早在計算機被創造之前，“computer”這個單詞便已經誕生了，彼時這個詞語指代那些進行機械的統計和計算工作的計算員。

最早的關于計算員的紙面記錄可以追溯到1613年。文藝復興時期的天文學家經常會像戲稱自己為“數學家”，并且他們時常也會雇傭一位“計算員”來協助計算行星位置等工作，許多當時著名的天文學家（例如約翰內斯·開普勒）都曾經作為計算員在其導師手下工作過。

“這工作，女仆都比你干得好！”

在那個時代，隨著現代天文學研究逐漸步入正軌，海量的天文數據涌入天文臺中，造成了大量的冗余，許多天文臺不得不擴大招募計算員的數量，以保證工作效率，然而這樣便使得天文臺面臨巨大的資金壓力。

時任哈佛大學天文臺（即后來的哈佛-史密松天體物理中心）臺長的愛德華·查爾斯·皮克林（EdwardCharlesPickering），也正面臨著人手不足資金短缺的嚴峻問題。

在那時，受到時代的約束，女性通常被科研活動排除在外，計算員也基本只招募男性員工。但是女性勞動者的數量并不比男性少，同時皮克林也注意到女性作為計算員的工作潛力。皮克林曾提及他“對自己的男性助理的效率低下感到非常沮喪，甚至他的女仆也能更好地完成整理和計算的工作”，而男性員工的工資在那時通常比女性要高得多，因此相同預算的前提下，皮克林可以雇傭更多的女性計算員來參與工作。

皮克林自然也是一個敢說敢做的人，他雇傭的第一位女性計算員果然是家宅的女仆——威廉敏娜·弗萊明（WilliaminaFleming）。

威廉敏娜·弗萊明。圖片來源：wikipedia

弗萊明在14歲時就曾擔任過學生教師，在成為女仆之后，受到皮克林妻子的舉薦，開始在天文臺兼職行政工作，隨后便在皮克林的指導下作為創始成員加入了哈佛計算員（HarvardComputers）團隊。

1886年，天文學家亨利·德雷伯（Dr.HenryDraper）的遺孀瑪麗·安娜（MaryAnnaDraper）為哈佛天文臺慷慨捐贈了大筆經費以及德雷克博士的望遠鏡，以協助其提供女性就業崗位以及幫助完成其先夫的研究項目。

緊接著，安東尼婭·莫里（AntoniaMaury）、安娜·溫洛克（AnnaWinlock）以及安妮·坎農（AnnieJumpCannon）等女性也紛紛加入哈佛計算員的團體之中。

正在工作中的哈佛計算員，圖中有勒維特、坎農、弗萊明和莫里等。圖片來源：哈佛大學天文臺

幾年之內，皮克林和他的計算員團隊就完成并發表了世界上第一個收錄恒星光譜的大型星表——亨利·德雷伯星表（HenryDraperCatalogue，縮寫為HD），收錄了超過1萬顆的恒星。這一星標幾經完善修改，成為了如今恒星光譜分類系統的基礎。

皮克林先后雇傭了超過80名女性計算員來協助進行工作，天文學界甚至戲稱哈佛計算員團隊為“皮克林的后宮（Pickering'sHarem）”，但是這些女性計算員的工作能力是極為卓越精湛的，她們注定在現代天文學的歷史上留下濃墨重彩的一筆。

她們發現的量天尺

在早期的天文學領域，距離測量主要依賴于三角視差法。這種方法要求觀測者在地球繞太陽旋轉的一年中，選擇兩個不同時間點測量某一天體的仰角，通過這兩個數據來推算出天體與地球之間的距離。然而，由于該方法對觀測精度的要求極高，因此，所能準確測定的距離范圍基本局限于銀河系內。

值得注意的是，當時的人們尚未形成宇宙范圍遠超銀河系的認知。

1903年，亨利埃塔·斯旺·萊維特（HenriettaSwanLeavitt）收到皮克林的回信，毅然決然結束了在威斯康星州的藝術助理工作，再度回到哈佛大學天文臺擔任“哈佛計算員”。對她來說，這可能是人生僅有的最后實現理想的機會。

亨利埃塔·斯旺·萊維特。圖片來源：wikipedia

萊維特曾就讀于拉德克利夫學院（美國七姊妹學院之一，后并入哈佛大學），并且在天文學課程中獲得了A-的優異成績。然而天有不測風云，萊維特在畢業旅行中染上惡疾，引發了進行性聽覺喪失，在之后的數十年中她幾乎失去了所有的聽力。

雖然她試圖師從皮克林，攻讀天文學的碩士學位并一同加入了哈佛計算員團隊，然而病痛的折磨卻迫使她最終放棄了學業，出走威斯康星州，在伯洛伊特學院轉行擔任藝術助理。六年之后，隨著病情的逐漸惡化，萊維特意識到自己已經無法再勝任任何工作，只好寫信求助于皮克林，申請重回哈佛天文臺。

皮克林同意了。

考慮到溝通方面的問題，皮克林沒有安排萊維特進行恒星分類等需要頻繁溝通的研究任務，而是指派她單獨研究大小麥哲倫星云中觀測到的變星，工作的主要內容是測量和記錄整理天文臺的照相底片中所捕捉到的恒星光度。由于彼時恒星分類體系尚不完善，確認變星的難度很大，需要研究人員報以極高的耐心和專注。

聽不到聲音在這時似乎助力了萊維特保持專注，她找起變星來實在是太快了。在大量的照片中，她發現了1777顆變星，其中47顆是造父變星，將當時對變星的樣本統計提升了幾個量級。

造父變星是一種光度會發生周期性變化的恒星，亮度會如同呼吸一般周而復始地在最亮和最暗之間變化。由于最早被發現并廣泛研究的這一類變星為仙王座δ，即古中國天文命名系統中的造父一——造父是古代的星官之一，隸屬于二十八宿中北方七宿中的危宿——因此以仙王座δ為代表的這類變星就被稱為造父變星。

在整理造父變星的結果時，萊維特注意到造父變星的亮度變化的周期和強弱似乎存在一定的規律，于是她又花了數年的時間來整理并分析造父變星的光度與光變周期的關系。

萊維特是很幸運的，她所觀測到的這些變星處于非常理想的位置，它們都在小麥哲倫星云內，并且與地球的距離大致相同，因此距離因素對光度的影響基本是一致的。

萊維特驚喜地發現，那些更明亮的變星往往具有更長的光變周期。她將這些發現發表在1908年的論文中，并在隨后幾年內確認了造父變星這類天體存在光變周期-光照強度關系（周光關系），即脈動變星的光度與其周期的對數成正比。這一關系后來也被稱為萊維特定律。

萊維特隨即意識到，盡管當時小麥哲倫星云的距離是未知的，但在周光關系成立的前提下，只要知道任一造父變星與地球的距離，就可以推斷出所有造父變星與地球的距離。

小麥哲倫星云。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛

這是一把尺子，一把足以丈量宇宙的量天尺。這種可以作為距離標度的天體，后來也被稱為標準燭光。

天體所發出的光在宇宙中傳播時會隨著距離逐漸衰減，因此只要知道對應天體的實際光度，就可以根據觀測到的光度反推出它們的距離，就像是宇宙中一個個已知標準亮度的蠟燭火焰一般，這便是標準燭光命名的由來。

這些標準燭光就構成了宇宙中的距離標尺，任何天體都可以依靠其附近的標準燭光來確定其位置。對于恒星、星系性質的觀測，對于宇宙學的各種研究都依賴于標準燭光參與的距離測定。

而只要知道周期便可以確定實際光度的造父變星便是一類很好的標準燭光，因為它們廣泛地存在于幾乎所有的星系當中。不僅是這一類變星，由于皮克林同期的工作中很大部分都是關于變星的研究，哈佛計算員中的創始成員——威廉敏娜·弗萊明（WilliaminaFleming）在整理數據時也確定了天琴座RR的可變性質（由于天琴座RR在其類型的變星中是最明亮的，因此這一類變星最終都命名為天琴座RR型變星），這也是如今經常使用的一種標準燭光。

2023年，中國天文學家在天琴座RR型變星的研究中取得了新突破。他們發現，雙周期的天琴座RR型變星或許能成為最為理想的標準燭光?？梢詫⑻祗w距離的測量誤差降低到2%以下，極大地提高了天文測量的精度。

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在這些杰出的哈佛計算員的引領下，宇宙測距的精度不斷得到突破，人類的視野也被推向更遙遠的深空。女性科學家們以卓越的專業能力和科研熱情，證明了她們在天文學研究中不可或缺的作用。

然而這一過程卻是極為坎坷的，眾多的女性計算員甚至本身就是天文學專業的畢業生，然而她們的薪資卻只能與非熟練工人相當，時薪通常在25~50美分之間（甚至直至2022年也僅有7~15美元）。而在皮克林時代，天文計算的工作量非常巨大，對于計算員的需求量也非常大，一些女性甚至提出愿意免費為成為哈佛計算員以換取從事天文工作的資格。

隨著婦女事業的不斷推進，更多的女性學者得以正式進入天文學研究的領域當中，在人類宇宙探索的漫天星空中，留下自己的一片星光不斷閃爍著。

作者丨貓又 中國科學院國家天文臺博士在讀

審核丨韓文標 中科院上海天文臺研究員

來源: 科普中國新媒體

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