讓我們從一個故事起。1920 年，美國政府在馬薩諸州的劍橋郡搞了一人口普查。一個人普查員走進(jìn)了一個較貧窮的社區(qū)，然挨家挨戶調(diào)查這里了多少人，以及這人都從事什么職業(yè)他敲開了社區(qū)中一人家的房門，看到一對相依為命的母。那個女兒是一個女，費(fèi)了好大勁才清楚這個人口普查的來意。當(dāng)被問到己職業(yè)的時候，她回答是“科學(xué)家”這個普查員當(dāng)時就場了。在 20 世紀(jì)初的美國，科學(xué)是男性的專屬領(lǐng)地幾乎沒有女性可以到博士學(xué)位。所以根本無法相信，一住在貧窮社區(qū)的聾竟然能當(dāng)科學(xué)家。麗愛塔?勒維特她亨麗愛塔?勒維特現(xiàn)代宇宙學(xué)之母。是歷史上唯一一個被稱為某個大學(xué)科母的人。1868 年，勒維特出生在國馬薩諸塞州的一牧師家庭。20 歲那年，她通過了嚴(yán)的考試，考入了拉克利夫女子學(xué)院（名的七姐妹學(xué)院之，后來被哈佛大學(xué)并）。1892 年，勒維特順利畢業(yè)拿到了自己的學(xué)士位。隨后按照當(dāng)時傳統(tǒng)，她坐船到了洲，開始了自己的業(yè)旅行。但天有不風(fēng)云。在這場旅行，一場突如其來的病損壞了她的視力聽力。雖然她的視后來得到了好轉(zhuǎn)，是她的聽力卻每況下，直至最終失聰在此后近 30 年的時間里，她一直處于病魔纏身的狀。旅行歸來后，勒特決定繼續(xù)攻讀天學(xué)碩士學(xué)位。她于 1893 年加入了愛德華?皮克林掌的哈佛大學(xué)天文臺成為一名“哈佛計員”。勒維特成為名“哈佛計算員”不幸的是，勒維特健康狀況嚴(yán)重拖累她的學(xué)業(yè)。由于體多病，勒維特隔三五就得請病假，這她的科研工作變得離破碎。當(dāng)然，這讓她的導(dǎo)師皮克林當(dāng)不滿。1896 年，勒維特意識到己已經(jīng)不可能完成業(yè)，無奈之下，她擇了放棄，離開了佛大學(xué)天文臺，這走就是 6 年。6 年后，也就是 1902 年，勒維特給皮克林寫了一封。在信中，勒維特到由于聽力障礙，已經(jīng)無法再勝任其工作，因此想申請回哈佛天文臺。皮林同意了。但這回皮克林學(xué)聰明了，讓勒維特參與天文最重要的恒星分類作，而派她一個人研究造父變星。在 20 世紀(jì)初，人類連最簡單的天上恒有哪些種類都搞不楚，就更別提異常雜的變星問題了。這種情況下，派一人單槍匹馬地研究父變星，無異于流邊疆。讓我們暫停下這部關(guān)于勒維特電影，用心去感受下她重返哈佛大學(xué)文臺時的處境。病，失聰，迫于生計好重返自己放棄碩學(xué)位的傷心地，然被不待見自己的老發(fā)配到一片以前根沒人踏足的科學(xué)荒?？峙潞苌儆腥四?出這樣的絕境。但是我們與平凡女子麗愛塔?勒維特的后一面。此后發(fā)生事，傳奇程度堪比西用手杖分開紅海從 1904 年開始，勒維特就以驚的速度在麥哲倫云不斷找到新的造父星。她找得實在太，以至于有天文學(xué)專門致信皮克林：勒維特小姐是尋找星的高手。我們甚來不及記錄她的新現(xiàn)?！?908 年，勒維特在《哈佛文臺年鑒》上發(fā)表一篇論文，宣布自在麥哲倫云中總共到了 1777 顆造父變星（在此前 100 多年的時間里，人們找到的父變星的總數(shù)只有區(qū)幾十顆）。這個人的數(shù)字立刻在天學(xué)界引起了轟動，至得到了著名的《盛頓郵報》的報道麥哲倫云但這個引轟動的發(fā)現(xiàn)造父變的數(shù)字，與這篇論中最有價值的部分比，根本不值一提在這篇論文的結(jié)尾勒維特挑選了 16 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，在張表格里列出了它的光變周期（完成輪明暗交替的時間和視星等。對于這表格，她留下了一這樣的評論：“這得關(guān)注，變星越亮其光變周期就越長”4 年后，也就是 1912 年，勒維特對這個結(jié)論進(jìn)了完善。她挑選了 25 顆位于小麥哲倫云中的造父變星把它們畫在了一張亮度為 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)此斷言，造父變星的亮度與光變周期成正比”為了理解這句看似淡無奇的話在天文上的分量，你可以象一片被冰封了不多少歲月的荒原，于這句蘊(yùn)含著巨大力的咒語，在眨眼間就綻放出數(shù)以億的美麗花朵。這句后來被稱為勒維特律。正是這個石破驚的勒維特定律，啟了現(xiàn)代宇宙學(xué)的門。你可能會覺得些不知所云了：“什么如此簡單的定能開創(chuàng)一個全新的科呢？”答案是，提供了一種全新的離測量的方法，那是著名的標(biāo)準(zhǔn)燭光為了介紹用標(biāo)準(zhǔn)燭測量距離的基本原，讓我們從一個在常生活中頗為常見現(xiàn)象說起。一根蠟，放在近處看就亮放在遠(yuǎn)處看就暗。是因為，我們所看蠟燭的亮度取決于蠟燭發(fā)出并射入我眼中的光子數(shù)目。入的光子數(shù)越多，燭看起來就越亮；之，蠟燭看起來就暗。用標(biāo)準(zhǔn)燭光測距離的原理圖如圖示，一根絕對亮度持不變的蠟燭，它發(fā)出的光子總數(shù)也持不變。這些光子呈球形向外擴(kuò)散。以在某個地方，單面積上接收到的光數(shù)，與此處離蠟燭距離的平方成反比這意味著，我們在個地方看到的蠟燭視亮度，與此處離燭的距離的平方成比。舉個例子，如距離擴(kuò)大 4 倍，蠟燭的視亮度就會小到原來的 1/16。這樣一來，我們就可以利用蠟燭測距離了：首先，在個距離比較近的地放一根蠟燭，并測它的距離和視亮度然后，在一個距離別遠(yuǎn)的地方放另一絕對亮度相同的蠟，并測量其視亮度最后，利用視亮度距離平方成反比的系，就能算出那個別遠(yuǎn)的距離了。用燭丈量宇宙用蠟燭量宇宙這個用蠟燭量距離的原理，在上同樣適用。為此需要在天上找到一特殊的天體，能同滿足以下兩個條件①它特別明亮，即相距甚遠(yuǎn)也能看到②它的光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)，絕對亮度固定不。如果能找到這樣天體，我們就可以它當(dāng)成蠟燭，來測宇宙學(xué)尺度的距離這種能當(dāng)蠟燭用的殊天體，就是所謂標(biāo)準(zhǔn)燭光。知道了準(zhǔn)燭光的概念，下我們就可以來講講維特定律的意義所了。由于勒維特挑的那些造父變星全位于小麥哲倫云內(nèi)可以近似認(rèn)為它們地球的距離都相等因此，只要它們的亮度相等，它們的對亮度就一定相等勒維特定律說的是造父變星的絕對亮與其光變周期成正。這意味著，只要擇光變周期完全相的造父變星，就能到一批絕對亮度完相同的天體。所以維特定律意味著，父變星滿足標(biāo)準(zhǔn)燭的兩大條件，是一真正意義上的標(biāo)準(zhǔn)光。這也是人類歷上發(fā)現(xiàn)的第一種標(biāo)燭光。標(biāo)準(zhǔn)燭光的現(xiàn)，提供了一種全的測量遙遠(yuǎn)宇宙學(xué)離的方法?；蛟S你然有疑問：“為什一種新距離測量方的發(fā)現(xiàn)，就能開創(chuàng)代宇宙學(xué)這門全新學(xué)科？”事實上，是這個發(fā)現(xiàn)，動搖哥白尼日心說。關(guān)勒維特，讓我們再說幾句。非常悲哀是，勒維特的故事沒有一個圓滿的結(jié)。發(fā)現(xiàn)造父變星是準(zhǔn)燭光后不久，勒特就因為胃部手術(shù)再次離職。等她回的時候，皮克林已給她安排了一份新作：測量北極星序即分析北極星附近 96 顆恒星的光譜。這是皮克林多來最中意也最想完的課題。對一個管者來說，派自己手最有能力的員工去付自己覺得最艱巨挑戰(zhàn)，是一件再合不過的事情。但對維特這種級別的天學(xué)家而言，這個安可謂荒謬透頂，相于強(qiáng)迫正值當(dāng)打之的邁克爾?喬丹放自己的籃球生涯，參加一個不入流的球聯(lián)賽。更殘酷的，身在屋檐下的勒特根本沒有選擇的力。從那以后，她再也沒能回到標(biāo)準(zhǔn)光的研究。而皮克這個自私的決定，讓全世界關(guān)于變星研究倒退了好幾十。諷刺的是，盡管一己之力開創(chuàng)了一后來養(yǎng)活了成千上名博士的全新學(xué)科勒維特本人卻沒能到一張博士文憑。多年后，她依然是個薪水只有男人一的哈佛計算員。1921 年，一直與母親相依為命的勒維又病了。這回是無可救的癌癥。當(dāng)年 12 月 12 日，她在一個雨夜中去。在遺囑中，她自己所有的財產(chǎn)都給了自己的母親。些遺產(chǎn)價值總計 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維特被葬在自己家族的墓地。甚至無法擁有一個己單獨(dú)的墓碑，只被迫和十幾個親戚在一起。這個墓碑小，位置只夠?qū)懴?的姓名、生日和忌。勒維特之墓這是準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)者、白尼日心說的掘墓、現(xiàn)代宇宙學(xué)之母一位偉大的女科學(xué)最后的結(jié)局。100 多年過去了，現(xiàn)在亨麗愛塔?勒維特個名字已經(jīng)快被世遺忘在歷史的塵埃。但我依然想寫一文章，來紀(jì)念這位凡女性經(jīng)歷的種種難和榮耀。盡管病、失聰、貧窮、孤、被擺布、被輕視被遺忘，她依然是亮整個宇宙的永世滅的燭火。文源：給青少年講宇宙科》作者：王爽編輯張潤昕本文來自微公眾號：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王?