城读 | 20世纪改变科学与世界的28位女性
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20世纪改变科学与世界的28位女性
了解女科学家如何打破界限,做出重要发现。
Catherine Whitlock and Evans Rhodri, 2019. 10 women who changed science and the world, Diversion Books
Lily Xiao Hong Lee and A. D. Stefanowska, 2002. Biographical Dictionary of Chinese Women The Twentieth Century 1912–2000, Routledge, 1 edition.
《10位改变科学和世界的女性》讲述了来自世界各地、活跃于20世纪的10位女性科学家的生活和来之不易的成就,包括两次诺贝尔奖得主玛丽·居里、生物学家和环保主义者蕾切尔·卡森、生化学家和药理学家格特鲁德·B·埃利恩、生物化学家多萝西·霍奇金、天文学家亨丽爱塔·斯万·勒维特、神经生物学家丽塔·列维-蒙塔尔奇尼、物理学家莉泽·迈特纳、产科麻醉医生弗吉尼亚·阿普加、营养学家埃尔希·威多森和物理学家吴健雄,她们永远改变了天文学、物理学、化学、医学和生物学,无论她们的名字是否为众人所知。她们克服了社会性别在她们前进道路上设置的诸多障碍,取得了意义深远的成就,她们工作的重要性至今仍有余响。
10位女科学家的主要成就
10位女科学家中,有一位来自中国,科研工作主要在美国完成。出于了解中国女科学家的好奇,搜索到悉尼大学的萧虹主编的《中国妇女传记辞典:二十世纪(1912-2000)》(Biographical Dictionary of Chinese Women The Twentieth Century 1912–2000),该书搜集汇总了活跃于二十世纪中国的250位卓越妇女,除了家喻户晓的宋氏姐妹、邓颖超、丁玲等人,更重要的是汇总了各行各业翘楚,包括科学家、商人、运动员、革命战士、军官、政治家、音乐家、戏剧演员、电影明星、艺术家、教育家等,除了汉族,还包括少数民族妇女。
《中国妇女传记辞典:二十世纪(1912-2000)》共介绍了19名女科学家,包括天文学家叶叔华和邹仪新;生物化学家鲁桂珍;化学家黄量、蒋丽金和钟玉征;计算机科学家夏培肃和杨芙清;水利学家钱正英;地质学家池际尚;妇产科医生林巧稚和杨崇瑞;护理教育家聂毓禅;物理学家何泽慧、林兰英、陆士嘉、王承书、吴健雄和谢希德。
19位中国女科学家的主要成就
限于篇幅,如下简介《10位改变科学和世界的女性》一书中讲述的10位科学家生平和贡献。
弗吉尼亚·阿普加(1909–74)
全世界婴儿的出生都应感谢弗吉尼亚·阿普加,这样说一点都不为过。1909年,弗吉尼亚·阿普加出生于美国新泽西州一个温馨的家庭。1933年毕业于哥伦比亚大学医学院。本该成为一名出色外科医生的她,却因为是一名女性,无法跻身于竞争激烈的外科领域。在导师的建议下,弗吉尼亚转而投身于麻醉学的学习之中。经过培训后,她被聘为哥伦比亚长老会医院麻醉科主任,也是该院历史上第一位女性正教授。1940年代末至1950年代初,在医院分娩取代家庭分娩的同时,新生儿存活率低下成为医生不得不面对的难题。例如,医生未能及时发现婴儿的缺氧迹象导致死亡,或是体重过低的早产儿因为过于虚弱直接放弃的情况比比皆是。弗吉尼亚对此感到痛心疾首,但她依托大量的临床经验,敏锐意识到迫切需要一套从婴儿出生之时就检查其生命体征的操作流程,使医生可迅速掌握新生儿的健康情况。阿普加评分由此产生,即在新生儿出生后立刻根据其肤色、脉搏、反应、肌张力、呼吸这五项体征进行评分,作为新生儿存活的评价指标。这是世界上第一种快速评估新生儿健康状况的临床方法,是一项具有革命性的成就。该项评分方法逐渐得到推广并不断完善,从而挽救了成千上万的小生命。1959年,弗吉尼亚决定休息,摆脱忙碌的医生生活。尽管如此,她仍专注于新生儿救助,转而研究畸胎学,关注那些有先天缺陷的孩子,并付诸大量努力。弗吉尼亚在医学领域的耕耘直至1974年。这一年,65岁的她结束了自己与疾病的抗争,因肝硬化不幸去世。
弗吉尼亚热情、正直、永不满足,诚实、谦卑、具有非凡才能,使她深受所有人喜爱。她还是一个具有强烈求知欲的女性。对于学习的热爱不仅表现在她对医学的执着上,还表现在对于乐器、运动等各种新技能的兴趣上,新知识对她来说具有无与伦比的吸引力。她从不固步自封。这种难得的特质贯穿了她的一生,也使得她能够不断进步,不断攀登。阿普加评分应用至今,已成为产科的一个重要工具。如今每个新生儿都是通过弗吉尼亚·阿普加的眼睛看到这个世界。
蕾切尔·卡森(1907–1964)
“在环境保护运动兴起之前,一位勇敢的女性及其作品已经勇敢站了出来。”这位女性就是蕾切尔·卡森。上世纪五六十年代,这位女性承受着来自社会的巨大压力和无尽谩骂,经过4年的调查研究完成了震惊世界的作品——《寂静的春天》。DDT是一种人工合成的杀虫剂。在二战期间作为防止农作物病虫害、降低疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病风险的新方法而被广泛接受。化工企业为追求利益大量生产以DDT为代表的有毒杀虫剂,农业部也不顾后果地实施大规模喷洒杀虫剂的行动,导致昆虫、鸟类、鱼类的大量死亡。除此之外,化学物质通过食物链进入人体内,造成无法挽回的伤害。面临如此严峻的现实,出于科学家的责任感和对自然、生态的热爱使得蕾切尔无法保持沉默。她一边经受着癌症的折磨,一边仍尽力工作,期待春天来临。
1962年,《纽约客》开始连载《寂静的春天》,并引起成千上万读者的共鸣,轰动了整个美国。蕾切尔用生动的笔触描述了像DDT这样的杀虫剂导致环境污染、生态破坏的事实,而严重的后果恰恰被政府和企业所忽视。“没有声音的春天”是基于一系列真实生活中正在发生的环境灾难的预言。她警告道:“如果不加以行动,这种想象中的悲剧很容易成为我们所有人都知道的严峻现实。”8月,《寂静的春天》正式出版,也拉开了蕾切尔人生的最后篇章。该书一经出版便成为畅销书第一名,也是世界上最具影响力的图书之一。在该书的影响下,一大批环保组织涌现,声势浩大的环保运动兴起。尽管目前杀虫剂未完全销声匿迹,但杀虫剂的使用已大大减少,并受到更严格的控制。例如,在欧洲范围内,市场上所有的农药都应经过彻底评估以确保对人类、动物以及环境不产生危害。蕾切尔·卡森是一位生物学家、环境保护主义者、作家。结合科研和写作两项工作,她对自然和野生动植物的热爱在她的作品中闪耀,也在唤醒和惊动世界。
玛丽·居里(1867–1934)
当提及女科学家时,许多人脑海中浮现的第一个名字一定是玛丽·居里,世称“居里夫人”。她毕生致力于揭示放射性的奥秘,并为此付出了沉重的代价,由于长期接触放射性元素使其健康状况恶化。自1901年诺贝尔奖设立以来,玛丽·居里是唯一一个在两个不同学科(物理和化学)均获得诺贝尔奖的人。
1867年,玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里出生于波兰华沙的一个教师之家。24岁时她以新的名字登上了前往巴黎的火车,开启求学之路。1894年,玛丽遇到了永远改变她生活的一个法国男人——皮埃尔·居里。他友善、聪明、安静,最重要的是与玛丽一样热爱科学。不久之后,二人在巴黎结婚,一起从事科研工作。1898年7月,经过合力攻关,夫妇二人发现了一种比纯铀放射性高400倍的新元素,并将其命名为“钋”,以此纪念居里夫人的故乡波兰。11月,他们分离出另一种比纯铀放射性高900倍的新元素,也就是所谓的“镭”。1903年,居里夫妇与同事贝克勒尔因在放射学方面的深入研究和突出贡献,被授予本年度诺贝尔物理学奖。不幸的是,在获得诺贝尔奖三年后,皮埃尔在穿越街道时被一辆马车撞倒当场身亡。这无疑对玛丽的生活和科研产生了巨大冲击。但工作慢慢帮助玛丽克服了悲伤,她继续战斗在科研的道路上。1911年,因提炼出纯的金属镭,居里夫人梅开二度,获得诺贝尔化学奖。除此之外,她还是X射线诊疗的研发者和推广者。一战期间,她开着车日夜奔波在前线,指导战地医疗服务队的工作,并开设学校培训了约150名熟练掌握X射线技术的女护士,为战争做出了杰出贡献。因长期暴露在放射环境中,玛丽·居里健康状况迅速恶化,最终患上了恶性白血病。1934年7月4日拂晓,她病逝于法国萨瓦省桑塞罗谟疗养院。
作为女性科学家,玛丽·居里是当之无愧的先驱者——第一位获得诺贝尔奖的女性;第一位在索邦大学任教的女教授;第一位大型科学研究所的女领导人;第一位被安葬在巴黎万神殿内的女性。同时,她也是一位母亲,一位将母亲职责与科研事业完美结合的先驱者,指引无数女性走向对于科学真理的追寻之路。
格特鲁德·埃利恩(1918–99)
格特鲁德·埃利恩并非家喻户晓,但她的贡献影响了我们的一生。1918年1月23日,格特鲁德出生于美国纽约。15岁时,她因祖父死于癌症而深感沮丧,便埋下了帮助他人摆脱跟祖父一样的痛苦的愿望。于是,成为一名化学家并找到治疗癌症的方法,这种想法始终激励着格特鲁德。20世纪50年代,格特鲁德和乔治·希钦斯彻底改变了新药开发和整个医学领域。她们开发的药物在挽救数以百万计人的生命方面发挥了重要作用。治疗白血病,使患病儿童存活下来;改进化学疗法药物,防止器官移植排斥;为世界带来第一种痛风的有效疗法、第一种安全的抗病毒药物……四十年来,格特鲁德始终追寻着自己所热爱的科研事业,开辟了药物研发方面的科学研究新途径,并使全球范围内数不胜数的患者受益。因其发现药物治疗的重要原理,格特鲁德被授予1988年诺贝尔生理学或医学奖。尽管她是获得诺贝尔奖的第五位女性,但却是第一位没有博士头衔的获奖者,也未获得医学学位。但这毫不妨碍她成为一名伟大的生化学家和药理学家。
当公众要求格特鲁德给从事科学事业的女性提供建议时,她回答道:“我没有任何独特的秘诀可以传授。首先也是最为重要的一点是选择使自己感到快乐的工作,没有什么比热爱更好的东西了。其次要为自己设定目标,即使难以实现,但朝着目标迈进的每一步都会给人以成就感。最后,坚持不懈,不要被外界所打击,相信自己,放手去做吧。”
多萝西·霍奇金 (1910–1994)
1964年诺贝尔化学奖得主揭晓后,英国多家媒体进行了报道。《每日电讯报》的标题是“英国妇女赢得诺贝尔奖:三个孩子的母亲将获得18750英镑的奖金”。《每日邮报》的标题更加简单:“牛津家庭主妇获得诺贝尔奖”。《观察家报》在其文章中写道:“看起来和蔼可亲的家庭主妇霍奇金太太因一项完全不属于家庭主妇的技能——解析出分子结构而获奖”。这位拥有三个孩子的“牛津主妇”,事实上是英国首位也是迄今为止唯一一位获得诺贝尔自然科学奖的女性多萝西·霍奇金。在那个对分子结构知之甚少的年代,多萝西用X-射线揭示出青霉素、维生素B12、胰岛素的分子结构,从而拓展了X-射线晶体学的领域,帮助生物学家合成各种物质并真正指导医学的进步。值得一提的是,多萝西对众多第三世界国家的科研事业充满热情和关心。她曾8次到访中国,与科学家进行学术交流,并提供帮助。尽管取得了巨大成就,多萝西仍怀有一颗谦虚与谨慎之心。她曾经对记者说道:“事实上,我生命中的90%都是在应对失败,只是偶尔能取得成功罢了。” 多萝西·霍奇金被人们铭记为一位伟大的科学家,一位温柔宽容的爱人,一位忠诚于和平的主角。
亨丽爱塔·勒维特(1868–1921)
1877年,31岁的爱德华·皮克林被任命为哈佛大学天文台台长。为了对众多恒星进行分类,皮克林雇佣了大量女性。这些女性被称为“哈佛计算机”或是“皮克林的后宫”。她们需要像计算机一样进行大量计算,并且比雇佣一个男性的成本低得多。1893年,亨丽爱塔·勒维特也成为其中一员。绝大多数恒星的亮度是稳定的。但是也有许多恒星的亮度确实有显著变化,这样的恒星即为变星。1904年的一个春天,亨丽爱塔正在比较不同时间拍摄的麦哲伦星云的照片时,她注意到了数十颗变星。这恰恰是人们之前所未发现的。后来,她发现了越来越多的变星,数目非同寻常。1908年,亨丽爱塔四年的工作凝聚在一篇题为《麦哲伦星云中的1777颗变星》的论文之中。她指出:“值得注意的是,较亮的变星周期更长。”这一切只是一个开始。她开始关注这种特殊的变星,即后来所谓的造父变星。
1912年,另一篇论文横空出世,轰动了天文学界。她将观测精度最高的25颗造父变星画在同一颗图上,纵坐标为亮度,横坐标为光变周期。该图显示了她的重要发现:造父变星的亮度和光变周期成正比关系。但这篇论文的署名是爱德华·皮克林。可是亨丽爱塔是如何知道那些看起来更为明亮的造父变星从本质上来说也是最亮的呢?事实证明,我们看到一颗恒星很亮,可能是因为它本身就比较亮,还可能是因为这颗恒星离我们较近。因此,为了比较这些变星的“内在亮度”,还需要知道距离。如果亨丽爱塔研究的是散布在天空各处的造父变星的话,她将无法断言出亮度和光变周期的关系,因为她无法将距离因素纳入考虑。但是,亨丽爱塔选取的所有恒星密集地处于同一个星云之中,因此她可以假设这些恒星与我们的距离大致上相同,所以可以推断,那些看起来更亮的造父变星,本质上也更为明亮。所以,亨丽爱塔给出了对造父变星的周期-光度关系的结论——造父变星的星等(衡量天体光度的量)和它们的光变周期成正比,也被称为勒维特定律。正是这个发现,提供了无数天文学家梦寐以求的宝贝——一把可以用来测量宇宙的尺子。只要我们记录下造父变星的周期,就能得到它的亮度,而这意味着计算出它与地球的距离便不是难事。亨丽爱塔·勒维特的发现极大地增进了人类对于宇宙真正尺度及其起源的理解。悲哀的是,她并未得到应得鲜花与掌声。她被皮克林指派去完成其他工作,仍是一名清贫、认真的哈佛计算员。
丽塔·列维-蒙塔尔奇尼(1909–2012)
丽塔·列维-蒙塔奇尼于1909年4月22日出生于意大利北部都灵的一个犹太人家庭。1938年,墨索里尼政府对于犹太人的歧视和迫害导致丽塔丢掉了实验室的岗位,不得不陷入颠沛流离的生活之中。战时充满挑战,但丽塔并不畏惧。她在卧室建立了自己的家庭实验室,后来又转移到小镇住处的一张小桌子,丽塔始终坚持着小鸡胚胎实验。也恰恰是这种坚持,为她日后发现神经生长因子奠定了基础。1952年,身处圣路易斯华盛顿大学实验室的丽塔与她的研究伙伴斯坦利·科恩合作分离出刺激神经生长的物质,并于1954年将其正式命名为神经生长因子。这一发现为二人赢得了1986年的诺贝尔奖。她和斯坦利向世界证明了神经生长因子的存在和力量,引领了许多其他生长因子的发现,从而彻底改变了胚胎学领域。丽塔的工作有助于解释细胞生长和演变的规律,并且可以帮助人们进一步认识如阿尔茨海默病、帕金森病的神经退行性疾病,以及疼痛控制、癌症等医学难题。
随着年龄的增长,丽塔越来越认识到年轻人,特别是女性在社会中所面临的挑战。她将一部分精力投入到慈善工作之中。成立慈善基金会资助数百名非洲女孩完成学业,建立国际网络以帮助妇女解决贫困、卖淫、吸毒等一系列现实问题。丽塔九十多岁时,视力衰竭使其无法专注,但她仍在兼顾科研与其他事业。作为意大利最为年长的议员,她长期对意大利科学发展表示关注和支持,并为科学事业做出巨大贡献。2009年,丽塔时年100岁,提出了自己关于神经生长因子的研究进程和建议。工作和保持思路清晰是她的头等大事。在一次采访中丽塔说道:“当我100岁时,我的思维甚至比我20岁时的思维更为活跃。”她坚持凌晨五点起床,继续传授知识。早上前往实验室指导研究团队,下午则在非洲基金会工作。三年后,她寿终正寝。但人们永远记得,103岁的丽塔·列维-蒙塔尔奇尼依旧美丽优雅,富有魅力,渴望改变世界。
莉泽·迈特纳(1878–1968)
1907年9月,28岁的物理学女博士莉泽·迈特纳因仰慕物理学家马克斯·普朗克而前往柏林继续深造。不久后她遇到了放射化学领域的专家奥托·哈恩,也是她长时间的合作伙伴。最初,女性被禁止进入实验室。莉泽只能拥有地下室的一个房间,不得与楼上的奥托交谈,甚至只能去街上一家旅馆使用洗手间。但她的决心和努力很快为她赢得了同事们的声誉和尊重。
1938年,德国吞并奥地利,莉泽一夜之间失去了庇护,被迫来到瑞典。这时,奥托和弗里茨在一次实验中惊讶地发现,当用一个低速移动的微小中子来轰击铀核时,铀核会被分裂成一些原子序数更小的物质。但他们并未能解释该现象,于是写信向莉泽请求帮助。面对同样的实验结果,莉泽则意识到:铀核确实分裂成了两半。当多余的中子使之超载时,原子核会分裂成两部分,释放出惊人的能量。这种核反应被命名为“核裂变”。这一发现颠覆了核物理领域,奠定了原子弹和原子能的基础。莉泽在发现核裂变时,只是一个身处异国他乡,饱受颠沛流离之苦的女性。而科研事业仍是男性的天下。奥托·哈恩的名字被科学界所关注,但莉泽三十年来的工作和成果被轻易忽略。“核裂变”的发现最终使得奥托独享了1944年的诺贝尔化学奖。莉泽曾多次获得提名,却始终未获得过。只因为她是一个女人,而且还是一个有犹太血统的女人。更令人沮丧的是,莉泽开始见证核时代的到来。当听到原子弹爆炸的消息时,她感到十分震惊。作为和平的拥趸者,尽管她拒绝参加美国曼哈顿计划,但她对自己在战后被称为“原子弹的犹太之母”感到十分失望。莉泽认为制造核武器是一种畸变,应当真正关心技术在医学和能源等领域的应用和实践。而对于莉泽本人来说,她从未想象自己的发现将会导致什么样的后果。但追求科学真理的过程,比任何国际认可或奖项都更为重要。1968年10月27日,莉泽·迈特纳在睡眠中安详的去世。她的墓碑上写着:“一个从未失去人性的物理学家。”
埃尔茜·威多森(1906–2000)
埃尔茜·威多森是20世纪英国最重要的营养学家之一。作为营养科学的先驱,她沉溺于实验研究。在第二次世界大战期间,她与罗伯特·麦坎斯共同负责设计和实施定量饮食配给,被公认为英国人最健康的饮食方式。此外,他们还对食物营养强化进行研究,这为他们赢得了“现代面包创造者”的美誉。埃尔茜求真务实,忠于探索,热情而又富有同情心的性格和品质使其和罗伯特成为最佳搭档,共维持了六十年的工作伙伴关系。他们共同编著的《食物成分》一书被当做是营养领域的开山之作。二人将食物的成分和人体健康联系起来。从此,饮食与健康、疾病的起源重新吸引了众多科学家的注意,甚至医生们也开始关注他们的研究领域。自20世纪30年代以来,埃尔茜与罗伯特基于实证的营养研究方法一直指导营养学的深入发展。
吴健雄(1912–1997)
吴健雄于1912年5月31日出生于江南水乡的一个书香门第。“健雄”这个带有几分阳刚之气的名字意味着希望父亲希望她不让须眉,积健为雄。得益于父亲的支持和鼓励,在那个闭塞的年代,吴健雄自小就浸润在书籍、杂志和报纸中,并得以在学校中接受正规教育。1929年,吴健雄进入南京国立中央大学读书。对于物理学的热爱使她期望继续深造。1936年,她来到美国加州大学伯克利分校,师从欧内斯特·劳伦斯、埃米利奥·塞格雷等物理学大师学习。与许多移居西方的中国人不同,吴健雄从未给自己起过英文名,始终坚持使用自己的中文名字,穿戴东方服饰。
1933年,费米提出了β衰变理论。众多物理学家致力于用实验来检验费米的β衰变理论的正确与否,但结果却不尽相同。经过细致精密的多种实验,吴健雄最终解决了β衰变的问题,获得了核物理学界的广泛赞誉。她在文章中写下自己的方法。不久之后,世界各地的实验室都在复制这种方法,不断验证吴健雄的结果。1957年,李政道和杨振宁因发现弱作用中的宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他们指出了值得研究的方向,提出了几组可能的实验。但吴健雄是将第一个真正这一切付诸实践的人,她率先用精妙绝伦的实验证明了宇称不守恒。随后,许多物理学家加入这项工作。然而诺贝尔奖的评奖规则指出,应当授予那些发现者。因此严格来说,即使吴健雄的贡献如此之大,她仍不符合诺贝尔奖的评选资格。事实上,当时许多人认为诺贝尔奖评选的主要标准是政治而不是科学价值,也为吴健雄鸣不平。但她本人却从未有所怨言,勤勤恳恳耕耘于科学事业。这位“中国的居里夫人”,是全世界女科学家的杰出代表。
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