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讓我們從一個故事講起。1920 年，美國政府在馬薩諸塞州的劍橋郡搞了一次人口普查。個人口普查員走進了一個比較窮的社區(qū)，然后挨家挨戶調查里住了多少人，以及這些人都事什么職業(yè)。他敲開了社區(qū)中戶人家的房門，看到了一對相為命的母女。那個女兒是一個女，費了好大勁才搞清楚這個口普查員的來意。當被問到自職業(yè)的時候，她的回答是“科家”。這個普查員當時就笑場。在 20 世紀初的美國，科學家是男性的專屬領地，幾乎有女性可以拿到博士學位。所他根本無法相信，一個住在貧社區(qū)的聾女竟然能當科學家。麗愛塔?勒維特她叫亨麗愛塔勒維特，現(xiàn)代宇宙學之母。她歷史上唯一一個能被稱為某個學科之母的人。1868 年，勒維特出生在美國馬薩諸塞州一個牧師家庭。20 歲那年，她通過了嚴苛的考試，考入了德克利夫女子學院（著名的七妹學院之一，后來被哈佛大學并）。1892 年，勒維特順利畢業(yè)，拿到了自己的學士學。隨后按照當時的傳統(tǒng)，她坐到了歐洲，開始了自己的畢業(yè)行。但天有不測風云。在這場行中，一場突如其來的大病損了她的視力和聽力。雖然她的力后來得到了好轉，但是她的力卻每況愈下，直至最終失聰在此后近 30 年的時間里，她一直都處于病魔纏身的狀態(tài)旅行歸來后，勒維特決定繼續(xù)讀天文學碩士學位。她于 1893 年加入了愛德華?皮克林掌管的哈佛大學天文臺，成為名“哈佛計算員”。勒維特成一名“哈佛計算員”但不幸的，勒維特的健康狀況嚴重拖累她的學業(yè)。由于體弱多病，勒特隔三岔五就得請病假，這讓的科研工作變得支離破碎。當，這也讓她的導師皮克林相當滿。1896 年，勒維特意識到自己已經(jīng)不可能完成學業(yè)，奈之下，她選擇了放棄，離開哈佛大學天文臺，這一走就是 6 年。6 年后，也就是 1902 年，勒維特給皮克林寫了一封信。在信中，勒維特提由于聽力障礙，她已經(jīng)無法再任其他工作，因此想申請重回佛天文臺。皮克林同意了。但回，皮克林學聰明了，沒讓勒特參與天文臺最重要的恒星分工作，而派她一個人去研究造變星。在 20 世紀初，人類連最簡單的天上恒星有哪些種都搞不清楚，就更別提異常復的變星問題了。在這種情況下派一個人單槍匹馬地研究造父星，無異于流放邊疆。讓我們停一下這部關于勒維特的電影用心去感受一下她重返哈佛大天文臺時的處境。病痛，失聰迫于生計只好重返自己放棄碩學位的傷心地，然后被不待見己的老板發(fā)配到一片以前根本人踏足的科學荒原。恐怕很少人能走出這樣的絕境。但這是們與平凡女子亨麗愛塔?勒維的最后一面。此后發(fā)生的事，奇程度堪比摩西用手杖分開紅。從 1904 年開始，勒維特就以驚人的速度在麥哲倫云不斷找到新的造父變星。她找實在太快，以至于有天文學家門致信皮克林：“勒維特小姐尋找變星的高手。我們甚至來及記錄她的新發(fā)現(xiàn)?！?908 年，勒維特在《哈佛天文臺年鑒》上發(fā)表了一篇論文，比翼布己在麥哲倫云中總共找到了 1777 顆造父變星（在此前的 100 多年的時間里，人們找到的造父變星的總數(shù)只有區(qū)幾十顆）。這個驚人的數(shù)字立在天文學界引起了轟動，甚至到了著名的《華盛頓郵報》的道。麥哲倫云但這個引起轟動發(fā)現(xiàn)造父變星的數(shù)字，與這篇文中最有價值的部分相比，根不值一提。在這篇論文的結尾勒維特挑選了 16 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，在一表格里列出了它們的光變周期完成一輪明暗交替的時間）和星等。對于這張表格，她留下一句這樣的評論：“這值得關，變星越亮則其光變周期就越?！? 年后，也就是 1912 年，勒維特對這個結論進行了完娥皇。她挑選了 25 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，它們畫在了一張以亮度為 X 軸，以光變周期為 Y 軸的圖上。結果，這 25 顆造父變星恰好排成了一條直線犰狳勒維據(jù)此斷言，“造父變星的亮度其光變周期成正比”。為了理這句看似平淡無奇的話在天文上的分量，你可以想象一片被封了不知多少歲月的荒原，由這句蘊含著巨大魔力的咒語，眨眼之間就綻放出數(shù)以億計的麗花朵。這句話后來被稱為勒特定律。正是這個石破天驚的維特定律，開啟了現(xiàn)代宇宙學大門。你可能會覺得有些不知云了：“為什么如此簡單的定能開創(chuàng)一個全新的學科呢？”案是，它提供了一種全新的距測量的方法，那就是著名的標燭光。為了介紹用標準燭光測距離的基本原理，讓我們從一在日常生活中頗為常見的現(xiàn)象起。一根蠟燭，放在近處看就，放在遠處看就暗。這是因為我們所看到蠟燭的亮度取決于蠟燭發(fā)出并射入我們眼中的光數(shù)目。射入的光子數(shù)越多，蠟看起來就越亮；反之，蠟燭看來就越暗。用標準燭光測量距的原理圖如圖所示，一根絕對度保持不變的蠟燭，它所發(fā)出光子總數(shù)也保持不變。這些光會呈球形向外擴散。所以在某地方，單位面積上接收到的光數(shù)，與此處離蠟燭的距離的平成反比。這意味著，我們在某地方看到的蠟燭的視亮度，與處離蠟燭的距離的平方成反比舉個例子，如果距離擴大 4 倍，蠟燭的視亮度就會減小到來的 1/16。這樣一來，我們就可以利用蠟燭測量距離了首先，在一個距離比較近的地放一根蠟燭，并測量它的距離視亮度。然后，在一個距離特遠的地方放另一根絕對亮度相的蠟燭，并測量其視亮度。最，利用視亮度與距離平方成反的關系，就能算出那個特別遠距離了。用蠟燭丈量宇宙用蠟丈量宇宙這個用蠟燭測量距離原理，在天上同樣適用。為此需要在天上找到一種特殊的天，能同時滿足以下兩個條件：它特別明亮，即使相距甚遠也看到；②它的光學性質穩(wěn)定，對亮度固定不變。如果能找到樣的天體，我們就可以把它當蠟燭，來測量宇宙學尺度的距。這種能當蠟燭用的特殊天體就是所謂的標準燭光。知道了準燭光的概念，下面我們就可來講講勒維特定律的意義所在。由于勒維特挑選的那些造父星全都位于小麥哲倫云內(nèi)，可近似認為它們與地球的距離都等。因此，只要它們的視亮度等，它們的絕對亮度就一定相。勒維特定律說的是，造父變的絕對亮度與其光變周期成正。這意味著，只要選擇光變周完全相同的造父變星，就能得一批絕對亮度完全相同的天體所以勒維特定律意味著，造父星滿足標準燭光的兩大條件，一種真正意義上的標準燭光。也是人類歷史上發(fā)現(xiàn)的第一種準燭光。標準燭光的發(fā)現(xiàn)，提了一種全新的測量遙遠宇宙學離的方法?；蛟S你依然有疑問“為什么一種新距離測量方法發(fā)現(xiàn)，就能開創(chuàng)現(xiàn)代宇宙學這全新的學科？”事實上，正是個發(fā)現(xiàn)，動搖了哥白尼日心說關于勒維特，讓我們再多說幾。非常悲哀的是，勒維特的故并沒有一個圓滿的結局。發(fā)現(xiàn)父變星是標準燭光后不久，勒特就因為胃部手術而再次離職等她回來的時候，皮克林已經(jīng)她安排了一份新工作：測量北星序，即分析北極星附近的 96 顆恒星的光譜。這是皮克林多年來最中意也最想完成的課。對一個管理者來說，派自己下最有能力的員工去應付自己得最艱巨的挑戰(zhàn)，是一件再合不過的事情。但對勒維特這種別的天文學家而言，這個安排謂荒謬透頂，相當于強迫正值打之年的邁克爾?喬丹放棄自的籃球生涯，去參加一個不入的棒球聯(lián)賽。更殘酷的是，身屋檐下的勒維特根本沒有選擇權力。從那以后，她就再也沒回到標準燭光的研究。而皮克這個自私的決定，也讓全世界于變星的研究倒退了好幾十年諷刺的是，盡管憑一己之力開了一門后來養(yǎng)活了成千上萬名士的全新學科，勒維特本人卻能拿到一張博士文憑。很多年，她依然是一個薪水只有男人半的哈佛計算員。1921 年，一直與母親相依為命的勒維又病了。這回是無藥可救的癌。當年 12 月 12 日，她在一個雨夜中離去。在遺囑，她把自己所有的財產(chǎn)都留給自己的母親。這些遺產(chǎn)價值總 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維特被葬了自己家族的墓地。她甚至無擁有一個自己單獨的墓碑，只被迫和十幾個親戚擠在一起。個墓碑很小，位置只夠寫下她姓名、生日和忌日。勒維特之這是標準燭光的發(fā)現(xiàn)者、哥白日心說的掘墓人、現(xiàn)代宇宙學母、一位偉大的女科學家最后結局。100 多年過去了，現(xiàn)在亨麗愛塔?勒維特這個名字經(jīng)快被世人遺忘在歷史的塵埃。但我依然想寫一篇文章，來念這位非凡女性經(jīng)歷的種種苦和榮耀。盡管病痛、失聰、貧、孤獨、被擺布、被輕視、被忘，她依然是照亮整個宇宙的世不滅的燭火。文源：《給青年講宇宙科學》作者：王爽編：張潤昕本文來自微信公眾號原點閱讀 （ID：tupydread），作者：王爽