梵蒂岡天文台學者,原文發佈於 2018 年 3 月 22 日《Nature Chemistry》,〈Atomic women〉。由 施普林格·自然上海辦公室翻譯。

在談論女性對科學的貢獻時,不能止於名氣最大的那一位。

1938 年 3 月的一天,物理學家漢斯·貝特 (Hans Bethe) 在華盛頓特區參加完一場關於恆星能量和核過程的會議後,登上了返回康奈爾的火車。下車時,他勾勒出一個讓他日後榮獲諾貝爾獎的想法。這樣的傳奇總是讓我想起科學史上那激盪人心的幾十年:量子力學和高能物理在那個時代誕生,他們的開創者也被人銘記。

幾個月前,化學家兼作家 Ash Jogalekar (@curiouswavefn) 在推特上發了一張那次會議的照片(圖1),並列出了有出席的一些著名(男性)科學家,但補充說:「不知道這位孤零零的女性物理學家是誰?」網友猜了好幾個人,從愛因斯坦的夫人到莉澤·邁特納 (Lise Meitner);當然,還有瑪麗·居禮(居禮夫人),但 1938 年的時候,她已經逝世四年;斯人已去,世間猶存!

圖 1:1938 年在喬治華盛頓大學舉辦的第四屆理論物理學年會留影。公布解答:前排左二為天體物理學家卡羅爾·簡·安格·里克 (Carol Jane Anger Rieke)。

許多人唯一叫得出名字的女科學家:瑪麗·居禮

瑪麗·居禮不僅僅是女科學家的代表,也是許多人唯一能叫得出名字的女科學家。2014 年,地質學家辛西亞·布雷克 (Cynthia Burek) 和貝蒂·希格斯 (Bettie Higgs) 就公開對女科學家群體的認知開展了一項初步調查,結果表明根本不存在什麼公眾對女科學家群體的認知。

只有瑪麗·居禮。

當被要求在五分鐘內列出十位女科學家的名字時,將近五分之一的受訪者一個都列不出來。那麼能列出來的呢?其中四分之三提到了瑪麗·居禮,這裡面許多人只知道瑪麗·居禮。僅有 1.2% 的人能說出十位女科學家,包括健在的和已故的。你也可以拿一張紙試著寫寫看。不能問同事,不能列舉同事、合作者或家庭成員,也不能查 Google。

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為什麼瑪麗·居禮的光芒蓋過了其他女科學家?她兩度獲得諾貝爾獎,而且是兩種不同學科獎項——化學獎和物理學獎,她當然是獨一無二的。弗雷德里克·桑格 (Fred Sanger) 兩次獲得諾貝爾化學獎,約翰·巴丁 (John Bardeen) 兩次獲得諾貝爾物理學獎。)

但是布雷克和希格斯推測,她至高無上的聲譽可能和她所遭遇的人生悲劇有關:為了科學而在閣樓中忍飢挨餓,丈夫兼合作者皮埃爾在馬車事故中死亡,她自己從事的研究慢慢奪走了她的生命。亦或是深入探尋原子內部運作所固有的危險和神秘使得我們對她念念不忘。

瑪麗·居禮長時間被標誌為女性科學家的代表圖/wikipedia

那些與瑪麗·居禮同時代,卻鮮為人知的女科學家

值得注意的是,將一種職業簡化成幾個標誌性人物,並不只是女科學家會遇到的問題。有些調查要求非科學家的受訪者說出幾個科學家的名字,最後一般只能得到一個很短的名單,其中包括愛因斯坦、達爾文、牛頓,當然還有瑪麗·居禮。即使是科學家也基本上列不出多少人,得到的名單和上面這張也差不多。

2014 年在倫敦皇家學會舉行的關於科學界女性的大會上,與會者列出的前三名科學家分別是愛因斯坦、達爾文和瑪麗·居禮,前十名中沒有其他女性,而且只有另外一名化學家(巴斯德)。我認為這種現狀對女性科學家來說是極有問題的,因為與她們的男性同事相比,她們在職業生涯中更容易被忽視或被低估。

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瑪麗·居禮的影響如影隨形環繞在我們身邊,在每一張關於科學界著名女性的海報上幾乎都能見到她,卻也因此模糊了我們對其他科學女性的認知。

如果我們將眼光從瑪麗·居禮身上挪開,仔細看看科學界其他的女性,很顯然,她並不是那些年在核化學和原子物理學領域工作的唯一女性。翻看一下那個時代的照片,你可以看到尼爾斯·波耳 (Niels Bohr)、維爾納·海森堡 (Werner Heisenberg) 和沃爾夫岡·包立 (Wolfgang Pauli) 在進行深入交談,也能看到埃爾溫·薛丁格 (Erwin Schrödinger) 手拿粉筆靠著黑板。但是在為詹姆斯·弗蘭克 (James Franck) 舉行的派對上(圖 2),坐在愛因斯坦兩邊的女性是誰呢?

貝特和愛因斯坦均出席了前文所提的那場 1938 年的會議,但是會議照片中(圖 1)那位唯一的女性如果不是瑪麗·居禮或愛因斯坦夫人,那她到底是誰呢?

碰巧的是,她是我所研究的計算化學領域的一位奠基性人物,一位我在此之前也並不了解的人物。這些女性是誰?她們為我們了解原子做出了什麼貢獻?

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分子光譜學家:斯波納博士

圖 2:1921 拍攝於為詹姆斯·法蘭克 (James Franck)(坐在沙發中間)舉行的派對上,當時他就要從柏林的威廉皇帝研究所搬到哥廷根大學。分子光譜學家 赫塔·斯波納 (Hertha Sponer)(最左)正在和 Ingrid Franck 聊天。坐在沙發右手邊的是莉澤·邁特納 (Lise Meitner)(威廉皇帝研究所物理部主任)。

上圖的照片拍攝於 1921 年的柏林,坐在愛因斯坦左邊的是赫塔·斯波納 (Hertha Sponer)博士,她正與瑞典鋼琴家英格麗‧法蘭克 (Ingrid Franck)(詹姆斯·法蘭克的妻子)聊天,而莉澤·邁特納 (Lise Meitner)則在一旁傾聽(邁特納比歐傑早一年發現歐傑效應)。

斯波納是一名分子光譜學家,在哥廷根大學師從彼得·德拜 (Peter Debye),當時剛剛獲得博士學位,正與法蘭克共事。

起初,哥廷根大學的一些老師反對任命斯波納為有權在大學授課的編外講師。Franck 後來談及此事時說,那些人的反對讓人想起大衛·希爾伯特 (David Hilbert) 第一次為埃米·諾特 (Emmy Noether) 在哥廷根爭取一個正式職位時的情形,大衛·希爾伯特失敗了,但法蘭克成功了,斯波納最終獲得了教職。

1926 年,她在伯克利待了一年,在那裡,她和雷蒙·伯奇 (Raymond Birge) 開發了一種使用 Birge-Sponer 繪圖法來確定離解能的方法。雖然斯波納不是猶太人,但在 1934 年納粹上台後仍被解雇了。之後,她被杜克大學聘為物理學正教授,在那裡度過了她剩下的 30 多年職業生涯。

延伸閱讀 〈莉澤.邁特納──散發人性光輝的核子物理學家〉〈埃米.諾特──蹣跚而行的仁厚數學家

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物理學「不是女人的職業」?開發中子活化分析的利瓦伊博士

1937 年在波耳研究所舉行的哥本哈根會議上,給包立倒咖啡的女性又是誰呢?是希爾德·利瓦伊 (Hilde Levi) 博士。通過其它的照片,我們還可以看到在 1934 年的哥本哈根會議上(下圖),她為與會的男性科學家準備午餐,在 1936 年的會議裡她依然做著這些事情。1934 年,她在柏林取得博士學位後,直接就來到了哥本哈根。

圖 3:這是 1934 年在波耳研究所舉行的哥本哈根會議上拍攝的照片,物理學家希爾德·利瓦伊(站立,右)正為與會的男性科學家提供午餐。拍攝/Paul Ehrenfest Jr 照片提供:Emilio Segrè Visual Archives, Weisskopf Collection(美國物理學會)

因為擔心當時德國的政治情勢,她聯繫了國際大學婦女聯合會,聯合會的人給了她天文學家朱莉·凡特·漢森 (Julie Vinter Hansen) 的聯繫方式,後者將她的履歷交給了波耳研究所。她很快就獲得了一個職位,給剛被波耳聘用的法蘭克做助理。

1937 年,她與研究所的另一位化學家喬治·德海韋西 (George de Hevesy) 在《Nature》上發表了一篇論文,描述了他們合成的一種新放射性同位素,另外她還開發了中子活化分析的基本方法。

利瓦伊曾和漢斯·貝特 (Hans Bethe) 訂婚,但是貝特的母親不斷施壓要求他娶一個能夠放棄自己事業而以夫為重的女人為妻,他也多次告訴利瓦伊:物理學「不是女人的職業」,最終二人未能走向婚禮聖壇(註:貝特在婚禮前幾天取消了婚約)。

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1943 年 9 月,利瓦伊乘渡船穿過海峽到達瑞典,逃離了哥本哈根。戰爭結束後,她回到哥本哈根,創立了歐洲第一個碳定年實驗室。(德海韋西做過一件舉世聞名的事,他為了不讓納粹染指法蘭克和波耳 (Bohr)編註 的諾貝爾獎獎牌,用王水把它們溶解了。1943 年,德海韋西因為發展了放射性標記物而獲得諾貝爾化學獎。)

編註:原文有誤,應為法蘭克和馬克斯·馮·勞厄(德語:Max von Laue)的獎牌,德海韋西當時在波耳研究所工作。

測量星光的女孩:天體物理學家里克博士

文章開頭第一張照片中的女性被確認是「里克夫人」,即 凱洛·簡·安格·里克 (Carol Jane Anger Rieke) 博士——研究恆星紫外輻射的科學家。

她追隨第一位獲得天文學博士學位的女性塞西莉亞·佩恩 (Cecilia Payne) 的腳步,在 1932 年 25 歲時從拉德克利夫學院(當時為哈佛的女子學院)獲得博士學位,引得一份報紙以「測量星光的女孩」(Girl Measures Light from Stars)為頭條報導。隨後她與物理學家福斯特·里克 (Foster Rieke) 結婚,婚後跟隨丈夫來到芝加哥大學,並成了物理學家羅伯特·馬利肯 (Robert Mulliken) 的博士後研究員,研究領域從天體物理學轉至理論化學。

當她的丈夫換到普渡大學工作後,她繼續與馬利肯合作,得出了斯萊特型原子軌道的重疊積分的數值計算公式和表格。這個時候,她已經是幾個幼兒的母親了。她的故事讓我想起了晶體學家凱瑟琳·朗斯代爾 (Kathleen Lonsdale),她博士未畢業就離開布拉格 (Bragg) 的實驗室,跟隨她的科學家丈夫前往利茲大學,但她在休產假的時候計算出了六氯苯的結構。里克和馬利肯的工作拓展了薛丁格波動方程在化學中的應用範圍。

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我自己的計算化學研究不僅主要脫胎於馬利肯的工作,而且我至少在兩段程式中用到了里克推導的公式。馬利肯榮獲 1966 年的諾貝爾物理學獎,在某種程度上和這項工作有關;在他的諾貝爾演講中,他提到了里克的工作。

凱洛·簡·安格·里克 (Carol Jane Anger Rieke) 圖/wikipedia

斯波納、利瓦伊和里克都在原子物理學和化學中作出了重要的發現,然而她們本人基本無人知曉。現在是時候打破我們對居禮夫人的迷戀了。下次在這些老舊的會議照片中看到一位女性時,請不要錯把她當作居禮夫人,還請仔細查閱一番,看看她取得了哪些成就。

文章讀到這裡,你已經悄悄認識十一個女科學家

女性做物理和化學研究不是什麼現代創新,她們的價值還未被完全證明,但她們一直是科研共同體的一分子,儘管她們不得不花一些時間來為包立倒咖啡而不是加入談話。

我是瑪莉‧居禮的忠實粉絲,但我認為現在是時候讓她休息了,展現女性科學家的時候,應該讓其他人也能獲得應有的一席之地。

如果你想要認識更多的女性科學家,那麼請注意,在你閱讀這篇文章的五分鐘裡,我已經列出了除瑪莉‧居禮之外的十位女科學家:莉澤·邁特納、辛西亞·布雷克、貝蒂·希格斯、赫塔·斯波納、埃米·諾特、希爾德·利瓦伊、朱莉·凡特·漢森、凱洛·里克、西莉亞·佩恩和凱瑟琳·朗斯代爾。如果你算上我(編按:原文作者為蜜雪兒·弗蘭,美國化學家),就有十一個了。(第二任愛因斯坦夫人不算,她不是物理學家,而且在 1938 年照片拍攝之前就去世了)。

本文授權轉載自知乎「Nature 自然科研」,原文標題 与居里夫人同时代,却鲜为人知的女性科学家的故事

  • 版權聲明:
    本文由施普林格.自然上海辦公室負責翻譯。中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。歡迎轉發至朋友圈,如需轉載,請email至China@nature.com。未經授權的翻譯是侵權行為,版權方將保留追究法律責任的權利。
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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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將一生毫無保留地奉獻給科學——瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡.居禮
椀濘_96
・2022/03/21 ・3561字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡-居禮(Maria Skłodowska-Curie,1867-1934),看姓氏不難聯想到,她就是我們所熟知的居禮夫人。她開創了放射性理論,發明分離放射性同位素技術,以及發現兩種新元素,是第一位獲得諾貝爾獎的女性,也是首位獲得兩座獎項的學者,在科學上的貢獻對後世影響深遠。

瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡-居禮(1867-1934)。圖/Wikipedia

艱難困苦的童年

瑪麗生於波蘭華沙的書香世家,排行老么,家中有布朗斯拉娃(二姐)與索菲亞(大姐)兩位姊姊。父親是一名中學老師兼理事,母親原為一名校長,祖父亦是位受人尊敬的數學與物理教師。

當時的波蘭已被俄羅斯帝國佔領,在沙皇的統治下,波蘭人民的生活處處受限,也影響了瑪麗一家的命運。瑪麗的父親因濃烈愛國精神而被俄國上司打壓,校方撤除了他的理事一職,並將他們全家趕出宿舍;加上雙親的家庭參與波蘭獨立民族起義,家中又遭遇投資失利,經濟頓時陷入困境。

隨後瑪麗一家搬進廉價的住所,父親為貼補家用便招收了多名寄宿生,平時除供應食宿外,從學校下班後還替他們補習來賺取更多收入。生活看似漸漸好轉,但遺憾的是,短短三年內瑪麗的大姐及母親皆因病去世。

1890 年,瓦迪斯瓦夫.斯克沃斯基與女兒們的合影,左起:瑪麗亞、布朗斯拉娃(二姐)、索菲亞(大姐)。圖/Wikipedia

因性別在求學路上受阻

天資聰穎的瑪麗亞自幼就是個相當用功的學生,尤其在數理方面更是表現亮眼;在她 15 歲那年,便以第一名的成績從女子文理學校畢業。

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然而,因當時波蘭的正規高等院校拒收女性學生,波蘭女子若想繼續接受正規的大學教育,唯一一條路就是出國留學,但這對瑪麗家中的經濟條件而言,是筆相當大的開銷且難以負擔。

成績同樣優異的二姐曾想過前往巴黎學醫,夢想成為一名懸壺濟世的醫師,但礙於家中經濟狀況遲遲無法如願。瑪麗想幫姐姐盡早完成學業,決定先當家教來資助其學費,兩人也約定,待畢業後再協助瑪麗出國求學。在瑪麗的支持下,二姐終於得以前往巴黎一圓醫師夢。

爾後的幾年,瑪麗一面做著家教工作,一面自學,期間閱讀了大量化學相關書籍,也是在這時獲得了第一份實驗室工作機會,這消息對她相當振奮;儘管實驗室設備簡陋,但能把在書中讀到的知識親手實作就已心滿意足,此經歷也影響了她未來將走上科學研究這條路。晚年瑪麗回憶起這段的時光:

「就是因為這第一次的實驗室工作,使我肯定自己在實驗研究上的興趣。」

突破重重阻礙取得學位

1891 年,24 歲的瑪麗在進行實驗室工作的同時,也終於踏上留學路,前往巴黎大學修讀物理學。剛到巴黎的她人生地不熟,對語言不熟悉外,又因過往在波蘭所受的教育無法應付大學課程,初期學業表現遠遠不及同儕。瑪麗便在課業上下足功夫,閒暇時間也都泡在圖書館裡,終於皇天不負苦心人,靠著清晰的思維加上勤奮苦讀,成績漸漸有了起色。

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1893 年瑪麗以第一名的佳績成功取得了物理學碩士學位,原先是想再取得一個數學學位,但此時她已將留學用的積蓄花光,也就放棄了這份念頭。幸運的是,在友人的協助下,華沙當局頒發給瑪麗海外優秀留學生「亞歷山大獎學金」,使她得以重返巴黎大學繼續深造,並在隔年順利取得第二個碩士學位。值得讚揚的是,在畢業的幾年後她將這份獎學金歸還給委員會,這舉動令人相當震驚,從未有任何一名學子歸還過,而瑪莉是第一位。

科學界的佳偶——居禮夫婦

學成後,瑪麗留在法國並開啟了她的科研生涯。當時為了能夠順利進行工作,正尋找著合適的實驗室;在同鄉物理學家約瑟夫.科瓦爾斯基介紹下,她結識了未來的丈夫,法國青年科學家——皮耶.居禮。對科學滿懷熱情的兩人情投意合,彼此欣賞著對方的個性及才華。

1894 年,瑪麗返回波蘭生活,原以為能在家鄉繼續從事喜愛的科研工作,然而波蘭的大學仍以性別為由將其拒絕。在皮耶的說服下,瑪麗回到巴黎並協助他完成了磁性研究,兩人也在同年結為連理。

當時總有人打趣得說:「皮耶最大的發現就是瑪麗」。

在實驗室裡的居禮夫婦。圖/Wikipedia

帶領科學邁向新篇章

婚後夫婦倆一面養育女兒,一面做科研。瑪麗首要目標就是取得博士學位,她選定了當時剛發現的X射線以及鈾射線作為研究主題。後續在研究鈾礦時,透過驗電器的測量結果,瑪麗推斷鈾礦必定含有其他活性比鈾大的物質,於是開啟了她尋找其他放射性物質之路。

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皮耶對瑪麗亞的工作越來越感興趣,隨後也加入了太太的行列。他們用酸液分解研磨過的瀝青鈾礦,再用化學分析方法分離出瀝青礦中可能含有比鈾更具放射性的物質。不久後,成功從實驗裡發現了比鈾的活性高 300 倍的新元素。隨後居禮夫婦發表了一篇聯合署名論文,正式宣布以「釙」(Polonium)命名所發現的新元素,以紀念波蘭。

在發現釙之後不久,她從實驗中發覺似乎有更強烈的放射性物質,便認定這也許是另一個新元素,這時物理學家亨利.貝克勒也加入了居里夫婦的研究行列。他們終於找出這個放射性比鈾大 900 倍的物質,三人將新元素命名為「鐳」(radium),拉丁文意為「射線」,也在研究過程中創造出單詞「放射性」(radioactivity)。

在當時居禮夫婦聯合及單獨發表的 32 篇論文中,其中一篇就為:在鐳輻射下,病變或腫瘤細胞比健康細胞死得更快。可說是若沒有這份的研究成果,就不會有現在用來治療癌症的放射性療法了。

得來不易的諾貝爾獎

在一系列研究及發現後,1903 年瑪麗終於獲得巴黎大學物理博士學位。同年瑞典皇家科學院授予居禮夫婦及亨利.貝克勒諾貝爾物理學獎,起初委員會僅表彰皮耶和貝克勒,不過有位倡導女性科學家權利的委員通報並向上申訴,瑪麗亞才能獲得提名,成為了首位獲得諾貝爾獎的女性。

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1911 年諾貝爾獎證書。圖/Wikipedia

隨著瑪麗亞成功從金屬中提煉出鐳,1911 年瑞典皇家科學院授予她第二座諾貝爾獎(此次為化學獎),以表彰:「發現了鐳和釙元素,提煉純鐳並研究了這種引人注目的元素的性質及其化合物」。此次的獲獎肯定也使她能夠說服法國政府支持並建立鐳研究所,該研究所於 1914 年建成,研究領域涉及化學、物理、醫學等。

將自己毫無保留地貢獻給科學與社會

一戰期間瑪麗為協助戰地外科醫生,便在靠近前線的地方設立了戰地放射中心。她的身影穿梭在戰地醫院中,指導著 X 光裝置的組裝及使用,據估計,超過 100 萬受傷士兵受過她的流動式 X 光機治療。

瑪麗與她的 X 光車。圖/Wikipedia

在戰後的歲月裡,瑪麗亞將時間奉獻將所學與經驗傳授給學生,也包括許多遠從世界各地慕名而來的後進學者。在她的指導下,鐳研究所培育出了四位諾貝爾獎得主,女兒伊倫.約里奧-居禮及女婿弗雷德里克.約里奧-居禮也在其中。

1934 年,瑪麗亞因再生不良性貧血逝世於療養院,後世普遍認為是因長時間暴露於輻射中而造成的,當時科學上並未了解到游離輻射會對人體產生危害,也未開發任何防護措施。瑪麗亞的生活處處充滿放射性物質,幾十年間患上了多種慢性疾病,然而一直到去世,她從未意識到這會危及自己的健康甚至是生命。

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瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡-居禮一生不慕名利,奔波於科學研究、教育學子,將畢生毫無保留地貢獻給科學與社會。直到今日,世人仍持續讚賞她的付出與貢獻,紀念這位偉大的科學家。

參考資料:

  1. 維基百科—瑪麗.居禮
  2. 科學名人堂—居禮夫人
  3. 居禮夫人:大家都聽過的科學家,與她充滿波折的人生和感情路
  4. 科技大觀園—開啟輻射醫學大門的居禮夫人
  5. 傑出的科學貢獻與多舛波折的人生:瑪麗.居禮誕辰|科學史上的今天:11/7
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椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)

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聽瑪莉.居禮唱出科學小宇宙——首波科學音樂劇《放飛自我 Curie Me Away!》
PanSci_96
・2019/08/06 ・2952字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

  • 作者/張語柔、陳薏琪、陳儀珈、王凱莉、郭宜蓁

2019 年適逢元素週期表被提出滿 150 周年,位於士林的科教館除了舉辦特展、紀念活動,最特別的是請到美國「Matheatre」雙人表演劇團首次跨海來台,演出科學音樂劇《放飛自我 Curie Me Away!》。

不妨趁著這次難得的機會,帶著前世/今世情人,藉著科學的浪漫一同慶祝七夕、父親節吧!

《放飛自我 Curie Me Away!》演些什麼?

攝影/郭宜蓁

此部音樂劇,講述的是放射性化學元素領域先驅者—瑪莉.居禮,也就是大家常說的居禮夫人,這位堅毅的波蘭女性在科學、人生、家庭生活的故事。

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一個女性就該待在最能發揮所長的地方。

常言道,孩子是婚姻的試金石,一流科學家的婚姻生活亦如是。居禮夫人並沒有為了孩子而放棄科學研究,反倒是試圖從中找到平衡點。演員 Sadie 透過生動而豐富的肢體語言,細膩地詮釋居禮夫人兼顧家庭與科學研究的情形,讓人不禁聯想到現代職業婦女的「第二輪班」生活。

日復一日,居禮夫婦焚膏繼晷地埋首於科學實驗中,但一通來自瑞典的電話讓他們停下手邊的工作——原來是諾貝爾獎的提名通知。但名單中並沒有居禮夫人的名字,神隊友皮耶只好不斷向上申訴,幾經斡旋才為居禮夫人贏得應有的尊重。

為了忠實呈現這段歷史,貼心的 Matheatre 準備了「精緻而優美」的電話鈴聲,沒錯,就是我們所熟知的「鈴、鈴、鈴」那種。可見除了音樂無國界,電話鈴聲也無國界,無論是誰都能感受到居禮夫人的無奈。

之後伴隨著明快而爽朗的配樂,一則又一則關於居禮夫人的報導經由口白唸出,彷如宣告女性在科研圈的窘境。所有的報導都圍繞著她的婚姻關係、家庭生活打轉。居禮夫人對世人來說仍是「女」科學家,似乎諾貝爾獎仍不足以替其的專業背書。

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「女」科學家的困境

攝影/郭宜蓁

女性意識的低落,似乎是居禮夫人掙脫不開的束縛,也是她一生的夢魘,即使如今距離居禮夫人誕辰已逾 150 年,在去年教育部自然課綱審議上,以居禮夫人為中心的性別議題依舊在台灣引起了廣泛且熱烈的討論,也看見了現代社會對於女性意識的正視與抬頭。

歐洲與台灣對於居禮夫人的迥異稱呼方式,除了可供性別議題細細琢磨之外,我們也可以藉此看見背後的祖國認同與民族意識。

瑪麗.斯克沃多夫斯卡.居禮 (Maria Skłodowska-Curie),是居禮夫人的全名。即使她冠了丈夫皮耶.居禮的姓氏,也依舊保留自己來自波蘭的原姓氏──斯克沃多夫斯卡,作為她對祖國波蘭的認同。回顧當時的時代背景,波蘭被野心勃勃的歐洲列強瓜分,幼年時期的瑪麗是在俄羅斯沙皇統治下的華沙長大,在這樣的時空之下,瑪麗一家的生活極為窮困。

除此之外,家鄉的保守風氣,也使得她在申請大學的路途上磕磕絆絆,最後不得不投奔姊姊,到遙遠的法國就學。即使如此居禮夫人對於波蘭的熱愛仍然不減,不但將自己新發現的元素以波蘭為啟發,命名為「釙」(Polonium),直至晚年仍然不斷以行動支持和關懷祖國的一切。

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這段歷史也在劇中被呈現出來。想要深入了解瑪麗.居禮的困境,不妨進場看看 Matheatre 兩位演員所呈現的科學故事吧。

科學不只冰冷的知識,還充滿人的溫度

圖/pixabay

在學習科學前,你知道「什麼是科學?」嗎?

這個問題牽涉到的,不光是教科書上那些偉大卻又有些乏味的知識而已,還包括「科學是怎麼來的?」、「為什麼要了解科學?」等問題。也就是說,在窺探偉大的科學前,知道「科學的本質」是一個重要的關鍵。科學本質(Nature of Science, NOS)是科學素養的一部份,而在 NOS 眾多的拼圖中,其中一塊拼圖 ──「了解科學歷史」可以幫助我們了解到科學是怎麼被科學家給拼湊出來!

在劇中,科學歷史的重要性,也可以略知一二。

透過音樂劇的演出,我們可以了解科學家們到底是怎麼發現科學,像是居禮夫婦從「觀察」到瀝青鈾礦中有不同元素後,藉由不同的方法將這些跟過去所發現的元素不同的「東西」,像洋蔥一般一層一層剝開分離出來。

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隨著劇情的節奏,似乎也呼應著「科學並不總是一蹴可及」,科學需要很長、很長又更長的時間去栽培、去發現,才有機會發揚光大。不只如此,「科學不是永恆不變的」這個觀念,也在劇中能被發現。這部音樂劇所呈現的內容,不僅可以了解在科學研究進行時會遇到的困難,還有挖掘、發現科學的方式,同時也能讓觀眾看到科學帶給人的熱情,讓觀眾在邊看劇的同時,不知不覺能從小細節和科學素養有所連結。

總的來說,這齣劇帶給我們的,不只是視覺上、聽覺上、味覺上(畢竟可以喝酒,還有咬爆米花嘛!)的刺激,還有那些聽起來很遙遠的科學素養的培養,讓人忍不住想喊聲 Bravo!

科學傳播的新鮮管道:歌曲、舞蹈、音樂劇

攝影/郭宜蓁

除了這次的演出外,過去在國立自然科學博物館,也曾有演出過科學舞台劇,相信有 follow 的人都知道,就是 2014 年的《哈雷與牛頓 - 從黑暗到光明!》。從劇名就知道,這部有趣的科學舞台劇,是在闡述哈雷和牛頓這兩名和彗星研究密切相關的科學家的故事。

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當然,我們並不是要介紹這部舞台劇的迷人之處在哪(不然這部戲的風采就會被平分了),而是讓大家知道科學傳播的發展管道,已經不單單只侷限在「電視」、「報紙」、「教科書」,現在有更多、更酷炫的媒介,讓我們可以用不同角度,對科學有不一樣的理解。

從這些輕鬆的劇情中,學習到更多科學的知識、科學素養的培育,這不是讓人覺得新鮮又振奮呢?甚至到了今天,也有許多有創意的人,發明了像是科學歌、科學舞蹈等等的,把過去艱深難懂的科學,轉變成一種新的呈現方式,讓科學的傳播方式更加豐富,已經成為現在進行式。

沉浸在音樂劇中,一起放飛自我吧!

酒精濃度5.5,酒後不開車,你我都安全。攝影/王凱莉

《放飛自我 Curie Me Away!》不論劇本或是音樂都是原創,劇情節奏輕鬆,歌曲配樂也都很精緻,搭配劇情一點都不突兀。此外,雖然舞台上只有兩個人,但是兩位演員不論表情以及動作都很到位,看著他們的肢體表達搭配上某些台詞還會不禁笑出來,完全沒有冷場。不論是喜愛科學、喜歡看劇或是好奇什麼是科學音樂劇,都很推薦來看。

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另外,表演過程雖然是全英演出,不過旁邊都附有中、英字幕對照,所以不用擔心會看不懂的問題。如果你的票種(紀念微醺款或濃情蜜意雙人雅座款)有含酒,進場後服務人員會給你一瓶酒,一邊欣賞戲劇一邊飲酒真的是很放鬆!

攝影/郭宜蓁

劇中的瑪麗.居禮總是把所有東西和元素搭上關係,而「你的夢想元素是什麼」?音樂劇的結尾說道「願好奇之夢帶你放飛自我」就讓你的好奇心,帶著你到音樂劇現場放飛自我吧!

接下來《放飛自我 Curie Me Away!》音樂劇,分別在 8/7、8/9、8/10、8/11 四天皆有演出,舒適的演出場地,搭配強大的冷氣,爽口的小啤酒以及鹹甜的小爆米花,陪你一同度過放鬆的夏日夜晚。

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活動報名,請見《放飛自我 Curie Me Away!》音樂劇

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