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

  • 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。

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。

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?

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

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)。

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。

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

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