这些女科学家改变了世界,却鲜为人知......
这些女科学家改变了世界,却鲜为人知......
在科学史上,女性科学家的贡献往往被忽视或低估。本文将介绍六位在各自领域做出重大突破的女性科学家,她们的成就不仅改变了世界,更为现代生活奠定了基础。
第一位给计算机写程序的人
阿达·洛芙莱斯
奥古斯塔·阿达·金,勒芙蕾丝伯爵夫人(1815年12月10日-1852年11月27日),原名奥古斯塔·阿达·拜伦(Augusta Ada Byron),通称阿达·洛芙莱斯(Ada Lovelace),是著名英国诗人拜伦之女,数学家。计算机程序创始人,建立了循环和子程序概念。这位计算机领域的先驱,首次为计算程序拟定“算法”,写作的第一份“程序设计流程图”,被珍视为“第一位给计算机写程序的人”。为了纪念阿达·奥古斯塔对现代电脑与软件工程所产生的重大影响,美国国防部将耗费巨资、历时近20年研制成功的高级程序语言命名为Ada语言,它被誉为第四代计算机语言的主要代表。
与其他流行的程序设计语言不同,它不仅体现了许多现代软件的开发原理,而且将这些原理付诸实现。因此,Ada语言的使用可大大改善软件系统的清晰性,可靠性,有效性,可维护性。Ada的出现,标志着软件工程成功地进入了国家和国际的规模。
在一定意义上说,Ada还打破了“冯.偌依曼思维模式” (Von Newman Mind-set) 的桎梏,连同Ada的支持环境(APSE)一起,形成了新一派的Ada文化。它是迄今为止最复杂,最完备的软件工具。
X射线晶体学领域先驱
多萝西·霍奇金
英国女生物化学家、诺贝尔化学奖获得者多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin,1910-1994)。多萝西·霍奇金是化学领域的重要人物,也是获得诺贝尔奖的第三位女性。这位英国生物化学家是X光晶体学领域的先驱,该技术被用于确认各种生物分子的结构,其中包括青霉素、胰岛素和维生素B12。
多萝西·霍奇金出生于埃及,与她的考古学家父母居住在一起。第一次世界大战期间,霍奇金回到英国,开始读书。霍奇金在她幼年时就表现出化学方面奇高的天赋,尽管她对拉丁语知之甚少,仍然被萨默维尔学院录取了。在那儿,她了解了X-射线晶体照像术,它引领她走向了她那些伟大的发现。
霍奇金本人与分子模型的合影
她于1945年成功构建了类固醇后,她发表了青霉素的相关发现。9年后,霍奇金及其团队发表了关于维生素B12 结构的相关发现,并因此获得了诺贝尔奖。继而,她又绘制了几个关键有机分子结构图,以判定他们在生物体及实验室人造产物中的功能。
除了在科学事业上的卓越成就之外,多萝西·霍奇金还是世界和平的拥护者,她支持民主和自由,她还在科研方面给予了中国、印度等第三世界国家很多帮助。1959年她率英国科学家代表团赴北京参加中华人民共和国成立10周年庆典。并且是她在国际上首先宣布中国科学家破解了胰岛素结构。
多萝西·霍奇金是一个极具人格魅力的女性。虽然她的名字不像居里夫人那样耳熟能详,但是她的成就对于医学领域具有非比寻常的意义。
转座子之母
玉米夫人
在近代遗传学的发展史上,有两项研究成果被公认为是20世纪的最重要发现:一项是著名的“DNA双螺旋结构”,另一项则是公众并不熟知的“跳跃基因”。
“跳跃基因”的发现者、美国女科学家芭芭拉·麦克林托克的命运异常坎坷。她的研究获得科学界认可,足足经历了三十余年的漫长等待。在此期间,这位被誉为“玉米夫人”的女中豪杰,几乎是不可思议地完成了“一个人的战斗”。
根据麦克林托克的理论,玉米之所以还有不同颜色的玉米粒,是因为基因在染色体上能够移动位置,进行“转座”或“跳跃”。这就是她1944年提出的“跳跃基因”。但这一理论在当时的遗传学家看来与已有的研究完全“背道相驰”。这项研究直到30多年后才被科学界认可,在漫长的等待时间里,麦克林托克仿佛一位无问西东的孤勇者,凭着一腔热血,一往无前。
芭芭拉·麦克林托克是遗传学上最有影响力的科学家之一,她以玉米遗传学的研究成果推动和促进了细胞遗传学这一遗传学分支学科的建立,是首个做出玉米遗传图谱的人。真正使她名垂科学史册的是她在玉米中对可移动基因——转座基因(俗称“跳跃基因”)的研究。该研究使她在1983年获得了诺贝尔生理学奖。
转座子自二十世纪五十年代被芭芭拉·麦克林托克首次发现后,就在遗传学领域大放异彩,是研究基因功能的重要手段。在目前很火热的CAR-T疗法中也常常能看到转座技术的身影。
1983年的诺贝尔生理学及医学奖颁给了81岁高龄的美国遗传学家芭芭拉·麦克林托克(Barbara McClintock),以奖励她对转座子的开创性研究。科学界盛赞芭芭拉说:她整整让科学界追了35年。然而这美誉的背后是:三十多年来的批评、质疑和孤独,三十多年的研究和坚持得不到主流科学界的认可,芭芭拉被人认为是冷泉港闲置了多年的旧手提包。
全世界最美女性
WiFi技术奠基人
海蒂·拉玛(Hedy Lamarr),她是好莱坞艳绝一时的女明星,创办过自己的电影公司,被称为“世界上最美丽的女人”,也是世界上第一位全裸出镜的女演员。但是,她还是一位通信技术专家,是无线电“跳频”技术的发明人,而正是这个“跳频”,为CDMA、Wi-Fi等技术奠定了坚实的基础,被公认为CDMA之母。美国《时代》杂志将她誉为“WiFi之母”。全球电信通信业著名专家戴夫·莫克也曾这样评价海蒂·拉玛:“只要你使用过移动电话,你就有必要了解并感谢她。”
她发明了一种收音机,可以在不同的频率上播放,她的灵感来自于观察一架通过读入编好码打孔纸演奏的自动钢琴。她把这个想法告诉了美国战争部,第二次世界大战中使用的鱼雷的无线电导航系统便由此诞生。
海蒂·拉玛的“秘密通讯系统”专利,专利号:2292 387
她和钢琴家乔治·安西伊(George Antheil)(海蒂的第二任丈夫)共同发明了一种名为“跳频”(frequency hopping)的最早的通讯方法,它使用一架钢琴卷来改变88个频率之间的变化,目的是使无线电导引鱼雷导致探测难度加大或干扰敌人。该技术于1942年8月11日获得美国专利(专利批号:2,292,387),命名为“秘密通信系统”。跳频现在广泛应用于手机和其他现代技术(比如我们日常生活离不开的Wifi技术)。然而,她和安提尔都没有从中获利,因为他们的专利在现代无线热潮之前就遭受冷冻几十年之久。
在1985年,一个名叫“高通”的小公司利用海蒂·拉玛的频谱技术开发出3G通讯技术CDMA。美国CDMA2000,欧洲WCDMA,中国TD-SCDMA,都是在CDMA的技术基础上开发出来的。
1997年,当以CDMA为基础的通信技术开始走入大众生活时,科学界才想起了海蒂,美国电子前沿基金会授予了五十年前这项专利第一申请人海蒂·拉玛的发明颁发“电子国境基金-先锋奖”。这一奖项对海蒂在计算机通信方面的贡献给予了承认,科学家尊称海蒂为:CDMA之母,那时她已经83岁高龄了。
海蒂·拉玛终年86岁,她曾说过:“电影只是一个时代的昙花一现,技术是永世存在的”。这句话,希望对今天的年轻人有用!
核物理学史上的丰碑
玛丽亚·戈佩特-梅耶
女性德裔美国物理学家,是核物理学界最重要的人物之一,发展了解释原子核结构的数学模型,她还在二战期间参与了曼哈顿计划,1963年获诺贝尔物理学奖,是获得诺贝尔奖的第二位女性。
整个20世纪40年代后半期,玛丽亚一直致力于研究核壳层结构问题。她从研究幻数入手,再一次证明原子核中存在封闭壳层,内含封闭壳层的原子核具有异常的稳定性。她认为原子核的组成要素,即质子和中子各自沿着自己的轨道独立运动,这种相互间的独立性超出了人们以往的判断;核壳层与电子壳层不同,它的组成要素旋转的方向,在很大程度上决定了核轨道能量值的大小。1950年开始,玛丽亚与提出“核壳层模型具有自旋-轨道耦合特性”理论的延森(J. Hans D. Jensen)合作,进一步研究上述理论,并于1955年共同发表《核壳层结构基本理论》一书,为创立原子核结构的壳层模型理论作出了重要贡献,成为核物理学史上的一座丰碑。1963年,玛丽亚与延森、维格纳共获诺贝尔物理学奖,成为继居里夫人之后第二位获此殊荣的女科学家。
玛丽亚去世后,美国物理学会设立了以她的名字命名的奖项,面向所有取得博士学位的女性物理学家。
开发治疗白血病、艾滋病、
癌症的首创性药物
格特鲁德·B·埃利恩
格特鲁德·B·埃利恩是美国著名的药理学家,于1988年获得诺贝尔生理学与医学奖。她开发了一种用于治疗艾滋病的抗逆转录病毒药物AZ,还开发了治疗疟疾、白血病和疱疹的药物。
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。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。”
隐于幕后的DNA之母
病毒结构学的奠基人
罗莎琳德·富兰克林是英国著名的物理化学家与晶体学家,专注于DNA、病毒、煤炭与石墨等物质的结构的解析。她制作了DNA的x射线衍射图,从而帮助沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构模型。此后,她还领导了关于烟草花叶病毒与小儿麻痹病毒的研究。
50年代早期,富兰克林专注于解密DNA结构,确定了DNA的密度以及确定它为螺旋结构。她拍摄的X射线图像,对沃森和克里克最终解密DNA双螺旋结构,起到了至关重要的作用。1953年4月,富兰克林描述DNA结构的论文发表于《自然》期刊。
富兰克林领导的团队捕捉到了DNA的X射线衍射模式,拍摄下了那张著名的图像”照片51号“,为解析DNA的分子结构提供了重要的实验信息。
照片51号,这张照片揭示了 DNA 的双螺旋结构。
此后,富兰克林转而研究病毒,利用自己擅长的X射线衍射成像技术,成功确定了烟草花叶病毒(TMV)的RNA结构,并陆续研究了许多导致重要农作物枯萎的植物病毒。1957年,富兰克林开始研究导致人类疾病的病毒,首先就是在当时令人恐惧的导致小儿麻痹症的脊髓灰质炎病毒。
1958年4月16日,富兰克林因卵巢癌去世,年仅37岁。1959年,她的合作者亚伦·克鲁格(Aaron Klug)和约翰·芬奇(John Finch)在 Nature 杂志发表了脊髓灰质炎病毒结构的论文,并将论文献给富兰克林以做纪念。亚伦·克鲁格因在阐明病毒结构方面的工作而被授予1982年诺贝尔化学奖。
富兰克林对DNA双螺旋结构的贡献不容遗忘,但“DNA之母”绝不是富兰克林的全部注脚,富兰克林对科学的热爱,以及她对科学界女性的鼓舞,将在未来的历史长河中依然熠熠生辉。
正如她的墓志铭中写道:
科学家
她对病毒的研究和发现让人类持久受益
富兰克林墓碑
科学史上出类拔萃却鲜为人知的女科学家还有很多,这些头戴“王冠”的女性,无一不是凭借着坚韧、毅力、智慧和勇气,用柔弱的身躯,为我们书写了一个个传奇。
让我们对这些伟大的女性致以崇高的敬意!