維拉·魯賓（1928—2016）

楊雪憶/編譯

維拉·魯賓（1928—2016）

楊雪憶/編譯

維拉·魯賓，美國女天文學(xué)家，暗物質(zhì)研究先驅(qū)

2016年12月25日晚，美國華盛頓特區(qū)著名的天體物理學(xué)家、國家科學(xué)獎得主維拉·魯賓（Vera Rubin）在普林斯頓去世，享年88歲。魯賓證實了暗物質(zhì)的存在，并證明這種物質(zhì)占了宇宙總質(zhì)量的90%。她是華盛頓卡內(nèi)基研究所地球磁體系的退休天文學(xué)研究者。

卡內(nèi)基研究所所長馬修·斯科特（Matthew Scott）說：“魯賓是我們的國家寶藏，是成功的天文學(xué)家，也是青年科學(xué)家的榜樣。我們對失去她感到非常悲傷。”

在20世紀60年代，魯賓對于星系如何繞行各自星系中心的興趣激發(fā)她和同事肯特·福特（Kent Ford）研究仙女座星系——M31。兩位科學(xué)家希望可以通過觀察星系和氣體在離銀河中心不同距離處的軌道速度來確定M31這個螺旋體構(gòu)成質(zhì)量的分布。他們期望速度符合牛頓引力理論（離其中心質(zhì)量軌道較遠的物體的運行速度比較近的物體慢），但是觀察結(jié)果卻是遠離中心的恒星與在中心附近的恒星運行速度一樣快。

20世紀70年代，在觀察了數(shù)十個星系后，魯賓和同事發(fā)現(xiàn)星星運動的原因是可見物質(zhì)之外的一些東西。每個螺旋星系都是被嵌入在不發(fā)射光并延伸超出光學(xué)星系的暗物質(zhì)的“光圈”中。他們發(fā)現(xiàn)這個“光圈”的質(zhì)量是發(fā)光星系的5到10倍。這個發(fā)現(xiàn)成為魯賓的突破性成果，證明了超過90%的宇宙是由這種不可見的物質(zhì)組成的。暗物質(zhì)的第一次發(fā)現(xiàn)是在1933年，由當時加州理工學(xué)院的瑞士天體物理學(xué)家弗里茨·茲威基（Fritz Zwicky）提出。直到魯賓的突破性研究，暗物質(zhì)才終于被證實。

正如普林斯頓大學(xué)的同事內(nèi)塔·巴科爾（Neta Bahcall）所說，魯賓除了她的杰出科學(xué)貢獻之外，還是“一個了不起的科學(xué)家、一個開拓性的天文學(xué)家、平面旋轉(zhuǎn)曲線和暗物質(zhì)的‘母親’、女性科學(xué)運動上的冠軍、優(yōu)秀的導(dǎo)師和一個時代天文學(xué)家的榜樣?！?/p>

魯賓是一個熱情的女權(quán)主義者，主張允許女性在帕洛馬天文臺觀察（她是第一個在帕洛馬天文臺觀察的女性），號召女性加入普林斯頓宇宙俱樂部，她甚至建議教皇在他的委員中加入更多的女性。

傳奇一生

魯賓出生于1928年7月23日。作為華盛頓本地人，她畢業(yè)于卡爾文·柯立芝高中。1948年，魯賓從瓦塞學(xué)院畢業(yè)時，她是班級中唯一學(xué)天文學(xué)專業(yè)的。她被普林斯頓大學(xué)的研究生院拒絕，因為當時學(xué)校不允許女性進入該項目學(xué)習(xí)。1950年，魯賓終于獲得康奈爾大學(xué)的碩士學(xué)位，并于1954年取得喬治城大學(xué)的博士學(xué)位，畢業(yè)之后的魯賓繼續(xù)她對暗物質(zhì)的研究。在20世紀50年代，魯賓作為女性科學(xué)家的身份已經(jīng)令人驚嘆不已。1965年她加入華盛頓哥倫比亞特區(qū)的卡內(nèi)基研究所地球磁體系。

證明暗物質(zhì)的存在是理解空間歷史上最重要的里程碑。一開始魯賓的理論備受學(xué)界批判，當她的研究證據(jù)被最充滿懷疑的天文學(xué)團體都證明是無可爭議后，魯賓立刻被選入國家科學(xué)院，1981年她當選為國家科學(xué)院院士，成為學(xué)院史上第三位女性天文學(xué)家；1993年她獲得了國家科學(xué)獎——美國最負盛名、最高的科學(xué)獎項；1996年她成為第一位獲得皇家天文學(xué)會金獎的女性。

魯賓的丈夫羅伯特·魯賓（Robert J.Rubin）是一位數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家，2008年去世。這對夫婦的4個孩子都獲得了科學(xué)或數(shù)學(xué)方面的博士學(xué)位:大衛(wèi)·魯賓（David Rubin）是地質(zhì)學(xué)家；朱迪·楊（Judy Young）是天文學(xué)家，2014年去世；卡爾·魯賓（Karl Rubin）是數(shù)學(xué)家；阿蘭·魯賓（Allan Rubin）是地質(zhì)學(xué)家。

1974年，魯賓與她用于檢查照相板的“測量引擎”

冥想式演講

1996年5月17日——魯賓畢業(yè)48周年紀念日，她在伯克利大學(xué)的畢業(yè)典禮上發(fā)言。她的演講稿被收錄在她1997年發(fā)表的文集——《明亮的星系，黑暗的物質(zhì)》(Bright Galaxies,Dark Matters)中：

2009年，魯賓（中）在天文學(xué)婦女會議上，左邊是國家航空航天局戈達德太空飛行中心的安妮·金尼（Anne Kinney），右邊是從戈達德中心退休的南?！ち_曼（Nancy Grace Roman）

收到今晚的演講邀請時我正在基特峰國家天文臺觀察研究氣體、恒星和星系的軌道。連著幾晚的雨讓我有點沮喪，我不能確定在今天這樣一個有紀念意義的日子里你們會想聽到什么樣的發(fā)言，我也不確定你們有沒有意識到你的生活已經(jīng)過去了多久，你的未來還有多遠。我想起小時候家人很喜歡的一部叫作《花生》的卡通片。里面的露西對查理·布朗說：“在世界的海洋上漂著許多艘船，船上的乘客最喜歡做的事就是坐在甲板上看海。有些乘客喜歡面向前方，看到他們將要去的地方；有些乘客喜歡面向后方，看著他們已經(jīng)走過的地方?！比缓舐段鲉柌槔恚骸霸谏拇?，你會選擇哪個方向放你的椅子——未來還是過去？”查理回答說：“我好像連打開我的椅子都做不到?！碑斎?，我的椅子沒有什么問題，而今天晚上我選擇把椅子向后放，來講講你和早期宇宙是如何聯(lián)系在一起的以及早期的宇宙是如何與1996年的伯克利產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的。

魯賓接著對天文歷史作了一次全面的回顧，回答了天文學(xué)中一個看似簡單但其實無比復(fù)雜的問題:在浩瀚的宇宙中，加利福尼亞州的伯克利到底存在在哪里？像偉大的查爾斯（Charles）和雷·艾姆斯（Ray Eames）的電影《十的次方》（The Powers of Ten）一樣，她沿著一個150億年前的單個碳原子的旅程來追蹤人體奇跡般的旅程。通過一杯牛奶的比喻，這場追蹤最后又回到“我們其實都只是宇宙中的星辰”的結(jié)論：你喝了牛奶，牛奶中的碳原子進入你的血液，旅行到你的大腦，取代一個原有的碳原子，然后參加到你的思考過程。這種思考幫你通過你的期末考試。要是沒有那個在幾十億年前就產(chǎn)生的單一的碳原子，你就有可能沒辦法取得今天的文憑。所以，你看你有多幸運？

然后讓我們來回答之前提到的問題：“加利福尼亞州的伯克利到底存在在宇宙中的哪里？”

魯賓接著把這個費曼式的、薩根式的詩歌冥想帶入現(xiàn)實世界中，并給出了關(guān)于拯救科學(xué)的極其重要的預(yù)言：過去的已經(jīng)過去；現(xiàn)在，你必須轉(zhuǎn)動你的椅子面對未來；今晚，你要關(guān)注的僅僅是原子的命運。你需要被研究生院錄取，你的研究需要得到支持，你需要工作，你希望得到一個健康的星球、空間和選擇。作為一個獨立的人，你會有很多身份：配偶、伴侶、教師、教授、作家、代表、校長、首席執(zhí)行官、醫(yī)生、法官、董事等。有些人將被稱為科學(xué)家，而對于那些教授科學(xué)的人，我希望你們可以熱情對待想要成為科學(xué)家的學(xué)生，并且用同樣的熱情去對待那些沒有打算成為科學(xué)家的學(xué)生。我們需要學(xué)習(xí)物理學(xué)的參議員和理解生態(tài)學(xué)的眾議員。

1993年，魯賓接受總統(tǒng)比爾·克林頓和副總統(tǒng)阿爾·戈爾授予的國家科學(xué)勛章

對于那些選擇成為科學(xué)家的人，我有一條建議：不要放棄。科學(xué)是艱難和苛刻的，但你們每個人都必須相信你能成功。今晚的你們可能覺得似乎不太可能，但是你們每一個人都具備為科學(xué)做出重大貢獻的能力。48年前的5月17日，剛剛開始步入科學(xué)殿堂的我是肯定沒有機會來到這里給你們做今天的演講的。

魯賓用永恒的冥想來結(jié)束了她的演講：找到一個目標，不僅接受它，并積極推動、反對歧視。這不是建議，而是給你們提供的希望。我希望你可以保持警惕，聽從瑜伽師巴拉（Berra）的提點：“光是通過你的雙眼，你就可以看見很多?！蔽蚁Ｍ愕纳钍浅錆M健康和和平的，你懂得世界上還有很多工作要做并且你們愿意選擇加入那些領(lǐng)導(dǎo)這些工作的人當中。我希望你蔑視平庸，并在你選擇的任何領(lǐng)域都竭力做到優(yōu)秀。我希望你會熱愛你的工作，如同我熱愛天文學(xué)一樣。我希望你可以揭開所有不公正和歧視的偽裝。我希望你珍視你的朋友、同事、同學(xué)的多元化。我希望當你成為項目負責(zé)人時，你可以比我這一輩做得更出色。1993年一整年，美國大學(xué)總計給9個黑人授予了物理和天文學(xué)博士學(xué)位。你們可以做得更好！

我在科學(xué)方面的成就來自于我很清楚我想做什么。我的天文學(xué)同事都非常專業(yè)、樂于助人，并且性情溫和。我從來不因為別人的言行而覺得垂頭喪氣。相反，我堅持研究天文學(xué)主流之外的問題，這樣我就可以按照自己的步調(diào)來工作而不是被浪潮牽著走。我不希望你們把我的做法當成范本，只是告訴你們科學(xué)研究的方法可以是多種多樣的，而且一定得是。我希望你們中的一些人能夠通過復(fù)雜的科學(xué)社會學(xué)走出自己的道路?？茖W(xué)界充滿了競爭、激進，它也是富有想象力、鼓舞人心、令人振奮的。

你也可以，你們中的每一個人都會改變世界，因為你是由組成宇宙的元素形成的，你和宇宙是相連的！

[資料來源：Carnegie Science&Brain Pickings]

[責(zé)任編輯：絲絲]