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19世紀的英國出現了兩位科普大師,他們都是靠自學成才,而且都出現在了英國的鈔票上。一位是電磁學的創始人之一法拉第,他在英國皇家研究院創立面向青少年的聖誕科普講座,並多次親自登臺演講,這一科普傳統一直延續至今。法拉第撰寫的科普讀物《蠟燭的化學史》成為了一代經典。為了紀念法拉第以及他在科學普及上所做出的貢獻,英格蘭銀行將法拉第在皇家研究院做聖誕科普演講的情形印到了1993年發行的20英鎊的鈔票上。另外一位是英國蘇格蘭的女數學家、天文學家瑪麗·薩默維爾(Mary Fairfax Somerviue,1780-1872),她在科普上做出的貢獻最為人所稱道,薩默維爾和她科普著作上的文字內容出現在了英格蘭皇家銀行2016年發行的10英鎊的鈔票上。

圖1 1993年英格蘭銀行發行的20英鎊鈔票

薩默維爾1780年出生於蘇格蘭的傑德堡(Jedburgh), 由於父母反對薩默維爾從事科學研究,薩默維爾只接受過一年的正規教育,她一生堅持不懈的自學,直到80多歲高齡都還每天堅持學習,她廣泛涉獵了數學、天文學、地理學、電磁學等多個學科,但數學和天文學還是她最喜愛的,直到去世的前一天還在研究數學中的四元數法,她曾說過如果有機會重來她會將一生專注於數學和天文學。薩默維爾靠自學成才不是因為家裡貧窮,而由於當時社會對婦女從事科學工作的偏見和歧視,薩默維爾的父母並不支援她學習。但最後由於她取得的成就,使得很多人糾正了“女性沒有能力進行高深的科學研究”的偏見,改變了人們認為女性不應該接受教育的錯誤認識。薩默維爾是英國皇家天文學會首名女性成員,雖然皇家學會一直沒有接納她,但為她塑了一尊大理石半身像,放在皇家學會大樓內。薩默維爾被稱為“19世紀科學女王”,1879年牛津大學成立薩默維爾學院,專門招收女生,我們熟知的撒切爾夫人就畢業於該學院。

1834年薩默維爾出版了她的科普代表作《物理學的關聯》(On The Connection of the Physical Sciences),這本書世界上最早的科普著作之一,在1859年達爾文的《物種起源》一書出版前是最為暢銷的科普書籍。薩默維爾在書中很少採用數學,這使普通人都能讀懂書中的內容,更有利於科學的傳播,因此該書在英國再版十次,並在法國、義大利、德國和美國等國出版。薩默維爾長的非常美麗而又擅長社交,為了這本書的撰寫薩默維爾廣泛的向法拉第等當時的著名科學家請教和溝通,使書中的內容能及時的反映當時科學的最新進展。

圖2 薩默維爾肖像

《物理學的關聯》一書解釋了光學、聲學、熱、運動、電學、磁學、重力和天文學方面的理論,並展示這些不同的物理現象之間如何緊密的聯絡在一起,使非專業讀者也能理解先進的科學理論,使科學家們開始將物理學看作是統一領域,而不是一些獨立分支的集合。薩默維爾和法拉第有過密切的交流和聯絡,薩默維爾熟悉並能深刻的理解法拉第在電磁學上的新發現,因此在書中薩默維爾以激動的心情介紹了法拉第最新的成果,並深刻的預見了電磁之間存在著內在的聯絡,這種聯絡最終被麥克斯韋所建立的方程所證實。《自然》雜誌,《力學》雜誌和科學家洪堡都極力推薦這本科普讀物,它採用大眾可以理解的視角來介紹當時最新的科學進展。《物理學的關聯》的出版產生了巨大的社會影響,甚至推動了當時科學的發展。正是這本書啟發了麥克斯韋對電磁學的研究,麥克斯韋自己曾回憶道“這本書以一種明確而便於理解的方式寫成,對科學家的研究也具有指導和啟發作用。” 她以敏銳的科學洞察力討論了存在一個假設的行星擾動天王星軌道,從而使亞當斯發現了海王星。甚至1834年惠威爾提出“科學家”這個詞也是受到《物理學的關聯》的影響。

麥克斯韋 薩默維爾 特爾福德

2016年蘇格蘭皇家銀行為了紀念薩默維爾,發行了一張以薩默維爾為主題的面額為10英鎊的塑膠鈔票。鈔票上的人物是由蘇格蘭民眾從三名蘇格蘭科學家中投票選出。他們分別是物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋、科普作家瑪麗·薩默維爾、土木工程專家托馬斯·特爾福德。蘇格蘭皇家銀行在宣佈投票結果時認為“At a time when women’s participation in science was strongly discouraged. Mary Somerville was a true pioneer and was jointly nominated to be the first female member of the Royal Astronomical Society in 1835.”(在當時婦女被強烈反對參與科學研究的情況下,薩默維爾是一位真正的先驅,她於1835年被聯合提名為皇家天文學會的第一位女性會員。)

圖3 2016年蘇格蘭皇家銀行發行的10英鎊塑膠鈔票

這張鈔票是蘇格蘭皇家銀行“大自然的織物”(Fabric of Nature)系列的第二個作品,採用了De La Rue公司的Safeguard聚合物材料,由總部位於蘇格蘭格拉斯哥的O Street工作室設計。鈔票正面為瑪麗·薩默維爾年青時的肖像和摘自《物理學的關聯》一書中的一句話“Anyone who has observed the reflection of the waves from a wall on the side of a river after the passage of a steam-boat, will have a perfect idea of the reflection of sound and light.”,翻譯過來就是“任何人透過觀察河面上蒸汽船通過後河邊牆壁對波浪的反射,就能清楚的理解聲音和光的反射現象。”這句話形象和具體的表現了薩默維爾在《物理學的關聯》一書中採用人們所熟悉的現象儘可能通俗的向大眾講述當時前沿的科學知識,從而實現對科學知識的傳播。薩默維爾頭像後的背景為蘇格蘭的本泰蘭海灘(Burntisland Beach),她的兒時就是在本泰蘭海邊長大,本泰蘭是一個海港城市,與愛丁堡隔海相望,小時候的薩默維爾在這裡快樂的生活了十年。在紫光燈下這張鈔票還帶給了我們意外的驚喜,在這張鈔票正面還印上了薩默維爾繪製的月相圖(lunar diagram)和由昆蟲圍成的10鎊圖形。鈔票背面圖案為遊戲中的兩頭水獺,水獺是蘇格蘭的河流、沼澤等地帶常見動物物種。水獺旁邊還有一段摘自蘇格蘭詩人諾曼·麥凱格(Norman MacCraig,1910—1996)的詩《碇泊》(Moorings)的選句,其中一句正合背面圖案“nose of a dog otter”,翻譯為“獵狗獺的鼻子”。而背面影象在紫光燈下會變的五彩斑斕,諾曼·麥凱格的詩句也以熒光呈現出來,使這張鈔票顯的別具匠心。

圖4 10英鎊正面紫光下的效果

薩默維爾和法拉第相似,他們都沒有機會接受正規的教育,只能透過自學來完成知識積累,因此他們更能認識到科學普及工作的重要意義。薩默維爾的形象出現在蘇格蘭銀行發行的10英鎊鈔票上,表達了蘇格蘭人民對這位偉大的女性科學家和科普作家的崇高敬意。

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