作者：范素华,李缨等(编著)
出版社：清华大学出版社
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女性与科学试读：
前言
科学研究和技术开发，是人类创造性的活动。科学研究和技术开发的生命在于创新，创新是科学技术发展的原动力。当今的世界，是一个比以往任何一个历史时期都需要科学素养与创新能力的世界。创新能力已经成为衡量一个人、一个民族乃至一个国家竞争实力的重要标准。
但长期以来，男女在融入科技活动过程中存在差异，男性在科技世界中一直处于明显的主导地位，女性在科学领域的缺席、女性在科学领域的作用被低估，使得女性科技人员对社会发展的潜在能力远未得到发挥。当今世界人才竞争日益激烈，科技的发展需要女性更有效地参与，而女性的耐性、敏感等性格优势在科技创新中将会占据越来越高的地位，女性的高度参与将会进一步加强科学的发展。
为了让更多的女性了解科学，喜欢科学，并能够培养优秀的科学素养和创新思维能力，本书通过讲述从古至今优秀的女科学家的成长故事，揭示科学精神的本质，引领女性了解科学，理解科学的思想理念，并提供求解问题方法以及科学预备知识，更重要的是指引女性如何拓展自己的才华，从而进行创造性的思维，掌握科学技术，具备科学素养，学会用科学的方法去分析问题、解决问题。
本书的编写得到了山东省社科院、山东省妇联、山东女子学院、济南大学等单位的大力支持，在此表示感谢！编者2015年6月第一章绪论
在人类文明的创造、传承和发展中，女性发挥着巨大的作用。中国女性素有勤劳、勇敢、善良、智慧和爱国爱家、爱好和平的优良传统，在国家政治和社会生活中占据了“半边天”。她们不仅是民族自身繁衍和儿童基本素质的根本保证，而且是社会物质财富、精神财富的创造者和社会进步的有力推动者。
新中国成立以来，中国女性在政治、经济、文化、社会和家庭生活等各方面充分享有了平等的权利，国家通过各种法律和政策，保障了妇女的合法权利和地位，通过教育、科技的普及，提高了妇女参与经济建设的能力。今天，中国女性已享有中国社会几千年来从未达到的、许多发达国家历时数百年才得到承认的平等权利。但是，由于历史和文化观念上的原因，我国女性在获得发展机会方面，还存在着一定的不足和差距，其中科技素质方面的差距是一个关键因素。
长期以来，男女在融入科技活动过程当中存在差异，男性在科技世界中一直占据明显的主导地位，女性在科学领域的缺席、女性在科学领域的作用被低估，使得女性科技人员对社会发展的潜在能力远未得到发挥。当今世界国际人才竞争日益激烈，科技的发展需要女性更有效地参与，正如联合国教科文组织1996年度的《世界科技报告》中所指出的，妇女的高度参与将会给一个基本上是男人主宰的世界注入多样性，因而会加强科学的发展。
新中国成立六十多年来，越来越多的女性迈入高等学府，接受高等教育，各行各业的女性科研工作者队伍不断壮大，取得了显著的成绩，在各个领域都做出了重要贡献。据资料显示，2013年底，中国女性研究人员的总数已经超过2000万，占全国科技人才资源总数的4000，总量和比例都位居世界前列，在中国科学院和中国工程院的两院院士中，女性院士占两院院士总数的5％左右，高于世界其他国家女院士的比例；我国女科学家在2003年和2004年连续两次荣获素有“女性诺贝尔奖”之称的“世界杰出女科学家成就奖”，成为中国科学界的骄傲，也为中国妇女努力学习科技知识树立了典范。
我国女科学家和女性科研工作者在提高妇女科技素质方面已经发挥了先锋和表率作用。但认为文学、历史、语言等专业更适合女性特点的传统观点仍然限制了当前女性对于专业的选择，目前即使女性从事自然科学领域研究，也多集中在生物学、医学等“硬度”较低的专业，数学、物理学、工程技术等专业仍大多为男性的“天下”。为了大幅度提高我国女性的科技素质，让更多的女性掌握科学技术，让更多的女性参与到科技事业中来，使科学技术成为广大中国女性走向幸福生活和实现远大理想的手段，本书梳理了部分在科学史上留下光辉一页的中外伟大女性，以“女性与社会发展”为题，简单介绍了她们的生平和事迹，以及为人类发展和科技进步做出的巨大贡献；以“女性之成功秘诀”为题，总结归纳了成功女性所具有的素质，从而激励当代的女大学生迈入科学的殿堂，为科技的进步和祖国的发展贡献自己的力量。
科学素养和创新意识，不仅仅是科技人才必需具有的基本素质，更是工人、农民等普通劳动者也应该具有的素质。这是一个国家经济增长的根本，是稳固国防的基石。公众科学素养的创新意识是国家综合国力竞争的基础。产品的发明创造和设计者可能是高科技人才，但产品的生产者却是普通的劳动者，他们的科学素养决定着产品的质量，一个国家的产品参与国际竞争在很大程度上依靠这些具有较高科学素养的工人、农民。
人的科学素养和创新意识不是生来就有的，这需要长期的培养和积累。对于我们当代的大学生，更要在大学期间有意识地培养对科学的兴趣，发扬为科学献身的精神，激发创新意识，逐渐培养和提高自身的科学素养。本书最后两个章节针对科学素养和创新意识的培养进行了阐述。
古希腊教育家亚里士多德指出：“必须有优良的妇孺，才会造成优良的城邦。”女性接受高等教育是女性解放与发展、社会进步的体现，也是提高人口素质的重要条件。世界银行的研究表明，由于男性和女性的思维与关注点的不同，女性的参与可以提高科学研究的多样性，女性富有的母爱会渗透到她的工作中。比如，越来越多的伦理问题在当前的科学研究中凸显出来，如何对科技发展进行方向性的决策，在男性主宰的科技世界中，需要女性视角的关照。女性参与科研工作，必将更好地推动科技的发展、社会的进步。
展望未来，随着我国广大女性科技素质的提高和社会地位的改善，她们对全面建设小康社会和中华民族伟大复兴的贡献将会越来越大，这也必将推动我国早日迈向全面、协调、可持续发展的社会新阶段。第二章女性与社会发展
工业革命使社会生产由机器生产代替手工生产，解放和发展了劳动力，提高了生产效率，推动了世界全球化的进程。同时，工业革命解放了人们的思想，抨击了旧制度和传统封建思想，女人也开始走向社会，在社会生产与发展中发挥着重要的作用。第一节 第一次工业革命前的杰出女性
第一次工业革命前，人类处于社会发展的初级阶段，社会生产力落后，受传统思想的压迫，女性在社会中的地位并不高，女性仅仅扮演着贤妻良母的角色。然而，在历史上仍会有几位伟大的女性，勇于追求自己的理想，与传统的封建思想斗争，写下属于自己的人生华章，并为后人留下一笔宝贵的财富。一、希帕蒂娅——史上第一位女数学家
希帕蒂娅（Hypatia，又译海帕西娅，约370—415年），出生于埃及，是古希腊著名的数学家、天文学家、哲学家，被称为世界上第一位女数学家。这位聪颖的女性以她的满腹才华和对科技的贡献跻身于古代世界最优秀的学者之列，而她惨死在野蛮的教徒手下却是一千古悲剧。
3世纪罗马帝国的统治者为了维护其统治开始利用宗教来蒙蔽民心。随着基督教在政治上地位的抬升，原本引导人向善的基督教教义却成了压制和迫害一切自由思想和自然、人文、社会科学发展的可怕工具。公元392年（亦说380年）基督教被定为罗马国教。从此，所有其他宗教的教徒和不信教的人或被迫改宗教或被斥为“异教徒”而遭受迫害；其中，希腊神庙也难逃厄运，被改为基督教的修道院。许多思想自由的学者也被斥为异教徒，从此生活再无宁日，甚至为了保全性命而四处逃亡。在这样的环境下，一位像星星一样耀眼的女科学家依然坚持自己的信仰，傲然地生活在这个专制的时空。
公元415年3月的一天，一辆马车缓缓行至凯撒瑞姆教堂旁边，一位闪亮的女子端坐在里面，她是那么从容与自信，然而这一切的美好在瞬间被打破。一伙暴徒冲过去，拦住马车，将女子从马车中拉下来，迅速拖进教堂。这些暴徒告诉她，如果要活命，必须亲吻十字架，进入修道院成为基督徒。而女子却毫不畏惧，高声怒斥他们的无耻行为，不幸惨遭虐杀……她就是被诗人们称为“圣女”和“无瑕的星辰”的数学明星希帕蒂娅，然而这颗闪亮的明星就这样陨落了。
公元370年，希帕蒂娅诞生在亚历山大城的一个知识分子家庭。父亲西翁是有名的数学家和天文学家，在著名的亚历山大博物院进行教学和研究，那是一个专门传授和研讨高深学问的场所，一些著名的学者和数学家常到他家做客。在他们的影响下，小希帕蒂娅对数学也充满了兴趣和热情。她开始从父辈那里学习数学知识，不断地吸取营养，父亲也不遗余力地培养这个极有天赋的女儿。在十岁左右，她已掌握了非常丰富的算术和几何知识。希帕蒂娅善于思考，利用这些知识，她学会了如何利用金字塔的影长去测量其他的高度。她的父亲及其好友对她的这一举动大加赞赏，因而也就进一步增加了希帕蒂娅学习数学的兴趣，她开始阅读数学大家的专著。
年轻的希帕蒂娅不仅善于独立思考，更有哲学家的雄辩之才。她敢于质疑，凡事都要一探究竟。为了求知，她常常与前辈学者进行辩论，毫无羞涩忸泥之态。父亲骄傲地称她为自己的“哲学家女儿”。
在雅典学院里学习时，希帕蒂娅也常常与前来拜访的青年学者们进行交流讨论，展示自己独特的见解。她认为哲学应该与科学尤其是数学互相结合，新柏拉图主义中认为世界不可知的神秘主义成分并不可取，它只可能禁锢科学的脚步。可见，无论是对待科学还是哲学，对思想自由和自然真理的追求始终是希帕蒂娅的唯一出发点和行事准则。
从雅典回到家乡后，除了数学，希帕蒂娅还主讲哲学，传播其独特的“新柏拉图主义”思想。不久，她的能言善辩、端庄秀丽和杰出的才智，吸引了大批学生。此外，她在亚历山大积极传播普罗提诺和扬布里柯的新柏拉图主义哲学，也因此被称为科学的传播者。公元前400年左右，年仅30岁的她就已成为亚历山大新柏拉图学派的领袖了。她父亲说得没错，女儿果然是让他骄傲的“哲学家女儿”。
希帕蒂娅的哲学兴趣倾向于研究学术与科学问题，很少追求神秘性和排他性，强调哲学与科学，尤其是哲学与数学的结合。尽管此时基督教逐渐渗入博物院，宗教徒的活动也多了起来，她仍崇尚自由、民主，反对宗教束缚和专制。来自欧洲、亚洲、非洲的许多青年聚到亚历山大，拜她为师，学生们都非常喜欢听她授课，说她不仅学识渊博而且循循善诱，引人入胜。几年后，她便成为亚历山大最引人注目的学者。尽管当时的基督教与科学的对立越来越明显，希帕蒂娅的声望仍旧吸引了一些基督教徒成为其学生。其中最著名的是来自西兰尼的西奈修斯，他后来成为托勒密城的主教，他向希帕蒂娅请教学问的信件至今尚存，信中问及怎么制作星盘（一种借助投影原理制作的反映星空的天文仪器）和滴漏（古代计时工具）及液体比重计。他热情地称赞希帕蒂娅，说她不仅是一位老师，而且像一位慈爱的母亲和善解人意的姐姐。
希帕蒂娅与一些基督徒的友好关系并没有改善教会对她的态度。相反，教会为自己的教徒被一个不信教的科学家吸引过去而恼火，攻击她为“异教徒”。虽然希帕蒂娅发现自己已处于非常危险的境地，但她相信邪不压正，依然执着地追求着科学的进步。
然而，明星也有陨落的一天。公元412年，来自耶路撒冷的西瑞尔当上了亚历山大的大主教。他是一个狂热的基督徒，在全城系统地推行所谓反对“异教”和“邪说”的计划，新柏拉图主义也在“邪说”之列，这对希帕蒂娅是极其不利的，但是希帕蒂娅从不向基督教示弱，她拒绝放弃她的哲学主张，坚持宣传科学，提倡思想自由。对那些找麻烦的基督徒，希帕蒂娅毫不退让，常把他们驳得哑口无言。但这不是一个祟尚理性的社会。那些狂热的基督徒并不指望“说服”这位数学家兼哲学家，只想有朝一日拔掉这颗眼中钉。一场有计划、有预谋的暗杀活动正在酝酿之中。因此，在希帕蒂娅去博物院的路上就发生了故事开始时令人发指的那一幕。
希帕蒂娅，作为历史上第一位有记载的女数学家，是她所生存的那个“古典世界”的一个句号，这位聪慧的女性以她的才华和贡献跻身于古代世界最优秀的学者之列，而她惨死在野蛮的教徒手下实为一千古悲剧。她以悲剧做结束的人生不仅是她个人的悲剧，也标志着一个时代的悲剧，人类文明发展史的悲剧。她传奇而辉煌的人生值得任何一个崇尚自由的人去纪念。
然而，悲剧发生后，罗马教廷纵容包庇，此案竟然不了了之，没有人受到惩罚。罗马大主教当时宣布说：“此案查无实据，据传希帕蒂娅在雅典，并没有发生任何悲剧。”
但后人不愿意轻易忘却这场悲剧，在不同的世纪里，总会有人讲述希帕蒂娅的遭遇。1500年后，在芝加哥独立宗教学会的演讲会上，美国著名的无神论者莫斯利，以《希帕蒂娅的殉难》为题，向听众声情并茂地描述了她殉难的场景。他宣称，希帕蒂娅的殉难意味着“古典世界的消亡”。20世纪80年代，现代学者们创办了期刊《希帕蒂娅》，专门关注女性学者所研究的哲学和女性问题。1851年，英国小说家金斯利将希帕蒂娅的故事改编成戏剧；而2008年3月，奥斯卡最佳外语片《深海长眠》的导演亚历桑德罗·阿曼巴拍摄了电影《Agora》，中文名《城市广场》，故事的主角正是希帕蒂娅。这个当年死无葬身之地的女子，如今注定会像她生前一样优雅地活在人们的心里。
希帕蒂娅一生致力于数学和天文学的研究，早在20岁前就同父亲一道出色地完成了对欧几里得的传世名作《几何原本》的修订工作。由于这本著作流传了六七百年，当时又没有印刷技术，靠手抄就难免错处颇多且互不统一。因而她与父亲花了不少精力，找来所有的版本，相互参照对比，对其差异之处仔细琢磨，力图做到最大限度的还原。在此基础上，为了让读者更容易理解，他们还对文字进行了大量的加工和评述工作。这个版本在史书上被称为“西翁版”，深受读者的好评和学术界的高度赞赏，并成为今天《几何原本》通行版本的基础。
在亚历山大博物院进行教学和研究期间，希帕蒂娅又独立编写了《丢番图〈算术〉评注》一书和对阿波罗尼奥斯《圆锥曲线论》的评注。丢番图的《算术》由189个代数问题组成，可被归纳为50多种类型，这些题目有一个共同点，即都可用方程求解。在这些方程中，以被称为“丢番图方程”的不定方程最为著名。但有些方程及其解法深奥难懂，不易被广泛理解和接受，希帕蒂娅就在教学过程中写了详细的评注，又添加了许多全新的看法和问题。她之所以评注八卷本的《圆锥曲线论》，一方面是因为自己对圆锥曲线的痴迷和偏爱，另一方面同样是为了能让更多的人了解这些看似深奥实则美妙的数学知识。希帕蒂娅的这些评注和论文行文流畅，理解深刻而又通俗易懂，因此，她的研究著作都可作为教科书阅读。这对古希腊数学著作的保存和流传起到了非常重要的作用。
在天文学领域，希帕蒂娅与父亲合写了《天文学大成》和《实用天文表》的评注。这两部著作都是公元2世纪希腊天文学家托勒密的研究成果：前者将已知的数学同天文学知识相结合，故被后人命名为《天文学大成》，后者是供天文工作者查阅而记载的翔实数据。他们的评注深入浅出，极大地推进了天文知识在当时的普及。此外，希帕蒂娅写的《天文准则》一书列出了一些重要的天文数表，遗憾的是现已失传，只有一小部分内容收入《天文学大成》评注中。
希帕蒂娅的成就不仅体现在理论研究方面，她在实践上的许多成就也为人民生活带来了很大的方便。比如，她研制的一种既能够测量恒星位置又能推算时间的“星盘”，在物理学方面设计的作为计时器的滴漏、提取蒸馏水的装置和测定物体水平的水平仪等。所有这些，在科研和日常生活中都有着很高的实用价值。
回顾希帕蒂娅短暂而无比充实的一生，我们会发现她的一生都是同科学一起度过的：年幼时，她学习科学；长大了，她发展科学、传播科学。我们之所以称她为人类历史上第一位女科学家，并不仅仅因为她有渊博的学识，更是因为她身上闪耀着真正的、科学的人格精神——追求思想的自由，宣扬思想的自由，鼓舞思想的自由。因为只有拥有自由的思想，才能有在探索真理的道路上不懈前进的步伐。
在宗教横行、思想被束缚的社会环境中，希帕蒂娅却始终铭记父亲的教诲，不让宗教的信念妨碍她对真理的追求。同时，她要让科学的精神成为整个时代的特征。她倾其所学，为自己钻研过的数学、天文学名著写评注、论文，就是为了能让古希腊流传下来的科学知识得到更好的普及和发展。她领导新柏拉图学派，全力向人们传播追求自由、让科学和哲学结合起来共同发展的思想。
不合时宜的思想总是处境艰难。希帕蒂娅的死可以说是在意料之中，但她至死也没有向专制的宗教屈服。她用生命告诉人们：只有维护自由和捍卫真理才是一个人应当勇敢去做的。
希帕蒂娅在数学上的光辉成就，仍将鼓舞广大女性向数学高峰不断挺进，会有越来越多的女数学家涌现出来。二、黄道婆——布业始祖
黄道婆（1245—1330年），又名黄四娘，黄母，黄婆，出生于南宋末年的上海松江府乌泥泾镇（今上海市华泾镇），是我国棉纺业的先驱，宋末元初著名的棉纺织家，13世纪杰出的纺织技术革新家。由于她无偿地向百姓传授先进的纺织技术以及推广先进的纺织工具，受到百姓的敬仰。在清朝的时候，被尊为布业的始祖。
崖州布被五色缫，组雾云粲花草，片帆鲸海得风口，千轴乌泾夺天造。
元朝诗人对“乌泥泾被”高度热情地赞扬说，其上面绘有折枝、团凤、棋局、字样等花纹，鲜艳如画。这是黄道婆借鉴我国传统的丝织技术，吸取黎族人民织“崖州被”的长处，与乡亲们共同学习研究错纱配色、综线挈花等棉织技术后的作品，织成的被、褥、带、帨（手巾）等深受百姓喜爱，“乌泥泾被”更是驰名全国。
南宋末年，战乱频繁，多灾多难，朝堂动荡不安，民不聊生。在上海松江府乌泥泾镇（今上海市华泾镇）粮谷短缺，土地贫瘠，老百姓大都靠种植棉花、纺线织布勉强糊口。我国棉纺织业的先驱，宋末著名棉纺织家黄道婆就生活在这片贫瘠的土地上。黄道婆家境贫寒，十二三岁的时候母亲便去世，为了给母亲下葬，她不得已卖身到别人家成为了童养媳，受尽了欺凌和折磨。
南宋末年棉花种植技术已经传到了黄道婆的家乡，当地妇女已经学会了棉花纺织技术。黄道婆心灵手巧，很快学会了纺织技术，剥棉籽，弹棉絮，卷棉条，纺棉纱，织棉布……辛苦的劳作中，只有棉纱劳动给她带来了莫大的快慰，当看到一个个洁白漂亮的棉花经过自己的双手编织成美丽的棉布，她深深热爱上了纺织。劳作之余，她也爱动脑子，善于琢磨，她发现棉花去籽时一个一个地用手剥实在太慢，不仅效率低，而且累得手疼；弹棉絮的小弓只有一尺半长的线弦，必须用手指来拨动，弓身小，没有劲儿，而且线弦容易断，手指拨弦也很费力气，以这样落后的技术纺纱织布，很难满足那些干活人穿衣服的需求，她时常琢磨有什么能够提高工效的新办法。
后来黄道婆看到海南岛的黎族所生产的匹幅，长阔而洁白细密的“慢吉贝”、狭幅粗疏而色暗的“粗吉贝”，她不由得对那里的纺织技术心驰神往，暗想：若是能学到那里的纺织技术该多好啊！
虽然黄道婆比蜜蜂还勤快，比牛马还累，但仍然免不了挨打受骂、夺寝禁食，这使得本来就有南游学艺志向的黄道婆决定不再这样下去，并加速了她动身南下的脚步。一天太阳落山后，黄道婆像往常一样，拖着疲惫不堪的身子从田里回来，匆匆地吃几口稀饭，便赶紧坐在织布机旁织布，“哐当、哐当”，单调的机杼声，伴着她孤独的身影，眼皮不由自主地黏在了一起。突然，“哐当”声不响了，紧接着的是“啪啪”的一阵毒打声，黄道婆痛醒了，原来是丈夫带着凶神恶煞的眼神正用竹棒抽打她，还一边咒骂着：“你这个懒虫！”丈夫根本不听黄道婆的辩解，打累了，就把黄道婆拖到柴房，锁上了门，自己回去睡觉了。可怜的姑娘一脸的泪痕和满身的伤疤。多年来，她就是这么熬过来的。公婆苛刻，丈夫蛮横，这种生活怎么继续？“不行，我要改变这种生活！”她决定离开这个黑暗的家庭，去寻求先进的纺织技术，实现夙愿。于是挣扎着爬起来，从柴屋掏了一个洞，逃了出来。
江边的老船主听了黄道婆的诉说，看她一身的破衣烂衫和满脸的泪痕血污，点头答应了她随船漂泊的请求。于是，黄道婆洒泪告别了故乡，随船南渡，经过了颠簸饥寒，越过了惊涛骇浪，终于到达了崖州。她看到当地棉纺织业真的十分兴盛，便谢过船家在海南落了脚，栖居在岛上的一个道观内。黄道婆在这里与黎族人民一起日出而作，日落而息，在共同的劳动生活和交往中，努力学习和掌握当地先进的棉纺织技术。
为了早日掌握黎家技术，她刻苦学习黎族语言，努力和黎族同胞打成一片，虚心拜他们为师。并且她仔细琢磨研究黎族的纺织工具，学习纺棉技术，废寝忘食，像入了迷一样，直到每一道工序都学会，每一种工具都会用。朴实好客的黎族人民不仅给予黄道婆生活上的照顾，还把自己的纺织技术毫无保留地传授给她。聪慧的黄道婆很快就熟悉了黎家全部的织棉工具，学成了他们的技术。在实践中还融合吸收了家乡织布技术的长处，逐渐成为有着精湛技术的纺织能手。岁月也在她脸上刻下了道道深而密的褶皱，但她依然精神抖擞，锲而不舍，刻苦实践，最终成为一个技艺精湛的棉纺织家。
日月如梭，斗转星移。不知不觉中黄道婆在海南已度过了二十多个春秋。中年以后，思乡情最切。桑梓故园之思，桑榆晚景之感，叶落归根之情，使“有志复赤子”的黄道婆在元成宗元贞年间（公元1295—1297年），带着黎族人民的深情厚谊和祝福，身背踏车、椎弓等纺织工具，踏上了归乡之路。
回到家乡后，黄道婆的公婆和丈夫早已先后故去，她四处奔波，将全部精力投入到传授制棉和纺织工作中，热心地向家乡的乡亲们传授黎族先进的纺织经验和优良的技术，得到了大家的喜爱。乡亲们非常尊敬和爱戴黄道婆，他们也虚心向她请教，黄道婆感受到家乡人的朴实与热情，回味着之前与乡亲们共同劳作的欢乐与艰辛，不禁落下了两行热泪。黄道婆更加坚定了决心，之前所受过的痛苦都不算什么，不管今后遇到什么困难，她都要帮助乡亲们减轻劳累，帮助他们制作更好的纺织工具。黄道婆首先是改革擀籽工序，教大家一人持一根光滑的小铁棍儿，把籽棉放在硬而平的捶石上，用铁棍擀挤棉籽，改变了以前用手指一个个拨的低效率。后来，她又联想到黎族脚踏车的原理，用四块木板装成木框，上面竖立两根木柱，柱头镶在一根方木下面，柱中央装着带有曲柄的木铁二轴；铁轴比木轴直径小，两轴粗细不等，转动起来速度不同。黄道婆与两个姐妹，一个人向铁木二轴间的空隙喂籽棉，两个人摇曲柄，棉絮棉籽迅速分落两轴内外两侧，极大地提高了效率。
黄道婆不仅改造了棉纱工具，她还把以前弹花松棉的小弓改成1米多长的大弓，用粗绳弦代替细绳弦，用檀木做的椎子击弦弹棉。改进后的大弓比以前用手指弹拨的小竹弓效率提高了不少，而且弹出的棉花均匀细致不留杂质，提高了纱线的质量。
此外，黄道婆还反复试验和不断地改进，研制出了一种三式（3个纺锭）的棉纺车，使纺织效率一下子提高了两三倍。之后又发明了三脚踏纺车，代替了沿袭了几千年的单手摇纺车。从现有的文献资料来看，这不仅是我国棉纺织史上的一次重大革新，也是当时世界上最先进的纺织工具。元初著名的农学家王祯在《农书》中介绍了这种纺车，其中的《农器图谱》还对木棉纺车进行了详细的绘图说明。这是我国古代棉纺织技术处于世界领先地位的佐证，同时也显示出黄道婆不但在中国，而且在国际棉纺织史上所具有的崇高地位。另外，王祯在《农书》中还记载了当时黄道婆发明拨车、线架等纺织工具，来分络各色棉纱，把丝织生产经验运用于棉纺织业，改进投梭织布机的改革创新。
黄道婆不仅泽被故里，还造福一方，她把从海南人民那里学来并掌握的织造技术毫无保留地传授给松江地区的人民，使松江地区的棉纺织技术迅速提升到了一个相当高的水平。她发明的先进纺织工具，使当时以棉纺织业为生的千余家织户的生产产量成倍增长，极大地推动了我国的纺织业。此外，她还总结出一套“错纱配色，丝线絮花”的织布技艺，使松江地区的人民能织出宽幅的被、褥、带等多种棉纺织品，并能交织成折枝、团凤、棋局、字样等生动图案。“乌泥泾被”成为全国闻名的纺织产品，使周边地区竞相仿效，先进的纺织技术迅速传播开来。黄道婆对棉纺织技术做出了巨大的贡献，她死后当地劳动人民为她修建了“先棉祠”来纪念她。
为弘扬黄道婆的丰功伟绩，同时也为激励后来者，2003年上海徐汇区文化局、华泾镇人民政府共同出资在黄道婆墓地旁建造了黄道婆纪念馆，陈列展品三百余件，展示了黄道婆一生所做的贡献。
黄道婆因为对纺织具有浓厚的兴趣，因为对生活具有不懈的执着，因为不畏艰辛、勇为天下先的革新精神使得她创造了一番成就。浓厚的兴趣是成功的基石，不畏艰险的态度是成功的关键。无论何时何地，她永远是一朵铿锵玫瑰。第二节 第一次工业革命（18世纪60年代—19世纪40年代）
17世纪中期的英国资产阶级革命，推翻了英国的封建专制制度，建立了以资产阶级和土地贵族联盟为基础的君主立宪制。资产阶级通过大规模地对外掠夺以及在国内实行的国债制度和消费税政策，积累了巨额财富，为工业革命提供了所必需的货币资金；大规模的圈地运动，为工业革命提供了大量的“自由”劳动力和广阔的国内市场。工场手工业的蓬勃发展，培养了大量富有实践经验的熟练工人，为机器的发明和应用创造了条件；自然科学的发展及其成就，特别是牛顿的力学和数学，为机器的产生奠定了科学理论基础。虽然蓬勃发展的工场手工业，积累了丰富的生产技术知识，增加了产量，但是对于不断扩大的市场需求仍然无法满足。于是，第一次工业革命随之产生。第一次工业革命不仅解放了生产力，还解放了思想，女性开始走向社会，并在社会生产中发挥着重要的作用，同时，在数学、物理、天文等一些女性未涉足的领域也有了非凡的成就。一、典型事件——珍妮机
18世纪60年代，珍妮机的发明和应用是工业革命开始的标志。
1764年，英国兰开郡的一个纺织工詹姆斯·哈格里夫斯晚上回家时开门后不小心一脚踢翻了他妻子正在使用的纺纱机，当时他的第一反应就是赶快把纺纱机扶正。可是当他弯下腰来的时候，却突然愣住了，原来他看到那被踢倒的纺纱机还在转，只是原先横着的纱锭现在变成直立的了。他忽然想到：如果把几个纱锭都竖着排列，用一个纺轮带动，一次不就可以纺出更多的纱了吗？哈格里夫斯非常兴奋，即刻试着干，次日，他就改造出用一个纺轮带动八个竖直纱锭的新纺纱机，效率一下子提高了8倍。此后，将纺纱机以他女儿的名字珍妮命名，这是最早的装有8个锭子的多锭手工纺纱机。当时，珍妮纺纱机的出现引起很多手工纺纱者的恐慌，他们冲进哈格里夫斯的家里捣毁机器。由于当年他没能申请到专利，因此只能自己生产“珍妮机”来赚钱。“珍妮机”不但效率高，而且纺出的纱质量也比较好，因此哈格里夫斯的生意不错，“珍妮机”也逐渐流传开来。
1768年，哈格里夫斯获得了专利。此外，哈格里夫斯在诺丁汉与别人合资开办了一家纺纱作坊，用珍妮纺纱机生产针织用纱。1784年，“珍妮机”已经增加到80个纱锭。四年后英国已有两万台“珍妮机”了。二、典型人物——瓦特改良蒸汽机
我们都知道这样一个故事；瓦特小时候看到水烧开时，水壶盖子被顶起来，就好奇地问奶奶这是为什么，奶奶告诉他是蒸汽的作用。之后，瓦特就开始研制蒸汽机，于是蒸汽机就被发明了出来。然而，事实并非如此。
1763年，27岁的瓦特开始在法国人巴本、英国人托马斯塞维利和纽可门等前辈所发明的蒸汽机的基础上对蒸汽机进行改良。瓦特要租地皮，盖厂房，雇几十个工人和工程师，这样的开销可不是出身贫寒的瓦特所能长期负担的。而新改良的蒸汽机在第二年迫不及待地被推向市场，于是瓦特看到了他的结果——破产！得到新资金注入的瓦特和他的助手们夜以继日地奋战在厂房里，卧薪尝胆。三年后，1767年，瓦特带着他新式的带冷凝器技术的蒸汽机重出江湖，获得了第一个专利，但是他的结果是——再次破产！
之所以没有人买瓦特的蒸汽机，主要是因为带有冷凝器的新式蒸汽机依然没有从实质上解决热损耗问题。对瓦特来说，失败再一再二，不能再三再四。在工程师兼企业家博尔顿给予的资金、设备、材料等的全面支持下，瓦特全无后顾之忧，他疯狂地汲取着各方面的知识，他意识到改良蒸汽机远非想象中那么简单，而是涉及多门学科。18世纪中期每一门学科的知识刚刚启蒙，尚不完善，再加上瓦特从未上过大学、全靠自学，这使得瓦特对知识的理解运用难上加难。为了更深入地了解知识，瓦特特地加入了英国著名的科学社团“圆月学社”，社团成员大都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者，他们之间经常交流科学思想。瓦特从科学社团中得到不少启发。
十年后，即1778年，瓦特携带新式蒸汽机再战江湖，结果仍破产，这是瓦特第三次破产了。新式蒸汽机虽然改进不少，但使用效果依然不理想，卖不出去。
1781年某日，瓦特在圆月学社受到行星绕着太阳做圆周运动的启发，使得他联想到如果把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动，就可以将动力传给任何工作机。这个看似简单的改变让瓦特很快研制出一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，并且1781年底，瓦特获得了第二项专利。随后瓦特又改进了汽缸，把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，因此瓦特获得了他的第三项专利。幸运女神终于降临了！通过这三次技术飞跃，瓦特蒸汽机最终获得了成功。三、本阶段的杰出女性(1)（一）王贞仪——学贯中西的才女
王贞仪（1769—1797），字德卿，自号江宁女史，出生于上元（今南京）一个医生之家。王贞仪学贯中西，才华横溢，是我国历史上少见的女算学家、天文学家、医生和诗人，被当代学者誉为“18世纪中国妇女中的异人”。
清朝乾隆年间，西方的一些科学理念已经传入我国，但在当时的封建社会女子仍然没有地位，人们仍然固执地认为女子无才便是德。然而，在上元（南京）一处僻静的小院落里，一位女子经常将自己关在屋子里，废寝忘食地搞试验。没有科学实验仪器，她就卷起衣袖，自己动手制造。有一天，她关紧门窗，一个人躲在屋里进行天文方面的实验。不知不觉到了吃饭的时候，她母亲在房门口等了好久仍旧不见她出来吃饭，就非常好奇地从门缝向内张望。只见桌上的水晶灯被悬挂在房梁上当作太阳，小圆桌被扳倒在灯下当作地球，而她手拿着镜子当作月亮，一边移动一边不断观察太阳、月亮和地球的位置以及相互间的关系，弄清了月食等天文现象。她撰写的《月食解》一文，精辟地阐述了月食、月望以及食分深浅等知识。这位女子便是王贞仪。
王贞仪这位才华横溢的旷世女子，她的成长与其家庭环境和教育有很大的关系。她原籍安徽天长县，祖父时迁居上元（今南京）和吉林。她的祖父王者辅，字惺斋，曾任丰城知县和宣化知府，精通历算，著述颇丰。尤其是她家藏书丰富，据说有七十五橱，这些书籍对王贞仪的成长影响很大。王贞仪的父亲王锡深，经历曲折，屡试不第，但他精通医术，以行医为业，在他的影响下，王贞仪对医学也颇有研究。但是，对王贞仪的成长，特别是对王贞仪在科学研究方面影响最大的还是她的祖父。王贞仪在《敬书先大父惺斋公读书记事后》一文中就曾经提到：“贞仪幼侍大父惺斋公，公细训以诸算法。即长，学历算，复读家藏诸历算善本十余种，潜心稽究十余年。”
乾隆四十四年，王贞仪的祖父王者辅去世，十一岁的王贞仪随祖母去吉林为祖父奔丧。随后便开始了她在吉林的生活，她在吉林生活了五年，使她有机会阅读祖父丰富的藏书。王贞仪自通文识字以来，便极其喜爱读书，尤其喜爱学术类文书。祖父精通历算，对学术有所研究，因此学术类的藏书比较丰富。在吉林生活的几年里，她通读祖父的藏书，丰富了知识，增长了才干。在此之后，十六七岁的王贞仪又随父亲游历楚粤，出塞省视，对大千世界有了更多的了解，使她增长了许多见识。
结束游历后的王贞仪更加热爱各类学术研究，尤其对数学有着浓厚的兴趣，凭借着年少的一腔热血，王贞仪开始了她的数学研究，并取得了不凡的成就。她在数学研究中，注意吸取中西算法之长，改进概括，化繁为简，灵活运用，不受旧方法旧思想的束缚。她在《勾股三角解》一文中有一段十分精彩的论述：“中西固有所异，而亦有所合。然其法理之密、心思之微，而未可以忽视。夫益知理求是，何择乎中西？唯各极其兼收之义。”在十七八世纪时，我国形成了以梅文鼎（1633—1721）、梅珏成（1681—1763）为中坚骨干的安徽数学学派，祖籍安徽的王贞仪是这一学派的主要成员之一。
王贞仪不仅对数学有着浓厚的兴趣，对探索宇宙星辰的奥秘也兴趣颇浓。这种兴趣在随父游历之后更为深刻了。因此，她不仅阅读中外天文著作，还长年坚持夜观天象，日算星辰，日积月累，取得了丰富的理论知识和第一手天文数据资料。她对天文学有着独到的见解，她把西洋传入的天文学一分为二，认为“西历虽至密，亦未能言概准”，“有所行，即有所不行；有所是，即有所不是”。此外，她还积极宣传阐述哥白尼的“日心说”，这在当时是很可贵的。
王贞仪一生的著述有56卷之多。数学方面的主要论著有：《历算简存》五卷、《筹算易知》、《重订策算证讹》和《西洋筹算增删》等。天文学方面的论著有：《星象图解》二卷、《象数窥馀》四卷、《岁轮定于地心论》等。诗词文学方面的论著有：《德风亭初集》十五卷，《德风亭二集》六卷，《文选诗赋参评》十卷，《女蒙拾诵》、《沈疴呓语》各一卷等。她全部著作的最精华部分都收录在《德风亭集》之中。《德风亭集》的成功著成，宣城秀才詹枚在著写过程中功不可没。他是王贞仪的丈夫，更是王贞仪的好帮手。一直潜心研究学术的王贞仪一直没有婚嫁，直至乾隆五十八年，二十五岁的王贞仪才与宣城秀才詹枚成婚，成婚以后的詹枚与王贞仪一起学习研究，并协助其整理书稿，在这期间詹枚还为王贞仪著作的出版四处奔走。在封建社会，这实在是难能可贵。
王贞仪一生奉献非凡，然而就是这样的奇女子在当时是为封建社会所不容的，因此在王贞仪从事学术钻研的期间，迎来了不少的质疑与不解，甚至是抨击与讽刺，面对封建社会对妇女的歧视和压力，她置之不理。有人说“历算非闺阁所宜”，甚至说她是“幼而无知”的“闺中狂士”、“抗行古文之女史”，她都一一攻辩反击，并且她在诗中道出了她的雄心壮志：“丈夫之志才子胸，谁言女儿不英雄！”“足行万里书万卷，尝拟雄心胜丈夫！”这充分展示出一个刚强的女性要求自尊、自强、自爱、自立、平等的崇高精神。她还曾为妇女在封建社会中没有受教育的权利，没有学习科学文化的机会而大声疾呼：“往往论学术，断不重女子。”“岂知均是人，务学同一理。”
王贞仪学贯中西，才华横溢，是我国历史上罕有的女算学家、天文学家、医生和诗人。然而可惜的是她英年早逝，像一颗划破夜空的流星，于嘉庆二年（1797年）被病魔夺去了生命，仅度过了短短的二十九个春秋，那时的她刚刚成婚四个年头。
生命虽短暂，但王贞仪在天文和数学上的成就是巨大的且意义深远的，她所论述的日月食成因的理论，同现代天文学认识的日月食原理完全一致，写下了著名的《月食论》、《地圆论》。她在数学方面的主要论著有《历算简存》五卷、《筹算易知》和《西洋筹算增删》等，也为后人所用。
王贞仪是中国历史上一位伟大的女性，她的一生是值得我们去颂扬和学习的，她博览群书，锲而不舍，对古籍中的天文资料仔细体会，吸取营养。我国历代学者对王贞仪的评价都非常高。如清代著名史学家钱大听称赞她“班昭之后，一人而已”。南京藏书家朱诸曾为《德风亭集》写跋说：“德卿于书，无所不窥，工诗古人辞，尤精天算，贯通中西。自古才女如谢道蕴、左芬之属能为诗矣，未闻其能文章也；曹大家续汉史矣，宋宣文传周官矣，未闻其通天算也。德卿以一人兼之，可不谓彤管之杓魁青闺之收并乎？”桐城学者肖穆在《女士德卿传》赞扬王贞仪“兼资文武，六艺旁通，博而能精”。王贞仪的确是一位才华过人，兼通自然科学、诗文和医学的古代中国妇女的光辉典范，她雄辩地证实了中国女子的才智并不亚于男人，是当之无愧的清代巾帼科学家。（二）卡罗琳·赫舍尔——在家族天文学传统中继续熠熠生辉的天文学家
1786年8月的一个晚上，一位女子像往常一样独自端坐在可以观测天外星空的望远镜前，而今天她却有一个令人兴奋的发现。在浩瀚的星空中有一颗彗星闪亮划过，如扫帚一般拖着长长的尾巴，明亮耀眼。此时的女子也如同划过星空的彗星一样耀眼，同时兴奋不已。她就是出生于德国汉诺威的卡罗琳·赫舍尔（1750—1848）。
卡罗琳的父亲自学成才，成为一名音乐家，因而他精心于子女的文化和音乐的教育，而卡罗琳却是个例外，她对天文学有浓厚的兴趣，她曾与父亲一起观察星座和天体。由于家庭中有爱好天文学的传统，加之哥哥威廉是英国乔治三世的宫廷天文学家，并自己制作了一架望远镜，通过它曾观测到天王星。作为哥哥的助手，卡罗琳经常帮他磨制和抛光镜面，记录观测到的现象。
在日积月累中，卡罗琳积累了丰富的数学和几何知识，她好学、勤奋，获得了国王颁发的作为天文学家助手的津贴。在卡罗琳独自观测到了第一颗彗星后，她更加痴迷于天文学的研究，从来没有放弃过追求，观测天外星空已经成了她每天必做的功课，就像是一种习惯，能给她带来快乐与成就感。在接下来的11年里她又陆续发现了7颗彗星，她的发现为后来对天体学的研究提供了可靠的资料。可是她并没有以此而放弃研究，1798年，卡罗琳将自己的所有发现制成弗拉姆斯蒂德星表呈交给英国皇家学会。此外，她还附上了一份《不列颠天图》中被忽略的560颗星的目录以及该出版物的勘误表。她希望能为自己的国家贡献自己的力量。
哥哥威廉去世后，卡罗琳搬回到汉诺威继续研究，不久完成了2500个星云和许多星团的记录工作。
卡罗琳就是这样，因为兴趣，因为好学，她不断地努力着，她就是一颗熠熠生辉的星星，同她所发现的彗星相伴到永久。（三）爱达·拜伦——文艺家庭的理工之花
爱达·拜伦（1815—1852），也称奥古斯塔·爱达·金，洛夫雷斯伯爵夫人，英国著名诗人拜伦之女。1842年到1843年，翻译了意大利人查尔斯·巴贝奇早期的程序设计书《分析机概论》（Analytical Engine）
1980年12月10日，美国国防部开发了一种新的计算机编程语言——Ada。Ada功能很强，它是美国国防部为克服软件开发危机，耗费巨资，历时近二十年研制成功的通用程序设计语言，被誊为第四代计算机语言的成功代表。美国国防部标准局为了纪念爱达·拜伦，以她的生日设立了一个编号MIL-STD-1815。
爱达·拜伦于1815年出生在伦敦，是著名英国诗人拜伦之女，母亲安妮·伊莎贝拉·米尔班奇（Anne Isabella Milbanke）是一位业余数学家。这位出生于文艺家庭的女子却成为理工学史上一颗耀眼的明星。
1816年1月16日，安妮无法忍受拜伦情绪化的诗人气质，带着一个月大的爱达离开。母亲不希望女儿长大后和父亲一样情绪化，因此为她聘请了数学教师，使得爱达受到良好的家庭教育。年轻的爱达对数学产生极大的兴趣，数学占据了她人生的绝大部分。爱达的数学和科学课程是由家庭教师威廉·福莱德、威廉·金与玛丽·索麦维所指导，后来爱达又接受了当时有名的数学家奥古斯都·德·摩根的教导，奥古斯都·德·摩根曾称她“可能会成为一流的数学家”。
爱达对科学的追求有着顽强执着的精神。她善于观察，敢于质疑，曾对英国数学家巴贝奇（Babbage）的差分机很感兴趣，并向巴贝奇请教其工作原理。1836年爱达还写信给巴贝奇，请求他教授数学知识。后来，巴贝奇在差分机的基础上设计了分析机。1840年，巴贝奇到意大利讲学并向人们推广分析机的概念，意大利青年数学家米纳布里（Luigi Menabrea）（他后来成为意大利总理）将他的讲课内容用法语整理成笔记。为了扩大这份讲义的影响，巴贝奇请爱达将其翻译成英语。
当时，爱达已经与威廉·金（后来晋封为第一代洛夫雷斯伯爵）结为伉俪，但是婚后的生活并没有影响她对数学的热情。在1842年到1843年，爱达花了近一年时间翻译意大利数学家路易吉·米那比亚对巴贝奇最新的计算机设计书（即《分析机概论》）所留下的备忘录。因为心中的执着，因为兴趣的驱使，从此不论寒冬与酷暑，不论病痛与困苦，都阻挡不了她前进的脚步。在翻译的过程中，她也曾多次遇到困难，但在她的字典里从来没有“放弃”二字，她一如既往。她有一股如男儿般愿为事业和梦想而奋斗终生的豪情壮志，让人感慨，让人钦佩。她将这份资料翻译成英文，并在245页的原稿后面添加了297页的附录，而且详细地说明了用计算机进行伯努利数的运算方式，从而被认为是世界上第一个电脑程序；因此，爱达也被认为是世界上第一位程序设计师。不过，一些传记作者因为部分程序是由巴贝奇所撰，而质疑爱达在电脑程序上的原创性。在那些传记作者眼里，爱达是那么不起眼，再加上当时社会对女性的歧视，他们更加怀疑爱达会有如此能力。但是爱达不为名，不为利，只因梦想，只为兴趣，愿为数学界贡献一份自己的力量。巴贝奇在他所著的《经过哲学家人生》（Passages from the Life of a Philosopher，1846）里这样写道：我认为她为米那比亚的备忘录增加了许多注记，并加入了一些想法。虽然这些想法是由我们一起讨论出来的，但是最后被写进注记里的想法确确实实是她自己的构想。我将许多代数运算的问题交给她处理，这些工作也与伯努利数的运算相关。她所送回给我的文件，修正了我先前在程序里的重大错误。
爱达创造出许多巴贝奇也未曾想到的新构想，比如爱达曾经预言道：这个机器未来可以用来排版、编曲或是各种更复杂的用途。爱达为计算机程序拟定了“算法”的概念，提出并建立了循环和子程序的概念。
在1843年的一篇论文中，爱达大胆地预言计算机未来将广泛运用于创作音乐、制图和处理复杂的科学研究，比第一台电子计算机ENIAC的诞生整整提前了103年。1953年，爱达之前对巴贝奇的《分析机概论》所留下的笔记被重新公布，并被认为对现代计算机与软件工程影响深远。
1852年11月27日，爱达由于受子宫癌的折磨而过早地去世，生命与她的父亲拜伦同样短促。最后依照她的遗言，将她埋葬在诺丁汉郡拜伦家族的墓地，与父亲相伴长眠于此，享年36岁。
虽然她生命短暂，但是却名垂千古。在微软的产品里可以找到爱达的全息图标签，英国计算机公会每年都颁发以爱达为名的奖项，在第203集的数谜（math-mystery）动画《数位追逐》里有她的身影。
爱达就是这样一位对数学充满兴趣，并敢于质疑勇于探索的数学家，作为首位提出算法概念，并对计算机的未来进行了精确预言的美丽女性，值得后人无限祟敬和赞扬。
2012年12月10日，Google网站更新涂鸦，纪念爱达诞辰197周年（见图2-1）。图2-1 Google网站涂鸦（四）科瓦列夫斯卡娅——科学公主
索菲娅·科瓦列夫斯卡娅于1850年1月15日在莫斯科诞生，1866年随父母到圣彼得堡，从此开始了她的数学研究生涯。1874年，德国数学中心授予她“最高荣誊的哲学博士”学位，成为历史上第一位数学学科的女博士。1888年，因在著名的“数学水妖”问题——刚体绕定点转动问题的研究上取得重大突破，被法国科学院授予鲍廷奖，1889年得到瑞典科学院的奖励。
1888年，法兰西科学院举行第三次有奖国际征文，以三千法郎作为赏金，向全世界征集关于刚体绕固定点运动问题的论文。在过去的几十年中，鉴于该问题的重要性，法兰西科学院曾以同样的奖金进行过两次征文。不少杰出的数学家都曾尝试解答，但都没有成功。为此，法兰西科学院决定进行第三次征集论文活动，论文采用匿名评审的方法，与以往的评审有所不同。这次活动令评委们甚为惊喜，他们发现有一篇文章新颖超凡。这篇文章所述的每一个步骤，每一个结论，都充溢着高人一等的才华。评委们传阅后，都拍手称奇，纷纷叫好。一名评委说：“等了这么多年，终于有一篇文章能够完美地诠释刚体绕固定点运动，太完美了！”不出意外，这篇惊人之作获得了这次征文活动的大奖，评委们也破例决定，把奖金从原来的三千法郎提高至五千法郎。评判结束后，评委们打开密封的名字一看，获奖者就是索菲娅·科瓦列夫斯卡娅。此次征文取得的成果在1888年巴黎科学院征文评选中获“鲍廷奖”。
索菲娅·科瓦列夫斯卡娅出生于莫斯科的一个贵族家庭，祖父和外祖父都是数学家。从小受到叔叔彼得的启蒙，对数学产生了浓厚的兴趣。但是由于父亲对她学习数学的反对，1869年索菲娅通过假结婚方式到德国，继续自己的学业。婚后，她与“丈夫”双双来到德国的海德堡，到海德堡大学递交了入学申请。但是因为她和丈夫是假结婚不住在一起，引起了邻居的怀疑，他们不理解，这样一位年轻美丽的姑娘，怎么可能单独外出留学？于是向大学当局告发索菲娅是来路不明的人，因此引起了校方的怀疑，并拒绝接受索菲娅入学，他们看她那么美丽却衣着简朴，甚至怀疑她是骗子，是专门到学校勾引学者或者偷窃的。索菲娅本来想靠自己的能力入学，出了这种事情只能向“丈夫”求助，最终校长同意了接受她入学，但是校长的决定不能左右教授们的意见，索菲娅只能一个个去找那些教授，接受了他们严格的考核，达到了教授们的要求，令教授们满意，才最终进入了海德堡大学求学。
1870年，20岁的科瓦列夫斯卡娅毅然决定前往柏林大学拜访魏尔斯特拉斯教授，表达了自己喜爱数学以及选择数学为终身职业的决心，教授被她对数学的热爱所打动，但是还是拿出一道考高材生的双曲线题目，让她一周内解出，没想到不到一周时间，索菲娅就拿着结果返回了教授的办公室。解答条理清楚，逻辑严谨，有些地方还有独创的构思，魏尔斯特拉斯立刻意识到这是一位难得的数学人才。但是到柏林大学学习，必须经过校方批准。当时，歧视女性的思想并没有国界，柏林大学拒绝接收这位俄国女生。
教授不忍心这么好的数学天才被埋没，破例答应收她为私人学生。3年来，教授利用周日下午，在自己的住处讲授数学，每周再找一天回访索菲娅，为她答疑辅导。在名师指导下，科瓦列夫斯卡娅如虎添翼，迅速地成长。教授是一位无与伦比的数学教师，他培养的学生，有一百多人成为了大学的正教授，在那个时代，大学正教授的职务在德国是很难谋到的，一百多人是个惊人的数字，其中一大批都成了19世纪著名的数学家，而教授赞扬索菲娅：“在我的来自世界各地的学生中，没有任何人能胜过她。”
1873年，23岁的科瓦列夫斯卡娅连续完成三篇关于偏微分方程的论文。柏林大学不接受她入学，也就不接受她的学位申请。哥廷根大学可以凭论文授予学位，在教授的推荐下，她把三篇论文和学位申请书寄到了哥廷根大学。她的三篇论文，每一篇都足以使她获得“数学家”称号。由于论文的创造性以及其极高的研究价值，1874年7月，哥廷根大学破例在无本人到场、无口试无答辩的情况下，以最优异的成绩授予科瓦列夫斯卡娅数学哲学博士学位，那年她才24岁——这是历史上第一位数学学科的女博士。
1875年，科瓦列夫斯卡娅满腔热情地返回故土，但等待她的却是无尽的忧愁。沙皇俄国不允许女人走上讲台，研究机构也不允许有女人的位置。就这样，这位俄罗斯的天才女儿，中断了三年研究，成为了社交界的明星。
小女儿的出生耽搁了两年后，索菲娅厌倦了碌碌无为的社交生活，准备重新考虑科学研究。第六届自然科学大会在1879年底召开，著名数学家切比雪夫请她为大会提供一篇文章。索菲娅很紧张，毕竟离开了科学界好几年，短时间内实在准备不出一篇好的论文，只好从箱底翻出一篇五年前没有发表的，关于阿贝尔积分的论文翻译成俄文，提交到大会数学分组，没想到这篇放置了近六年之久的文章，依旧引起了大会的轰动。这也坚定了索菲娅重回科学界的决心。
索菲娅在数学界被赞不绝口，她最大的愿望是能在大学内谋求一个赖以生存的职务，虽然身边很多科学家支持她，也帮她申请，甚至莫斯科大学的校长也以个人名义向教育部提交申请，但是仍然没有成功。俄国的教育部长甚至说：“请转告科瓦列夫斯卡娅，不仅是她，就是她的女儿也等不到妇女走上大学讲台的那一天！”索菲娅十分生气，决定更加努力地工作，发表新的研究成果，以提高自己和妇女的学术地位。
这时她的丈夫，原来的古生物学家，因为在科学界求职不得，陷入了投机生意，变得债务缠身，脾气暴躁，不支持索菲娅的决定。1881年，索菲娅和丈夫分手，带着孩子独自到了柏林，随后，丈夫
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