被历史忽视,被纳粹谋杀:一个帮助证明同位素存在的天才化学家的被遗忘的故事

“你可能还没有从维也纳收到任何关于斯蒂芬妮·霍洛维茨博士命运的消息。我是从华沙的一个共同亲戚那里得知的。第一次世界大战结束后,斯蒂芬妮的父母在维也纳去世,她搬到那里与已婚的姐姐团聚。她在化学方面并不活跃,两人在1940年都被纳粹清算了。”
摘自Marelene Rayner-Canham和Geoffrey Rayner-Canham, Stefanie Horovitz:在同位素发现中的关键作用女人的本行世界科学2019,页296 - 297

这些令人不寒而栗的话是波兰裔美国化学家卡西米尔·法扬斯写给同样生活在美国的匈牙利化学家伊丽莎白·罗娜的。法扬斯和罗娜都是同位素和放射化学方面的专家。但他们的事业,以及其他许多人的事业,都取决于法扬斯所写的那个女人的辛勤工作——一个后来被排除在化学史之外的女人——斯蒂芬妮·霍洛维茨。

关于霍洛维茨早期生活的信息很少

霍洛维茨在被占领的波兰特雷布林卡灭绝营被纳粹杀害,这是一个细致而有才华的实验家一生中最后的悲惨转折,注定会被历史所忽视。她仔细的提取和测量证实了同位素的存在,这一发现对20世纪初的化学家产生了巨大的影响,直到今天仍在产生共鸣。

加拿大纪念大学的化学历史学家Geoff和Marelene Rayner-Canham说,关于霍洛维茨早期生活的信息很少。但据我们所知,她于1887年出生在华沙,是画家利奥波德·霍洛维茨的女儿,她有一个妹妹。全家搬到了维也纳,1907年,霍洛维茨在维也纳的一所著名大学开始了她的学业。1914年,她在圭多·戈德施米特(Guido Goldschmiedt)的指导下,对醌与硫酸重排的研究为她赢得了化学博士学位。

霍洛维茨博士毕业后,或者甚至在她的博士工作期间,开始与奥托Hönigschmid合作,后者在维也纳的镭研究所。Hönigschmid曾与美国哈佛大学的西奥多·理查兹共事——理查兹因其测定元素原子量的工作获得了1914年的诺贝尔化学奖,他是一位令人敬畏的细心的实验化学家。按照科学工作的代际方式,理查兹培养了Hönigschmid,然后——大概——后者培养了霍洛维茨。

这项工作将会非常乏味

Hönigschmid正在努力找出更多的证据,证明元素可以以不同的质量存在。同位素(isotope)一词由弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)提出(尽管最初是由索迪的朋友玛格丽特·托德(Margaret Todd)提出的,她是一位开拓性的医生和小说家),当时还是个新词。索迪在英国格拉斯哥大学工作,后来因发现同位素的存在而获得诺贝尔奖。他的工作与法扬斯的工作是一致的,他们几乎同时表明,当放射性元素发射α粒子时,它们衰变并成为原子序数低两位的元素,而β发射则使它们上升一个原子序数。

但在1914年,支持这些理论的证据很少。根据索迪的建议,像铀这样的放射性元素会衰变形成铅。但是通过这种衰变产生的铅与不是通过这种方式形成的铅的原子质量不同。Hönigschmid给了霍洛维茨一个艰巨的任务,测试Soddy的建议是否正确。

Hönigschmid和霍洛维茨有幸拥有一些幸运的地理位置——圣约阿希姆斯塔尔矿靠近维也纳,那里有大量的沥青铀矿(一种铀矿,也含有镭和铅)。1913年,这个矿的矿石被用来制定美国的镭标准。从这些矿石中提取的镭被送到其他实验室——包括玛丽·居里和欧内斯特·卢瑟福的实验室——剩下的镭留给了霍洛维茨。

霍洛维茨要做的工作是双重的。Geoff Rayner-Canham说,首先要从矿石中进行批量分离,然后进行非常精确的测量,计算出所得到的铅的原子量。据马琳说,这项工作“非常乏味”。霍洛维茨面对的是大块岩石形式的铀矿石。她必须把矿石溶解,以氯化物的形式提取铅。然后,她进行了细致的工作,净化氯化铅,以便测量原子量,这是英勇的。

这是同位素存在的第一个直接证据

阅读Hönigschmid和霍洛维茨1914年论文中描述的实验过程的翻译是非同寻常的。简而言之:氯化铅经过洗涤、过滤、溶解为硫酸盐、再溶解、过滤、再洗涤,然后溶解到硝酸中形成硝酸盐。再结晶五次,然后在盐酸中转化为氯化物,再结晶五次,然后再结晶九次,得到一种可以用来分析原子量的氯化铅。

然后,她进行了重量分析和滴定实验,以计算她的纯氯化铅中铅的原子量。撇开单调不谈,霍洛维茨测量原子量的准确度是惊人的。她发现了一个至关重要的结果。矿石中的铅是铀和镭衰变的产物,原子量为206.736,而非放射性衰变产生的铅的原子量为207.190。这是同位素存在的第一个直接证据。他们的论文被誉为20世纪上半叶最重要的化学出版物之一。

接下来,霍洛维茨又迈出了重要的一步,证明了同位素的存在,并证明了最近发现的一种元素——离子——实际上并不存在。1916年,她发表了她的研究结果。离子在1907年被宣布,并被公认为另一种放射性元素。1914年至1916年间,霍洛维茨和Hönigschmid将他们的注意力转向确定离子的精确原子量。霍洛维茨发现,离子的光谱和化学性质与钍相同,但原子量不同。她证明了离子是不存在的,同时也为同位素的存在提供了更多证据。

霍洛维茨对化学的贡献早已被遗忘。但是,为这种不公正而哀嚎和咬牙切齿只会让你陷入无休止的眼泪洪流,因为霍洛维茨远远不是第一个,也不是最后一个被忽视的女性或少数族裔初级研究员。事实上,化学历史学家雷纳-卡纳姆夫妇一次又一次地遇到了这种对早期职业女性科学家缺乏认可的情况。她说,在那个年代,女性无法获得学术职位。“一个女人能成为教授是不可想象的,”杰夫解释道。通常情况下,想要在科学领域大展身手的女性不得不将就着做无偿的研究助理。其结果是帮助许多更有权势——在当时被社会所接受——的男性教授获得声誉和奖项。

关于她的贡献的消息悄悄溜走了

雷纳-卡纳姆夫妇推测,也许霍洛维茨的化学事业突然结束的原因是因为Hönigschmid搬到了慕尼黑。马瑞琳说,她可能不被允许去那里。在20世纪早期,男性学者之间存在着严格的界限:支持女性从事科学研究的人与不支持女性从事科学研究的人。如果一个机构对女性有敌意,她们根本就不能去那里。维也纳的镭研究所为女性研究人员提供了一个友好的环境。也许慕尼黑不是。

霍洛维茨的导师Hönigschmid似乎试图维持她在科学界的地位。Geoff Rayner-Canham说Hönigschmid总是引用霍洛维茨的话,他们1914年的两篇关键论文把两位科学家都列为作者。但由于Hönigschmid是霍洛维茨名誉和学术地位的承载者,在他英年早逝后,其他研究人员干脆放弃了霍洛维茨的名字。因此,关于她的贡献的消息悄悄溜走了。霍洛维茨“只是另一个被淘汰的女人”,杰夫说。

在离开Hönigshmid公司后,霍洛维茨的职业生涯发生了急剧的转变,远离了化学。她对心理学越来越感兴趣,并找到了一份教育顾问的工作。霍洛维茨与奥地利心理学家爱丽丝·弗里德曼(Alice Friedmann)一起在维也纳建立了一个教育寄宿儿童之家,让孩子们有机会在远离家庭的环境中接受心理治疗。

Marelene Rayner-Canham说,就目前的情况来看,霍洛维茨是向当局自首的。维也纳大学的传记说,1937年,霍洛维茨和她的妹妹一起移民到华沙。1940年,这座城市建立了犹太人聚居区,这对姐妹本可以在那时逃离。然而,根据维也纳大学的说法,他们留下来了。

她的贡献受到赞赏,她是一个众所周知的重要人物

1942年,纳粹以重新安置为幌子,开始驱逐犹太人,但可怕的现实是种族灭绝,所有被运送的人都被送往特雷布林卡的灭绝营。维也纳大学称,霍洛维茨姐妹在1942年向纳粹报案,以避免给其他人带来危险。他们在保护谁,为什么要保护,不得而知。

这对姐妹同年被送往特雷布林卡,她们是在那里被杀害的约90万犹太人中的一员。

Hönigschmid 1945年在慕尼黑结束了自己的生命,不久之后他的朋友和同事汉斯·费舍尔也做了同样的事情。据说,在第二次世界大战的最后时刻,他们的作品和研究所被毁,两人都感到绝望。刊登在自然1946年对Hönigschmid与诺贝尔奖得主理查兹的研究给予了极大的重视。讣告中提到了他在原子量测量方面的工作:“他在镭、钍、铀和离子以及放射性导联方面的细致工作,在很大程度上为卢瑟福和索迪的放射性解体理论提供了直接的化学证据。”但在他的其他合作者和同事中,霍洛维茨的名字根本没有出现。

杰夫·雷纳-卡纳姆说,法扬斯和罗娜之间的那封信详细描述了霍洛维茨的命运,这表明在她的同事和合作者圈子里,她受到了赞赏和认可。两位著名人物在她去世多年后讨论她和她的命运,这表明她的贡献是受到赞赏的,她是故事中众所周知的重要人物。也许这是一种安慰,斯蒂芬妮·霍洛维茨已被历史遗忘,但对她的同时代人来说,她是至关重要的,受到尊重和铭记。

凯瑟琳·桑德森是一位生活在英国康沃尔郡的科学作家