梅尔巴·菲利普斯，20 世纪初在印第安纳州的一个农场长大，是 J. 罗伯特·奥本海默在加州大学伯克利分校的首批研究生之一。他们共同发现了 奥本海默-菲利普斯过程，该过程解释了一种特殊的核反应。在本期节目中，我们将借助生成式人工智能来解释这是什么。菲利普斯没有跟随奥本海默前往洛斯阿拉莫斯国家实验室，并公开反对核武器。在麦卡锡时代，她失去了教职工作，直到 1957 年才重返学术界。1962 年，在她 50 多岁时，她终于成为芝加哥大学的正式教授。
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剧集文字稿
亚当·福尔克：她清楚自己是谁，以及她将成为一名物理学家。我猜想奥本海默非常乐意与她合作，但我的理解是，在当时，女性被认为是一种……某种怪事。
凯蒂·哈夫纳：这里是“科学界失落的女性”。我是凯蒂·哈夫纳。去年夏天，当电影《奥本海默》上映时，我们对电影中女性科学家的明显缺席感到好奇——比平时更甚。所以我们开始研究这个问题，很快就发现了梅尔巴·菲利普斯的名字。好的，需要明确的是，梅尔巴·菲利普斯本人并没有参与曼哈顿计划，但她是一位才华横溢的物理学家。她是罗伯特·奥本海默在 20 世纪 30 年代初在加州大学伯克利分校的首批研究生之一，当时他刚刚起步，他们共同做出了一项重要发现，现在被称为奥本海默-菲利普斯过程。
在本期节目中，我们将探讨梅尔巴的生活和工作——包括奥本海默-菲利普斯过程及其在核物理学中的持久重要性。与科学本身同样重要的是，这是一个关于一位年轻女性的故事，她在近一百年前就认为自己是一名物理学家，以及那位同样值得注意的名人，他认为她也是一位物理学家。
梅尔巴·纽厄尔·菲利普斯于 1907 年 2 月 1 日出生于印第安纳州黑兹尔顿——或者我们不太确定，也许在附近，那是该州西南角的一个小地方。她的家庭有很多教师和农民。事实证明，梅尔巴天生具有科学天赋，她在学校里非常出色，以至于她跳了几级，并在 16 岁时高中毕业。我们看到的一些资料甚至说她高中毕业时才 15 岁。我想我们可以同意这一点：年轻的梅尔巴绝不是一个笨学生。
吉尔·韦斯·西明斯：她绝对天生聪明。她试图追随家族的职业，成为一名教师。
凯蒂·哈夫纳：那是印第安纳州历史局的历史学家吉尔·韦斯·西明斯。她对梅尔巴的生活做了很多研究。
吉尔·韦斯·西明斯：她实际上通过了印第安纳州的教师资格考试，但她太年轻了。
凯蒂·哈夫纳：这对世界来说难道不是太幸运了吗，因为……
吉尔·韦斯·西明斯：在她等待达到年龄的过程中，她继续深造。
凯蒂·哈夫纳：她决定在离家最近的学校学习物理，那是当时印第安纳州奥克兰市附近的奥克兰城市学院。但是当她到达那里时，她发现学校没有物理专业，所以她主修了数学。她想要的物理学在北部约 300 英里的密歇根州。她最终从巴特尔克里克学院获得了物理学硕士学位，并留校在那里任教。然后在 1929 年夏天，她在密歇根大学参加了一个理论物理学课程。那个夏季课程以师资水平高而闻名，其中包括领先的核物理学家爱德华·康登和英国物理学家保罗·狄拉克。那个课程对梅尔巴来说是一个令人眼界大开的课程，它成为了她与奥本海默共事的入场券。
梅尔巴·菲利普斯：我学到了一些我永远不会忘记的东西，关于光谱学、原子光谱学的东西。密歇根州的人们非常了解这些东西。这非常有用。
凯蒂·哈夫纳：那是梅尔巴本人，录制于 1977 年，她在接受美国物理学会的采访时描述了那个课程。
梅尔巴·菲利普斯：但我太天真了，以至于我做了埃德课程的作业，有一次我试图检查他给我们的一些东西，但我无法得到和他一样的答案。
凯蒂·哈夫纳：这是兰迪·米尔斯，奥克兰城市大学（现名）的退休社会科学教授。兰迪认识印第安纳州的菲利普斯一家。
兰迪·米尔斯：所以所有人都离开了，只剩下梅尔巴，她坐在那里，非常沮丧。
梅尔巴·菲利普斯：我仍然记得我无法想象我没有犯错误。最后我去问了老师。
兰迪·米尔斯：她说，好吧，我正在研究这个问题，我从头到尾都研究过了，但我得出了不同的答案。所以他笑了笑。他说，好吧，在那个时候你不可能得到那个答案，但他说，让我看看你的工作。
梅尔巴·菲利普斯：结果证明我是对的。我想也许在那时他对我另眼相看了。
兰迪·米尔斯：他意识到他犯了一个错误。梅尔巴得到了正确的答案。他很快联系了伯克利的奥本海默，这就是她被送到那里做研究生工作的原因。
凯蒂·哈夫纳：所以在 1930 年，23 岁的菲利普斯去了加利福尼亚州，与 26 岁的 J. 罗伯特·奥本海默共事，他是一位助理教授，在理论物理学领域声誉鹊起。奥本海默通常将繁琐的数字运算留给研究生，而梅尔巴·菲利普斯非常擅长这一点。
兰迪·米尔斯：她成为了他很多工作的数学家，因为她的数学比他好。
凯蒂·哈夫纳：如果你阅读菲利普斯关于她早期职业生涯的描述，你会真切地感受到，在量子力学和核物理学是奥本海默最关注的那些令人兴奋的日子里，她作为这个先锋科学家群体的一份子感到多么兴奋和快乐。从我们所能了解到的情况来看，她的性别对奥本海默来说是无关紧要的。再次请听吉尔·韦斯·西明斯
吉尔·韦斯·西明斯：奥本海默成为了她的学院导师，对她产生了巨大的影响。他并不真的是那种无所不知的教授。他有点把他的学生当作同事，并且真的觉得他们有很多贡献。
所以很快，她就从奥本海默的学生变成了他的同辈。
凯蒂·哈夫纳：请记住，这是 20 世纪 30 年代，在美国攻读物理学研究生学位的女性人数屈指可数。好吧，也许是两个手掌。但你明白我的意思。
亚当·福尔克：我是亚当·福尔克，我是阿尔弗雷德·P·斯隆基金会的主席。这是一个位于纽约市的基金会，它提供资助以支持科学和经济学领域的研究，以及围绕科学和经济学的一些问题，包括公众对这些领域的理解。
凯蒂·哈夫纳：亚当·福尔克也是一位物理学家，他是你在本期节目开头听到的声音——顺便说一下，斯隆基金会是“科学界失落的女性”的资助者之一。亚当指出，在 20 世纪 30 年代，女性攻读理论物理学博士学位是多么罕见。他还指出，在 20 世纪 30 年代成为一名物理学家是多么令人兴奋。正如梅尔巴多年后在接受奥本海默传记作者采访时所说的那样，“在那几年里，一切都在发生，从中子的发现，正电子的发现。所有这些事情都在发生”
其中很多都发生在伯克利。
亚当·福尔克：那是一个非常令人兴奋的时代。第一台粒子对撞机在伯克利。它被称为回旋加速器。因此，这是一个丰富的实验机会，可以开始碰撞原子核，看看它们会粘在一起吗？它们会互相弹开吗？它们会嬗变吗？
因此，像奥本海默和菲利普斯这样的理论家与做实验的人们进行了深入而直接的接触。那是一个非常丰富和令人兴奋的环境。
凯蒂·哈夫纳：在菲利普斯获得博士学位后，她仍然是与奥本海默合作的科学家紧密圈子的一部分。他们过去常常在晚上 10 点在菲利普斯租房子的房子里喝茶聚会。讨论一直持续到深夜。再次请听兰迪·米尔斯。
兰迪·米尔斯：我们确实知道他们——奥本海默和梅尔巴关系非常密切。不仅在课堂作业方面，而且在他们的个人生活中也是如此。在那段时间里，他们参加了很多工会组织会议。教师们在那段时间里正在组织起来，其他团体也是如此。他们经常开车四处走动。他不是一个很好的司机，但她是，因为她在印第安纳州西南部农村长大，开过拖拉机和其他各种车辆。
凯蒂·哈夫纳：事实上，有菲利普斯与奥本海默和他的汽车的那个时期的照片。
兰迪·米尔斯：有一张很漂亮的照片。它简直令人叹为观止。
凯蒂·哈夫纳：是的，那是一张非常棒的照片。菲利普斯坐在奥本海默的克莱斯勒敞篷轿跑车的驾驶座上。你只能看到奥本海默的纤细身影，像鬼魂一样，投射在汽车的前门上。她向前看，而不是看着镜头。我假设是他拍的照片。
无论如何，只有极细的一丝证据表明两人约会过。我的意思是，那丝证据太细了，几乎不存在，但它构成了一个很好的故事。再次请听兰迪·米尔斯。
兰迪·米尔斯：你在传记中看到的关于他们关系的最著名的故事是，他们在伯克利附近的山上，他们停了车。我们不知道那意味着什么，但他们肯定在晚上在那里。她在后座睡着了，所以他把一件遮盖物，或者他的外套，盖在她身上，然后他走回家了，但他们不知道。所以警察在车里发现了她，当然，在那个年代，一个女人独自一人在汽车后座，这是怎么回事？担忧迅速蔓延：奥本海默在哪里？他不在这里。所以他们在山坡上寻找他，他们，他们——害怕他从悬崖上摔下来或其他什么。
最后，他们去了他的公寓，敲了敲门，他在那里。他走到门口，在那里的警官说，你为什么把她独自一人留在那里？他说，我猜我只是有点古怪。
凯蒂·哈夫纳：第二天早上，旧金山报纸上的头条新闻是这样的：“健忘的教授停放女孩，独自回家。”
他被称为奥本海默博士。她被称为菲利普斯小姐。
吉尔·韦斯·西明斯：她已经获得了博士学位。她应该被称为梅尔巴·菲利普斯博士，就像他是奥本海默博士一样。
凯蒂·哈夫纳：再次请听历史学家吉尔·韦斯·西明斯。
吉尔·韦斯·西明斯：但她被称为菲利普斯小姐，或者我认为甚至在某个时候，小梅尔巴，他们称她为他的助手。
凯蒂·哈夫纳：小梅尔巴？我不这么认为！在被遗弃在汽车事件发生前后，菲利普斯和奥本海默正在共同研究后来被称为奥本海默-菲利普斯过程的东西。她绝不是他的助手；绝对不是秘书意义上的助手。那是各个意义上的科学合作。
在那个时候，伯克利的理论物理学家，如奥本海默和菲利普斯，可以只是沿着走廊漫步到他们运行回旋加速器的同事那里，看看他们正在用原子粒子做什么样的实验。
原子尚未被分裂——那发生在 1938 年——但人们开始认为这可能是可能的。在伯克利，他们将原子一起扔进回旋加速器，看看接下来会发生什么。奥本海默和菲利普斯发现的是核裂变道路上的一个重要垫脚石。休息之后，我们将详细介绍这一切。
凯蒂·哈夫纳：那么，我之前在休息前告诉你的奥本海默-菲利普斯过程究竟是什么呢？我将以一种迂回的方式开始。在“科学界失落的女性”节目中，我们与斯隆基金会共同肩负着促进公众对科学理解的使命。我们花费大量时间寻找解释我们正在谈论的科学的方法。但是这个奥本海默-菲利普斯过程呢？对于非物理学家来说，这很复杂。作为一名非物理学家，我向亚当·福尔克坦白，我曾求助于 ChatGPT 来寻求解释。我对人工智能引擎的提示是：用一个类比，用非科学家可以理解的语言描述奥本海默-菲利普斯过程。它在几秒钟内就做到了。它提出的类比是什么？弹珠。
我请亚当读一下解释。
亚当·福尔克：想象一下你在玩弹珠。你有一个大弹珠，代表重原子的原子核，和一个小弹珠，代表氘核，它只是一种小的原子粒子。你把小弹珠滚向大弹珠，但小弹珠并没有正面撞击它，而是轻轻地擦过大弹珠的侧面。那部分真的不是……相关的或完全正确的。
凯蒂·哈夫纳：我们的第一个红旗。
亚当·福尔克：……当这种情况发生时，小弹珠的一部分粘在了大弹珠上，小弹珠的其余部分弹开了。那是真的。
凯蒂·哈夫纳：但正如亚当继续解释的那样，ChatGPT 实际上错过了实验的重点。但让我们回到奥本海默和菲利普斯，以及他们为什么可能想要将原子粒子相互碰撞一下。这是为了看看释放了什么样的能量。
奥本海默和菲利普斯试图解释回旋加速器大厅里的物理学家产生的一些奇怪结果，他们会将氘核射向原子核。令人困惑的是，让两个粒子相互作用而不是仅仅互相弹开所需的能量比预期的要少。当它们确实相互作用时，有时释放出的能量会比氘核带来的能量更多。氘核包含一个质子和一个中子。质子带正电荷，它正在接近的较重原子的原子核也是如此。
解决方案与理解两个带正电荷的粒子的相互作用有关，当它们足够接近以至于一个粒子扭曲另一个粒子时。
亚当·福尔克：这个过程有趣的地方在于，两个原子核很难相互作用，因为它们都带有正电荷。奥本海默和菲利普斯意识到，你不需要像你想象的那样快速地射击它们。原因是当氘核接近碳核时，当它进入时，它会重新排列自身。
凯蒂·哈夫纳：氘核单独存在时是圆形的。但当它接近另一个原子核时，它会伸展开来。有一个质子端和一个中子端，质子端——正电荷，它会被它正在接近的原子中的正电荷排斥——比中子端离另一个原子核更远。
亚当·福尔克：如果它们真的可以碰撞，这个过程就会发生，较大的原子核从氘核中取出中子，然后质子飞走。因此，从这个意义上说，氘核将其质子捐赠给原子核，质子飞走。这意味着实际上，这个过程比你没有进行分析时想象的要容易发生。这就是他们意识到的事情。这就是如此重要的原因。而且，那是 ChatGPT 一无所知的部分。
凯蒂·哈夫纳：实际上，实验表明，当原子粒子碰撞时，你需要更少的能量才能获得核反应。因此，人工智能非常出色，但它错了一件事，然后错过了最重要的部分。
亚当·福尔克：我的意思是，我实际上对它做得有多好感到惊讶，对吧？也就是说，它做得和你可能期望一个刚刚查阅过这个过程但不是物理学家的学生做得一样好，如果他们只是去读了一点并试图解释它。我对一个大型语言模型能够做得如此出色印象深刻。
凯蒂·哈夫纳：所有这些都可以归结为以下教训：要求 GPT-4 或 Gemini，或任何人工智能，用你可以理解的术语解释一些超级复杂的科学事物，它……还可以。不完美。但回到科学本身。我问亚当，为什么氘核实际上可以与原子碰撞，以及原子可以抓住其原子核很重要。
亚当·福尔克：所以在那个时候，人们开始探索原子核如何相互作用的整个问题，对吧？他们正在回旋加速器上做实验。当然，这在十年内变得非常重要，因为他们开始理解最终导致原子弹的核链式反应。因为这些正是链式反应中发生的相互作用类型。你有原子核衰变并释放粒子，然后它们与物质中的其他原子核相互作用。
因此，这是理解你需要拥有炸弹或核反应堆或类似的东西所需的物理学的非常重要的垫脚石之一。这很早就开始了。
凯蒂·哈夫纳：所以这是非常基础性的。
亚当·福尔克：非常基础性，非常重要的工作。
凯蒂·哈夫纳：事实上，亚当说他发现了一篇由 20 世纪真正伟大的物理学家之一汉斯·贝特撰写的几年后的论文。
亚当·福尔克：他在《物理评论》上发表了一篇名为《奥本海默-菲利普斯过程》的论文。他显然认为这非常非常重要。
凯蒂·哈夫纳：我问亚当，他认为奥本海默和菲利普斯是如何分工的。
亚当·福尔克：这很可能非常非常合作。如果我必须猜测，如果没有他，这不会发生，但是一旦这个想法出现，他们就是充分的合作伙伴来解决这个问题。
凯蒂·哈夫纳：这让我想起了一些事情。我向亚当提起了这件事。我说，我们在“科学界失落的女性”节目中真正小心的一件事，也是我一直意识到的事情，是这个问题，我们关注这位女性的原因是否正确。她的科学贡献有多重要？我们是否对她因为是女性而没有获得她应得的认可感到非常愤怒？我们是否正在忽视她所做的实际科学？我问亚当的是，这是否有点像鸡和蛋的问题？梅尔巴·菲利普斯是否没有机会去做她本可以做的科学研究？
亚当·福尔克：我认为，假设她非常擅长她所做的物理学，她是真的，她不是搭她导师项目的顺风车，而且，你知道，真的只是一个幸运的人，在一个好主意出现的地方，她出现在论文上，这是公平的。
我认为有很多证据——这发生在男人和女人身上。我认为有很多证据表明，这不是理解她的方式，这篇论文是在她获得学位两年后发表的。她继续从事了一项著名的博士后研究。我认为证据表明，她是一位非常优秀的研究生，与她的导师奥本海默一起做了非常出色的工作，而她没有继续成为物理学家的一个重要因素与当时社会对女性角色的限制有关。
凯蒂·哈夫纳：所以这就是真相。梅尔巴·菲利普斯是一位很有前途的年轻物理学家，她在一个令人兴奋的地方工作，从事着本世纪最令人兴奋的核物理学理论工作。然而，在 1933 年，奥本海默本人推荐菲利普斯在伯克利担任教职。他形容她为“一位非常能干的女性。我认识的唯一一位对数学和理论物理学有真正天赋的女性，并且在这方面有杰出才能。”
但她没有被聘用。菲利普斯后来淡化了这次拒绝。她将其归咎于大萧条时期学校缺乏资金。
然后在 1935 年，奥本海默-菲利普斯过程文章发表的那一年，她离开了伯克利。她在接下来的几年里辗转于各个校园，在布林莫尔学院、普林斯顿大学、康涅狄格女子学院，然后是布鲁克林学院担任短期教职。所有这些听起来……令人精疲力竭。
然后第二次世界大战爆发了。梅尔巴·菲利普斯去了哈佛无线电研究实验室，在那里她工作了几个月，研究干扰敌方雷达的技术。然而，她在战后的职业生涯与她的导师有着惊人的相似之处。她和奥本海默都成为了反共政治迫害的目标。
1951 年 12 月，菲利普斯收到了一封来自纽约反共联合委员会的信，要求她解释她对该委员会怀疑与共产主义组织有关的十一个团体的支持。菲利普斯对这封信的回应是厚颜无耻的。她特意指出她认为委员会遗漏的另一个团体。
然后，在 1952 年，菲利普斯回到布鲁克林学院任教，麻烦找上了门。麦卡伦小组委员会的目标与约瑟夫·麦卡锡的众议院非美活动委员会的目标相似，传唤她解释她与若干劳工团体的关系。菲利普斯拒绝回答，援引了第五修正案。
再次请听吉尔·韦斯·西明斯
吉尔·韦斯·西明斯：援引第五修正案是她坚持自己道德信念的一部分。她明确表示，这并非承认自己与任何共产主义组织有联系，而只是坚持自己的原则。
凯蒂·哈夫纳：在麦卡锡时代，纽约和许多其他州一样。它有一项法律，要求——我再说一遍，要求——解雇任何拒绝回答有关共产主义联系问题的公职人员。
我们的制片人黛博拉·昂格尔找到了你之前听到的梅尔巴·菲利普斯本人在 1977 年接受美国物理学会采访时的音频。
音频质量不是最好的。所以我告诉你，你将要听到的是梅尔巴·菲利普斯公开谈论她在 1952 年被布鲁克林学院解雇的事情。
梅尔巴·菲利普斯：我于 1952 年 10 月——1952 年 10 月底被布鲁克林学院解雇——我基本上失业到 1957 年左右……并不是说我不忙。
凯蒂·哈夫纳：她接着说，她基本上失业到 1957 年。然后她说：“并不是说我不忙。”
是的。她很忙。她并不贫困潦倒。她仍然收到她在印第安纳州仍然拥有的农场的钱。但在那些审讯之后——我们没有证据证明这一点——但我的猜测是她找不到教职工作。为了维持生计，她编辑了几本物理学教科书。1957 年，当麦卡锡主义最终消退时，她的教学生涯的干旱期结束了。她得到了在圣路易斯华盛顿大学教物理学的工作，她在那里主持了一个帮助高中教师改进物理课程的项目。1962 年，她获得了她在芝加哥大学的第一个，也是第一个永久性学术职位。她在那里待了十年，直到退休。
再次请听吉尔·韦斯·西明斯
吉尔·韦斯·西明斯：她的身份是，她是在这种环境下工作的人，甚至没有片刻停顿去感觉自己不应该在那里。所以我认为她超越了时代，不仅在物理学堡垒中开辟了一条道路供其他女性追随，而且以这种无私的方式做到这一点，这真的不是关于她自己，而是关于工作。
凯蒂·哈夫纳：观看电影《奥本海默》，你会觉得奥本海默在成为反共分子迫害的目标后，他的生活就结束了。是的，他的安全许可被撤销了，但他保留了他在普林斯顿高等研究院的院长的职位，那是物理学界最负盛名，如果不是最负盛名的工作之一。
如果梅尔巴·菲利普斯一直留在奥本海默的圈子里，她会在理论物理学方面做出更多贡献吗？我问亚当·福尔克他的看法。
亚当·福尔克：毫无疑问，对于那些本可以成为杰出的学者，杰出的物理学家的女性来说，这是一种巨大的才能浪费。关于女性在社会中的角色的假设意味着她们永远没有机会。
这听起来很可能就是她的情况，你知道，对她而言。更具体地说，老实说很难知道。我认为有很多男人会和他们的导师一起写出一篇非常好的论文，然后没有继续从事学术生涯，而是去教书。
但毫无疑问，你知道，她没有得到像当时处于类似情况的男性那样的机会。
凯蒂·哈夫纳：1987 年，布鲁克林学院就 35 年前在麦卡锡主义时期解雇梅尔巴·菲利普斯一事正式向她道歉。如果你碰巧在印第安纳州奥克兰市的奥克兰城市大学校园里，你可以参观一块纪念她的牌匾。
再次请听吉尔·韦斯·西明斯，朗读牌匾上的内容
吉尔·韦斯·西明斯：创新物理学家和教育家梅尔巴·菲利普斯与 J. 罗伯特·奥本海默密切合作。1935 年，他们提出了奥本海默-菲利普斯过程，这是核物理学的基础，并持续应用。在第二次世界大战期间以及美国在日本投下原子弹之后，菲利普斯倡导和平利用原子能。
像许多学者一样，在麦卡锡时代，她面临着共产主义联系的指控，并失去了教职。尽管如此，她还是成为了一位有影响力的物理学教育家和该领域的领导者。
凯蒂·哈夫纳：梅尔巴·菲利普斯终身未婚，也没有孩子。在她生命的尽头，她回到印第安纳州，与她的侄女住在她家乡附近。她于 2004 年在一家疗养院去世，距离她长大的农场仅 15 英里。她享年 97 岁。在她的死亡证明上，她的职业被列为教育领域的教师。不是物理学。而是教育。但我们知道，现在你也知道了，梅尔巴·菲利普斯远不止于此。
这里是“科学界失落的女性”。黛博拉·昂格尔和乔·阿姆斯特朗制作了本期节目，索菲·麦克纳尔蒂配乐和编辑了本期节目。汉斯代尔·徐是我们的音响工程师。莉齐·尤南创作了我们的音乐。克伦·梅沃拉赫设计了我们的艺术作品，亚历山德拉·阿蒂亚是我们的事实核查员。感谢艾米·沙夫、朱莉·周、杰夫·德尔维西奥、吉尔·韦斯·西明斯、兰迪·米尔斯和亚当·福尔克。还要非常感谢美国物理学会的朋友们的帮助。“科学界失落的女性”节目部分由阿尔弗雷德·P·斯隆基金会和安妮·沃西基基金会资助。我们由 PRX 发行，并与《大众科学》合作出版。请访问我们的网站 lostwomenofscience.org，不要忘记点击那个非常重要的捐赠按钮。我是凯蒂·哈夫纳。下次见。
主持人
凯蒂·哈夫纳
嘉宾
亚当·福尔克，阿尔弗雷德·P·斯隆基金会主席
兰迪·米尔斯，奥克兰城市大学退休社会科学教授
吉尔·韦斯·西明斯，印第安纳州历史局历史学家
制片人
乔·阿姆斯特朗
黛博拉·昂格尔
艺术
艺术设计：克伦·梅沃拉赫。鸣谢帕克兄弟公司，纽约，由 AIP 埃米利奥·塞格雷视觉档案馆友情提供