鲜为人知的科学家:玛丽·萨默维尔与数学物理的默默耕耘

玛丽·费尔法克斯·萨默维尔(Mary Fairfax Somerville),1780年12月26日出生于苏格兰的小镇耶德堡,是一位在19世纪欧洲数学和科学界享有盛誉的女性科学家。她的父亲威廉·费尔法克斯曾任英国海军中将,母亲珍妮特·查特斯出身于律师世家。萨默维尔的家庭背景显赫,但她只接受过一年的正规教育。

在13岁那年,萨默维尔偶然参加了一次算数课,从此对数学产生了浓厚的兴趣。尽管当时的社会并不鼓励女性接受正规教育,她依然偷偷托人购买了古希腊数学家欧几里得的著作《几何原本》,并在晚上躲在被窝里自学。她的父母很快发现了这一秘密,母亲认为这是种耻辱,而父亲则担心她会患上精神病,没收了她的书籍并禁止她再阅读任何数学书籍。然而,这些并没有阻止她对数学的热爱和追求。

1804年,萨默维尔嫁给了表兄塞缪尔·格雷格,并移居伦敦。1812年,她再次结婚,嫁给了堂兄威廉·萨默维尔,这位丈夫非常支持她在数学、科学和教育方面的兴趣。1816年,萨默维尔一家搬到伦敦,并在那里住了20年,与许多英国科学家成为朋友。

萨默维尔的自学之路并未停止,她逐渐精通了当时最先进的数学和科学理论。1825年,她完成了一系列科学实验,研究磁力和太阳射线的联系,并发表了第一篇科学论文《更易折射的太阳光线所具有的磁化能力》。1827年,她花费了三年时间将法国天文学家拉普拉斯的著作《天体力学》翻译成英文,并于1831年出版。这部译作大获好评,首次印刷750本很快售罄,不久就成为剑桥大学荣誉生的标准教科书。

1834年,萨默维尔出版了自己的科普著作《物理学的关联》,书中解释了光学、声学、热、运动、电学、磁学、重力和天文学方面的理论,并展示了这些不同的物理现象之间如何紧密联系在一起。该书一经发表,就获得了巨大的成功,并在欧洲和美国广泛销售。

萨默维尔的成就不仅限于数学物理学。1848年,她出版了《自然地理学》,这是第一本研究地球物理表面的英文书籍,书中研究了大陆块、气候、土壤和植被。这本书再次为她赢得了广泛的国际赞誉,销售数量远超之前的著作。

1835年,萨默维尔和卡罗琳·赫歇尔一起被选为皇家天文学会的第一批女性荣誉会员,这也是该学会首次将名誉会员的荣誉授予女性。她因此成为了伦敦知识分子中的著名人物,并强烈支持女权和妇女教育。她帮助那些在数学和科学方面有潜力的女性,并把她们介绍给愿意提供帮助的数学家和科学家

萨默维尔的晚年生活依然充满活力和创造力。1869年,她以88岁的高龄完成了最后两部书,一本是《分子和显微科学》,总结了生物、化学和物理方面有关分子形态物质的发现以及植物的显微结构;另一本是她的自传,总结了自己的一生。

玛丽·萨默维尔于1872年11月29日在意大利那不勒斯的家中安然辞世,享年91岁。她去世后,伦敦《晨报》称她为“19世纪科学女王”。她的一生,不仅取得了令人敬仰的成就,更把“终身学习者”的精神贯彻始终。她的著作和贡献,使普通民众也能理解先进的科学理论,并纠正了“女性没有能力进行高深的科学研究”的偏见。

萨默维尔的影响深远,牛津大学的一个学院和加拿大的一座岛屿以她的名字命名,太阳系的一颗小行星和月球的一个陨石坑也被冠以她的名字。她的头像还出现在2017年苏格兰新发行的10英镑纸币上