我的科学家母亲

【美国《大众科学》月刊5月号文章】题：我的母亲是科学家（作者　《大众科学》新闻版编辑查尔斯·赫什伯格）
不平常的母亲
1966年，我上小学一年级，老师给我们布置的第一个家庭作业是：弄清楚父亲的职业，第二天告诉全班同学。我回家后马上问母亲父亲是干什么的，母亲说她和爸爸都是科学家。我问她科学家是干什么的。她递给我一把勺子，要我把它扔到餐桌上。我扔出去，但勺子掉到地上。她问我：“勺子为什么掉地上而不是飘到天花板上呢？”我从未想过这里面的“为什么”。她说：“由于重力作用，总是往下掉，而热气球总是往上飘。”这给我留下了深刻的印象。第二天，我告诉全班小朋友：“我爸爸是科学家，我妈妈也是科学家。”25双小眼睛都惊讶地盯着我。这时，我开始明白我的母亲是多么不平常。
现在，在进行了四十多年地球物理研究之后，作为美国航天局喷气推进实验室的资深科学家，我的母亲琼·范曼即将退休了。她一生中最大的成就很可能是发明和完善了计算有可能击中航天器的高能粒子数量的模式以及预测太阳黑子活动周期的方法。这两项发明都已经被全世界科学家采用。此外，几十年前既是科学家又是母亲的女性在美国还是非常罕见的，母亲的职业生涯大大改变了美国人对女科学家的看法。
兄长指引科学路
母亲最早的记忆是在2岁时站在带围栏的小床上揪她哥哥的头发。她的哥哥理查德·范曼后来成为他那一代人中最伟大的理论物理学家之一、量子动力学先驱者和纳米技术之父，并且荣获过诺贝尔奖。当时，他训练妹妹解决简单的数学题，每次答对了就让她揪一次头发。平时，他经常出没在纽约的大街小巷，口袋里装着螺丝刀，替人修理无线电，那时他才11岁。
我的母亲5岁时，理查德用每周2美分的工钱雇用她，给他在自己房间里建的电子实验室里当助手。母亲回忆说：“我的工作是扳动一些指令开关，我得爬到箱子上才能够着开关。”
理查德向她解释一个不可思议的事实：家中的狗、铁板熨斗和她自己都是由原子组成的。他还让她用手在画框上比划各种直角三角形，让她背诵直角三角形中两条直角边的平方之和等于斜边之平方。她说：“我不懂这是什么意思，可他像背诗一样背这公式，我也很喜欢跟着背。”有一天晚上，他把她从床上拉起来，跑到附近一个高尔夫球场，指给她看北斗七星。
立志要当科学家
8岁的琼·范曼宣布她立志要当一名科学家，但慈祥的祖母说这是不可能的。她说：“女人不能当科学家，因为她们的脑子不够用。”我的母亲趴在客厅的椅子上大哭了一场。“我知道她认为她是在告诉我一个无法回避的事实。但是，一个小女孩被告知她的梦想是不可能实现的，这是多么痛苦的事情。”
尽管当时最伟大的化学家居里夫人也是女的，但这并不能给母亲任何安慰。她说：“对我来说，居里夫人是一个神话中的人物，根本不是普通人能模仿的。”
直到1942年3月31日她的14岁生日，想当科学家的理想之火才重新燃起。理查德送给她的生日礼物是一本叫天文学的书。母亲闭着眼睛回忆道：“那是一本大学教科书，开始时我不懂，但我坚持着一遍遍往下读，读到407页，我看到一张图表，它从此改变了我的一生。”这张通俗易懂的图表摘自一位女科学家的著作，母亲说，“她给了我探索科学的勇气。”
突出贡献
我的母亲大学毕业后一度成为家庭妇女，在家做饭、洗衣服、照看我的哥哥和我。直到1964年，她在拉蒙特—多尔蒂天文观察站找到一份工作，研究太阳风和磁层的关系。不久，她和她的同事们首先宣布，磁层（受地球磁场控制、太阳风不能进入的那部分空间）是没有尽头的，它拖着一条无穷长的尾巴，而不是像人们普遍认为的那样是封闭的泪珠状。
1974年，我的母亲就职于加利福尼亚阿姆斯研究中心。她在太阳风方面有了重大发现。太阳风有两种形态，一种是稳定的，一种是瞬变的。尽管人们早就知道瞬变的太阳风是由巨大的冕喷组成的，但是却很难找到这种太阳风。我的母亲发现，这种太阳风可以通过太阳风中大量的氦来识别。
正当她在事业上一帆风顺的时候，美国经济进入衰退，航天局的预算大量削减，我的母亲再次成为家庭妇女。几个月后，她就职于全国大气研究中心，我们全家搬到科罗拉多州博尔德。后来，她又先后在国家科学基金会和波士顿大学物理系工作。1985年，母亲来到航天局喷气推进实验室，她在该实验室揭开了极光的一些秘密。她利用探索者33号获得的数据，证明当太阳风的磁场同地球磁场相互作用就会出现极光。
她在1974年成为美国地球物理学会官员，领导着一个确保妇女受到公平对待的委员会。她在1999年被任命为航天局喷气推进实验室资深精英科学家，次年又获航天局突出科学成就奖。
教子有方
我在1970年10岁时第一次接触化学。当时，我母亲忙着烤过犹太新年吃的白面包，她要我到厨房帮忙。在把面包放进炉子以后，她给我一个塑料小药瓶和一个软木塞。她叫我在瓶子里灌一些小苏打，加一些醋后马上塞上软木塞。结果砰地一声，软木塞弹到我的额头上。会爆炸的食品，我感到非常惊奇。母亲告诉我：“这就叫化学反应。”从那以后，我对化学充满了兴趣。
在我12岁的时候，母亲教我共振的知识。我们在野营时需要找一些树枝生火。我们兄妹三人到处找都找不到。母亲指着树上一枝枯树枝，一边摇晃树干一边叫我们留心观察。她告诉我们：“每个树枝摇动的频率是不一样的。注意那枝枯枝，如果我们以适当的频率摇动树干，使它跟枯枝摇动的频率一样，枯枝就会掉下来。”我们用这种方法很快就获得了枯树枝。
在我14岁的时候，母亲教我物理知识。当时我迷上了蓝草音乐，非常想去看拉尔夫·斯坦利的演出。尽管母亲并不喜欢乡土音乐，她还是带我一起去参加音乐会。音乐会高潮是菲尔德·柯利模仿火车由远而近到来然后又由近而远离去的口技表演。她对我说：“好听吗？这是利用了多普勒效应。”我真没想到母亲会在音乐会上跟我讲物理知识。回到家里后，母亲给我解释说：“火车驶近时，声音频率变得越来越高，离去时频率变得越来越低，这就是多普勒效应。你观察天空的星星，也能看到同样的现象：如果光源朝你移动，它就会向蓝变化，如果是离你而去，就会向红变化。大多数星星向红变化，因为宇宙正在不断扩大。”
母亲很快就要退休了，但她仍然关注着地球的气候变化。她说：“太阳光线的细微变化就可以使长岛变成溜冰场。”