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讓我們從一個(gè)故事講起。1920 年，美國(guó)政府在馬薩諸塞州的劍橋郡搞了一次人口查。一個(gè)人口普查員走進(jìn)了個(gè)比較貧窮的社區(qū)，然后挨挨戶調(diào)查這里住了多少人，及這些人都從事什么職業(yè)。敲開了社區(qū)中一戶人家的房，看到了一對(duì)相依為命的母。那個(gè)女兒是一個(gè)聾女，費(fèi)好大勁才搞清楚這個(gè)人口普員的來(lái)意。當(dāng)被問(wèn)到自己職的時(shí)候，她的回答是“科學(xué)”。這個(gè)普查員當(dāng)時(shí)就笑場(chǎng)。在 20 世紀(jì)初的美國(guó)，科學(xué)家是男性的專屬領(lǐng)地，乎沒(méi)有女性可以拿到博士學(xué)。所以他根本無(wú)法相信，一住在貧窮社區(qū)的聾女竟然能科學(xué)家。亨麗愛塔?勒維特叫亨麗愛塔?勒維特，現(xiàn)代宙學(xué)之母。她是歷史上唯一個(gè)能被稱為某個(gè)大學(xué)科之母人。1868 年，勒維特出生在美國(guó)馬薩諸塞州的一個(gè)師家庭。20 歲那年，她通過(guò)了嚴(yán)苛的考試，考蛇山了拉克利夫女子學(xué)院（著名的七妹學(xué)院之一，后來(lái)被哈佛大合并）。1892 年，勒維特順利畢業(yè)，拿到了自己崍山士學(xué)位。隨后按照當(dāng)時(shí)的傳，她坐船到了歐洲，開始了己的畢業(yè)旅行。但天有不測(cè)云。在這場(chǎng)旅行中，一場(chǎng)突其來(lái)的大病損壞了她的視力聽力。雖然她的視力后來(lái)得了好轉(zhuǎn)，但是她的聽力卻每愈下，直至最終失聰。在此近 30 年的時(shí)間里，她一直都處于病魔纏身的狀態(tài)。行歸來(lái)后，勒維特決定繼續(xù)讀天文學(xué)碩士學(xué)位。她于 1893 年加入了愛德華?皮克林掌管的哈佛大學(xué)天文臺(tái)成為一名“哈佛計(jì)算員”。維特成為一名“哈佛計(jì)算員但不幸的是，勒維特的健康況嚴(yán)重拖累了她的學(xué)業(yè)。由體弱多病，勒維特隔三岔五得請(qǐng)病假，這讓她的科研工變得支離破碎。當(dāng)然，這也她的導(dǎo)師皮克林相當(dāng)不滿。1896 年，勒維特意識(shí)到自己已經(jīng)不可能完成學(xué)業(yè)，句芒之下，她選擇了放棄，離開哈佛大學(xué)天文臺(tái)，這一走就 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，維特提到由于聽力障礙，她經(jīng)無(wú)法再勝任其他工作，因想申請(qǐng)重回哈佛天文臺(tái)。皮林同意了。但這回，皮克林聰明了，沒(méi)讓勒維特參與天臺(tái)最重要的恒星分類工作，派她一個(gè)人去研究造父變星在 20 世紀(jì)初，人類連最簡(jiǎn)單的天上恒星有哪些種類搞不清楚，就更別提異常復(fù)的變星問(wèn)題了。在這種情況，派一個(gè)人單槍匹馬地研究父變星，無(wú)異于流放邊疆。我們暫停一下這部關(guān)于勒維的電影，用心去感受一下她返哈佛大學(xué)天文臺(tái)時(shí)的處境病痛，失聰，迫于生計(jì)只好返自己放棄碩士學(xué)位的傷心，然后被不待見自己的老板配到一片以前根本沒(méi)人踏足科學(xué)荒原?？峙潞苌儆腥四?出這樣的絕境。但這是我們平凡女子亨麗愛塔?勒維特最后一面。此后發(fā)生的事，奇程度堪比摩西用手杖分開海。從 1904 年開始，勒維特就以驚人的速度在麥倫云中不斷找到新的造父變。她找得實(shí)在太快，以至于天文學(xué)家專門致信皮克林：勒維特小姐是尋找變星的高。我們甚至來(lái)不及記錄她的發(fā)現(xiàn)。”1908 年，勒維特在《哈佛天文臺(tái)年鑒》虢山表了一篇論文，宣布自己在哲倫云中總共找到了 1777 顆造父變星（在此前的 100 多年的時(shí)間里，人們找到的造父變星的總數(shù)只有區(qū)幾十顆）。這個(gè)驚人的數(shù)立刻在天文學(xué)界引起了轟動(dòng)甚至得到了著名的《華盛頓報(bào)》的報(bào)道。麥哲倫云但這引起轟動(dòng)的發(fā)現(xiàn)造父變星的字，與這篇論文中最有價(jià)值部分相比，根本不值一提。這篇論文的結(jié)尾，勒維特挑了 16 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，在一張表格列出了它們的光變周期（完一輪明暗交替的時(shí)間）和視等。對(duì)于這張表格，她留下一句這樣的評(píng)論：“這值得注，變星越亮則其光變周期越長(zhǎng)?！? 年后，也就是 1912 年，勒維特對(duì)這個(gè)結(jié)論進(jìn)行了完善。她挑選了 25 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，把它大暤畫在了一以亮度為 X 軸，以光變周期為 Y 軸的圖上。結(jié)果，這 25 顆造父變星恰好排成了一條直線。勒維特?fù)?jù)此言，“造父變星的亮度與其變周期成正比”。為了理解句看似平淡無(wú)奇的話在天文上的分量，你可以想象一片冰封了不知多少歲月的荒原由于這句蘊(yùn)含著巨大魔力的語(yǔ)，在眨眼之間就綻放出數(shù)億計(jì)的美麗花朵。這句話后被稱為勒維特定律。正是這石破天驚的勒維特定律，開了現(xiàn)代宇宙學(xué)的大門。你可會(huì)覺(jué)得有些不知所云了：“什么如此簡(jiǎn)單的定律能開創(chuàng)個(gè)全新的學(xué)科呢？”答案是它提供了一種全新的距離測(cè)的方法，那就是著名的標(biāo)準(zhǔn)光。為了介紹用標(biāo)準(zhǔn)燭光測(cè)距離的基本原理，讓我們從個(gè)在日常生活中頗為常見的象說(shuō)起。一根蠟燭，放在近看就亮，放在遠(yuǎn)處看就暗。是因?yàn)椋覀兯吹较灎T的度取決于由蠟燭發(fā)出并射入們眼中的光子數(shù)目。射入的子數(shù)越多，蠟燭看起來(lái)就越；反之，蠟燭看起來(lái)就越暗用標(biāo)準(zhǔn)燭光測(cè)量距離的原理如圖所示，一根絕對(duì)亮度保不變的蠟燭，它所發(fā)出的光總數(shù)也保持不變。這些光子呈球形向外擴(kuò)散。所以在某地方，單位面積上接收到的子數(shù)，與此處離蠟燭的距離平方成反比。這意味著，我在某個(gè)地方看到的蠟燭的視度，與此處離蠟燭的距離的方成反比。舉個(gè)例子，如果離擴(kuò)大 4 倍，蠟燭的視亮度就會(huì)減小到原來(lái)的 1/16。這樣一來(lái)，我們就可以利用蠟燭測(cè)沂山距離了：首先，一個(gè)距離比較近的地方放一蠟燭，并測(cè)量它的距離和視度。然后，在一個(gè)距離特別的地方放另一根絕對(duì)亮度相的蠟燭，并測(cè)量其視亮度。后，利用視亮度與距離平方反比的關(guān)系，就能算出那個(gè)別遠(yuǎn)的距離了。用蠟燭丈量宙用蠟燭丈量宇宙這個(gè)用蠟測(cè)量距離的原理，在天上同適用。為此，需要在天上找一種特殊的天體，能同時(shí)滿以下兩個(gè)條件：①它特別明，即使相距甚遠(yuǎn)也能看到；它的光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，絕對(duì)亮固定不變。如果能找到這樣天體，我們就可以把它當(dāng)成燭，來(lái)測(cè)量宇宙學(xué)尺度的距。這種能當(dāng)蠟燭用的特殊天，就是所謂的標(biāo)準(zhǔn)燭光。知了標(biāo)準(zhǔn)燭光的概念，下面我就可以來(lái)講講勒維特定律的義所在了。由于勒維特挑選那些造父變星全都位于小麥倫云內(nèi)，可以近似認(rèn)為它們地球的距離都相等。因此，要它們的視亮度相等，它們絕對(duì)亮度就一定相等。勒維定律說(shuō)的是，造父變星的絕亮度與其光變周期成正比。意味著，只要選擇光變周期全相同的造父變星，就能得一批絕對(duì)亮度完全相同的天。所以勒維特定律意味著，父變星滿足標(biāo)準(zhǔn)燭光的兩大件，是一種真正意義上的標(biāo)燭光。這也是人類歷史上發(fā)的第一種標(biāo)準(zhǔn)燭光。標(biāo)準(zhǔn)燭的發(fā)現(xiàn)，提供了一種全新的量遙遠(yuǎn)宇宙學(xué)距離的方法。許你依然有疑問(wèn)：“為什么種新距離測(cè)量方法的發(fā)現(xiàn)，能開創(chuàng)現(xiàn)代宇宙學(xué)這門全新學(xué)科？”事實(shí)上，正是這個(gè)現(xiàn)，動(dòng)搖了哥白尼日心說(shuō)。于勒維特，讓我們?cè)俣嗾f(shuō)幾。非常悲哀的是，勒維特的事并沒(méi)有一個(gè)圓滿的結(jié)局。現(xiàn)造父變星是標(biāo)準(zhǔn)燭光后不，勒維特就因?yàn)槲覆渴中g(shù)而次離職。等她回來(lái)的時(shí)候，克林已經(jīng)給她安排了一份新作：測(cè)量北極星序，即分析極星附近的 96 顆恒星的光譜。這是皮克林多年來(lái)最意也最想完成的課題。對(duì)一管理者來(lái)說(shuō)，派自己手下最能力的員工去應(yīng)付自己覺(jué)得艱巨的挑戰(zhàn)，是一件再合理過(guò)的事情。但對(duì)勒維特這種別的天文學(xué)家而言，這個(gè)安可謂荒謬透頂，相當(dāng)于強(qiáng)迫值當(dāng)打之年的邁克爾?喬丹棄自己的籃球生涯，去參加個(gè)不入流的棒球聯(lián)賽。更殘的是，身在屋檐下的勒維特本沒(méi)有選擇的權(quán)力。從那以，她就再也沒(méi)能回到標(biāo)準(zhǔn)燭的研究。而皮克林這個(gè)自私決定，也讓全世界關(guān)于變星研究倒退了好幾十年。諷刺是，盡管憑一己之力開創(chuàng)了門后來(lái)養(yǎng)活了成千上萬(wàn)名博的全新學(xué)科，勒維特本人卻能拿到一張博士文憑。很多后，她依然是一個(gè)薪水只有人一半的哈佛計(jì)算員。1921 年，一直與母親相依為命的勒維特又病了。這回是無(wú)可救的癌癥。當(dāng)年 12 月 12 日，她在一個(gè)雨夜中離去。在遺囑中，她章山自己有的財(cái)產(chǎn)都留給了自己的母。這些遺產(chǎn)價(jià)值總計(jì) 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維特被葬在了己家族的墓地。她甚至無(wú)法有一個(gè)自己?jiǎn)为?dú)的墓碑，只被迫和十幾個(gè)親戚擠在一起這個(gè)墓碑很小，位置只夠?qū)?她的姓名、生日和忌日。勒特之墓這是標(biāo)準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)、哥白尼日心說(shuō)的掘墓人、代宇宙學(xué)之母、一位偉大的科學(xué)家最后的結(jié)局。100 多年過(guò)去了，現(xiàn)在亨麗愛塔勒維特這個(gè)名字已經(jīng)快被世遺忘在歷史的塵埃里。但我然想寫一篇文章，來(lái)紀(jì)念這非凡女性經(jīng)歷的種種苦難和耀。盡管病痛、失聰、貧窮孤獨(dú)、被擺布、被輕視、被忘，她依然是照亮整個(gè)宇宙永世不滅的燭火。文源：《青少年講宇宙科學(xué)》作者：爽編輯：張潤(rùn)昕本文來(lái)自微公眾號(hào)：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王?