200多年前,一位女性化学家提出了催化的概念,并向摄影迈出了早期的一步。雷切尔·巴西讲述了她的故事

催化的发现通常被认为是瑞典化学家贝采里乌斯在1835年发现的。尽管这一现象是由他命名的,但其基本原理早在40年前就由苏格兰化学家伊丽莎白·富尔哈姆(Elizabeth Fulhame)首次描述。富尔哈姆因其卓越的实验和化学理论而在很大程度上不为人所知。历史学家Marelene和Geoffrey Rayner-Canham在他们1998年的书中争论道化学领域的女性富勒姆是“现代化学领域的第一位独立女性研究员”。她不同意当时许多顶尖科学家的观点,事后看来,她经常站在科学辩论的正确一方。

富勒姆在1794年只出版了一本书,书名很冗长一篇关于燃烧的文章,以一种新的死亡和绘画艺术为视角,其中炎症和消炎假说被证明是错误的.这本书描述了她15年来对基础化学的细致实验,以及她得出的更广泛的理论结论。

我们对富勒姆所知甚少,只知道她住在爱丁堡,嫁给了一位爱尔兰医生托马斯·富勒姆(Thomas Fulhame),他本人也在爱丁堡大学学习化学,受约瑟夫·布莱克(Joseph Black)指导。在这里,他将介绍金属及其盐的化学性质。

1780年,伊丽莎白·富尔哈姆对研究染色工艺产生了兴趣,她希望用化学方法向布中注入金、银和其他金属。她尝试将丝线浸入金属盐中,然后将它们暴露在光线下。根据她的书,她的丈夫和朋友嘲笑她的实验,但她坚持不懈,发展了一种光化学成像的基本形式。她利用磷、氢、木炭和阳光将金属盐转化为纯金属,并将它们沉积成金、银、铂、铜和锡的薄层。她记录了127次实验的结果。

在她的实验中,出现了一系列美丽而意想不到的颜色

她的工作可能一直是个人追求,但在1793年,她在伦敦遇到了化学家约瑟夫·普利斯特利,他鼓励她发表她的发现。在她的书的引言中,她阐述了她是如何不同意至少六位主要化学家的理论的,包括那些支持流行的燃素燃烧理论的人。这表明一种类似火的元素燃素包含在可燃材料中,并在燃烧过程中被释放到空气中,被植物吸收。到了18世纪70年代,法国化学家安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)的研究表明,燃烧时某些元素的质量增加,燃素理论受到了仔细审查。因此,他认为正在添加氧气。

Fulhame的工作指向了这个方向。她从实验中得出结论,加入水滴后煤燃烧得更好,这与燃素理论不相符。拉瓦锡证明了水是由氧和氢组成的,富尔哈姆认为煤首先与水反应生成二氧化碳和氢,然后氢与空气中的氧反应生成水。但Fulhame的结果并不完全符合拉瓦锡,拉瓦锡的还原理论与Fulhame假设的水的作用不相符。

她的发现是对催化作用的首次描述——用一种本身不被消耗的物质加速反应。在她观察到的还原反应中,水是必需的,但最终会再生。

Fulhame的恐惧还原过程也为50年后摄影术的诞生奠定了基础。她指出,溶解在王水(一种硝酸和盐酸的混合物)中的金只有在光照下才能还原成金属状态,这是早期镀硝酸银照相板的一个排练。她说,在她的实验中出现了一系列“美丽而意想不到的颜色”林赛·史密斯他来自苏塞克斯大学摄影与视觉文化中心。Fulhame认为她的方法可以用于彩色地图——河流用银色表示,城市用金色表示。

她在早期摄影中的角色并没有被她的后来者完全忽视。蓝图(基于柠檬酸铁铵和铁氰化钾)的发明者约翰·赫歇尔在1839年皇家学院里程碑式的演讲中提到了她的工作,他的工作反过来为后来的发明家如路易斯·达盖尔和亨利·福克斯·塔尔伯特铺平了道路。

与她那个时代的一些女性不同,她并没有完全被那个时代的男性科学机构所忽视。她的书被建立皇家研究所的物理学家本杰明·汤普森(后来的拉姆斯福德伯爵)称为“巧妙而生动”。1798年,一份法国杂志对其进行了评论,并将其翻译成德语。

美国波士顿东北大学的历史学家杰西卡·林克(Jessica Linker)一直在研究18世纪和19世纪美国女性参与科学的情况,她说,到1810年,它已经传到了美国,并由费城化学学会重新出版,“我们对这个学会知之甚少”。她补充道:“这似乎是一个为那些与大学教学或学院教学有关的人设立的组织。”Fulhame的新版本包括一个不同寻常的由一位不知名的编辑所写的序言,他说这项工作值得更多的关注,并且“Fulhame夫人现在对化学提出了如此大胆的主张,我们不能再否认性别也参与这门科学的特权”。

林克的研究表明,1794年移居美国的普里斯特利是该学会的成员,这可能是富勒姆的工作受到该学会热烈欢迎的原因。林克说:“我认为他们真的很欣赏她的论文。”但她补充说,考虑到她提出的证据与许多相互竞争的科学理论相矛盾,普里斯特利推广她的工作可能有自己的动机。林克解释说:“我认为他认为这是对拉瓦锡的挑战。”拉瓦锡的观点与普里斯特利的观点相矛盾,普里斯特利仍然是燃素理论的支持者。林克补充说:“但实际上,她在挑战他们两个。”

普里斯特利最终似乎明白了这一点,他在某个时候改变了主意,撤回了对富勒姆的支持。他写道:“她的理论和凤凰本身的故事一样,都是异想天开、难以置信的。”他发表了一个新概念,即“非燃素空气”(即现在已知的氧气)由水和“酸性原理”组成,但富勒姆认为水只是氧化和还原反应的催化剂的观点并不支持这一观点。

“伟人”的故事——以及他们“伟大”的竞争——往往会淹没其他声音

尽管如此,富勒姆还是被授予了费城化学学会的荣誉会员,这在当时肯定是不寻常的。林克说:“我不知道她实际上参与了多少,也不知道他们要让她成为荣誉会员。”“在费城,直到19世纪三四十年代,女性才真正被允许作为成员进入社会,而且人数相对较少。”

要评价她对化学的贡献是困难的。她的想法并非都是正确的。她认为,所有的减排都需要水,大自然通过保持地球表面的空气和水的数量来保持平衡。但正如林克所指出的那样,我们今天所铭记的许多伟大的科学家并不是每件事都做对了,或者以我们今天理解他们的方式完全理解他们的发现。普利斯特利就是一个很好的例子,他与人共同发现了氧气,但并没有完全理解它的本质。林克说:“当男性有部分错误时,我们更可能把这些发现归功于他们,我们可以为他们破例。”我们应该给予富勒姆同样的宽容,并把她的发现放在18世纪的背景下。

总的来说,富勒姆走在了她的时代前面。她似乎比同时代的一些人对化学有了更现代的理解,比如理解氧化和还原的动态性质以及催化的概念。

但在最初的兴趣过后,人们对她的作品的记忆逐渐消失,她仍然是一个被忽视的历史人物。在她关于维多利亚时代摄影的书中,史密斯评论说,这种忽视“很大程度上是因为富勒姆是女性……关于“伟人”的故事——以及他们之间同样“伟大”的竞争——往往会淹没或将其他声音置于边缘”。

从她的美国历史研究,林克建议,也许是时候重新评估我们对女性对18世纪和19世纪科学贡献的看法了。她指出,有证据表明,在费城,女性接受了科学实践和家庭应用方面的教育,但最终她们对各个科学领域的贡献被掩盖了。“有很多因素在起作用,使女性的工作变得模糊,但我倾向于认为她们与科学有关。”

Fulhame可能是我们能够追溯其成就的女性中罕见的例子。林克说:“我们应该把她看作是一个在特定时间、特定背景下工作的女性,用她来衡量女性在哪些方面被允许成为科学家,或被允许成为科学从业者。”

在她的论文的序言中,富勒姆写道:“有些人是如此无知,他们变得阴沉和沉默,看到任何接近学问表面的东西,无论它以何种形式出现,都会因恐惧而发冷;而当幽灵以女人的形态出现时,他们所遭受的痛苦确实令人沮丧。史密斯将其描述为“对她出版动机的原始女权主义描述”。

同样有趣的是,富勒姆的出版商是约瑟夫·约翰逊(Joseph Johnson),一位以出版托马斯·潘恩(Thomas Paine)和玛丽·沃斯通克拉夫特(Mary Wollstonecraft)而闻名的自由派出版商。他还出版了《约瑟夫·普利斯特利》,这或许可以解释他的选择。她似乎确实意识到自己的地位是罕见的,称她的作品是“未来水手的灯塔”,并描述了她所经历的对她的想法或表达她的想法的阻力,以“我的这只小树皮经历了许多风暴”为阶段。

虽然她仍然是一个神秘的人物,但她对化学的贡献可以从她发表的作品中衡量出来。这清楚地表明她是一个顽强的实验主义者,但也是一个有灵感的理论家,愿意质疑和反驳她那个时代的范式。虽然她是个业余爱好者,但她的结论来自于对科学方法的严格承诺。正如她自己解释的那样,“每一种观点都有其自身的优点,我不敢大胆地向世界提出我的观点,只要一种更合理的观点出现,我就愿意放弃它。”

雷切尔·巴西,英国伦敦科普作家