谁是历史上第一位职业女科学家?

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  • 发布人:科技周边

  卡罗琳·赫歇尔是一位真正的天文学家,绝不仅是哥哥盛名之下的一位助手而已。

  人类进行科学研究虽然有数千年的历史,但在大部分时间里,科学研究只是很多人的“业余爱好”,而不能成为谋生的手段。当人们可以从科学研究中领取稳定的报酬并以科学研究为生后,做科学才成为一个“职业”。事实上,直到17世纪,英国人罗伯特·胡克(Robert Hooke)才因为在英国皇家学会获得了一个职位而成为西方第一位职业科学家。

  女性科学家的职业化要更晚一些。尽管希帕蒂娅(Hypatia)早在公元3世纪时就在埃及进行数学和天文学研究,但到了18世纪,同样是在英国,在天文学这样一个有着悠久历史的学科中,才出现了历史上第一位以天文研究为职业的女科学家,她的名字叫卡罗琳·赫歇尔(Caroline Lucretia Herschel)*。

卡罗琳·赫歇尔的剪影 | 牛津大学科学史博物馆,引自参考资料[1]卡罗琳·赫歇尔的剪影 | 牛津大学科学史博物馆,引自参考资料[1]

  提起赫歇尔,很多人第一个想到的是威廉·赫歇尔(William Herschel),正是他发现了天王星。卡罗琳·赫歇尔是她的妹妹,同样是一位天文学家。虽然成就没有哥哥那么杰出,但是在那个时代里,她无论是作为威廉·赫歇尔的助手,还是独立进行天文学研究,都取得了杰出的成就,足以成为此后女性科学家的榜样。

威廉·赫歇尔| 维基百科威廉·赫歇尔| 维基百科

  从音乐到天文

  1750年3月16日,卡罗琳出生于德国汉诺威。她是家中的第八个孩子,也是第四个女孩。她的父亲伊萨克·赫歇尔(Isaac Herschel)是一位音乐家,鼓励子女接受教育,但是她的母亲不希望她接受教育,而是认为她应该在家里做家务。家中的姐妹里只有她和姐姐索菲亚长大成人。索菲亚16岁时嫁人,当时卡罗琳5岁,此时她就要开始承担家务活。

  10岁的时候,卡罗琳患上了斑疹伤寒。这对她的身体发育造成了巨大的伤害,使她在长到1.3米之后身高再也不能增加,同时这个疾病还使她的左眼视力很差。家里认为她嫁不出去了,长大之后只能当一名女仆。在父亲去世后,卡罗琳在家中的境况更加糟糕。

  为了帮助卡罗琳摆脱不利的境地,她的哥哥们决定把她接到英国,当时她的三个哥哥雅各布、威廉和亚历山大都住在英国巴斯。1772年8月16日,卡罗琳离开汉诺威前往英国。在前往英国的路上,卡罗琳通过观察星座第一次知道了天文学。

  初到英国之时,卡罗琳本打算以音乐谋生,这是因为那时威廉正从事音乐方面的工作。威廉来到英国后以音乐起家,在音乐界逐渐声名鹊起,还成为一个乐团的指挥。所以,卡罗琳平日里除了照顾威廉的起居,也开始学习歌唱和舞蹈,还在威廉担任指挥的音乐会上演唱。

  但是,威廉却逐渐对天文学产生了浓厚的兴趣,并逐步转向天文学研究。特别是在18世纪70年代制作了自己的第一架望远镜之后,威廉的这种兴趣更是一发不可收拾。虽然卡罗琳很想成为一名歌唱家,但同样是受到威廉的影响,她也逐渐接触天文学,成为威廉的助手。1781年3月13日,威廉发现了天王星,一夜之间家喻户晓,英国国王乔治三世(George III)给予他每年200英镑的津贴。1782年,兄妹俩进行了最后一次表演,此后就把所有的精力都投入到天文学研究中。

  兄妹俩的星空

  对卡罗琳来说,跟随哥哥全身心投入天文学的初期经历并不愉快。除了无法继续歌唱生涯外,另一个原因是由于威廉要为英国皇室服务,兄妹俩不得不从巴斯搬到了温莎城堡附近的一座叫达切特(Datchet)的小镇上,以便随时接受皇室的召见。卡罗琳很怀念巴斯浓郁的文化氛围,而达切特不仅是个闭塞的小镇,他俩租住的房子的条件也非常一般。

工作中的威廉·赫歇尔与负责照顾他起居的卡罗琳·赫歇尔 | 维基百科工作中的威廉·赫歇尔与负责照顾他起居的卡罗琳·赫歇尔 | 维基百科

  不过经历一段时间的适应之后,卡罗琳迅速成为一名优秀的助手。她协助威廉开展研究,并且完成记录的工作。威廉对当时的望远镜很不满意,于是买来镜片自制望远镜,而在这个过程中,卡罗琳花费了很多时间来打磨镜片和安装望远镜。她还帮助威廉抄写借来的天文学资料,整理威廉的天文观测记录。卡罗琳还帮助威廉进行观测。她使用望远镜巡天,细致地对星空进行观察,寻找值得研究的天体。这样的工作很枯燥,卡罗琳在开始的时候也有些厌烦,不过却渐渐爱上了这份工作。

  在兄妹俩告别音乐、投身天文研究之初,卡罗琳除了作为威廉的助手外,就开始自己的研究。1783年1月,卡罗琳完成了自己的首个发现,她发现了一个在梅西耶星表(Messier catalogue)中未被记录的星云。1786年4月,兄妹俩从达切特搬到了小镇斯劳(Slough),继续进行天文学研究,威廉也在那里度过了余生的岁月。

卡罗琳曾经使用过的望远镜,现藏于德国汉诺威历史博物馆 | 参考资料[1]卡罗琳曾经使用过的望远镜,现藏于德国汉诺威历史博物馆 | 参考资料[1]

  在那个时代,星云是天文学家研究的重点。威廉在寻找星云的过程中,无法兼顾观测和记录,因此需要卡罗琳的协助。他俩分工合作,威廉负责观测,再把观测结果大声告诉坐在屋子里靠近窗边的卡罗琳,然后由卡罗琳记录下来。为了便于记录,卡罗琳还自己创立了一个星表,然后再把结果整理出来。

  彗星猎手

  在选择研究方向时,威廉建议卡罗琳搜寻彗星,这在当时是一个很大胆的建议。因为在很长时间里,人们所知的彗星只是碰巧看见而已,直到法国天文学家查尔斯·梅西耶(Charles Messier)在1757年年中开始寻找预期中将会回归的哈雷彗星,天文学家才第一次真正有意地去寻找彗星。1783年夏天,威廉为卡罗琳制作了一台用于搜寻彗星的望远镜,而卡罗琳对天文学的一项重要贡献正是对彗星的观测。

  卡罗琳一生共发现了8颗彗星,都是在从1786年到1797年这段期间完成的。事实上,直到1987年,卡罗琳都是发现彗星最多的女性,直到这一年卡洛琳·舒梅克(Carolyn Shoemaker)超越了她。舒梅克发现的第9颗彗星就是那颗著名的撞向木星的舒梅克-列维彗星。

  卡罗琳把观测彗星的数据记在一个本子上,本子的第一页上写着“我把这叫做我的彗星账单和收据”(This is what I call the Bills and Receipts of my Comets)。她第一次发现彗星是在1786年8月1日。当晚威廉并不在英国,而是在德国哥廷根,他要把制作好的望远镜送过去。后来,威廉在温莎城堡向英国皇室宣布了这个消息,并把这颗彗星称作“我妹妹的彗星”(My Sister‘s Comet)。

  1788年12月21日,卡罗琳又一次发现了彗星,这是她发现的第2颗彗星。1939年7月28日,天文学家罗杰·利格莱(Roger Rigollet)又找到了她发现的这颗彗星。随后,天文学家根据彗星的轨道确认,二人发现的是同一颗彗星,因此以二人的名字共同命名,叫做赫歇尔-利格莱彗星(35P/Herschel–Rigollet)。这颗彗星的周期是155年。

卡罗琳发现赫歇尔-利格莱彗星的记录 | 英国皇家天文学会,引自参考资料[1]卡罗琳发现赫歇尔-利格莱彗星的记录 | 英国皇家天文学会,引自参考资料[1]

  1790年1月7日和4月17日,她又分别发现一颗彗星,并把这两个发现报告给了约瑟夫·班克斯爵士(Sir Joseph Banks)。发现这4颗彗星,她使用的都是威廉在1783年为她制作的望远镜。

  从1791年开始,卡罗琳开始使用一台9英寸望远镜寻找彗星。1791年12月、1793年10月和1795年11月,她先后发现了3颗彗星,虽然1793年的那次发现实际上要稍晚于梅西耶的观测。1797年8月14日,她第8次发现彗星,也是最后一次。发现这颗彗星后,为了避免信使或邮差传递消息的延误,当晚她只睡了一个小时,然后就骑马从斯劳赶到格林威治向时任皇家天文学家内维尔·马斯基林(Nevil Maskelyne)报告了这个消息。

威廉·赫歇尔分别于1783年和1791年为卡罗琳·赫歇尔制作的用于搜寻彗星的望远镜 | 参考资料[2]威廉·赫歇尔分别于1783年和1791年为卡罗琳·赫歇尔制作的用于搜寻彗星的望远镜 | 参考资料[2]

  在卡罗琳寻找彗星的这段时间里,发生了一件使她载入史册的事情。1787年,乔治三世向她每年支付50英镑的薪水,作为她担任自己哥哥助手的报酬。这使得她成为第一位在英格兰获得政府职位的女性,也成为第一位领取薪水、把天文学研究作为职业的女性科学家。在那个年代里,即使是男性也极少有人可以因为从事科学研究而获得报酬。在卡罗琳留下的文字资料里,她不止一次表达出希望能够独立获得薪水来养活自己的愿望,而这个愿望最终成真。

  宇宙的音乐家

  1822年,威廉·赫歇尔逝世。卡罗琳非常伤心,随后搬回德国汉诺威。她在回到德国后继续进行天文学研究,整理哥哥的研究成果,编制了一个星云目录,同时协助她的外甥、威廉的儿子约翰·赫歇尔(John Herschel)研究天文学。

  1828年,她成为第一位获得英国皇家天文学会金质奖章的女性。直到168年后,薇拉·鲁宾(Vera Rubin)才因为对暗物质的研究而在1996年成为第二位获此殊荣的女性天文学家。

78岁的卡洛琳·赫歇尔 | 维基百科78岁的卡洛琳·赫歇尔 | 维基百科

  1835年,她被选举为英国皇家天文学会的荣誉会员,同时当选的还有玛丽·萨默维尔(Mary Somerville),二人也是该学会的首批女性会员。1846年,她还获得了普鲁士国王颁发的一门金质奖章,而为她送去奖章的则是大名鼎鼎的亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)。

  卡罗琳·赫歇尔于1848年1月9日逝世,享年97岁。她被安葬在汉诺威,旁边安葬着她的父母。

97岁的卡洛琳·赫歇尔 | 维基百科97岁的卡洛琳·赫歇尔 | 维基百科

  除了以她的名字命名的彗星外,星空中还有她的印记:1888年发现的一颗小行星(281 Lucretia)以她的名字命名(Lucretia是她的中间名),月球上有一个以她的名字命名的陨石坑。

  纵观卡罗琳·赫歇尔的一生,虽然她在天文学上的工作受到了哥哥的影响,也得到了哥哥的帮助,但是她的很多研究工作都是独立完成,而且威廉·赫歇尔的许多工作也是在她的协助之下才得以完成。因此,卡罗琳是一位真正的天文学家,而不只是一位助手而已。

  卡罗琳生活的时代,人们开始相信理性的力量,尝试去检验牛顿力学,希望能够用物理学规律去解释宇宙,因此观测彗星并预测它的轨道就成为天文学家非常感兴趣的一件事。就是在这样一个时代里,卡罗琳以勤奋、坚持和出色的观测技巧在天文学史中写下了浓墨重彩的一笔。她本想成为一名音乐家,最终却因为探究苍穹的韵律而永载史册。


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