莱曼与居里夫人,女性科学家的道路从不平坦

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  来到美国开启再就业之旅时,英格·莱曼(Inge Lehmann)已经65岁了,她未婚也未有子女,从丹麦来到美国也没有什么顾虑和羁绊。她不像自己所熟悉的那些在大地中穿行的地震波,反而更像是大西洋上自由而凛冽的风。

  那时,除了丹麦国内专门授予职业女性,且主要得主都是女演员的一个奖项,莱曼没有任何科研领域的荣誉和褒奖。对于小圈子外的人,她只是一个陌生的普通女性科研工作者,没人知道她是地球固态内核的发现者。


  老年时期的地球物理学家英格·莱曼,她的科研生涯一半在欧洲,一半在美国。| nyheder.ku.dk

  此前,物理学家居里夫人也曾踏上这片土地,在两个女儿的陪伴下穿越了整个美国。那时,她已经凭借诺贝尔物理学奖和化学奖名满天下,这次豪华美国游又让她收获了无数鲜花、赞许、头衔和奖项。

  在20世纪初,同一片大陆见证了两个同样天赋出众的女科学家完全不同的际遇。

  旧大陆上的新女性

  19世纪末,欧洲正在第二次工业革命的浪潮之中,面对工业革命以来巨大的新式人才需求,以剑桥大学为代表的中世纪大学顺应时代的需求重新吹响了复兴的号角。女孩开始在这波浪潮中有机会享受到和男孩一样的教育。女孩应该和男孩一样进入学校学习,已经被这个时代的欧洲知识分子们所普遍接受。

  不过这种改变不是一蹴而就的。1910年,憧憬着剑桥大学的英格·莱曼来到其下属的女子学院留学,最终却由于根深蒂固的性别歧视而身心俱疲,直接退学告别了学术圈。

  莱曼1888年出生于丹麦首都哥本哈根,她的家庭曾经涌现出了众多的艺术家、科学家、政治家,她父亲是丹麦实验心理学的奠基人。

  莱曼从小就在自然科学尤其是数学上表现出了惊人的天赋。到了上小学的年龄,父母把她送到了丹麦历史上第一所男女同校的私立学校,而她也成为了丹麦最早一批在学校里接受自然科学教育的女孩。

  哥本哈根非常之小,生活在那里的璀璨科学群星们都会有各式各样沾亲带故的关系。创办莱曼所在学校的汉娜·阿德勒(Hanna Adler)女士是量子力学时代哥本哈根学派掌门人尼尔斯·玻尔的姨妈,而未来将莱曼重新带回学术圈的伯乐是玻尔的妹夫。


  丹麦物理学家尼尔斯·玻尔,量子力学的一代宗师。他与爱因斯坦于1927年第五次索维尔会议上的论战广为人知。| AB Lagrelius & Westphal

  阿德勒女士相信,不光应该让男孩和女孩一起接受教育,更应该平等地对待他们。她的每一位学生,无论男女都会学习所有的课程。阿德勒女士和她雇佣的老师们都认为,男孩和女孩在智力上没有差距,因此他们也乐于给小莱曼更具挑战性的问题和更加因材施教的辅导,这在当时,甚至让莱曼的父母感到难以理解。

  1867年出生于波兰华沙的居里夫人(原名玛丽·斯克沃多夫斯卡)虽然没有享受到类似的学校教育,但也从家庭教育和自学中获取了丰富的知识。玛丽的父亲非常注重孩子们的全面发展和思考、自学能力。由于沙俄当局取消了波兰学校的实验课,他就把实验器材带回家里,自己教孩子们通过观察和实验去探索科学的奥秘。


  玛丽·斯克沃多夫斯卡与父亲和姐妹们,左一为日后的居里夫人,她的束腰非常具有时代特征。| Helena Skodowska-Szalay/Wikimedia commons

  无论是玛丽还是英格·莱曼都获得了良好的启蒙教育,并在这些启蒙教育中收获了理性主义与人文关怀的思想她们被教育成为一个现代社会的公民而不是封建社会的贵妇。然而,青少年时期优质的教育并未带来平顺的科学之路,成年之后,她们不得不面对大环境对于女性的束缚和要求

  居里夫人:

  崛起于诺贝尔奖,禁锢为一个符号

  和一直在小城市读书的莱曼不同,玛丽于1891年离开波兰来到了巴黎。依仗着大城市找对象的天然优势,她在这里结识了自己人生的伴侣皮埃尔·居里。巴黎大学毕业后,玛丽原本打算回到波兰谋一个教职,最终因为女性的身份而失败,索性便留在法国成为皮埃尔的科研伙伴与终身伴侣。


  居里夫妇,20世纪法国最重要的科学家夫妻。| Smithsonian Institution

  最初,和之前所有曾经在历史上留名的女科学家一样,玛丽更多地被视作皮埃尔的科研助手。这对夫妇被邀请前往伦敦皇家学院做一场有关放射性的报告,居里夫人却被禁止发言。直到1903年,皮埃尔力排众议将妻子加入到诺贝尔获奖名单,这一切才宣告停止。


  1903年居里夫妇的诺贝尔物理学奖证书。|nobelprize.org

  这个前无古人的诺贝尔奖成为了居里夫人在人生黄金期的第一桶金,成为她此后地位的奠基。之后,随着居里夫人第二枚诺贝尔奖牌彻底让质疑她的人闭嘴,她开始被人们视为一个真正的科学家了。

  如果人生有四季,居里夫人甜蜜而短暂的春天在1906年戛然而止:皮埃尔在这一年因为马车车祸去世了。

  后来,居里夫人继承夫君的衣钵和教职,成为巴黎大学史上的第一位女性教授和原子时代世界上最著名的科学家。当时科学的中心已经从巴黎转移到了以卡文迪许实验室为代表的英国、以玻尔研究所为代表的丹麦,以及以哥廷根大学为代表的德国。依然是世界文化中心的巴黎急需塑造一位英雄,塑造一位站在人民当中的女性科学家作为新时代的圣女贞德,那个人就是居里夫人。


  1921年,来到美国访问的居里夫人一家,从左至右分别为大女儿伊蕾娜、居里夫人、小女儿爱芙。|Wikimedia commons

  成为一个符号之后,居里夫人就不能单单代表她个人了,她更代表了人们心目当中完美的女性科学家,坚强、自信、聪慧、艰苦奋斗、淡泊名利、只求奉献不求索取、以攀登科学的巅峰为奋斗目标的现代圣人。

  因此,当守寡的居里夫人和有妇之夫郎之万陷入一段刻骨铭心的恋爱关系时,她几乎被愤怒的法国舆论所吞噬。

  舆论总期望女科学家是圣人,是能够完美平衡事业和家庭,并且面面俱到处理好所有角色的图腾,可这何尝不是对于女性的另一种压迫和异化

  英格·莱曼:

  孤军奋战,与地震学为伴

  英格·莱曼没有皮埃尔这样坚信男女平等的研究伙伴,也没有足够分量的第一桶金,纵然聪明绝顶,她也要面对女性科研工作者所会遭遇的学术天花板,以及各种七大姑八大姨对于生活的亲切问候。

  莱曼曾一度因为学术圈对于女性的限制而告别科研事业。

  1906年,居里夫人永远失去了挚爱的丈夫那一年,刚好18岁的莱曼以第一名的成绩通过了哥本哈根大学的入学考试,但因为曾经退学,她直到32岁才真正获得学士学位,40岁获得硕士学位,获得博士学位时已76岁高龄


  莱曼于1932年拍摄的签名照片,此时她已经发现了地球固态内核,只是还没有公开发表。| earthmagazine.org

  相比于人们对于海洋和星空的认识,人类认识地球内部的历史非常之短。就在莱曼进入大学的那年,科学家才通过对地震波的研究首次发现了地球的液态地核,此时莱曼也在哥本哈根的家中第一次感受到了地震,正是这一场地震,点燃了她与地震波终身爱情的第一束火花。30年后,她将以“P波”为题目,发表那篇著名的确立液态地核内还有一个固态核心的论文。

  P波即是地震波当中的纵波,也是地球物理学家研究地球内部时最好的伙伴。P波在固液气态内均可以传播,并且会在不同的界面上折射和反射,在不同的介质中传播的路径和时间也会不同,所以地球物理学家便通过研究P波来获得地球内部的结构,而大自然中,地震是大地内P波最常见的来源。

  1910年,在剑桥大学留学的莱曼因为女性的身份遭遇了诸多限制而心灰意冷。大病一场后,她便退学回到丹麦成为了一名精算师,通过为保险公司设计数学模型来挥洒自己的数学天赋。

  在早期,居里夫人面临的主要问题是一个穷字,而莱曼更多的是无人理解和认可。

  最终把莱曼从金融圈拉回到科研圈的伯乐,是丹麦的地球物理学家尼尔斯·埃里克·内隆德(Niels Erik Nrlund),也就是尼尔斯·玻尔的妹夫。通过偶然的接触,内隆德很快认可了莱曼惊人的数学天赋,他于1925年邀请莱曼成为自己的助手,并且让莱曼负责筹备和管理位于丹麦本土和格林兰岛的地震观测台。


  内隆德更多是作为一名数学家被后人记住。| Wikimedia Commons

  在此之前,莱曼从来没有见过地震仪,但在不到三个月的入职培训之后,她已经能够熟练使用地震仪并且深入理解和处理地震仪获得的数据了。至此之后,地震学就成为了莱曼一生的伴侣

  1929年6月7日,新西兰南岛发生了7.8级地震。莱曼的地震网络在地球内部的一部分区域记录到了一些P波,而这些波浪并未被之前的模型所预料到。因此她迅速做了一个大胆的推测:这些波浪比在液体核心中传播速度快,是不是因为地球的核心内部还有液体以外的其他东西?


  莱曼在1936年发表的关于地球固态内核的论文中所使用的配图。| e-education.psu.edu

  在计算机尚未出现的年代,要验证这些猜想只能依靠手动运算。据说莱曼堂兄的儿子曾经亲眼见证了她的计算过程。那是一个夏天的下午,莱曼和家人们坐在哥本哈根的花园里,在野餐桌面上摆满了用燕麦片盒子临时做成的卡片,每张卡片上包含了地震的时间、波形的形状以及它们速度的信息。碾压完这些卡片后,莱曼惊讶地发现,地球还有一个密度更大的核心位于流体地心之中。而且她精确计算出了这个固态内核的半径为1215千米。这个数值与如今超级计算机计算出来的结果完全一致

  不过出于谨慎,莱曼并没有马上宣称地球核心的新部分是固体,只是说它与之前的液态地核不同。她迅速写信给当时的地震学权威报告这个结果,却始终没有等到回应。厌倦了无尽等待的莱曼1936年独自发表了这篇著名的论文。这个划时代的发现很快被许多地球物理学家接受,但直到1947年才进入了地震学的权威教科书


  2015年,为纪念莱曼诞辰127周年,谷歌将搜索页徽标换成了地核特别版。|Google

  莱曼一生都以聪明、勤奋、泼辣著称,她清楚地意识到单枪匹马的自己在与男性的竞争中是多么无力,她曾有一句名言:“你应该知道我必须要和多少无能的人进行徒劳无功的竞争!”

  女科学家的道路从不平坦

  1934年,居里夫人作为一个吃了一辈子射线的人,最终在66岁因再生障碍性贫血而去世。之后她的大女儿和大女婿为居里家族再添了两枚诺贝尔化学奖,小女婿则再添一枚诺贝尔和平奖。而她培养出来的中国学生施士元先生后来又培养了另一个女性物理天才——与诺贝尔物理学奖失之交臂的吴健雄先生。她的大女儿和女婿培养出了中国的“居里夫妇”钱三强、何泽慧先生,以及“法杨公”杨承宗先生


  一生穿着旗袍做物理的吴健雄,她也是美国物理学会历史上第一位女性会长。|realitypod.com

  1993年,英格·莱曼以接近105岁的高龄去世,作为迄今最长寿的科学家之一,她70岁之后在美国开启了砍瓜切菜的荣誉收割模式。当美苏开始进行太空争霸之后,除了政治上的成果,取得最多的就是地球物理和空间物理上的成果,因此莱曼也活着见证了自己行业的黄金时代。这段时间,她利用卫星的数据和地下核试验的数据,又陆续发现了诸多成果,并在99岁时写下了自己的最后一篇论文


  来到美国之后,随着地球物理的黄金时代到来,莱曼也成为了一个需要经常去领奖的科学明星。| ukendt Scanpix

  如今,无论是居里夫人从事的原子物理还是莱曼从事的地球物理,投身其中并获得学位的女性都在增加,但是真正获得顶尖地位的女科学家依然很少。在最近的中国院士统计中,女院士的比重依然不超过10%,而且比男院士呈现出了更严重的领域聚集化老龄化趋势

  大量的女性攻读完硕士博士学位后在黄金期放弃自己的事业,就像曾经放弃科研进入金融界的莱曼一样。很多时候,女性科学家和男性科学家之所以拉开差距,就在于当男性科学家开始学术积累时,女性科学家却不得不更多地投入到照顾家庭和生育中

  其实不光是女性科研工作者,几乎所有事业女性都承受着社会和家庭的双重期望。一生泼辣的莱曼直接终身未婚,而即使是居里夫人也要花费大量的精力去兼顾家庭和事业。除了一家人日常的吃喝用度、收入支出,她还因为子女的教育问题专门开办了一个货真价实的诺奖级私塾:既然没有钱也没有精力去选择著名的私立学校,那就自己和科学家朋友们亲自来教。


  年轻时忙着照顾两个孩子的居里夫人。|Wikimedia Commons

  很少有人会去问一个事业成功的男性如何平衡事业和家庭,但是几乎所有事业成功的女性都会被问到这个问题。

  《第二性》的作者,法国存在主义哲学家波伏娃曾经指出:女人不是天生的,而是社会造成的。相比于大多数女性,居里夫人和英格·莱曼已经是最幸运的一批,无论她们有如何不同的科学道路,她们都在人生中或早或晚的某个时刻得到了认可。而更多的女性科研工作者要么早早退出,要么始终得不到自我实现的机会。

  女性的彻底解放,除了政治和经济的条件外,还有赖于男性和女性观念的改变、传统习俗的改变和整个社会的改变

  作者:毛毛象

  编辑:odette

  参考文献

  [法]纪荷.居里夫人:寂寞而骄傲的一生.尹萍译.北京:九州出版社.2004

  [法]艾芙·居里.居里夫人传.左名彻译.北京:商务印书馆,1984

  [法]玛丽·居里.居里夫人自传.杨建邺译.哈尔滨:哈尔滨出版社,2003

  [美]小本杰明·富兰克林·豪厄尔.地震学史.柳百琪译.北京:地震出版社,1998

  Alanna Mitchell, The Spinning Magnet. New York:Dutton, 2018

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