由情侶攜手完成的科學之路

自居禮夫婦以來,有四對夫婦共同獲得諾貝爾獎的科學獎項。(圖為繪本《放射真愛》插圖)。

 

  皮耶‧居禮與瑪麗‧居禮

 

  1894年,研究員皮耶‧居禮(Pierre Curie,1859-1906)在巴黎的實驗室裡與學生瑪麗‧斯克沃多夫斯卡(Marie Sklodowska,1867-1934)已經合作進行了一年多的研究。皮耶決定向傾慕已久的瑪麗求婚,但年輕的波蘭女科學家反應卻十分堅決:她不能嫁給他,因為她希望回到家鄉華沙工作。

 

  不過,命運和時代的偏見終究讓兩人走在一起:波蘭歷史悠久的克拉科夫大學拒絕聘請女性擔任學術職位,讓瑪麗原先的計劃告吹;而皮耶則在求婚被拒後仍不斷地說服瑪麗回來法國,並在信中特別強調他正在進行關於磁性的新研究。出於對知識的渴望,瑪麗最終回到了巴黎,並在這裡開始系統性地研究鈾礦。這項與皮耶合作的研究,促使他們在1895年發現自發放射性,而兩人也在同年的7月26日於法國索城結婚。

 

皮埃爾‧居禮與瑪麗‧居禮。

 

  居禮夫婦繼續在通風不良的實驗室進行研究,也並未意識到持續且無保護措施的輻射暴露將殘害他們的身體。1898年,居禮夫婦宣布發現了兩個新元素:釙(polonium,以祖國波蘭的名字命名)和鐳(radium),但他們仍繼續耗費了四年多的時間,才在不穩定的實驗環境下證明它們的存在。1903年,居禮夫婦與亨利‧貝克勒(Henri Becquerel)共同榮獲了諾貝爾物理學獎,瑪麗也成為首位被授予諾貝爾獎的女性。

 

  1906年,皮耶不幸在一場馬車車禍中喪生。幾年後,瑞典皇家科學院第二次授予瑪麗‧居禮諾貝爾獎,而這次獲得的是化學獎以表彰她對鐳及其他化合物的研究工作。1934年,或許是因為一生致力於輻射研究長期暴露在過量的放射線下,瑪麗因白血病病逝於法國。

 

 

  弗雷德里克‧約里奧與伊雷娜‧約里奧-居禮

 

弗雷德里克‧約里奧與伊雷娜‧約里奧-居禮。

 

  居禮夫婦的科學模範也傳承到下一代:他們的長女伊雷娜‧約里奧-居禮(Irene Joliot-Curie,1897-1956)及其丈夫弗雷德里克‧約里奧(Frederic Joliot,1900-1958)在事隔32年後重演了這項壯舉,一起成為諾貝爾化學獎得主。

 

  自從父親皮耶去世後,伊雷娜似乎就被母親瑪麗指定為填補父親留下的空缺,成為了母親的實驗夥伴。當第一次世界大戰爆發時,瑪麗在前線設立了戰地放射中心,以幫助戰地外科醫生進行手術。幾個月後,瑪麗離開年僅十七歲的伊雷娜身邊,讓她在單獨且無人輔助情況下負責現場的放射裝置,協助戰地醫生指出子彈和彈片位置。一直到1926年伊雷娜才回到巴黎,並嫁給了母親的研究助手弗雷德里克‧約里奧。

 

  不過,瑪麗原本對這樁婚事並不樂觀,她害怕約里奧只是想利用「居禮」的名聲佔女兒便宜。她甚至試著勸告伊雷娜簽署婚前協議,以防女婿未來會控制女兒的財產。瑪麗希望完全確保女兒成為居禮家族放射性物質成就的唯一繼承者,但伊雷娜並未聽從母親建議,後來也證明是瑪麗多慮了。

 

  這對夫婦為了紀念居禮的姓氏,採取了雙姓合一的方式。而弗雷德里克極為敬佩岳母,也毫不猶豫地接受了她的要求:預備和充實自己成為伊雷娜往後的研究夥伴。約里奧-居禮夫婦的科學研究著重在人工的放射性物質,以及對裂變現象的研究。1935年,他們因「合成了新的放射性元素」雙雙被授予諾貝爾化學獎。

 

 

  格蒂‧特蕾莎與卡爾‧斐迪南‧科里

 

格蒂‧特蕾莎與卡爾‧斐迪南‧科里。

 

  格蒂‧特蕾莎‧拉德尼茨(Gerty Theresa Radnitz,1896-1957)出生在一個女性難得有機會成為科學家的時代,而她也很爭氣地考取了布拉格大學醫學院,並在那裡遇見了未來的丈夫和研究夥伴卡爾‧斐迪南‧科里(Carl Ferdinand Cori,1896-1984)。他們在1920年畢業後隨即步入婚姻,並在兩年後移民至美國,離開了被第一次世界大戰破壞殆盡的歐洲大陸。他們抵達紐約水牛城的羅斯威爾帕克癌症研究所,繼續專注於醫學研究。

 

  科里夫婦對葡萄糖的新陳代謝,以及它在人體中如何產生和傳遞能量特別感興趣。1929年,他們提出了科里循環(Cori cycle),該循環解釋了骨骼肌組織如何分解葡萄糖或糖原獲得能量,及衍生物轉化為肌肉組織中的能量,再合成並儲存在體內,它是了解身體如何管理能量的關鍵機制。1947年,科里夫婦與阿根廷醫生貝爾納多‧奧賽(Bernardo Houssay)共同被授予諾貝爾生理學或醫學獎,格蒂也成為居禮家族之後,第三位榮獲諾貝爾獎的女性。

 

  在科里夫婦於1929年發表科里循環不久後,他們離開了羅斯威爾帕克癌症研究所。但很快地他們見識到社會既定的性別偏見:有些大學願意提供卡爾正式的學術職位,卻拒絕聘用格蒂。格蒂只能在華盛頓大學裡擔任助理研究員,薪水僅卡爾的十分之一。這個情況一直到他們獲得諾貝爾獎的幾個月前,格蒂才終於被升任為正式教授,直到1957年因骨髓纖維化病逝。

 

 

  邁-布里特與愛德華‧莫澤

 

愛德華‧莫澤與邁-布里特。

 

  經過將近七十年後,才有另一對夫婦獲得諾貝爾的科學獎項。2014年,邁-布里特(May-Britt)和愛德華‧莫澤(Edvard Moser),與約翰‧奧基夫(John O'Keefe)共同被授予諾貝爾生理學或醫學獎,獲獎原因為「發現構成大腦定位系統的細胞」。簡單來說,三位科學家的研究讓世人得以知道,大腦是如何建立環繞自身的空間輪廓,以及如何在複雜的環境下找到導引的路徑。

 

  莫澤夫婦在奧斯陸大學研讀心理學的時候,重新研究了約翰‧奧基夫於1971年進行的研究。奧基夫的研究發現內部定位系統的第一個組成部份:海馬迴附近的細胞對空間記憶和定位的重要性。三十年後,來自挪威的莫澤夫婦發現了另一個關鍵組成部分:一些神經細胞生成了協調的系統,並能夠精確的定位空間。

 

 

  安東萬與瑪麗-安妮‧拉瓦節

 

安東萬與瑪麗-安妮‧拉瓦節。法國畫家賈克-路易‧大衛繪於1788年。

 

  回到十八世紀,當所有榮獲諾貝爾獎的科學家夫婦還沒出生(當然,諾貝爾獎也還不存在)的時代,科學史上第一對科學家夫婦出現了:瑪麗-安妮‧皮埃雷特(Marie-Anne Pierrette,1759-1836)與被尊稱為「近代化學之父」的安東萬‧拉瓦節(Antoine Lavoisier,1743-1794)。拉瓦節夫婦於1771年12月16日結婚,兩人運用女方嫁妝建立了一個設備齊全的實驗室,並開始合作進行研究工作。他們日後的實驗證明了質量守恆定律,以及發現水是由氧和氫所組成。

 

  雖然瑪麗-安妮經常以「拉瓦節夫人」的形象被世人銘記,但事實上她在研究中扮演了至關重要的角色。她以充足的英語、拉丁文和法語知識,為丈夫翻譯了許多重要的學術文獻:例如他們駁斥愛爾蘭科學家理查德‧科萬(Richard Kirwan)提出的燃素說,就是瑪麗-安妮自己點出該理論的化學錯誤。除此之外,她還具備精準繪製實驗設備和公式的能力。

 

  可惜好景不常,拉瓦節夫婦的科學革命被一場歷史性的政治事件所中斷:法國大革命。1793年11月,安東萬‧拉瓦節和岳父被逮捕,並被雅各賓派指控為叛徒。雖然瑪麗-安妮試圖證明丈夫科學研究的重要性,但仍沒有任何幫助。1794年5月8日,五十歲的安東萬‧拉瓦節與27個稅務官被送到斷頭台上處死。物理學家約瑟夫‧拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange)在次日悲痛地說:「他們只要一瞬間就能砍斷他的頭,但即使再過一個世紀法國也找不到像他一樣傑出的腦袋。」一年後,瑪麗-安妮沒有繼續追求科學工作,而是出版了研究的回憶錄,而新的法國政府也重新認定安東萬‧拉瓦節無罪。

 

 

圖片出處

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