當現(xiàn)代量子力學在1920年代中期初具雛形時，這一新領域在德語中常被稱“Knabenphysik”（男孩物理學），因為當時推動該學科發(fā)展的許多理論家都是年輕男性。于國際量子科學與技術年（2025年）出版的新書試圖扭轉這種長期主導歷史研究的男性視角。這本書由科學史學者丹妮拉·蒙納爾迪（Daniela Monaldi）與米歇爾·弗蘭克（Michelle Frank）、物理學家出身的科普作家瑪格麗特·范德海登（Margriet van der Heijden）以及物理學家帕特里克·沙博諾（Patrick Charbonneau）共同編輯，書名為《量子物理史中的女性：超越“男孩物理學”》，收錄了16位在量子物理發(fā)展過程中做出重要貢獻，卻常被忽視的女性科學家的生平故事。

編輯團隊并未聚焦如麗澤·邁特納（Lise Meitner）和瑪麗亞·哥佩特-梅耶（Maria Goeppert Mayer）等已獲得學界充分關注的物理學家。正如導論所言，過度聚焦少數(shù)杰出人物會強化“神話其獨特性”的敘事方式。因此她們轉而發(fā)掘那些默默無聞卻貢獻斐然的女性科學家。以下圖文介紹了其中六位女科學家的故事。

H·約翰娜·范萊文

H. Johanna van Leeuwen

1919年，荷蘭物理學家約翰娜·范萊文（1887-1974）發(fā)現(xiàn)，固體的磁性無法僅用經(jīng)典力學和統(tǒng)計力學解釋：這背后必然存在著量子特性。尼爾斯·玻爾早在1911年博士論文中已有相同洞見，但沒有在學術期刊發(fā)表，僅以丹麥語出版且傳播范圍有限。范萊文在萊頓大學攻讀博士期間重新發(fā)現(xiàn)了這一定理（現(xiàn)稱玻爾-范萊文定理）。該定理在等離子體物理等多個領域有重要應用。1921年，她將博士論文成果發(fā)表在《物理與鐳學雜志》上，這一定理才引起了更廣泛的關注。

和許多那個時代的女性科學家一樣，范萊文在歷史記錄中幾乎沒有留下痕跡。本章作者范德海登（Van der Heijden）與米里亞姆·布勞博爾（Miriam Blaauboer）從多個歷史來源中拼湊出她的職業(yè)生涯梗概。她是師從亨德里克·洛倫茲（Hendrik Lorentz）的四位女弟子之一，并與這位諾貝爾獎得主保持密切聯(lián)系直至他1928年去世。與同時代女性不同的是，范萊文終身堅守科研崗位：1920年受聘于代爾夫特理工學院，擔任助理，負責指導電氣工程專業(yè)的實驗課程。在有限的業(yè)余時間，她持續(xù)研究磁性問題。1947年，她被提升為講師，才終于可以開設自己的課程。（照片由范萊文家族提供）

勞拉·查爾克·羅爾斯

Laura Chalk Rowles

勞拉·查爾克·羅爾斯（1904–1996）是1928年首批獲得麥吉爾大學（加拿大蒙特利爾市）物理學博士學位的女性之一。她的博士論文研究氫原子在外電場中光譜線的位移，即斯塔克效應（Stark effect）。1926年，埃爾溫·薛定諤（Erwin Schr?dinger）在其關于波動力學的系列論文中，利用量子理論預測了該效應對氫原子巴爾默線系強度的影響。本章作者蒙納爾迪指出，查爾克（照片攝于約1931年）使用一種叫“洛蘇爾多管”（Lo Surdo tube）的儀器測量光譜線強度，首次實驗驗證了薛定諤的理論預測。她與導師約翰·斯圖爾特·福斯特（John Stuart Foster）合作發(fā)表了多篇相關論文。

福斯特后來更看重他在氦原子斯塔克效應方面的研究，認為比他與查爾克的氫原子實驗更重要。學界也認同這一觀點，導致查爾克的貢獻長期被忽視。1929至1930年，她赴倫敦國王學院交流，之后受聘于麥吉爾大學農(nóng)業(yè)學院任教。但在與同校同事威廉·羅爾斯（William Rowles）結婚后，她轉為兼職。五年后，校方以反裙帶關系為由解雇了她。這類政策實際上是用反裙帶關系的借口，將女性排除在學術崗位之外。（照片由瑪麗蓮·麥格雷戈提供）

伊麗莎白·門羅·博格斯

Elizabeth Monroe Boggs

本章作者沙博諾寫道：伊麗莎白·博格斯（1913-1996）因倡導殘障人士權益而廣為人知，但她早期的科學生涯卻已被歷史遺忘。在著名數(shù)學家艾米·諾特（Emmy Noether）于1935年英年早逝之前，博格斯（1928年照片）是布林莫爾學院唯一師從他的本科生。畢業(yè)后，博格斯赴英國劍橋大學攻讀博士，開始研究量子物理在分子結構中的應用——這門交叉學科后來被稱為“量子化學”。 她在論文研究中使用了一種名為微分分析儀的模擬計算設備，用來研究雙原子分子的波函數(shù)。

博士畢業(yè)后，她在康奈爾大學獲得研究助理職位，在那里結識并嫁給了化學家菲茨休·博格斯（Fitzhugh Boggs）。自此，事業(yè)優(yōu)先權被讓渡給了丈夫——那個時代的普遍現(xiàn)象。1942年菲茨休任職西屋電氣，兩人遷居匹茲堡。伊麗莎白在匹茲堡大學任教一年后，入職位于市郊的炸藥研究實驗室，參與了曼哈頓計劃。她協(xié)助設計了用于內爆炸彈（如長崎所用的原子彈）的透鏡系統(tǒng)。1945年，她的兒子大衛(wèi)出生，因病造成腦損傷，發(fā)育遲緩。她最終退出科研投身公益事業(yè)。（帕梅拉·墨菲供圖）

凱瑟琳·威

Katharine Way

凱瑟琳·威（1903–1995）是約翰·惠勒（John Wheeler）在北卡羅來納大學教堂山分校的首位研究生。正如本章作者斯特法諾·弗蘭所述，威在博士研究期間運用液滴模型——即將原子核視為液滴，研究高速旋轉下的核變形。1939年她在《物理評論》發(fā)表重核磁矩研究成果。研究中，威發(fā)現(xiàn)模型無法解釋重核在極高速旋轉時的異常現(xiàn)象并提醒惠勒關注。在后來的回憶中，惠勒懊悔當時兩人沒有進一步研究這一問題。他指出，回過頭來看，模型在那種情況下的失敗，其實是原子核可以發(fā)生裂變的早期跡象，正如后來在核裂變過程中所觀察到的現(xiàn)象一樣。

二戰(zhàn)期間，威在芝加哥的冶金實驗室參與核反應堆設計，1945年轉至橡樹嶺實驗室。1948年，她與尤金·維格納（Eugene Wigner）在《物理評論》上發(fā)表了關于裂變反應中β衰變速率的“威–維格納公式”。戰(zhàn)后，她在美國國家標準局（現(xiàn)NIST）任職多年，發(fā)起并領導核數(shù)據(jù)項目（現(xiàn)屬布魯克海文國家實驗室國家核數(shù)據(jù)中心），成為原子核屬性研究的核心數(shù)據(jù)庫。威還積極推動核科學家關注其工作的社會影響。（圖片來自美國物理學會埃米利奧·塞格雷視覺檔案館，惠勒收藏）

索尼婭·阿紹爾

Sonja Ashauer

索尼婭·阿紹爾（1923–1948）因肺炎英年早逝，年僅25歲，她的職業(yè)生涯尚未展開便告終結。但本章作者芭芭拉·米蓋爾與伊萬·古爾蓋爾認為，她仍是成就斐然的物理新星。阿紹爾是德裔巴西移民的女兒（1940年前后照片），曾在圣保羅大學師從意大利物理學家格列布·瓦塔金（Gleb Wataghin），很可能由此接觸量子理論。1945年，二戰(zhàn)結束前夕，她赴英國劍橋大學深造，成為著名物理學家保羅·狄拉克（Paul Dirac）極少數(shù)研究生中唯一的女性。

阿紹爾在1947年學位論文中攻堅當時量子電動力學最緊迫難題之一——電子自能發(fā)散問題。該自能（電子與自身電磁場相互作用的能量）與其半徑成反比，當粒子被視為點電荷時數(shù)值趨向無窮。阿紹爾嘗試改進經(jīng)典電動力學理論，希望為量子理論提供線索。這個發(fā)散問題最終隨著20世紀50年代發(fā)展出的重整化技術得以解決。（阿紹爾家族供圖）

弗雷達·弗里德曼·薩爾茲曼

Freda Friedman Salzman

弗雷達·弗里德曼·薩爾茲曼（1927–1981）常因倡導女性科研權益被銘記，她在物理學上的重要貢獻反而被掩蓋。她（照片攝于20世紀40年代末）本科期間在布魯克林學院師從核物理學家梅爾巴·菲利普斯（Melba Phillips）學習物理。1950年代中期，她與丈夫喬治·薩爾茲曼（George Salzman）合作，提出了一種數(shù)值方法，處理丘-駱模型中的積分方程。該模型是由弗雷達的博士導師杰弗里·丘（Geoffrey Chew）與弗朗西斯·駱（Francis Low）提出，用于描述核相互作用。薩爾茲曼夫婦使用早期計算機（ILLIAC I）完成計算。1957年，《物理評論》發(fā)表了這項成果——后被稱為“丘-駱–薩爾茲曼方法”， 推動了核物理和粒子物理學家如斯坦利·曼德爾斯塔姆（Stanley Mandelstam）、肯尼斯·威爾遜（Kenneth Wilson）和安德熱·科坦斯基（Andrzej Kotański）等人的后續(xù)研究。本章作者簡斯·薩洛蒙認為這是弗雷達最重要的學術貢獻。

在經(jīng)歷一段漂泊的學術生活后，薩爾茲曼夫婦于1965年受聘于馬薩諸塞大學波士頓分校，以為獲得了終身教職。但僅四年后，校方就以反裙帶關系為由解雇弗雷達。這場不公解雇引發(fā)輿論風暴。經(jīng)過多年爭取，她于1972年復職，并在1975年獲得終身教職。這場維權斗爭促使她在1970年代越來越多地投身于女性主義運動。（艾米·帕克供圖）

原文鏈接：https://pubs.aip.org/physicstoday/online/44363/Highlighting-women-in-quantum-history

編譯：程歡

審核：郭彥良