這兩天因為強烈的太陽風襲擊地球，產生等級最高的G5級地磁風暴（上次是在2003年），原本只有在南、北極圈附近才能看見的極光，也出現在中高緯度的地區，例如倫敦、多倫多、舊金山、紐西蘭的奧克蘭等地的民眾都目睹這難得一見的絢麗景象，紛紛拍照上傳。
極光是因為太陽表面發生劇烈閃焰，射出高能的帶電粒子抵達地球後，被地球磁場導引至地磁的兩極，撞擊高層大氣中的氮、氧原子，它們的電子被激發到較高能階，再回到原來的能階時所釋出的能量，便發出不同顏色的光芒。
極光的起因自古以來便有很多猜測，包括伽利略、富蘭克林、道爾吞、法拉第、……等科學家都曾提出解釋，但皆不正確或不完整。直到1908年，挪威科學家伯克蘭（Kristian Birkeland）推測極光是來自太陽的帶電粒子與地球磁場的交互作用所致，才符合極光的大致成因（當時還沒有電子能階的概念）。不過由於無法獲得實驗證實，他的主張一直備受爭議，未能獲得普遍認同，最後證實這個理論的人就是費曼的妹妹喬安．費曼（Joan Feynman，以下就以喬安稱之，好和理查．費曼區分）。
喬安出生於1927年3月31日，比費曼小9歲。喬安5歲時，就充當費曼在家中做實驗的助手。幼小的喬安得站在箱子上才搆得著儀器，聽費曼的指示切換開關，偶而還會被電到。
費曼不是只會使喚妹妹，他不時還機會教育，告訴喬安各種知識，例如她的身體和家中的狗、鬆餅機都同樣是由原子構成，甚至教她畢氏定理。仍懵懵懂懂的喬安當然不懂什麼是平方，但她覺得費曼像在念一首詩，於是也跟著琅琅上口。
有一天夜裡，費曼把已熟睡的喬安叫醒，帶著她走出門外，穿過街道，來到附近的一個高爾夫球場，指著北方夜空的奇景給她看。那是紐約難得一見的極光，小喬安驚異地望著天際朦朧閃爍的光幕，聽見哥哥說還沒有人知道為什麼會這樣，彷彿開啟了探索科學的心靈，決定長大後就要研究極光。
八歲那年，喬安跟全家宣布自己將來要當科學家，誰知年輕時還曾為爭取女性投票權而上街遊行的媽媽竟然堅決反對。她告誡喬安：「女性沒辦法搞科學，因為女性的大腦不可能完全搞懂。」喬安當下趴在沙發上大哭，她日後回想當時的內心衝擊與影響：「對一個小女孩而言，被告知她的畢生夢想是不可能的，是個毀滅性的打擊。從此我總是懷疑自己的能力。」
直到喬安14歲生日那天，費曼送她一本天文學的大學教科書做為生日禮物，裡面的一張圖改變了她的一生。那是標示出「夫朗和斐線」（恆星的光從內部穿過大氣層時，某些波長的光被不同元素吸收，而在光譜上便形成暗線）的恆星光譜，上面寫著女性天文學家佩恩（Cecilia Payne）據此發現恆星的元素豐度。
對喬安而言，瑪麗．居禮猶如神話般的存在，是凡人無法企及的特例。但佩恩與自己相差不過27歲，仍是活躍於當代的鮮活人物，不但證明女性也能成為科學家，甚至足以被寫入教科書中。她因此恢復自信，從大學到研究所，一路往物理學發展，終於在1958年取得物理博士學位。（佩恩的生日是5月10日，費曼的生日則是5月11日，兩位改變喬安一生的人出生日期剛好相鄰，真是巧合。）
然而當時女性仍無法與男性平起平坐，喬安雖有博士學位，卻找不到有保障的研究工作。在女性就應該相夫教子的社會壓力下（她念研究所時，還為了配合做人類學研究的先生，而休學一年和他一同前往瓜地馬拉），已有兩個小孩的喬安不得不認命當個家庭主婦。但有志難伸的喬安卻越來越憂鬱，最後還得去看心理醫生。
在心理醫生的鼓勵下，她再度嘗試求職，終於在1962年獲得哥倫比亞大學天文台提供的一份兼職研究工作。她興奮的告訴哥哥費曼這個好消息，同時跟他約法三章：「宇宙所有領域你都可以研究，但唯獨極光要歸我。」多年以後，有機構委請費曼研究極光，他認真回覆對方不行，除非他妹妹喬安同意。
1963 年，喬安丈夫的新工作在加州，她再度配合丈夫，放棄天文台的職務，跟著搬到加州。所幸她在NASA找到一份研究工作，負責研究太陽風與地球磁場的交互作用。她不但做出許多重要貢獻，並在 1971 年發現可以用太陽風中所含的氦，來判斷以往難以察覺的「日冕物質噴射」現象。不料，第二年她就因為 NASA 經費刪減而遭到裁員。
喬安向當地猶太教會的拉比尋求協助，因為拉比之前曾運用人脈幫許多失業的學者找到工作。孰料拉比竟然反過來斥責她自私，要她安於當個家庭主婦。那天晚上她回到家後，拿出吸塵器來回吸了地板幾下，終於崩潰痛哭。她的兒子見狀也在一旁啜泣，喬安撫慰他後，試圖讓他理解：「我知道你希望我在家裡，但我要嘛當個兼職媽媽，否則就會變成整日發瘋的女人。」
幾個月後，喬安終於在大氣研究中心找到工作，並於1974年成為美國地球物理聯盟（AGU）第一位女性成員。隨後她根據探索者33號（Explorer 33）太空船所蒐集的資料，於1977年和同事發表論文，證實極光是太陽風的高能粒子受地球磁場引導，撞擊地球大氣層所致。極光正是她投入科學的源頭，如今她果真實現了幼時許下的誓言。
喬安之後又換了幾個不同單位，最後於1985年落腳在噴射推進實驗室，直到 2003年退休。退休前，NASA頒給她「傑出成就獎」，以表彰她在高能粒子方面的研究，對於太空船的防護設計有極大幫助。喬安在職業生涯後期，對太陽週期與地球氣候變遷的關聯也做出貢獻。
喬安的經歷不僅反映了那個時代女性科學家的艱辛，事實上也是婦女在追求夢想時，必須在職場與家庭之間拉扯的縮影。即使在講求兩性平權的現代社會，女性仍承受許多無形的壓力，尤其一旦身為母親，天性上總是對小孩有更多的牽掛與承擔，的確要付出更多才能掙得應有的肯定。趁今天母親節，再用喬安的故事向天下母親致敬。
按：關於喬安的部分，主要摘自我之前寫過的〈要當兼職媽媽或全職瘋女人？〉
參考資料：
- https://www.popsci.com/scitech/article/2002-04/my-mother-scientist/
- https://findingada.com/shop/a-passion-for-science-stories-of-discovery-and-invention/joan-feynman-from-auroras-to-anthropology/
- https://www.nytimes.com/2020/09/10/science/joan-feynman-dead.html
- View of Impossible interview with Joan Feynman (1927-2020). Joan Feynman: from Richard’s sister to aurora scientist | Il Colle di Galileo (fupress.net)
