女科学家,穿过百年风华
作者: 肖瑶
从科学史里寻找女性的痕迹,是一件让人心潮澎湃的事。
在网上搜索“原子弹之母”,结果既可能是吴健雄,也可能是王承书。前者,是二战期间“曼哈顿计划”的唯一女科学家。后者,是引领中国第一颗原子弹成功爆炸的主将。
以物理、化学等现代学科为主的科学领域,中国是后来者。我们经历了向西方学习的现代化进程,因此,不少称谓与意义都有着向西方借鉴与学习的痕迹。再如,“中国的居里夫人”,指的是何泽慧,她是中国原子能物理事业开创者之一,与“中国原子弹之父”钱三强伉俪情深。
原子弹的发明与开拓,是国力与科技实力的关键节点之一。辅助发现“宇称不守恒定律”、帮助杨振宁与李政道获得诺贝尔奖的吴健雄;新中国科研的主要倡导者、被誉为“中国半导体之母”的谢希德;与丈夫钱三强联合发现铀核三分裂与四分裂现象的何泽慧……她们在中国科学史上有着独属于自己的一页。出于尊重,后人也许会尊称她们为“先生”。
现当代,“女士”与“先生”的概念有了时代含义,两者在广义上已互为平等。而“女科学家”四个字,在今天不再是稀缺与异类的代表,而是更多昭示着某种只有女性能提供和展示的生命经验。
回望中国女科学家走过的路,她们与祖国、她们的时代一同成长。直至今天,越来越多女性科学家从中国走向世界,短短百年时间,从无到有地建立了一种从边缘到中心的历史叙事。
脱轨者
1901年,一个名叫谢长达的江南妇女,率先在苏州发起妇女放足会。她虽是小脚,却希望从废止缠足这件事入手,扭转“中华闺阁,大半不学”的固陋局面。
谢长达不是科学家,只是旧式望族联姻中的一枚棋子。她的丈夫王颂蔚,是两任帝师翁同龢的得意门生,也是蔡元培的老师。丈夫因割地赔款忧愤而逝后,谢长达带着九个孩子回到老家苏州,独自教养子女。
放足与科学没有直接关系,但谢长达对女性进步的坚持和奉献,这件“小事”只是个开始。
1906年农历十月,谢长达的一个孙女出生,儿子王季同给她取名王明贞。王明贞十岁那年的一天,谢长达偶然看见她正在给一个弟弟穿衣服,便对王明贞的继母斥道:“你怎么把明贞留在家里当婢女使唤?她应该去学校念书!”
在王明贞出生的同年,谢长达创办了振华女校(后更名为苏州第十中学),设置数理化,而且用的都是外国原版教材。这所学校后来走出了作家杨绛、妇产科学家王淑贞、农学家沈骊英等女性。其中,还包括谢长达的一个外孙女,名叫何泽慧。
何泽慧比王明贞小8岁,生于一战爆发前夕,也与新思潮的涌动勃发一同面世。她们的青春年华几乎覆盖整个动荡的近代中国。二战结束之际,何泽慧发现了原子核裂变的四分裂现象。不过,相较于何泽慧,后人更多听闻的是她的丈夫钱三强。
王明贞提前获知自己考了第一名,但最终的发榜名单上却没有她的名字。命题组组长说了一句话:“派个女学生出国去学物理,不是浪费钱么?不如派第二名男学生好。”
严格来说,中国古代没有“科学(science)”一词;晚清以来,西学东渐,“science”一度被译为“格致”,沿用至20世纪初。“格致”本是中式哲学里的词语,在《大学》里,“格致”即“格物致知”,指穷究事物的原理法则而总结为理性知识。
五四时期,“赛先生”的强势侵入,乘着某种振兴民族的公共气概,一定程度上打破了当时沿袭自传统的男女教育格局。
王明贞中学毕业后,王季同希望她先结婚,不必急着去读大学。幸好,当时姐姐王淑贞拿着医学博士学位从美国霍普金斯大学回国,二话不说用自己的钱资助妹妹读书。
从密歇根大学以物理硕士毕业后,王明贞先在金陵女子大学教了两年书,随后还想再一次尝试申请英庚款的国家留学基金。
然而,虽然王明贞提前获知自己考了第一名,但最终的发榜名单上却没有她的名字。当时的命题组组长看到录取名单后,说了一句话:“派个女学生出国去学物理,不是浪费钱么?不如派第二名男学生好。”
王明贞只好先回国。1937年夏天,因日军侵华,王明贞转移到汉口。邀请她任教的金陵女子大学校长吴贻芳,恰好也在汉口。听闻王明贞的留学梦,吴贻芳当即为她写下一封推荐信,王明贞得以再次被密歇根大学全额奖学金录取。
就在王明贞来到密歇根的第二年,另一名与她一样毕业于燕京大学的女学生王承书,也进入了密歇根物理系,研究方向是稀薄气体中声的传播和气体中的输运现象。
王承书原本留在燕京大学任教,同时继续攻读硕士学位。卢沟桥的枪声,逼迫她离开北京,辗转到西南联大。
在西南联大期间,她得知了密歇根大学的巴尔博奖学金计划。那是一份成立于1917年,专门用来资助包括中国在内的东方女生来密歇根大学留学的奖学金。
因为战争,她们的留学梦得以实现。有书读,是时代的偶然;就此作罢,才是那个年代更多女子命运的必然。
事实上,回溯旧时代的女性知识分子,也许会发现一个令人不愿承认的事实:历史上那些克服性别掣肘与传统观念的女性,鲜少有人是从贫困且封建的家庭里走出来的。她们身后的家庭,大多有着超前于时代的精英意识与社会责任感。她们接触到的智识环境,也是同年代大部分女子所不能企及的。
闯入者
1932年,18岁的何泽慧进入清华大学物理系。当时,这个班里有8位女同学,时任系主任叶企孙担心女生学物理困难,动员她们转系。最后,只有包括何泽慧在内的3名女学生坚持到毕业。
女性到底适不适合学物理—或者这个问题的主语应当换一下:物理到底是否本质上排斥女性?只有历史能给予答案。
同年,远在北平的燕京附属小学来了一个名叫曹天钦的河北转学生。30年后,他将拿着剑桥大学生物化学系博士学位,领导人工合成牛胰岛素工程,成为中国发现蛋白质奥秘的生物学先驱。
在那时,这名转学生让另一个长久以来一直位居第一的学霸谢希德落到了第二名。
谢希德是个女孩,福建泉州人,生于军阀混战年代。她的父亲谢玉铭,曾因精确测定氢原子光谱结构,被杨振宁誉为“与诺贝尔奖擦肩而过的人”。
抗日战争爆发后,谢希德辗转考上湖南大学物理系,可没多久就因股关节结核病被迫休学。四年卧病期间,她仍然自考上了厦门大学物理系。
在给厦门大学的自荐信里,谢希德写道:“国家在巨变中,人类的历史正在重写,中国的前途有待于这辈青年的努力。”胸怀如此大义的谢希德,在新中国成立后,成为我国半导体物理学科的开创者,从无到有地,在新中国建立起固体物理学和量子力学等数门物理相关课程。
1936年,何泽慧从清华毕业,进入德国柏林高等工业大学技术物理系攻读博士学位,成为实验弹道学专业的第一个外国女留学生。
同一年的大洋彼岸,另一个24岁的江南女子从老家苏州浏河镇出发,踏上前往美国的船。她将要在加利福尼亚大学伯克利分校,开始物理学研究生学业。面试她的时候,主持人是32岁的物理学系正教授奥本海默。
这是一名身材娇小、爱穿旗袍的江南女孩,在家族排第二,按照“英雄豪杰”的字辈,有一个浑厚遒劲的名字:吴健雄。
青年吴健雄受到父亲与时任上海中国公学老师胡适的影响,尤其是听过胡适在苏州第二女子师范学校那场名为《摩登的妇女》的演讲后,感到“思绪澎湃,激动不已”。胡适提倡的“大胆假设,小心求证”,更是成为吴健雄走上科学求真道路的重要精神支撑。
1941年,太平洋战争爆发,改写了当时许多科学家的命运。
在家庭和丈夫的支持下,谢希德日后成为新中国第一位女校长、复旦大学迄今为止唯一的女校长。
何泽慧被迫滞留德国。两年后,她进入海德堡威廉皇家学院核物理研究所,从事原子核物理研究。
同一时期,美国麻省理工学院校长卡尔·康普顿等科学家,意识到了科学研究对战争的重要性,于是向罗斯福总统建议,成立一个专门研究雷达的“辐射实验室”。
当时,刚从麻省理工学院博士毕业的王明贞,在数学家乌伦贝克教授的好友推荐下,来到了辐射实验室工作,研究噪声理论。三年后,王明贞和导师联名写了一篇关于布朗运动理论的论文,刊登在1945年的《近代物理评论》上。之后的半个多世纪里,这篇论文一直被评为“20世纪上半叶物理学方面最有影响的论文之一”。
1946年春天,何泽慧离开德国,来到法国巴黎,与丈夫钱三强一起,在居里夫妇实验室共同继续科研。在这里,他们首次发现了铀核裂变新方式—三分裂和四分裂现象。在此之前,国际上一直认为,原子核分裂只可能分为两个碎片。
而远在美国的吴健雄,从伯克利博士毕业后,在奥本海默的邀请下,加入了美国政府于1942年到1945年开展的“曼哈顿计划”。这个计划的最终目标,是赶在战争结束前造出原子弹,而其所倚仗的理论基础,是1939年德国科学家提出的铀原子核裂变反应。
80年后,美国《时代》将彼时已逝世20余年的吴健雄推举为世纪年度女性。赞词这么写道:“如果没有这位物理学家,这个项目(曼哈顿计划)可能会失败,甚至二战可能会拖延到1946年以后才结束。”
裂 变
战争结束后,裂变还在发生。
微观物理学家热衷于研究粒子,其中有两个粒子θ和τ很特殊:它们具有几乎相同的质量与寿命,却有两种不同的衰变模式。
这一发现违反了一直以来盛行于物理界的“宇称守恒定律”。当时,中国籍科学家杨振宁与李政道首次对这一近乎公理的定律提出挑战。他们发现,自然规律并不是完全对称的,宇宙像个“左撇子”。
1957年,李政道与杨振宁因提出“宇称不守恒”理论,共同获得了第57届诺贝尔物理学奖。
后来,杨振宁却说,“唯一理解到验证他们理论的紧迫性和重要性的人”,是当时为他们提供重要帮助的吴健雄。
1948年,李政道在哥伦比亚大学第一次见到了吴健雄。彼时,吴健雄正在打磨一种晶体,她想要纠正以前“β衰变”实验里的一个错误,她管这叫作“训练电子”。
李政道后来在回忆录里写:“搞理论的人是用薛定谔方程、狄拉克方程来理解和描述电子的状态和行为的,而真正做实验的人却是像对待猫、狗一样,细心爱护、训练电子。电子训练得好,晶体里面没杂质,从它们的行为中得到的数据才能告诉你实在的世界是怎么回事。”
20世纪50年代中期,为了适应时代发展需求,中国也开始重视计算技术与半导体技术。1955年,在何泽慧的指导下,物理研究所研制出了中国第一台物理探测器。
次年,在周恩来总理的授意下,中国第一个半导体专门化培训班在北京大学成立,副主任是时任复旦大学的教授谢希德。当时,谢希德刚成为母亲不到5个月,丈夫曹天钦支持她去北大的选择,并担起照料孩子与家庭的全部责任。在家庭和丈夫的支持下,谢希德日后成为新中国第一位女校长、复旦大学迄今为止唯一的女校长。
也是在同一年,李政道找到在哥伦比亚做教授的吴健雄,想邀请她一同帮忙证明“宇称不守恒定律”。那时,吴健雄教授是β衰变实验方面的权威专家,决定要参与后,她当即取消了暑假旅行计划,着手加入工作。
近半年时间内,吴健雄每天从凌晨2时开始工作,如三班制的工人,度过了那个寂静而深沉的新年。直至次年1月15日,在哥伦比亚大学演讲厅对世界宣布的宇称不守恒的最终结论,彻底扭转了物理史上的一个陈见。