🔭The Greats

天文学家 · 丈量宇宙的科学家,从巴比伦泥板到空间望远镜,始终要判断数据中的哪一次闪烁是一项发现。

从人类最古老的科学中挑出八个名字,意味着要遗漏整个文明中技艺精湛的观测者——那些无名的巴比伦日志记录者、记录了1054年那颗超新星的中国官员、玛雅历法编制者——他们的记录至今仍被现代天文学使用。以下八位之所以入选,是因为他们各自改变了这门职业本身:不仅是被知道的内容,还有天文学家工作的方式。

他们跨越二十一个世纪、七个国家,其中包括一位苏丹、一位时薪三十美分的失聪助手,以及一位其发现获得诺贝尔奖、本人却被排除在外的研究生。他们的共同点,是这门行当最核心的动作:做出一次足够严谨的测量,逼迫所有其他人改变想法。

The all-time podium

乌鲁伯格
乌鲁伯格
帖木儿帝国(乌兹别克斯坦)
2
依巴谷
依巴谷
希腊(罗得岛)
1
第谷·布拉赫
第谷·布拉赫
丹麦
3

The eight who reached the top

1
古典时期描绘希腊天文学家依巴谷观测天空的画像 William Henry Smyth · Public domain

依巴谷

希腊(罗得岛) · 约公元前190 – 约公元前120年

古代最伟大的观测天文学家:他编制了一份约850颗恒星的星表,沿用至今的星等标度即出自于他;他为计算天象奠定了三角学的基础,并通过比较自己的测量与一个半世纪前的记录,发现了春分点的岁差。

The story

老普林尼记载,依巴谷因在原本没有恒星的地方看到一颗恒星而大为震惊,决心“为后世”计数并确定恒星的位置——好让后来人能判断天空本身是否会变化。这个赌注在他自己的有生之年就得到了回报:将角宿一(Spica)的位置与约150年前提莫恰里斯的测量相比较,他发现春分点已漂移了约两度,从而揭示出地球自转轴长达26,000年的摆动。

“现在认真地测量,好让一个世纪后的人能发现你所不能发现的东西。”

编目恒星数
约850颗
发现的岁差周期
约26,000年
星表的使用寿命
经托勒密传承1700年
2
撒马尔罕帖木儿王朝苏丹兼天文学家乌鲁伯格的画像 Bgag · CC0

乌鲁伯格

帖木儿帝国(乌兹别克斯坦) · 1394–1449

撒马尔罕的苏丹,同时也是一位在职天文学家,他建造了一座子午弧半径约40米的天文台,并主持编制《苏丹星历》:重新测量了1018个恒星位置——这是自托勒密以来第一部重要的独立星表——年长的精度也达到了约一分钟以内。

The story

1449年,乌鲁伯格在前往麦加朝圣的途中被自己儿子下令暗杀,宗教反对者更把他的天文台夷为平地,以致其确切位置被遗忘了四个半世纪,直到1908年俄国考古学家瓦西里·维亚特金才挖掘出那座巨型六分仪的地下弧形轨道。星表却逃过了这场浩劫:手抄本一路西传,牛津大学在1665年印刷出版了这份星表。

“机构会随其庇护者一同消亡;只要副本流传下去,精良的数据能比二者都活得更久。”

重新测量的恒星数
1018颗
子午弧半径
约40米
年长测算精度
约1分钟以内
3
丹麦天文学家第谷·布拉赫的画像 Unknown author Unknown author · Public domain

第谷·布拉赫

丹麦 · 1546–1601

最后也是最伟大的一位肉眼天文学家:在汶岛,由丹麦王室出资、据估计接近国家岁入1%的规模支持,他记录了长达二十年、精度约达一角分的每夜天体位置——正是开普勒据此推导出行星真实轨道的数据。

The story

1572年11月的一个傍晚,第谷在走去用晚餐的路上,看到仙后座里出现了一颗明亮的新星——据他本人记述,他一度怀疑自己的眼睛,还叫来仆人和路过的农民一同确认。此后他夜夜测量这颗星的位置,证明它没有视差,因此远在被认为永恒不变的月上天球之外,并于1573年出版了《新星》一书——这本书为科学贡献了“新星(nova)”这个词。

“一件你亲自校准过的仪器,胜过一套你继承来的教条。”

定位精度
约1角分,未用透镜
在汶岛的每夜数据积累
约20年
消耗的王室岁入
约丹麦岁入的1%
4
威廉·赫歇尔的画像,从音乐家转行成为天王星的发现者 Lemuel Francis Abbott · Public domain

威廉·赫歇尔

德国/英国 · 1738–1822

一位定居英国、以教音乐为生的汉诺威双簧管演奏家,自学磨制出那个时代最好的望远镜镜片,成为白手起家型天文学家的典范:他发现了天王星与红外辐射,并与妹妹卡罗琳一同编目了约2500个星云与星团。

The story

1781年3月13日夜,在两场音乐演出的间隙,赫歇尔在巴斯新国王街19号的花园里,用自制的6.2英寸反射望远镜对准天空,记录下一颗“奇特的、或是星云状恒星、或许是彗星”的天体,它呈现出圆盘状。他起初报告为一颗彗星;数月后,计算出的轨道显示这是一颗位于土星之外的行星——史上第一颗被发现的行星。他以乔治三世之名将其命名为“乔治之星”,国王则回赠了一份王室年金;其他所有人最终都称它为天王星。

“造一台比任何人都好的仪器,天空就会把别人错过的东西交到你手上。”

史上第一颗被发现的行星
天王星,1781年
制作的望远镜镜片
400余面
编目的星云
约2500个(与卡罗琳合作)
5
哈佛天文学家亨丽埃塔·斯万·勒维特在办公桌前的照片 Unknown author Unknown author · Public domain

亨丽埃塔·斯万·勒维特

美国 · 1868–1921

一位薪水约每小时三十美分的哈佛“计算员”,二十多岁起便已失聪,勒维特在照相底片上找到了大约2400颗变星,并于1912年发表了造父变星的周光关系——这是超出银河系范围的第一把可靠标尺,至今仍是宇宙距离阶梯的基石。

The story

1925年,瑞典数学家哥斯塔·米塔-列夫勒写信给身在哈佛的勒维特,表示打算提名她凭造父变星的工作角逐诺贝尔物理学奖。天文台台长哈洛·沙普利不得不代为回复:勒维特已于1921年因癌症去世,享年53岁,诺贝尔奖不能授予逝者。而此时,她的关系式已经把哈勃带到了仙女座,并即将支撑起宇宙膨胀这一发现。

“数据中一个安静而正确的关系式,可以重于发现者被拒之门外的所有头衔。”

发现的变星数
约2400颗
在哈佛的时薪
约0.30美元(1900年代)
至今仍是距离阶梯的第一级
依旧如此
6
埃德温·哈勃在威尔逊山一台大型望远镜目镜前 Johan Hagemeyer · Public domain

埃德温·哈勃

美国 · 1889–1953

一位罗德学者、受过训练的律师,后又回归天文学,哈勃用威尔逊山的100英寸胡克望远镜,在一个十年内两次敲定了宇宙的尺度:1923至25年间证明旋涡星云是独立的星系,1929年又证明它们正在退行——宇宙正在膨胀。

The story

1923年10月5日至6日夜,哈勃拍摄了仙女座星云的H335H号底片,并标出三个疑似新星、注上字母“N”。核对早期底片后,他意识到其中一个并非新星,而是一颗造父变星;他划掉了那个“N”,用红笔写下“VAR!”。勒维特定律把这颗恒星的距离推算为约90万光年——远在银河系之外——一颗恒星就此终结了沙普利与柯蒂斯在1920年争论到不分胜负的“岛宇宙”之争。

“一个被正确识别出的数据点,能终结一代人的雄辩都无法平息的争论。”

M31的距离(其1925年估计值)
约90万光年
所用仪器
100英寸胡克望远镜
如今这条定律的名字
哈勃-勒梅特定律
7

乔斯林·贝尔·伯内尔

英国(北爱尔兰) · 1943年生

作为剑桥的一名博士生,她花了两年时间参与搭建一座占地四英亩的射电望远镜,随后每天用肉眼分析近30米长的图纸记录,并于1967年识别出后来被证实是第一颗脉冲星的那段“杂讯”。1974年的诺贝尔奖颁给了她的导师,但这项发现在每一本教科书中都属于她。

The story

2018年,贝尔·伯内尔凭借脉冲星的发现以及一生的领导贡献,获得基础物理学突破奖特别奖——奖金高达300万美元,是科学界最大的奖项之一。她把全部奖金捐给了英国物理学会,用于资助来自弱势群体学生的博士奖学金,并表示像她这样不符合“标准物理学家”形象的人,往往能注意到别人错过的东西。

“去追一个你的巡天项目从未设计要寻找的异常现象——也要留意功劳最终归于谁。”

第一颗脉冲星的周期
1.337秒
每日肉眼阅读的图纸
约30米
捐出的奖金
300万美元(2018年)
8

薇拉·鲁宾

美国 · 1928–2016

与仪器制造者肯特·福特一同在卡内基研究所工作,鲁宾测量了旋涡星系内恒星绕转的速度,发现这些曲线顽固地保持平坦:数十个星系仿佛被包裹在看不见的质量之中旋转。她的测量让暗物质——宇宙中大部分的物质——从猜想变成了一个有待解释的观测事实。

The story

1965年,鲁宾成为第一位被正式允许在帕洛玛天文台观测的女性,而当时那里甚至没有女洗手间。她用纸剪出一个裙子的形状,贴在一扇门上原本印着男性人形的图标上,宣告:“这就是你的女洗手间。”十年后,她的平坦旋转曲线——从1970年的仙女座星系开始——迫使整个学界接受了这样一个事实:宇宙中大约85%的物质,是任何望远镜都从未见过的东西。

“当干净的数据反复说出一件荒谬的事情时,不妨考虑一下,古怪的也许是宇宙,而不是测量本身。”

测量的旋涡星系
60余条旋转曲线
最终被证实为暗物质的物质占比
约85%
以她命名的天文台
鲁宾天文台,智利

柱状图以本榜单第一名为基准。

对比实验室

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5 / 8

The argument

托勒密本人的地位确实存在争议:从十九世纪的天文学家德朗布尔,到罗伯特·牛顿1977年出版的《克劳狄乌斯·托勒密的罪行》,批评者一直主张,《天文学大成》星表的部分内容是从依巴谷的数据重新计算而来,而非重新观测所得。辩护者则回应称,这种改编是古代的常见做法,而非造假;这场争论至今仍在学术期刊上继续。

贝尔·伯内尔缺席的诺贝尔奖,仍是这门职业里争议最大的一项遗漏——尤为微妙的是,她本人曾公开为委员会1974年的决定辩护,表示项目的责任应由导师承担,而这个领域的大多数人却认为这项遗漏是无法辩护的。

任何这样的名单都会过度偏重记录详尽的西方世界。记录了后来演变为蟹状星云的1054年那颗超新星的中国官员、玛雅日食表的编制者,以及那些留下我们至今仍在使用的星名的伊斯兰观测者,都是一流的天文学家,只是历史大体上未能保留他们各自的姓名。

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