失聪低薪终身未婚无人知晓，但她开启了现代宇宙学之门

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作者：王爽
中山大学物理与天文学院研究员，科普作家



前几天是居里夫人的150周年诞辰，网络上到处可见关于她的纪念文章。然而在我的心目中，居里夫人只是有史以来第二伟大的女科学家。今天我想跟大家分享10个关于我心目中第一伟大的女科学家——亨丽爱塔·勒维特（Henrietta Swan Leavitt）的故事。


亨丽爱塔•勒维特（1868-1921）。图片来源：Wikipedia


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之所以说居里夫人并非第一伟大的女科学家，是因为她虽是她所在领域（即核物理）的一位先驱，但未成为某个领域的开创者——在她之前，法国物理学家贝克勒尔已经率先发现了放射性，而对核物理领域而言，汤姆逊发现电子和卢瑟福发现原子核的重要性，又比放射性的发现要高出很多。而勒维特不同，她完全凭借一己之力提出了标准烛光的概念，并发现了世界上的第一种标准烛光，从而开创了观测宇宙学这门现代科学。


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在勒维特之前，人类对宇宙的认识还停留在哥白尼的日心说。那时人们普遍相信，太阳就是银河系的中心，而银河系就是宇宙的全部。而勒维特发现的标准烛光让人类测量遥远天体距离的能力有了质的飞跃。此后的100年间，观测宇宙学领域的一些最重大的突破（包括沙普利发现太阳不是银河系的中心、哈勃发现银河系不是全宇宙和宇宙本身在膨胀，以及珀尔马特、施密特、里斯发现宇宙其实在加速膨胀），全部都基于勒维特所提出的标准烛光的概念。从这个意义上讲，这些名动天下的大天文学家，其实全都是勒维特的影子。


标准烛光法测距的示意图。图片来源：hyperphysics.phy-astr.gsu.edu，汉化：婉珺


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勒维特是一个牧师的女儿。她通过了相当严苛的考试，考入了拉德克利夫女子学院（这个女子学院后来被哈佛大学合并）。勒维特很有语言天分。在大学期间，她先后学过拉丁语、希腊语、德语、法语和意大利语这5门语言课程。而她学过的数学、物理、天文课程加在一起，也只有4门而已。


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24岁那年，灾难降临，勒维特因为一场大病而丧失了听力。此后的30年，她也相当体弱多病，经常要与病魔斗争。


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1902年，勒维特正式加入哈佛大学天文台，成了一名“哈佛计算员”。她的薪水是每小时30美分，大概只有同等职位的男员工薪水的一半。由于身体状况不好，她经常要暂停工作回家养病，这让当时的哈佛大学天文台台长爱德华•皮克林相当不满。


哈佛计算员们工作的照片。图片来源：公有领域


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由于不能保证工作时间，皮克林没有让勒维特参与天文台最重要的恒星光谱分类的工作，而是派她去研究变星，也就是亮度会随时间改变的星星。当时的天文学界对恒星都几乎一无所知，就更提变星了。所以皮克林派勒维特去研究变星，有点像是发配边疆的意思。


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然而正是在这个当时根本没路走的死胡同里，勒维特奇迹般地闯出了一条路。1908年，她在《哈佛天文台年鉴》（Harvard College Observatory）上发表了一篇论文，宣布她在麦哲伦星云中找到了1777颗造父变星（造父变星一类非常明亮且变光的光度和脉动周期有着非常强的直接关联性的变星）。更关键的是，她从中挑选了16颗有代表性的造父变星，以表格的形式列出了它们的光变周期和星等（即星体在天空中的相对亮度），并且评论到：“造父变星的星等和它们的光变周期成正比”。这句话后来被称为勒维特定律。正是这条简单的定律，开启了观测宇宙学的时代。



勒维特于1908年发表的论文的首页。图片来源：公有领域


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不妨把勒维特和居里夫人做一下对比。
居里夫人做出了改变世界的工作，然后获得了两次诺贝尔奖和一世的盛名。勒维特也做出了改变世界的工作，她得到了什么呢？什么都没有：没有重大奖励，没有教授职位，甚至没有博士文凭。听起来很讽刺吧？过去一百多年来，观测宇宙学已经培养了不知多少名博士，但它的创始人，却没有因为创立这门学科而获得一张博士的文凭。一直到死，勒维特都是一个薪水只有男性员工一半的“哈佛计算员”。


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居里夫人有过一段幸福的婚姻和两个出类拔萃的女儿。而勒维特呢？没有婚姻，没有子女，甚至可能根本就不曾有过爱情。


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1921年，勒维特死于癌症，她被葬在了自己家族的墓地。一般著名科学家的墓碑上都会刻上他一生中最著名的公式。勒维特不但没能拥有刻上公式的待遇，甚至没有一个自己单独的墓碑——她与十几个亲戚共用一个墓碑，上面只是草草地记录了她的姓名、生日和忌日。
然后，就没有然后了。



勒维特家族的墓碑，在这一面记录的三位已逝者中，最下面的一位是亨丽爱塔·勒维特。图片来源：ArnoldReinhold｜Wikipedia



直到今天，勒维特依然没有得到她应得的荣誉。她在公众间几乎无人知晓。即使在专业的天文学教科书中，也常常被当成是一个小小的注脚。

但作为观测宇宙学之母，勒维特的的确确从根本上革新了人类对整个宇宙的认知。如果没有她，搞不好今天人们还会认为太阳就是全宇宙的中心。在我看来，她配得上在每一个国家都拥有自己的雕像，配得上在每一所小学的教室里都拥有自己的画像，配得上让每一个中学生都知道自己的名字，也配得上这个世界所有的赞美。


只是这个世界配不上她。