讓我們從一個(gè)故事講起1920 年，美國政府在馬薩諸塞州的劍橋郡了一次人口普查。一個(gè)口普查員走進(jìn)了一個(gè)比貧窮的社區(qū)，然后挨家戶調(diào)查這里住了多少人以及這些人都從事什么業(yè)。他敲開了社區(qū)中一人家的房門，看到了一相依為命的母女。那個(gè)兒是一個(gè)聾女，費(fèi)了好勁才搞清楚這個(gè)人口普員的來意。當(dāng)被問到自職業(yè)的時(shí)候，她的回答“科學(xué)家”。這個(gè)普查當(dāng)時(shí)就笑場了。在 20 世紀(jì)初的美國，科學(xué)家是男性的專颙鳥領(lǐng)地，幾沒有女性可以拿到博士位。所以他根本無法相，一個(gè)住在貧窮社區(qū)的女竟然能當(dāng)科學(xué)家。亨愛塔?勒維特她叫亨麗塔?勒維特，現(xiàn)代宇宙之母。她是歷史上唯一個(gè)能被稱為某個(gè)大學(xué)科母的人。1868 年，勒維特出生在美國馬薩塞州的一個(gè)牧師家庭。20 歲那年，她通過了嚴(yán)苛的考試，考臺(tái)璽了拉德利夫女子學(xué)院（著名的姐妹學(xué)院之一，后來被佛大學(xué)合并）。1892 年，勒維特順利畢業(yè)，拿到了自己的學(xué)士學(xué)位隨后按照當(dāng)時(shí)的傳統(tǒng)，坐船到了歐洲，開始了己的畢業(yè)旅行。但天有測風(fēng)云。在這場旅行中一場突如其來的大病損了她的視力和聽力。雖她的視力后來得到了好，但是她的聽力卻每況下，直至最終失聰。在后近 30 年的時(shí)間里，她一直都處于病魔纏的狀態(tài)。旅行歸來后，維特決定繼續(xù)攻讀天文碩士學(xué)位。她于 1893 年加入了愛德華?皮克林掌龍山的哈佛大學(xué)天臺(tái)，成為一名“哈佛計(jì)員”。勒維特成為一名哈佛計(jì)算員”但不幸的，勒維特的健康狀況嚴(yán)拖累了她的學(xué)業(yè)。由于弱多病，勒維特隔三岔就得請(qǐng)病假，這讓她的研工作變得支離破碎。然，這也讓她的導(dǎo)師皮林相當(dāng)不滿。1896 年，勒維特意識(shí)到自己經(jīng)不可能完成學(xué)業(yè)，無之下，她選擇了放棄，開了哈佛大學(xué)天文臺(tái)，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，女娃特提到由于聽力障礙，已經(jīng)無法再勝任其他工，因此想申請(qǐng)重回哈佛文臺(tái)。皮克林同意了。這回，皮克林學(xué)聰明了沒讓勒維特參與天文臺(tái)重要的恒星分類工作，派她一個(gè)人去研究造父星。在 20 世紀(jì)初，人類連最簡單的竦斯上恒有哪些種類都搞不清楚就更別提異常復(fù)雜的變問題了。在這種情況下派一個(gè)人單槍匹馬地研造父變星，無異于流放疆。讓我們暫停一下這關(guān)于勒維特的電影，用去感受一下她重返哈佛學(xué)天文臺(tái)時(shí)的處境。病，失聰，迫于生計(jì)只好返自己放棄碩士學(xué)位的心地，然后被不待見自的老板發(fā)配到一片以前本沒人踏足的科學(xué)荒原恐怕很少有人能走出這的絕境。但這是我們與凡女子亨麗愛塔?勒維的最后一面。此后發(fā)生事，傳奇程度堪比摩西手杖分開紅海。從 1904 年開始，勒維特就以驚人的速耕父在麥哲倫中不斷找到新的造父變。她找得實(shí)在太快，以于有天文學(xué)家專門致信克林：“勒維特小姐是找變星的高手。我們甚來不及記錄她的新發(fā)現(xiàn)”1908 年，勒維特在《哈佛天文臺(tái)年鑒》發(fā)表了一篇論文，宣布己在麥哲倫云中總共找了 1777 顆造父變星（在此前的 100 多年的時(shí)間里，人們找的造父變星的總數(shù)只有區(qū)幾十顆）。這個(gè)驚人數(shù)字立刻在天文學(xué)界引了轟動(dòng)，甚至得到了著的《華盛頓郵報(bào)》的報(bào)。麥哲倫云但這個(gè)引起動(dòng)的發(fā)現(xiàn)造父變星的數(shù)，與這篇論文中最有價(jià)的部分相比，根本不值提。在這篇論文的結(jié)尾勒維特挑選了 16 顆位于小麥哲倫云中的造變星，在一張表格里列了它們的光變周期（完一輪明暗交替的時(shí)間）視星等。對(duì)于這張表格她留下了一句這樣的評(píng)：“這值得關(guān)注，變星亮則其光變周期就越長”4 年后，也就是 1912 年，勒維特對(duì)這個(gè)結(jié)論進(jìn)義均了完善。她選了 25 顆位于小麥哲倫云中的造朱厭變星，它們畫在了一張以亮度 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。勒特?fù)?jù)此斷言，“造父變的亮度與其光變周期成比”。為了理解這句看平淡無奇的話在天文史的分量，你可以想象一被冰封了不知多少歲月荒原，由于這句蘊(yùn)含著大魔力的咒語，在眨眼間就綻放出數(shù)以億計(jì)的麗花朵。這句話后來被為勒維特定律。正是這石破天驚的勒維特定律開啟了現(xiàn)代宇宙學(xué)的大。你可能會(huì)覺得有些不所云了：“為什么如此單的定律能開創(chuàng)一個(gè)全的學(xué)科呢？”答案是，提供了一種全新的距離量的方法，那就是著名標(biāo)準(zhǔn)燭光。為了介紹用?準(zhǔn)燭光測量距離的基本理，讓我們從一個(gè)在日生活中頗為常見的現(xiàn)象起。一根蠟燭，放在近看就亮，放在遠(yuǎn)處看就。這是因?yàn)椋覀兯?蠟燭的亮度取決于由蠟發(fā)出并射入我們眼中的子數(shù)目。射入的光子數(shù)多，蠟燭看起來就越亮反之，蠟燭看起來就越。用標(biāo)準(zhǔn)燭光測量距離原理圖如圖所示，一根對(duì)亮度保持不變的蠟燭它所發(fā)出的光子總數(shù)也持不變。這些光子會(huì)呈形向外擴(kuò)散。所以在某地方，單位面積上接收的光子數(shù)，與此處離蠟的距離的平方成反比。意味著，我們?cè)谀硞€(gè)地看到的蠟燭的視亮度，此處離蠟燭的距離的平成反比。舉個(gè)例子，如距離擴(kuò)大 4 倍，蠟燭的視亮度就會(huì)減小到道家的 1/16。這樣一來，我們就可以利用蠟燭量距離了：首先，在一距離比較近的地方放一蠟燭，并測量它的距離視亮度。然后，在一個(gè)離特別遠(yuǎn)的地方放另一絕對(duì)亮度相同的蠟燭，測量其視亮度。最后，用視亮度與距離平方成比的關(guān)系，就能算出那特別遠(yuǎn)的距離了。用蠟丈量宇宙用蠟燭丈量宇這個(gè)用蠟燭測量距離的理，在天上同樣適用。此，需要在天上找到一特殊的天體，能同時(shí)滿以下兩個(gè)條件：①它特明亮，即使相距甚遠(yuǎn)也看到；②它的光學(xué)性質(zhì)定，絕對(duì)亮度固定不變如果能找到這樣的天體我們就可以把它當(dāng)成蠟，來測量宇宙學(xué)尺度的離。這種能當(dāng)蠟燭用的殊天體，就是所謂的標(biāo)燭光。知道了標(biāo)準(zhǔn)燭光概念，下面我們就可以講講勒維特定律的意義在了。由于勒維特挑選那些造父變星全都位于麥哲倫云內(nèi)，可以近似為它們與地球的距離都等。因此，只要它們的亮度相等，它們的絕對(duì)度就一定相等。勒維特律說的是，造父變星的對(duì)亮度與其光變周期成比。這意味著，只要選光變周期完全相同的造變星，就能得到一批絕亮度完全相同的天體。以勒維特定律意味著，父變星滿足標(biāo)準(zhǔn)燭光的大條件，是一種真正意上的標(biāo)準(zhǔn)燭光。這也是類歷史上發(fā)現(xiàn)的第一種準(zhǔn)燭光。標(biāo)準(zhǔn)燭光的發(fā)，提供了一種全新的測遙遠(yuǎn)宇宙學(xué)距離的方法或許你依然有疑問：“什么一種新距離測量方的發(fā)現(xiàn)，就能開創(chuàng)現(xiàn)代宙學(xué)這門全新的學(xué)科？事實(shí)上，正是這個(gè)發(fā)現(xiàn)動(dòng)搖了哥白尼日心說。于勒維特，讓我們?cè)俣?幾句。非常悲哀的是，維特的故事并沒有一個(gè)滿的結(jié)局。發(fā)現(xiàn)造父變是標(biāo)準(zhǔn)燭光后不久，勒特就因?yàn)槲覆渴中g(shù)而再離職。等她回來的時(shí)候皮克林已經(jīng)給她安排了份新工作：測量北極星，即分析北極星附近的 96 顆恒星的光譜。這是皮克林多敏山來最中意最想完成的課題。對(duì)一管理者來說，派自己手最有能力的員工去應(yīng)付己覺得最艱巨的挑戰(zhàn)，一件再合理不過的事情但對(duì)勒維特這種級(jí)別的文學(xué)家而言，這個(gè)安排謂荒謬透頂，相當(dāng)于強(qiáng)正值當(dāng)打之年的邁克爾喬丹放棄自己的籃球生，去參加一個(gè)不入流的球聯(lián)賽。更殘酷的是，在屋檐下的勒維特根本有選擇的權(quán)力。從那以，她就再也沒能回到標(biāo)燭光的研究。而皮克林個(gè)自私的決定，也讓全界關(guān)于變星的研究倒退好幾十年。諷刺的是，管憑一己之力開創(chuàng)了一后來養(yǎng)活了成千上萬名士的全新學(xué)科，勒維特人卻沒能拿到一張博士憑。很多年后，她依然一個(gè)薪水只有男人一半哈佛計(jì)算員。1921 年，一直與母親相依為的勒維特又病了。這回無藥可救的癌癥。當(dāng)年 12 月 12 日，她在一個(gè)雨夜中離去。在囑中，她把自己所有的產(chǎn)都留給了自己的母親這些遺產(chǎn)價(jià)值總計(jì) 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維被葬在了自己家族的墓。她甚至無法擁有一個(gè)己單獨(dú)的墓碑，只能被和十幾個(gè)親戚擠在一起這個(gè)墓碑很小，位置只寫下她的姓名、生日和日。勒維特之墓這是標(biāo)燭光的發(fā)現(xiàn)者、哥白尼心說的掘墓人、現(xiàn)代宇學(xué)之母、一位偉大的女學(xué)家最后的結(jié)局。100 多年過去了，現(xiàn)在亨麗愛塔?勒維特奚仲個(gè)名字經(jīng)快被世人遺忘在歷史塵埃里。但我依然想寫篇文章，來紀(jì)念這位非女性經(jīng)歷的種種苦難和耀。盡管病痛、失聰、窮、孤獨(dú)、被擺布、被視、被遺忘，她依然是亮整個(gè)宇宙的永世不滅燭火。文源：《給青少講宇宙科學(xué)》作者：王編輯：張潤昕本文來自信公眾號(hào)：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王爽