作者:吴燕 来源: 中国科学报 发布时间:2024-6-27
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宇宙秘密的最初观察者,为何是她们

 

《玻璃底片上的宇宙:哈佛天文台与测量星星的女士》,[美]达娃·索贝尔著,肖明波译,浙江教育出版社2024年4月出版,定价:92元

■吴燕

美国电影《爱情故事》在1970年上映的时候,这个世界上还没有我。不过当它在上世纪80年代后期进入中国的时候,我已经是一个爱听收音机的中学生了。电影的结局令人唏嘘不已,这让男女主角曾经的甜蜜时光如同打了柔光镜一样更加温馨美好。隐约记得其中一幕是男主角对女主角说:“哦,做个好姑娘,吻我吧。”(Oh,be a fine girl,kiss me.)

多年之后我才知道,这句半是撒娇半是宠溺的话与故事发生地美国哈佛大学(以下简称哈佛)之间还真有段深厚的渊源:19世纪与20世纪之交,哈佛天文台开展了一项大规模的恒星分光研究,在分析了海量的恒星光谱底片的基础上,哈佛的计算员坎农小姐对恒星的光谱型给出了一套分类法,得出的排序是O、B、A、F、G、K、M。

哈佛的邻居普林斯顿大学的同行便将这几个字母串成了上面那句话,很快就流行起来并且一直沿用至今,成为天文学专业的学生记住恒星光谱型排序的利器。

一句话牵出了天文学史上一段动人的往事,《玻璃底片上的宇宙:哈佛天文台与测量星星的女士》(以下简称《玻璃底片上的宇宙》)所写的就是这段往事。作者达娃·索贝尔是一位畅销书作家,此前出版有《伽利略的女儿》《经度》等书,每一部都集精彩的选题、扎实的史料证据与引人入胜的讲述于一身。

《玻璃底片上的宇宙》一书同样承袭了这一风格。“1882年11月15日晚,位于麦迪逊大道和第四十街路口住宅区的德雷伯公馆,在电灯的映照下焕发出了新的光彩,洋溢着节日的气氛……”小说般的开头将读者引向历史深处,而极具画面感的文字则带来一种沉浸式体验,伴随着人物次第出场,这个百余年前的故事一点点铺展开来。故事的人物与线索繁多,读时总会令人想起英国作家阿瑟·黑利的小说——无论花开几朵各表一枝,所有的线索终将相遇并完成一个精彩的故事。

事情要从19世纪或者更早说起。简而言之,光谱研究被应用到天文学领域之后给天文学研究带来新的活力,天文学家中的一支队伍开始对天体光谱研究产生了浓厚兴趣。美国医生亨利·德雷伯也是其中一员,虽然不想当天文学家的医生一样能成为好医生,但钟情星空的确为这位医生平添了不少魅力。令人遗憾的是,他还没有大规模展开他的研究计划,就因为一场肺炎而去世了。

或许还能让人感到安慰的是,德雷伯夫人以另一种方式将丈夫的梦想变成了现实,而这与另一条线索有关:哈佛天文台台长皮克林是一位热心天体光谱研究的天文学家,他主攻的研究方向是恒星的光度测量。在他的领导下,哈佛天文台向这个方向转舵。

尽管在皮克林之前以及他的时代都有一些同行在从事相同的研究,但皮克林不仅幸运地赶上了新型干感光板的问世,还极有创造性地构想出一种集望远镜、分光镜以及摄影于一身的仪器结构,从而让他可以将尽可能广阔的天区的星星尽收于一张张玻璃底片上。

两条线索在1886年2月14日终于交织在一起,德雷伯夫人与皮克林在这一天谈妥了亨利·德雷伯纪念项目的条款,德雷伯夫人将资助这个项目的进行,而项目的任务是收集在玻璃底片上的信息,完成一份规模巨大的恒星光谱摄影目录,最终根据不同的光谱类型,对几千颗恒星进行分类。这就是后来的《亨利·德雷伯星表》的“前传”,德雷伯医生的梦想与德雷伯夫妇的爱情通过这个项目得到了延续。

而要将这个项目顺利推进,则需要更多人的热爱与专注。要知道编制星表是一个庞大和充满艰辛的任务,别的暂且不论,单是看一眼每张玻璃底片上那数量巨大的星星点点,就已经让很多急性子的人望而却步了。但世界上总有一些人因为热爱而乐于坚持,皮克林和哈佛的女性计算员们无疑就属于这个人群。

19世纪,当世界上大多数科学机构还将女性排斥于门外的时候,哈佛天文台却显得与众不同,早在1883年就已经雇用了6名女性计算员。伴随着德雷伯纪念项目的推进,更多女性被招募到计算员的队伍中,到1893年,哈佛天文台的女性计算员已经有17人。这意味着,哈佛天文台40名助理中近一半是女性。

也是在1893年,天文学与天体物理学会议在美国芝加哥举行。会议的举行标志着天体物理学作为一种新势力开始在天文学领域占据一席之地,而当这个转向发生时,女性已早早参与其中,并成为重要力量。

以往在想到这段历史时,我最先想到的总是莫里、坎农、莱维特,前二者以各自的方式提出了恒星光谱型分类,莱维特则在对变星的研究基础上发现了造父变星的光变周期与光度之间的关系(即“周光关系”)。这样的成就使她们在现代天文学史上占据了重要位置。

其实在彼时的哈佛天文台,这个由女性计算员组成的小团队正像夜空的群星一般闪耀着各自不同的光芒。

其中弗莱明太太的经历颇有戏剧性。她曾是皮克林家的一名女佣,在进入哈佛天文台之后,才找到了最合适的舞台,使才华得以发挥。她有着出色的组织才能,即使星图底片越来越多,她总有办法将它们编排得井井有条;探测新的变星是她的强项,在她受雇于哈佛天文台之时,人们已知的变星还不到200颗,但仅仅经过10年,变星的数量就增加了100颗,其中20颗是她发现的;她的细致与韧性在星表编制工作上得到最完美的体现。

在1890年出版的《亨利·德雷伯星表》中,她的贡献不只是对数以万计的恒星光谱进行测量和分类,她还对多达400页、总共约有100万个数字的星表进行了校对,如此巨大的工作量以及所需要的耐心细致实在令人赞叹,皮克林更在《亨利·德雷伯星表》“序言”中对她的工作给予了充分肯定。

哈佛天文台的坎农小姐则提出了分类,但她的工作可不限于在办公室里分析照相底片。她曾于上世纪20年代到位于南美的阿雷基帕观测站进行观测。她在写给沙普利的信中说:“估计在返回老剑桥时,我会成为一名运动员,因为操作那架13英寸的望远镜,需要转动一个沉重的圆顶、爬上大大小小的梯子,还有许多穆尼斯先生宣称我无法胜任的其他事情,因为那不是‘女人干的活’……”

我在读到这段时想起了中国天文学界的一位前辈——邹仪新。1936年,邹仪新作为中国赴日本北海道日食观测队的一员来到位于北海道的枝幸村,有一天忽然狂风大作,队员们迅疾跑到观测地点检查仪器情况。为免遭损失,他们将望远镜从望远镜架上拆下抬回室内并重新加固了工作帐篷。一番忙碌之后,观测队中的陈遵妫已是气喘吁吁,不禁对队员中唯一 一位女士邹仪新说道:“真是苦!你还是不要学天文!”邹仪新后来在日食观测日记中记下了这一幕情况,并说每想到当时的情景都会觉得可怕又可笑。

通常看来,天文学是一门意图洞悉宇宙秘密的学问,但我们经常忘记了它不但是一场智力上的挑战,同时也需要体力上的付出。

“尽管我们不能确保女性在所有方面都与男性平等,但是在许多事情上,她的耐心、毅力和方法,都使她更胜男性一筹。因此,让我们希望,在天文学中,也会像在其他几门学科中一样,她至少可以证明自己跟他是平等的,因为天文学如今已为女性的工作与技能,提供了一个很大的发挥空间。”这是弗莱明太太在提交给1893年芝加哥会议的特约论文中的一段话,它既是弗莱明太太本人经历的写照,也像是她尽己所能为女性争取平等权的宣言。而这正映射出彼时女性在科学领域中的现实状况。

相比于进入科学机构从事研究工作,女性研究者在科学上的成绩获得认可是一个更加缓慢推进的过程。

1899年,在皮克林的敦促下,哈佛董事会正式任命弗莱明太太为新设立的天文照片馆馆长,从而使她成为哈佛天文台乃至整个哈佛第一位拥有头衔的女性。而在弗莱明太太1911年去世后,当皮克林向哈佛的新校长洛厄尔提出由已经在恒星光谱分类和变星领域成为顶尖级权威的坎农小姐接任馆长一职时,洛厄尔却表示,“一直觉得弗莱明太太的职位有些破格,最好不要给予她的继任者同样的待遇,使之成为惯常的做法”。这位校长甚至建议将天文照片馆的工作当作普通部门的工作,由皮克林自行对坎农小姐进行安排,这样既不用付那么高的工资,也不用在大学手册上列出她的名字。

这一做法让客座委员会的成员们深感意外,因此在年度报告中指出,“尽管她在全世界范围内,都被认为是这一领域当今在世的最伟大的专家,而且她为哈佛天文台提供了如此举足轻重的服务,却不能在哈佛拥有一个正式的职位”。

直到1938年,哈佛董事会才正式承认坎农小姐为威廉·克兰奇·邦德天文学家和天文照片馆馆长,同时任命另一位女性研究者佩恩小姐担任菲利普斯天文学家。哈佛天文台秘书沃克在公布这两项任命的内部公报上惊叹地说:“在哈佛大学301年的光辉岁月中,哈佛董事会头一次(通过这两项任命)专门在学术上对女性予以认可。”

从科学史研究的意义上来说,哈佛天文台的女性计算员群体无疑是观察那个时代科学中的女性的最好样本。而达娃·索贝尔通过大量史料进行研究,不仅有对群体的观照,更有对个人经历、性格以及境遇的呈现。

我在读本书时总会想起18世纪英国的“彗星女猎手”卡罗琳·赫歇尔,她是天文学家威廉·赫歇尔的妹妹和助手。不仅如此,她在彗星观测方面的成就还为她赢得了来自英国王室的终身年金,这是英国第一次同意向女性科学家支付职业报酬。英国作家理查德·霍姆斯在其著作《好奇年代》中曾评论说,天文观测“绝对是这对兄妹的照命星”。而在19世纪末乃至其后时代的哈佛天文台,那些玻璃底片以及其上的星星点点想必也曾照亮彼时就职于该天文台的女性计算员的天空。

经年累月地盯着玻璃底片不但辛苦,而且枯燥。大概正是因为这个缘故,今天当人们说起哈佛天文台的女性计算员,往往会认为皮克林“给她们安排了没有哪个男人愿意屈尊去干的枯燥的杂活”。达娃·索贝尔注意到了这一点,也因此为皮克林辩护说,这与真实情况相去甚远,因为在那个时代,“在天文学演变为天体物理学之前,投身于这门科学之中的男人和这些为数不多的女人,都自愿受日常工作‘奴役’”。

在我看来,这其实也是为这些女性计算员价值所做的辩护:她们的工作并非是无足轻重的“杂活”,恰恰相反,她们的工作构成了天体物理学早期的奠基之作,在她们专注的凝视下,那些玻璃底片逐渐显露出宇宙的模样。那是一些关于我们生存的宇宙的秘密,而她们则是这些秘密的最初观察者。

(作者系内蒙古师范大学科学技术史研究院教授)

《中国科学报》 (2024-06-27 第3版 读书)
 
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