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。文藝複興時期的天文學家經常會像戲稱自己爲 " 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（例如約翰内斯 · 開普勒）都曾經作爲計算員在其導師手下工作過。
" 這工作，女仆都比你幹得好！"
在那個時代，随着現代天文學研究逐漸步入正軌，海量的天文數據湧入天文台中，造成了大量的冗餘，許多天文台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台面臨巨大的資金壓力。
時任哈佛大學天文台（即後來的哈佛 - 史密松天體物理中心）台長的愛德華 · 查爾斯 · 皮克林（Edward Charles Pickering），也正面臨着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，計算員也基本隻招募男性員工。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爲計算員的工作潛力。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（Williamina Fleming）。
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，在成爲女仆之後，受到皮克林妻子的舉薦，開始在天文台兼職行政工作，随後便在皮克林的指導下作爲創始成員加入了哈佛計算員（Harvard Computers）團隊。
1886 年，天文學家亨利 · 德雷伯（Dr. Henry Draper）的遺孀瑪麗 · 安娜（Mary Anna Draper）爲哈佛天文台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。
緊接着，安東尼娅 · 莫裏（Antonia Maury）、安娜 · 溫洛克（Anna Winlock）以及安妮 · 坎農（Annie Jump Cannon）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、弗萊明和莫裏等。圖片來源：哈佛大學天文台
幾年之内，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（Henry Draper Catalogue，縮寫爲 HD），收錄了超過 1 萬顆的恒星。這一星标幾經完善修改，成爲了如今恒星光譜分類系統的基礎。
皮克林先後雇傭了超過 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爲 " 皮克林的後宮（Pickering's Harem）"，但是這些女性計算員的工作能力是極爲卓越精湛的，她們注定在現代天文學的曆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，所能準确測定的距離範圍基本局限于銀河系内。
值得注意的是，當時的人們尚未形成宇宙範圍遠超銀河系的認知。
1903 年，亨利埃塔 · 斯旺 · 萊維特（Henrietta Swan Leavitt）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台擔任 " 哈佛計算員 "。對她來說，這可能是人生僅有的最後實現理想的機會。
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，後并入哈佛大學），并且在天文學課程中獲得了 A- 的優異成績。然而天有不測風雲，萊維特在畢業旅行中染上惡疾，引發了進行性聽覺喪失，在之後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。六年之後，随着病情的逐漸惡化，萊維特意識到自己已經無法再勝任任何工作，隻好寫信求助于皮克林，申請重回哈佛天文台。
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雲中觀測到的變星，工作的主要内容是測量和記錄整理天文台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，确認變星的難度很大，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，将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複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爲仙王座 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 爲代表的這類變星就被稱爲造父變星。
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雲内，并且與地球的距離大緻相同，因此距離因素對光度的影響基本是一緻的。
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。她将這些發現發表在 1908 年的論文中，并在随後幾年内确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。這一關系後來也被稱爲萊維特定律。
萊維特随即意識到，盡管當時小麥哲倫星雲的距離是未知的，但在周光關系成立的前提下，隻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。
小麥哲倫星雲。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。這種可以作爲距離标度的天體，後來也被稱爲标準燭光。
天體所發出的光在宇宙中傳播時會随着距離逐漸衰減，因此隻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标準亮度的蠟燭火焰一般，這便是标準燭光命名的由來。
這些标準燭光就構成了宇宙中的距離标尺，任何天體都可以依靠其附近的标準燭光來确定其位置。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标準燭光參與的距離測定。
而隻要知道周期便可以确定實際光度的造父變星便是一類很好的标準燭光，因爲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（Williamina Fleming）在整理數據時也确定了天琴座 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爲天琴座 RR 型變星），這也是如今經常使用的一種标準燭光。
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 型變星或許能成爲最爲理想的标準燭光。可以将天體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。
在這些傑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爲坎坷的，衆多的女性計算員甚至本身就是天文學專業的畢業生，然而她們的薪資卻隻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，一些女性甚至提出願意免費爲成爲哈佛計算員以換取從事天文工作的資格。
随着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着。
策劃制作
作者丨貓又 中國科學院國家天文台博士在讀
審核丨韓文标 中科院上海天文台研究員
策劃丨楊雅萍
責編丨楊雅萍
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