世界顶尖科学家论坛 | 女孩们加油吧!科学界盼有更多的“居里夫人”-LMLPHP

哪位世界顶尖女科学家,让人最耳熟能详?绝大多数人脱口而出的,应该还是居里夫人。这位生活于一个多世纪前的女科学家以及她的女儿,一直占据着有关女性与科学故事的“最头条”。今年,美国女性物理学家安德莉娅·盖兹与另外两位科学家一道分享了2020年诺贝尔物理学奖,成为世界上四位获得诺贝尔物理学奖的女性,也是居里夫人之后的第三位女性物理诺奖得主。今天开幕的第三届顶尖科学家论坛(WLF)上,这位新科女诺奖得主挟黑洞研究“踏云而来”,更带来了女性与自然科学不一样的新故事,她希望能够激励更多年轻人特别是女性,勇敢地加入自然科学研究。

告别世纪等待   物理诺奖迎来新女性

自然科学领域的著名科学家中,女性还是偏少,特别是物理学。世界上第一位获得诺贝尔物理学奖的女性就是居里夫人,1903年她与居里先生共同获奖。经过半个多世纪的等待,直到1963年,才有了第二位女性物理诺奖得主,美籍德国科学家Maria Goppert。又过了半个多世纪,才出现第三位女性物理学奖得主Donna Strickland,那是2018年。终于进入2020年,女性与物理诺奖之缘不用再经历漫长的“世纪等待”,55岁的美国洛杉矶加州大学教授Andrea Ghez,接到了诺奖协会打来的电话。在被告知与另外两位科学家分享2020年诺贝尔物理学奖的那一刻,她难以置信。

曾经,人类“最强大脑”爱因斯坦本人并不相信黑洞真的存在:这些超重量级的怪物能捕捉进入其中的一切,甚至光也无法逃脱。1965年1月,在爱因斯坦去世十年后,现任英国牛津大学教授的罗杰·彭罗斯证明了黑洞真的可以形成,并对其进行了详细的描述:“黑洞的核心是隐藏着一个奇点,在这个奇点中,所有已知的自然法则都停止了。”

之后,德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔和美国物理学家盖兹利用世界上最大的望远镜,开发出了透过星际气体和尘埃的巨大云层,观察银河系中心的方法。科学家挑战技术极限,改进新技术以补偿地球大气层造成的干扰,建立独特的仪器,并致力于长期研究。这项开创性工作为人类提供了迄今为止最令人信服的证据,证明银河系中心存在一个超大质量黑洞。今年的诺奖,正是表彰他们发现了银河系中心有一个超大质量的紧凑物体。诺贝尔物理学委员会主席大卫·哈维兰评论盖茨等科学家的发现时说,“他们为研究致密和超大质量天体开辟了新的领域”,   

这一让黑洞可见的“新开辟”,恰恰源自25年前,一位女性固执得有点不可理喻的坚持。盖兹的主要研究是在位于夏威夷的凯克天文台完成的。凯克天文台台长希尔顿·刘易斯回忆说,25年前,她刚到天文台,就提出了一个离谱的要求:修改天文台的软件,冒着破坏仪器的风险,做一些在仪器设计功能之外的的事情——观测银河系中心的黑洞。当时,“几乎所有人都认为这是在浪费时间。”   

不是所有被说是浪费时间的人,都会退却。盖兹“执迷不悟”,刘易斯妥协了。天文台改造了近红外照相机(NIRC),使它可以进行超快图像输出,然后重新叠加结果,以消除大气湍流的影响。此后25年,盖兹对3000多个星体进行了观测研究,最终发现了人马座A*——一个400多万倍太阳质量的黑洞。要知道,弄清楚观测数据非常困难,且极其耗费时光,但盖兹坚持下来了。“这需要决心、坚韧和专注,”刘易斯了解的安德莉娅·盖兹,是拒绝接受“不”作为答案的人,“她的词典里可能根本没有这个词”。

成为一名女天文学家,你可以!

在从没想过自己会获得诺贝尔奖的1995年,盖兹刚刚在加州大学洛杉矶分校任职时,就出版科学励志书,《你可以成为一名女天文学家》。这本书希望告诉女孩子们,你可以爱美,你也可以选择科学。科学对女孩来说,不是排它项;女孩对科学来说,也不是单调乏味的人生故事。

“我将成为第一个登月的女人!”1969年7月20日,当美国航天员尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)从阿波罗11号上走下来,将人类脚印刻在了距离自己聚居区38万公里之外的月球上。蹲在电视机前,只有4岁的盖兹被这一幕深深地震撼了,她转过身向母亲宣布。

千万不要以为,科学家儿时就有很多与众不同。就像每一个孩子的豪言壮语一样,盖兹很快就忘记了自己的“登月计划”。虽然,身为芝加哥一家当代艺术馆前馆长的母亲,和芝加哥罗斯福大学经济管理系教授的父亲,第一时间给他买了一台望远镜,但是她义无反顾地迷上了美丽又梦幻的舞鞋,想成为一名芭蕾舞演员。

当热爱要变成职业时,盖兹犹豫了。一双双磨破的足尖鞋,让她强烈意识到,一生都“活在脚尖上”实在太辛苦了。女孩的梦想再次转舵,从小还爱玩拼图和脑筋急转弯的她,对数学产生兴趣并且发现自己擅长于此。当时问世的一项研究表明,男孩比女孩在学数学方面更聪明。这激起了盖兹的挑战欲,她让数学班的男生们和她一起参加一个竞赛,看看谁能在考试中做得更好。

“老师们鼓励我去学数学,我也把数学看作是一种游戏,我周围的人给我的影响都非常积极。在追求数学这一点上,不曾有任何因素让我感到泄气。”后来在接受美国国家科学基金会采访时,盖兹将自己儿时受到的教育喻为“铠甲”。她的挑战欲和好奇心挂上了铠甲,所向披靡。

看清了自己所长,她决定走向科学之门。1987年,盖兹进入麻省理工学院,并发现了物理学能帮助找到个人好奇心的终极答案——宇宙的尽头在哪?充满热情的姑娘,再一次果断换了专业。“我爱数学”,但第一次到天文台帮忙时,“我完全被黑洞迷住了,我爱上了这份职业。”天文台里独特的技术氛围,点燃了她的好奇心。当她发现从宇宙深空中发来的X射线蕴含着天体秘密时,脑海中浮现出了一个妙不可言的想法,一些射线源可能是黑洞——她似乎找到了自己毕生所向。

之后,盖兹与根泽尔的团队各自独立完成了黑洞的观测发现。当被问及天文学家之间的竞争时,她坦言花了大约10年的时间,才想明白了一个做学术研究的基本准则:“集中精力把科学做好,而不是抢第一。”                                                  

女孩们也可以学好物理

其实,与物理学女诺奖“越跑越快”同步,女科学家在世界顶尖科学家里的数量也与日俱增,每年揭晓的诺奖中,总会见到“她”身影。记者从世界顶尖科学家协会获悉,女性顶尖科学家还不够多,但是今年已经看到了增势。据统计,从1901年到2017年,共有22位女科学家,23次获得诺贝尔奖科学领域的奖项。这其中,女性最多获奖的领域是诺贝尔生理或医学奖。

或富裕,或贫寒,尽管出生的背景不同,这些顶尖女科学家们用巨大的耐心和勇气,智慧与力量,摘得了科学领域的最高桂冠。在自然科学领域里,她们通过个人贡献与奉献,改变与影响着这个世界,激发着更多的有志女性投身科研事业。这其中就有中国药学家屠呦呦,她成为国内第一位诺贝尔科学类奖项获得者,也是第一位获得诺贝尔奖的中国籍女性。

如今,盖兹成为第四位获得诺贝尔物理学奖的女科学家,她自信地说:“我很高兴成为年轻女性的榜样!”除了在科研上不断突破,她还投入精力做科普,参与公众演讲传播天文知识,经常担任纪录片或电影的科学顾问——著名科幻电影《星际穿越》幕后就有她的工作。“激励公众,培养下一代科学家,并通过团队的发现和合作打破性别偏见”,是她创立的UCLA银河中心团队的三大任务之一,与两大科研任务——探索黑洞和推动下一代望远镜及相关技术——并列。

在被问到如何鼓励更多的女孩以及年轻女性投入到科学事业中,她充满激情,并以身作则,坚持教本科生物理课程。在课堂上,她乐于鼓励女孩们也可以学好物理,“这里是我有潜力产生最大影响的地方,表明女性可以从事自然科学。”

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