一个被卢瑟福誉为足与居里夫人姚美的杰出女物理学家,在历史上被埋没了大半个世纪。这里用披露的现代书信勾勒出她不平坦的一生。反映了一些发人深思的问题。
在有关科学发现的记述中,留在人们记忆里的是谁获得声誉而不是谁做了实际工作。然而那些在工作台前埋头苦干的人中有不少成绩卓著的科学家,我们不应忘记他们。海里德布鲁克丝(Harriet Brooks)就是这些被遗忘的科学家中的一个。她是卢瑟福在麦克吉尔大学的最早的研究生,后来又同汤姆生与居里夫人一起工作过。
布鲁克丝1876年6月2日生于加拿大盎太里奥的伊克塞托,她原在锡弗胥高等学校上学。1894年进入麦克吉尔大学。她在学校里崭露头角,每年都因学习成绩优异而受奖或得到奖学金。1894年毕业时获得数学和自然哲学学士学位,就在这一年,卢瑟福从英格兰移居麦克吉尔,她就成为卢瑟福研究组的第一批成员。开始她研究电学,她的硕士学位论文也是她出版的第一篇论文题目是《电振荡的衰减》。1899年、布鲁克丝被任命为新组建的维多利亚皇家学院(是麦克吉尔大学的女子学院)的客座导师。这时她改变了研究方向,与卢瑟福一起研究放射物镭。1901年和1902年,她把工作成果写成论文,这是她研究生涯中的黄金时代。
1901年,布鲁克丝离开了维多利亚皇家学院,作为物理学研究员在布兰 · 麦胡学院得到职位。在那里,学院授予她欧洲研究员奖学金到剑桥大学做研究工作。布鲁克丝把这个好消息告诉卢瑟福:
你把我当作你的合作者,其实我只不过是一个初出茅庐的助手,恐怕你对我的宽厚使布兰·麦胡学院对我产生错觉,因为昨晚他们授予我欧洲特待校友奖学金,我将用它在剑桥大学从事研究工作。我为此而感到十分高兴。毋庸讳言,我渴望能利用这一机会。最大的困难是我怕因此失去我在麦克吉尔的工作,我感到没有什么地方像它那样深深地吸引着我,千叮万嘱一句话,来年为我保留在这里的工作。
出于卢瑟福的帮助,她在皇家学院的工作被保留下来了,并且安排她到卡文迪许实验室同汤姆生一起工作。在剑桥的工作并不顺利。好像汤姆生被他自己的课题所迷住了。布鲁克丝写信告诉卢瑟福她遇到的困难(1903年2月13日):
在汤姆生考虑给我提出课题之前我有点无事可做了。他也是那样松散,很不正规,他为此而烦恼,以致无法关心我们的事情。不过前几天当我告诉他我的发现时他好像非常感兴趣,同意考虑这件事,可惜至今没有付诸行动。
在接着的一封信里她告诉卢瑟福她缺乏信心:
我怕我在研究工作中是个手艺相当笨拙的人,工作极其有趣,而我却进行得如此缓慢和粗笨。我想我不得不在年后放弃它。有这么多人能够比我做得更好而时间用得远比我少。我想我的微小努力不至于白费。
1903年布鲁克丝重新被皇家学院雇聘为数学和物理学客座教师,与此同时她再次参加了卢瑟福研究组。1904年出版了这一次在麦克吉尔卢瑟福研究组的研究成果。同年,她出版了在卡文迪许完成的几篇论文。她在麦克吉尔只待了一年多一点,接着接受巴纳德学院的聘请担任那里的物理教师。
她在巴纳德的生活是不平静的,直到1906年夏天与哥伦比亚大学物理教授达维斯订婚。她写信给巴纳德学院院长L. 吉尔先生告诉他这一情况,吉尔答复说:
我强烈地感到不论你什么时候结婚都得终止在学院的职务。
布鲁克丝回信对此作出激烈的反应:
我同样强烈地认为,出于我对职业和女性的责任有必要指出,妇女有从事她的职业的权利,不能只是因为她结婚就迫使她放弃职业。我无法想象,鼓励妇女从事社会职业的女子学院能够在放弃这样的原则下开永和维持下去。
吉尔答复说(1906年7月23日):
我已经将学院理事们的忠告转达给你了。我知道他们希望妇女把家务事尊为职业,他们并不以为她们能同时担负两项全负荷的职业,这是大多数能干的男子也承担不了的。
物理系主任麦脱拜为这件事进行了干预,他给吉尔写信:
我十分诚恳地希望你不反对她继续在物理系工作。她对她的研究工作和教学工作有非常的兴趣。她两者都擅长,她是一个很好的教师。我想我能全力支持她的工作。你和我都不希望突然放弃几件正在从事着的职业生活去单独从事家务或单独做研究工作。我知道没有一个女性能代替她的位置——没有谁具备这样的知识、品格和能力来从事教学,没有谁具备这样的物理操作技能,她则都具备。
交换信件的最后,吉尔写信给麦脱拜,援引了理事们的观点(1906年7月30日):
学院无力负担把学院的工作放在次要地位的职业中的妇女;学院也不愿录用那些把自己选择的家庭责任放在次要地位的妇女。
无可奈何,订婚取消了,也许是出于达维斯的主动。布鲁克丝开始同意留任,接着辞去巴纳德的职务。
布鲁克丝从埃第昂达克斯的“夏日小溪”住所写了不少信。这里是打开她生活道路新方向的地方。
从留存的书信中可知,布鲁克丝与马丁和安德列耶夫建立了深厚的友谊。1906年10月,布鲁克丝与高尔基的同伴们一起到意大利旅行,一同住在卡布里岛,那时,她一定是伺居里夫人作过联系,因为1907年2月4日,安德列耶夫在给雷特叶涅可夫的信中提到,布鲁克丝大概回巴黎去了,她曾在巴黎同居里夫人一起工作。居里实验室笔记记载着,1906 ~ 1907年,布鲁克丝是与达毕尔尼合作的一个刻苦用功的人。1907年春天,布鲁克丝旅行到伦敦_她写信给居里夫人请她不要保留她在巴黎的工作,因为她正希望在英格兰的曼彻斯特大学谋得一份工作。她补充说:
烦你为我转告达毕尔尼,我希望很快就告诉他关于我的工作安排情况。由于耽误,我已经同书本分手了。我再次感谢你俩在同我一起工作时的深深善意。
虽然布鲁克丝从未发表过她在居里研究机构时的任何著作,但该机构有三篇连续的论文都引用了她的观点。其中两篇是达毕尔尼写的,另一篇是居里夫人的工作人员布兰贵斯写的。在曼彻斯特的职位是约翰 · 海林研究员。卢瑟福为她能获得这个职位给她写了一个参考材料,材料中说:
布鲁克丝小姐具有最优秀的理论物理和实验物理的知识,能非常好地胜任研究工作。她在“放射性”领域取得的工作成就是在放射性转变分析方面具有极大的重要性,她是在放射学方面继居里夫人之后的最杰出的女物理学家。布鲁克丝小姐是一位有开拓精神的严谨的工作者,她有很强的实验能力。我相信,如果任用她,她会在物理学上进行最出色的研究工作。
卢瑟福在给曼彻斯特大学物理系主任斯彻斯脱教授的附信中补充说:
汤姆生告诉我,她是继西治威克夫人之后最好的女研究工作者。他是在卡文迪许同她一起工作的。
正在这时,布鲁克丝决定终止她的研究工作同F. 毕却尔结婚。这一决定原因不明。也许她想放弃作为一个成年的单身女科学研究工作者的孤寂七活。再者,毕却尔给她的许多信表明他对她的热烈追求,这也可能是一个原因。
婚后,布鲁克丝同毕却尔一起回到蒙特利尔。他们养育了三个孩子,其中两个十几岁就死了。布鲁克丝保持在许多组织中的积极活动。比如她在1909 ~ 1912年担任加拿大妇女俱乐部荣誉秘书,1923 ~ 1924年担任主席。她还是加拿大大学奖学金委员会的成员。
布鲁克丝于1933年4月17日去世,葬于蒙特利尔皇家公墓。从她的病情记录看,她可能是受放射性造成的疾病之害。卢瑟福为《自然》杂志写了一个讣告,很好地总结了她对核科学的贡献:
她观察了镭和锕的活性(放射性)淀积的衰减是明显地取决于它们各自的放射曝光时间,她测定了非常短促的曝光衰减曲线。这个工作是在还没有人提出放射性物质的转变理论的情况下做的,它帮助解决了这些淀积物中发生的复杂的转变的谜团。她同卢瑟福一起测定了镭放射到空气和其他气体时的扩散速率。这些实验是一个具有重大意义的时期的标志,因为它们表明镭的放射扩散很像一种重分子量的气体——估算分子量至少是100。
她集中注意于一种独特的挥发性,这种挥发性是由镭放射时立即放出的活性淀积物所并示出来的。后来(1909年)根据霍安、拉斯和麦柯瓦的实验结果,这个效应显然是由于镭B从放射表面的反跳伴随着从镭A放出一个粒子所产生的现象。果然证明,这种用反跳来分离元素的方法对清理放射性物体中发生的一系列复杂变化是极端重要的。
为什么布鲁克丝竟被科学史学家们所忽视?卢瑟福在他的著作和论文中反复提到布鲁克丝,比他提到这个时期的其他学生多得多。卢瑟福早期关于放射性衰减,特别是关于氡的许多工作是布鲁克丝做的,这点是清楚的。她之所以被忽视,部分原因也许是如卢瑟福说的:她的实验工作的重要意义是在若干年之后才显示出来的。另一方面,对这位富有魅力的科学家前期研究的缺乏直接反映了我们把注意力集中于当时科学进步更中心的图景的倾向。
更加令人吃惊的是,布鲁克丝甚至在妇女科学书目中也被忽略了。三部主要的汇编中根本没有提到她,而第四本则写着:海丽德 · 布鲁克丝(18?? ~ 19??),物理学家,美国。这段文字也许说明对她作出公正评判的必要,布鲁克丝的一生,远比居里夫人更能反映为本世纪交替时期的一个真正杰出的女物理学家。
[Am. J. Physics,1989年10月]