Джоан Фейнман (также Джоан Хиршберг по фамилии первого мужа с 1948 до 1974 года, , 31 марта 1927 — 22 июля 2020) — американская учёная, гео- и , внёсшая значительный вклад в изучение солнечного ветра и его влияния на магнитосферу Земли. Наиболее известна работами, которые помогли понять физическую природу полярного сияния, а также моделью, значительно упростившей расчёты радиационной нагрузки на искусственные спутники Земли, и разработкой метода предсказания интенсивности циклов солнечной активности. Первая женщина, избранная членом Американского геофизического союза (АГС), член Международного астрономического союза. Младшая сестра физика Ричарда Фейнмана.
Биография
Ранние годы Джоан Фейнман родилась и выросла в нью-йоркском районе в семье Мелвилла Фейнмана и Люсиль Фейнман (в девичестве Филлипс) — иммигрантов из Российской империи (отец уроженец Минска; Люсиль, родившаяся в США, происходила из семьи с польскими корнями). Вторым ребёнком в семье был её старший брат Ричард Фейнман — будущий выдающийся учёный-физик.
По воспоминаниям Джоан, её детские годы прошли счастливо, в семье царили гармония и согласие. Она, как и её брат, с ранних лет была любознательным ребёнком и проявляла интерес к изучению природы. Брат Ричард всегда поощрял её любопытство и привлекал к участию в своих научно-технических занятиях, например, возне с электроприборами в своей детской лаборатории. Однажды ночью он разбудил Джоан, чтобы показать ей полярное сияние, мерцающее над безлюдным полем для гольфа рядом с их домом — это определило её судьбу: она захотела изучать это прекрасное явление. Отец также увлекался наукой, некоторое время книгой для чтения на ночь Джоан была монография немецкого геолога и метеоролога Альфреда Вегенера о тогда только появившейся и ещё не доказанной теории о дрейфе континентов. Мать и бабушка не поощряли интереса Джоан к точным наукам, так как были убеждены сами и повторяли дочери, что женский мозг, в отличие от мужского, не способен воспринимать сложные научные концепции. Тем не менее, после прочтения книги «Астрономия» — учебника для колледжа, подаренного ей братом на 14-летие, в котором Фейнман впервые столкнулась с результатами исследований астронома Сесилии Пейн-Гапошкиной, она пришла к убеждению, что женщинам также по силам заниматься научной деятельностью.
Образование Высшее образование (степень бакалавра физики) Фейнман получила в Оберлинском колледже, во время обучения в котором часто сталкивалась с проявлениями сексизма. Они подтачивали её веру в собственные силы, но постоянная переписка с братом, поддерживавшим Джоан в научных устремлениях, стимулировала её продолжать работу над собой. На первом курсе Оберлина Джоан познакомилась со своим будущим первым мужем — Ричардом Хиршбергом, вернувшимся в колледж для продолжения обучения после службы на Тихоокеанском театре военных действий Второй мировой войны. Он был на три года старше её и тоже изучал физику. Их роман развивался быстро: в 1946 году они помолвились, а через два года, сразу после окончания колледжа, поженились.
Ричард, а затем и Джоан, устроились на работу в в Вашингтоне. На следующий год они оба начали учиться в Сиракьюсском университете: она изучала физику твёрдого тела под руководством , а Ричард решил переключиться на культурную антропологию. При выборе темы для диссертации Джоан поняла, что она тяготеет к теоретической физике, что оставляло выбор лишь из двух альтернатив: общая теория относительности или физика твердого тела. Джоан решила проконсультироваться на этот счёт у профессоров университета, один из которых предложил ей выбрать темой для исследований паутину, потому что «она будет встречаться с ней во время уборки» ().
Во время обучения в аспирантуре Джоан взяла академический отпуск, чтобы сопровождать Ричарда в его полевых исследованиях в Гватемале. Весь 1952 год они изучали аспекты самоидентификации какчикели, — одного из племён майя. Поразительная бедность и высокая детская смертность среди этих людей перевернули представления Джоан о борьбе за жизнь и необходимом уровне комфорта.
В конце 1952 года после возвращения в США Джоан Хиршберг с энтузиазмом вновь взялась за физику и уже в 1958 году получила докторскую степень по теоретической физике, защитив диссертацию «Поглощение инфракрасного излучения в кристаллах с алмазоподобной кристаллической решёткой». В том же году защитился и Ричард. Одновременное получение научных степеней мужем и женой было довольно необычно для того времени, поэтому местная газета опубликовала об этом заметку. Женщина-физик была ещё более необычным явлением, из-за чего в результате «исправления ошибки» в подписи к фотографии пары утверждалось, что Ричард стал доктором по физике, а Джоан — по антропологии.
«Я беру на себя северные сияния, а ты всю остальную Вселенную» Летом 1957 года у Джоан и Ричарда появился первый ребёнок — сын Мэттью. Однако, в середине XX века замужней женщине с детьми в США было трудно найти работу в научной сфере, поэтому поначалу Джоан устроилась в фирму по производству твердотельных приборов, а в 1960 году, забеременев во второй раз, вообще ушла с работы, став домохозяйкой. После рождения второго сына — Чарльза (ставшего в будущем известным журналистом), семья переехала в отдельный дом в на севере Нью-Джерси, поближе к работе Ричарда. Классическая женская версия реализации «американской мечты» в виде работы по дому и воспитания детей при зарабатывающем деньги муже привела в 1961 году Джоан на грань депрессии, и её психиатр посоветовал ей начать работать.
Джоан предложила свои услуги Колумбийского университета в 20 километрах от их дома, от которой неожиданно для себя получила целых три (по другим данным — четыре) предложения. Она выбрала работу на полставки по изучению проблемы быстрых вариаций магнитного поля Земли, происхождение которых тогда было неизвестно. В обсерватории Фейман проработала три года и сохранила о ней самые тёплые воспоминания, как о месте, в котором занимались фундаментальными исследованиями. В 1962 году Джоан доказала, что северные сияния возникают вследствие взаимодействия межпланетного магнитного поля солнечного ветра с магнитным полем Земли, и написала о результатах своих изысканий брату, ставшему уже известным физиком, в шутку предложив разделить сферы исследований: «Слушай, я не хочу, чтобы мы соперничали, поэтому давай разделим физику. Я беру на себя северные сияния, а ты всю остальную Вселенную» (). Ричард Фейнман согласился.
В 1963 году Ричарду Хиршбергу предложили работу в Калифорнии, куда вместе с ним переехала и Джоан, продолжавшая поддерживать научные связи с Обсерваторией Ламонт-Доерти. В 1964 году она стала постдокторантом в Исследовательском центре Эймса — отделении НАСА, в котором работала вместе с Джоном Спрейтером, — известным физиком в области околоземного космического пространства.
В сентябре 1965 года в семье Хиршбергов родилась дочь Сьюзан, любопытство которой в области науки, так же, как и старших сыновей, Джоан всячески поощряла.
В конце 1960-х вместе со Спрейтером Джоан устроилась на работу в Стэнфордский университет, но в 1972 году, из-за связанного с рецессией сокращения бюджета НАСА, потеряла работу.
В течение нескольких месяцев Джоан оставалась без работы и снова начала впадать в депрессию. По воспоминаниям сына Чарльза, однажды он видел, как мама, вернувшаяся с неудачного собеседования, некоторое время бесцельно таскала пылесос по полу, а затем разрыдалась. Когда он тоже заплакал, она сказала ему: «Я знаю, что ты хочешь видеть меня дома. Но я могу быть или мамой на полставки, или сумасшедшей на полный рабочий день» ().
В 1972 году Джоан начала сотрудничать с в городе Боулдер (штат Колорадо), сначала бесплатно, а затем, когда в следующем году получила предложение работы, и на контрактной основе. В 1973 году Ричард ушёл с работы в Калифорнии и семья переехала в Боулдер. Деньги в семье зарабатывала только Джоан — Ричард не мог найти работу, что привело к конфликту между супругами, закончившемуся разводом в 1974 году, после которого Джоан вновь взяла свою девичью фамилию. Она оставалась в Боулдере до 1976 года.
«Следовать за научным финансированием, как лапландцы за оленьими стадами» В 1976 году после очередного уменьшения финансирования должность Джоан в обсерватории была сокращена, и она вновь стала безработной. Она решила, по её собственным словам, «следовать за научным финансированием, как лапландцы за оленьими стадами» (), и довольно часто переезжала с места на место для работы в различных организациях.
Сначала она работала на административной должности в Национальном научном фонде в Вашингтоне (1976—1979), затем продолжила научные исследования в Лаборатории геофизики ВВС США () около Лексингтона с финансированием от Бостонского колледжа в Массачусетсе (1979—1985), пока, наконец, в 1985 году не получила долговременный контракт с Лабораторией реактивного движения в городе Пасадина (штат Калифорния). С собой она возила дочь Сьюзан, Чарльз оставался с отцом, а Мэтью отделился от семьи и учился в колледже. С переездом в Массачусетс, по словам Чарльза, Джоан наконец почувствовала, что она в принципе состоялась в жизни: она была более известным учёным, чем даже могла мечтать в детстве, и к тому же матерью троих детей.
В начале 1980-х годов во время посещения Аляски Ричарда Фейнмана попробовали заинтересовать работой в геофизике, но он ответил, что ему нужно на это разрешение сестры. Она отказалась дать таковое, а брат сдержал своё обещание двадцатилетней давности, что стало известной шуткой в геофизическом сообществе: на одной из конференций была выражена «публичная благодарность Ричарду Фейнману за то, что он не занимается северными сияниями, что позволяет нам приятно проводить время» ().
В октябре 1990 года на конференции в Сочи, СССР, Джоан начала встречаться с советским астрофизиком Александром Рузмайкиным. Они познакомились за год до этого на конференции в США, когда Рузмайкин жёстко раскритиковал доклад Джоан во время сессии, а она не менее жёстко ответила ему при обсуждении за ужином. 16 августа 1992 года они поженились и оставались в браке до смерти Джоан.
Фейнман вышла на пенсию в 2003 году с должности старшего научного сотрудника Лаборатории реактивного движения. Тем не менее, она продолжила научную работу, занявшись вопросом связи космической погоды, включая солнечную активность, и изменений климата.
Научные достижения Большую часть своей научной карьеры Джоан Фейнман посвятила изучению взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли.
Работая в Обсерватории Ламонт-Доерти, Джоан обнаружила, параллельно с несколькими другими исследователями, что магнитосфера Земли не замкнута, а имеет вытянутый в направлении от Солнца «хвост».
Во время постдокторантуры в Исследовательском центре Эймса в 1971 году Фейнман обнаружила, что периодическое истечение солнечного вещества, известное как корональные выбросы массы, может быть определено по наличию гелия в солнечном ветре. Это было важным открытием, так как, несмотря на то, что корональные выбросы массы были уже известны в то время, их было трудно обнаружить.
В ходе своих исследований 60-х годов Фейнман сделала важное открытие в области природы и причин возникновения полярного сияния. Используя данные, собранные космическим кораблём НАСА , она доказала, что полярное сияние является продуктом взаимодействия между магнитосферой Земли и магнитным полем солнечного ветра: когда переменный солнечный ветер деформирует магнитосферу Земли настолько, что траектории частиц солнечного ветра и магнитосферной плазмы начинают пересекать атмосферу, эти частицы возбуждают атомы атмосферных газов и появляется свечение.