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科学中的她 | 惊艳世界的女性科学家,撑起科学的半边天-其他-智连星医

来源 | 西湖教育基金会WE


01 这是“WIFI之母”的曲折故事。


1940年,二战硝烟弥漫在欧亚大陆上空。一个秋日午后,远在太平洋彼岸美国,奥地利女人海蒂·拉玛急切地把自己关于跳频无线电信号控制鱼雷的想法解释给新朋友乔治·安泰尔。按照海蒂·拉玛的设想,这项技术要用来降低探测或干扰无线电控制鱼雷的风险。这年9月,英国一艘轮船被德军鱼雷击中,325名乘客遇难,给海蒂·拉玛带来极大冲击。她希望自己能做点什么,扭转同盟国军队在战场上的不利形势。


但没有人在意海蒂·拉玛的科学构想,她被人们广为熟知的身份是好莱坞影星,因《神魂颠倒》《海角游魂》等影片而被好莱坞称为“世界上最美丽的女人”。


海蒂·拉玛,照片源自海蒂·拉玛基金会


或许是犹太血统让海蒂·拉玛无法在二战中置身事外,又或许是科学天赋让她希望在演艺事业之外证明自己。总之,海蒂·拉玛迫不及待地找到了发明家安泰尔,着手研发无线电控制鱼雷以避开干扰的问题。她的想法很简单:如果无线电发射机和接收机同步,同时改变它们的调谐,从一个频率到另一个频率随机地跳在一起,那么它们之间传递的无线电信号就不会被干扰。她称这个想法为“频率跳跃”,甚至提醒安泰尔如何实现:就像改变钢琴按键能改变音乐一样,改变无线电信号频率同样能改变信号。


1941年,海蒂·拉玛和安泰尔对这项发明进行了两次迭代。在第二次迭代后的设备中,海蒂·拉玛将控制跳频的装置称为“飘带”,让这件军事设备多出一份浪漫。当年6月,海蒂·拉玛和安泰尔向美国专利局申请技术专利。1942年8月,他们获得该局颁发的“秘密通信系统”专利。此时,太平洋战场正发生关键转折,海蒂·拉玛满怀期待地将这一专利递交给美国国家发明委员会,希望能在战场发挥作用。但委员会将她的发明束之高阁,还建议她以当红女星身份担任战争债券的代言人。她照做了。


海蒂·拉玛没有获得任何与科学、发明相关的名誉,她的理念和发明被掩埋在历史角落。直到20年后,跳频理念才被使用在军事通信上。此后,随着小型计算机芯片的广泛使用,跳频技术真正走上历史舞台,广泛应用于计算机、手机、WIFI等领域。


然而,等待科学界承认的过程,长达半个世纪。50多年的时间里,媒体从未将海蒂·拉玛当作一位拥有智慧的科技女性来报道。20世纪80年代,距离她的关键发明已经过去40多年,跳频技术在计算机等领域广泛应用,一位名为罗伯特·普莱斯的电气工程师尝试为她申请奖励。罗伯特分两次申请了美国电气与电子工程师学会的奖项和荣誉勋章,均以失败告终。


直到1997年,美国电子前沿基金会才给海蒂·拉玛的发明授予“先锋奖”,承认其在计算机通讯方面的贡献。这是她获得的第一个科学荣誉。此时,海蒂·拉玛已经84岁高龄,而她提出跳频理论时,年仅27岁。领奖台上,无法到场的海蒂·拉玛打来电话,只说了一句话:“这一刻终于来到了。”


海蒂·拉玛,她的研究惊艳了世界,她却没有以科学家、发明家的身份被时代看见。



02 王贞仪被人看见的时间,距离她生活的时代已经过去两百多年。


2000年2月8日,北京天文台发现一颗小行星,国际天文学联合会将其命名为“Wang zhenyi”。哪怕是天文爱好者,也在追问这是谁。

王贞仪


答案要追寻到254年前的南京。1768年,江宁府上元县(今南京)一个书香门第迎来了一个女娃,取名王贞仪。这是乾隆三十三年,生逢盛世,王贞仪得益于开明的家庭环境,自幼在为女儿们设立的私塾学习,不仅接受系统的文化教育,还跟随祖父学习了大量天文和算术知识。她伴随祖父和父亲游历了半个中国,在不同地点坚持夜观星象,同时博览群书,逐渐痴迷于天文和算术。


她不是人们印象中的清代女性,在当时更是一个另类存在。20岁那年,王贞仪把祖宅的宴会厅做成了实验室。那时的她困于月食成因:亥子之时,日入地中,月出上,中既间隔,日岂隔地而会月?(《德风亭初集·月食解》)


21时至次日凌晨1时,太阳落入地下,月亮高高升起,中间隔着大地,太阳光怎么照到月亮上导致月食现象呢?


百思不得其解的王贞仪利用宴会厅里的灯和镜模拟月食场景,发现了日、地、月之间的转动。于是,她在研究前人成果的基础上,配上自画图,留下一篇2100字的《月食解》,深入浅出地解释了月食成因,和现代天文学阐述月食原理一致。这也是世界上第一份完备的月食成因解释。


当时,天文学在世界范围已经走进近代现代天文学阶段,哥白尼的日心说成为主流观点,天文学家习惯采用先进仪器进行观测、推导结论,但这都是普通人难以接触的事物,清朝律令甚至不允许民间私自研究天文。就在王贞仪凭借自己的天文算术知识推导出《地圆论》时,乾隆皇帝正把西方传教士带来的天文仪器深锁在紫禁城。


王贞仪在没有条件的情况下创造了历史,但历史很长时间将她遗忘。一个无法避开的原因,就是她的女性身份。29岁那年,王贞仪因病过世。生前最后的日子里,如何处理这短暂一生中凝结心血的文稿,是王贞仪最困难的决定。她很清楚《德风亭初集》出版后,世人对自己的评价:妇人唯酒食缝纫是务,不应操管握牍,吟弄文史;更不应当将闺阁之作公布于世,谋取浮名。


在当时的社会环境下,女性研究科学,女性刊刻文稿,为世俗所不容。最终,王贞仪焚烧了一部分书稿,删减了一部分书稿,以避开世人评价;剩下一部分既不舍得烧毁和删改,却也不敢集结出版的文稿,她托付给了一位朋友,但这些内容后来消散在历史的长河中。


人们无法估量那些消失的文稿里是否记录过石破天惊的发现,只能从她为数不多的存世书稿中看到这位女性闪耀的智慧。《岁差日至辩疑》、《盈缩高卑辩》、《经星辩》、《黄赤二道解》、《勾股三角解》……王贞仪几乎以一己之力追上了现代天文。《自然》杂志将她选入“为科学发展奠定基础的女性科学家”,美国畅销书《勇往直前:50位杰出女科学家改变世界的故事》将她的贡献收录。200多年后,王贞仪才得到应有的评价。



03

当我们翻开世界科学史的长卷,会发现女性身影曾经踪迹难寻。过去,她们缺少受教育机会,更缺少接触科学的机会;而当少数幸运又聪敏的女性有了这样的机会,并且加倍努力地做出贡献后,却难以获得应有的肯定。


总要有人打破旧世界的循环。


玛丽·居里出现了,她第一次让全世界的目光聚焦在一位女性科学家身上。她清贫的生活,她不畏艰辛的研究,她自制医疗车上战场的行动,让人惊叹于这位女性无与伦比的坚韧与善良。在那张拍摄于1927年索尔维会议期间的“科学界最牛合影”里,终于定格了一位女性身影。


女性参与科学不再是天方夜谭,但要想获得公平对待,这只是起点。毕竟,就连居里夫人在申请法兰西科学院院士时,也被一众老院士以不接受女性为由拒之门外。


玛丽·居里,照片源自美国国会图书馆


值得庆幸的是,女性一旦走上历史舞台,就无人能阻挡她们的光芒。屠呦呦研发的疟疾治疗方法挽救了数百万的生命,多萝西·霍奇金因为通过X射线技术确定重要生化物质结构而被认为是结构生物学奠基人,格蕾丝·赫伯发现了世界上第一个计算机bug……在人类群星闪耀时,女性不曾消失。


博尔赫斯说,时间是最好的甚至是唯一的编撰者。


是的,时间终究会证明女性之于科学的价值。今天,我们正在这条时间线上。路途是否顺利,取决于我们如何对待女性科学家。耶鲁大学一项研究发现,全美物理学博士中,只有1/5是女性;全美物理学教授中,只有14%是女性。如果在搜索平台输入“女性”“科研”“比例”这一类关键词,会看到很多不同答案,但几乎可以形成两个共识:这是几千年农业世界遗留的问题,与女性自身无关;女性从事科研,可以和男性一样优秀。


当共识形成,时代就给了我们解题机会。女性在越来越多的领域发挥作用,未来,她们会在科学界爆发的能量值得期待。在去往这个未来的道路上,请看到她们,倾听她们,支持她们。



04

当今社会,越来越多的女性走上科研道路,女科学家们以其独特的坚韧和智慧,在科研领域绽放“她力量”,改变着社会,也在改变着人类发展的进程。然而,杰出女科学家的挑战,往往不只来自科学,更来自性别。


值此特殊的节日,向在这个时代勇敢地追逐科学梦想,创造一个更加开放、更加包容、更有温度的科研环境和美好未来的女性,向一直致力于推动科学创新、教育创新的女性科学家表达敬意。


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