讓我們從一個故事講。1920 年，美國政府在馬薩諸塞州的橋郡搞了一次人口普。一個人口普查員走了一個比較貧窮的社，然后挨家挨戶調(diào)查里住了多少人，以及些人都從事什么職業(yè)他敲開了社區(qū)中一戶家的房門，看到了一相依為命的母女。那女兒是一個聾女，費好大勁才搞清楚這個口普查員的來意。當(dāng)問到自己職業(yè)的時候她的回答是“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)家是性的專屬領(lǐng)地，幾乎有女性可以拿到博士位。所以他根本無法信，一個住在貧窮社的聾女竟然能當(dāng)科學(xué)。亨麗愛塔?勒維特叫亨麗愛塔?勒維特現(xiàn)代宇宙學(xué)之母。她歷史上唯一一個能被為某個大學(xué)科之母的。1868 年，勒維特出生在美國馬薩諸州的一個牧師家庭。20 歲那年，她通過了嚴苛的考試，考入了德克利夫女子學(xué)院（名的七姐妹學(xué)院之一后來被哈佛大學(xué)合并。1892 年，勒維特順利畢業(yè)，拿到了己的學(xué)士學(xué)位。隨后照當(dāng)時的傳統(tǒng)，她坐到了歐洲，開始了自的畢業(yè)旅行。但天有測風(fēng)云。在這場旅行，一場突如其來的大損壞了她的視力和聽。雖然她的視力后來到了好轉(zhuǎn)，但是她的力卻每況愈下，直至終失聰。在此后近 30 年的時間里，她一直都處于病魔纏身的態(tài)。旅行歸來后，勒特決定繼續(xù)攻讀天文碩士學(xué)位。她于 1893 年加入了愛德華?皮克林掌管的哈佛學(xué)天文臺，成為一名哈佛計算員”。勒維成為一名“哈佛計算”但不幸的是，勒維的健康狀況嚴重拖累她的學(xué)業(yè)。由于體弱病，勒維特隔三岔五得請病假，這讓她的研工作變得支離破碎當(dāng)然，這也讓她的導(dǎo)皮克林相當(dāng)不滿。1896 年，勒維特意識到自己已經(jīng)不可能完學(xué)業(yè)，無奈之下，她擇了放棄，離開了哈大學(xué)天文臺，這一走是 6 年。6 年后，也就是 1902 年，勒維特給皮克林了一封信。在信中，維特提到由于聽力障，她已經(jīng)無法再勝任他工作，因此想申請回哈佛天文臺。皮克同意了。但這回，皮林學(xué)聰明了，沒讓勒特參與天文臺最重要恒星分類工作，而派一個人去研究造父變。在 20 世紀(jì)初，人類連最簡單的天上星有哪些種類都搞不楚，就更別提異常復(fù)的變星問題了。在這情況下，派一個人單匹馬地研究造父變星無異于流放邊疆。讓們暫停一下這部關(guān)于維特的電影，用心去受一下她重返哈佛大天文臺時的處境。病，失聰，迫于生計只重返自己放棄碩士學(xué)的傷心地，然后被不見自己的老板發(fā)配到片以前根本沒人踏足科學(xué)荒原?？峙潞苌?人能走出這樣的絕境但這是我們與平凡女亨麗愛塔?勒維特的后一面。此后發(fā)生的，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天狗在哲倫云中不斷找到新造父變星。她找得實太快，以至于有天文家專門致信皮克林：勒維特小姐是尋找變的高手。我們甚至來及記錄她的新發(fā)現(xiàn)。1908 年，勒維特在《哈佛天文臺年鑒上發(fā)表了一篇論文，布自己在麥哲倫云中共找到了 1777 顆造父變星（在此前 100 多年的時間里，人們找到的造父星的總數(shù)只有區(qū)區(qū)幾顆）。這個驚人的數(shù)立刻在天文學(xué)界引起轟動，甚至得到了著的《華盛頓郵報》的道。麥哲倫云但這個起轟動的發(fā)現(xiàn)造父變的數(shù)字，與這篇論文最有價值的部分相比根本不值一提。在這論文的結(jié)尾，勒維特選了 16 顆位于小麥哲倫云中的造父變，在一張表格里列出它們的光變周期（完一輪明暗交替的時間和視星等。對于這張格，她留下了一句這的評論：“這值得關(guān)，變星越亮則其光變期就越長?！? 年后，也就是 1912 年，勒維特對這個結(jié)進行了完善。她挑選 25 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，它們畫在了一張以亮為 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直線。勒維特據(jù)此斷，“造父變星的亮度其光變周期成正比”為了理解這句看似平無奇的話在天文史上分量，你可以想象一被冰封了不知多少歲的荒原，由于這句蘊著巨大魔力的咒語，眨眼之間就綻放出數(shù)億計的美麗花朵。這話后來被稱為勒維特律。正是這個石破天的勒維特定律，開啟現(xiàn)代宇宙學(xué)的大門。可能會覺得有些不知云了：“為什么如此單的定律能開創(chuàng)一個新的學(xué)科呢？”答案，它提供了一種全新距離測量的方法，那是著名的標(biāo)準(zhǔn)燭光。了介紹用標(biāo)準(zhǔn)燭光測距離的基本原理，讓們從一個在日常生活頗為常見的現(xiàn)象說起一根蠟燭，放在近處就亮，放在遠處看就。這是因為，我們所到蠟燭的亮度取決于蠟燭發(fā)出并射入我們中的光子數(shù)目。射入光子數(shù)越多，蠟燭看來就越亮；反之，蠟看起來就越暗。用標(biāo)燭光測量距離的原理如圖所示，一根絕對度保持不變的蠟燭，所發(fā)出的光子總數(shù)也持不變。這些光子會球形向外擴散。所以某個地方，單位面積接收到的光子數(shù)，與處離蠟燭的距離的平成反比。這意味著，們在某個地方看到的燭的視亮度，與此處蠟燭的距離的平方成比。舉個例子，如果離擴大 4 倍，蠟燭的視亮度就會減小到來的 1/16。這樣一來，我們就可以利蠟燭測量距離了：首，在一個距離比較近地方放一根蠟燭，并量它的距離和視亮度然后，在一個距離特遠的地方放另一根絕亮度相同的蠟燭，并量其視亮度。最后，用視亮度與距離平方反比的關(guān)系，就能算那個特別遠的距離了用蠟燭丈量宇宙用蠟丈量宇宙這個用蠟燭量距離的原理，在天同樣適用。為此，需在天上找到一種特殊天體，能同時滿足以兩個條件：①它特別亮，即使相距甚遠也看到；②它的光學(xué)性穩(wěn)定，絕對亮度固定變。如果能找到這樣天體，我們就可以把當(dāng)成蠟燭，來測量宇學(xué)尺度的距離。這種當(dāng)蠟燭用的特殊天體就是所謂的標(biāo)準(zhǔn)燭光知道了標(biāo)準(zhǔn)燭光的概，下面我們就可以來講勒維特定律的意義在了。由于勒維特挑的那些造父變星全都于小麥哲倫云內(nèi)，可近似認為它們與地球距離都相等。因此，要它們的視亮度相等它們的絕對亮度就一相等。勒維特定律說是，造父變星的絕對度與其光變周期成正。這意味著，只要選光變周期完全相同的父變星，就能得到一絕對亮度完全相同的體。所以勒維特定律味著，造父變星滿足準(zhǔn)燭光的兩大條件，一種真正意義上的標(biāo)燭光。這也是人類歷上發(fā)現(xiàn)的第一種標(biāo)準(zhǔn)光。標(biāo)準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)提供了一種全新的測遙遠宇宙學(xué)距離的方。或許你依然有疑問“為什么一種新距離量方法的發(fā)現(xiàn)，就能創(chuàng)現(xiàn)代宇宙學(xué)這門全的學(xué)科？”事實上，是這個發(fā)現(xiàn)，動搖了白尼日心說。關(guān)于勒特，讓我們再多說幾。非常悲哀的是，勒特的故事并沒有一個滿的結(jié)局。發(fā)現(xiàn)造父星是標(biāo)準(zhǔn)燭光后不久勒維特就因為胃部手而再次離職。等她回的時候，皮克林已經(jīng)她安排了一份新工作測量北極星序，即分北極星附近的 96 顆恒星的光譜。這是克林多年來最中意也想完成的課題。對一管理者來說，派自己下最有能力的員工去付自己覺得最艱巨的戰(zhàn)，是一件再合理不的事情。但對勒維特種級別的天文學(xué)家而，這個安排可謂荒謬頂，相當(dāng)于強迫正值打之年的邁克爾?喬放棄自己的籃球生涯去參加一個不入流的球聯(lián)賽。更殘酷的是身在屋檐下的勒維特本沒有選擇的權(quán)力。那以后，她就再也沒回到標(biāo)準(zhǔn)燭光的研究而皮克林這個自私的定，也讓全世界關(guān)于星的研究倒退了好幾年。諷刺的是，盡管一己之力開創(chuàng)了一門來養(yǎng)活了成千上萬名士的全新學(xué)科，勒維本人卻沒能拿到一張士文憑。很多年后，依然是一個薪水只有人一半的哈佛計算員1921 年，一直與母親相依為命的勒維又病了。這回是無藥救的癌癥。當(dāng)年 12 月 12 日，她在一個雨夜中離去。在囑中，她把自己所有財產(chǎn)都留給了自己的親。這些遺產(chǎn)價值總 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維特被葬在了己家族的墓地。她甚無法擁有一個自己單的墓碑，只能被迫和幾個親戚擠在一起。個墓碑很小，位置只寫下她的姓名、生日忌日。勒維特之墓這標(biāo)準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)者、白尼日心說的掘墓人現(xiàn)代宇宙學(xué)之母、一偉大的女科學(xué)家最后結(jié)局。100 多年過去了，現(xiàn)在亨麗愛塔勒維特這個名字已經(jīng)被世人遺忘在歷史的埃里。但我依然想寫篇文章，來紀(jì)念這位凡女性經(jīng)歷的種種苦和榮耀。盡管病痛、聰、貧窮、孤獨、被布、被輕視、被遺忘她依然是照亮整個宇的永世不滅的燭火。源：《給青少年講宇科學(xué)》作者：王爽編：張潤昕本文來自微公眾號：原點閱讀 （ID：tupydread），作者：王爽