22歲成為院士：他是女科學家的剝削者，還是鋪路人？

皮克林是哈佛天文臺任期最長的臺長。在他擔任臺長期間，他領導團隊完成包含20多萬顆恒星光譜的德雷珀星表，有力推進了恒星物理學的發展。同時，他對變星、太陽系內天體、星云等眾多類型的天體系統進行了富有成效的研究。他總結出來的皮克林線系為量子物理學的發展做出貢獻。在擔任臺長期間，他培養了眾多杰出的女天文學家，但也被一些人指責為剝削女性。那么，他到底是女性的剝削者，還是女科學家的鋪路人？

撰文 | 王善欽、鄒莎莎

22歲的科學院院士

1846年7月19日，愛德華·皮克林（Edward Charles Pickering，1846-1919）出生于美國馬薩諸塞州（麻省）波士頓一個書香門第。他的父親是愛德華·皮克林（Edward Pickering）。他只比他父親多了一個中間名。他的母親是查洛特·哈蒙（Charlotte Hammond）。

皮克林在童年時就對天文感興趣，在大約12歲時就自己制作了一臺望遠鏡，并用其觀測到了木星的衛星。在波士頓的一所拉丁學校讀完中學后，皮克林進入哈佛大學勞倫斯科學學院（Lawrence Scientific School），該學院后來改名為工程與應用科學學院。

1865年，19歲的皮克林從哈佛大學畢業，獲得學士學位。他先是留校當了一年本科生數學指導教師，然后成為麻省理工學院（MIT）的助理教授，并在1867年成為MIT的物理學泰耶（Thayer）教授，時年21歲。

1868年，22歲的皮克林被選為美國藝術與科學學院院士。1869年，他建立起全美第一個物理實驗室。1872年，26歲的皮克林成為美國科學院有史以來最年輕的院士，同年建立羅杰斯（Rogers）物理實驗室并擔任主任。皮克林的學術升遷非常順遂，可謂年少得志。

1874年，皮克林與莉齊·斯帕克斯（Lizzie Sparks）結婚，后者的父親杰瑞德·斯帕克斯（Jared Sparks，1789-1866）是一名歷史學家，曾擔任哈佛大學校長。
哈佛天文臺與恒星測光

在MIT期間，皮克林積極開展物理學方面的教學與實驗室建設。不過，從1869年起，他開始將主要研究興趣轉向天文學與天體物理學。他發表于1869年與1870年的論文中，有一篇研究了日食時的日冕（太陽最外層的高溫稀薄物質），一篇研究了極光的光譜。

1876年秋，30歲的皮克林被哈佛大學天文臺（以下簡稱“哈佛天文臺”）聘為第四任臺長，并于次年2月入職。

哈佛天文臺的地面建筑，約1899年。圖源：Harvard College Observatory

哈佛天文臺于1847年安裝了一臺口徑為15英寸（38厘米）折射望遠鏡，此后到1867年，它是全美最大的折射望遠鏡，因此被稱為“大折射望遠鏡”。

哈佛天文臺的“大折射望遠鏡”。圖源：A. Sonrel - Harvard College Observatory

皮克林執掌哈佛天文臺后，開始測定大量恒星的星等。星等分為視星等與絕對星等，前者衡量天體的亮度（看上去的明亮程度），后者衡量天體的光度（真實發光功率）。

早在古希臘時期，古希臘天文學家喜帕恰斯（Hipparchus，約前190-約前120）就根據恒星的亮度將肉眼可見的恒星分為6個等級，最亮的是1等星，最暗的是6等星。

1856年，英國天文學家柏格森（Norman Pogson，1829-1891）精確定義了星等，規定1等星的亮度是2等星的亮度的2.512倍，依次遞推。據此可知，1等星的亮度是6等星的100倍。2.512也因此被稱為“柏格森比例”（Pogson’s ratio）。事實上，這個比例是先規定1等星亮度是6等星亮度的100倍，然后定義相鄰整數星等之間的亮度比例。這個關系又被推廣到0等、負數星等（如?1等）與分數星（如1.5等）等，以及負分數等。我們熟悉的北極星的星等約為2等，天狼星的V波段星等為?1.46。

在皮克林的時代，絕大多數可見恒星尚未被確定出距離，因此也無法確定絕對星等，只能確定視星等。但在當時，視星等的精確測量也不容易。

這方面最早獲得重大突破的是德國天文學家澤爾納（Johann Z?llner，1834-1882）。他發明了“澤爾納天體光度計”，用它來測太陽與其他恒星的星等。夜晚，澤爾納調節燈光，使其與肉眼看到的星光一樣亮，從而確定恒星的亮度（星等）；白天，澤爾納調節入射的日光，使其與肉眼看到的燈光一樣亮，從而確定太陽的亮度（星等）。通過這個方法，澤爾納測定了太陽與一些恒星的星等。

皮克林希望使用一個比煤油燈更精確的對比物，于是他發明了“子午光度計”（meridian photometer），并以北極星為標準確定恒星的星等。

從1879年10月25日到1882年9月17日，皮克林用子午光度計測量不暗于6等的4260顆恒星，進行了94476次比較。這些結果被編制到“哈佛測光表”（Harvard Photometry）中，于1884年面世。這是世界上第一個給出幾千顆恒星星等的測光星表。

1880-1890年之間的皮克林。圖源：公共版權

皮克林還研究了其他測量恒星星等的方法與儀器，如普理查德（Charles Pritchard，1808-1893）發明的光劈測光器（wedge photometer）。
天文照相術

皮克林進入天文學領域前后，正是照相術與天文學結合的時代。當望遠鏡與照相底片搭配時，望遠鏡就成為天體照相儀。哈佛天文臺也曾在這場技術革新中占據一席之地。

1847-1852年，哈佛天文臺第一任臺長邦德（William Bond，1789-1859）和惠普（John Whipple，1822-1891）使用“大折射望遠鏡”多次拍攝月球。1850年7月16-17日晚，他們拍攝了織女星，這是人類首次拍攝太陽之外的恒星。他們使用的是銀版照相術。

這些成果使哈佛天文臺在世界天文學界獲得了一定的地位。然而，在更高效的濕版照相術替代銀版照相術之后，哈佛天文臺卻中斷了天文照相方面的工作。隨后，快捷、高效的干版照相術開始替代濕版照相術，并獲得令人矚目的成果；哈佛大學天文臺依然無所作為。

這些成果激發了皮克林對天文照相術的強烈興趣。1882年，皮克林的弟弟威廉·皮克林（William Pickering，1858-1938）為他進入天文照相領域提供了關鍵幫助。

威廉也是一位著名的天文學家，他21歲時畢業于MIT，此后一度留在MIT工作，并于25歲時成為美國藝術與科學學院院士。威廉的研究方向之一就是照相術，他制造的底片此后成為皮克林進行天文照相的重要器材。

威廉·皮克林。圖源：Unknown author

進入天文照相領域之后，皮克林測定恒星亮度的方法發生改變，效率也因此大大提高。當時的照相底片對藍光敏感，獲得的恒星星等為“照相星等”；而人眼對黃光（V波段）敏感，測出的星等為“目視星等”。皮克林深入研究后，得到了二者的轉換關系。

1908年，皮克林在兩篇論文中分別給出亮于6.5等的9000多顆恒星與暗于6.5等的36000多顆恒星的位置、星等與光譜，一起構成一個包含45000多顆恒星的星表，即“修訂哈佛測光表”（Revised Harvard Photometry）。
物端棱鏡與照相術的結合

1885年，皮克林首次將“物端棱鏡法”與天文照相術結合。物端棱鏡法將頂角較小的棱鏡橫著放置在物鏡前方，用以分解星光。

物端棱鏡原理圖。圖源：《中國大百科全書·天文學》（第一版，中國大百科全書出版社），433頁，“物端棱鏡”詞條。

皮克林將一個頂角為30度的棱鏡橫放在一個口徑為2.5英寸（6.35厘米）的物鏡前端，在同一張底片上拍攝到昴星團內40顆恒星的光譜，它們各自呈現條狀。皮克林發現這些恒星的光譜類型相同。由于昴星團是年輕的疏散星團，皮克林的這個結果意味著這些恒星有同樣的起源。

哈佛天文臺于1893年獲得的一張底片。圖源：Annals of Harvard College Observatory, 99 (1924), frontispiece

物端棱鏡與照相術的結合可以讓觀測者同時拍攝大量恒星的光譜。皮克林的團隊在每個望遠鏡物鏡前端放置2-4個物端棱鏡，使每張底片可以拍攝約80平方度的天區，相當于滿月所占天區（0.2平方度）的400倍；平均每張底片可以同時拍攝到40顆恒星的較清晰的光譜，有的底片甚至同時拍攝下200顆恒星的光譜。這個工作大大提高了獲取恒星光譜的效率。

亨利·德雷珀星表與哈佛女計算員

1882年，天體照相術與恒星光譜分類的先驅之一德雷珀（Henry Draper，1837-1882）病逝。他的遺孀安娜·帕爾末·德雷珀（Anna Palmer Draper，1839-1914，以下簡稱為“安娜”）決定捐巨資贊助一個天文團隊來完成大量恒星的光譜拍攝與分類，完成德雷珀未竟的事業。（參見《他是一名醫生，卻改變了天文學》《她做了一個“違背祖訓”的決定，然后將一個學科推進了幾十年》）

亨利·德雷珀的照片（左）與安娜·帕爾末·德雷珀的畫像（右）。圖源：William R. Howell (New York)（左）；John White Alexander（右）

皮克林得知消息后，主動聯系安娜，積極游說。在物端棱鏡與照相術成功結合之后皮克林向她描述了這項技術的廣闊前景。安娜受到鼓舞，對這項技術寄予厚望。

經過幾個月的談判，安娜在1886年2月承諾成立“亨利·德雷珀紀念”（Henry Draper Memorial）基金，用以贊助皮克林團隊完成德雷珀的遺愿——為大量恒星光譜分類。安娜還將德雷珀曾經使用過的8英寸（20.3厘米）與11英寸（28厘米）口徑的折射望遠鏡贈予哈佛天文臺。

為加快進度，皮克林利用德雷珀基金招聘女性工作人員從事恒星的光譜分類工作，共同編制德雷珀星表。天文臺招聘非專業人員從事計算工作的歷史很悠久（后來逐漸專業化），他們被稱為“Computers”，即計算員，既有男性，也有女性。當時的Computer不是“計算機”的意思，后來才更多地用于稱呼計算機。有些文獻稱呼計算員為“人類計算機”，這是本末倒置的；應該把電子計算裝置稱為“電子計算員”，即“計算機”。

必須強調的是，皮克林并不是哈佛天文臺中首次招募女計算員的人；在他獲得捐助之前，哈佛天文臺就有6名女計算員。不過，皮克林是哈佛大學天文臺最先開始大規模招募女計算員的人。據統計，從他開始啟用德雷珀基金，到他逝世，哈佛天文臺先后招聘了80多名女計算員。

在皮克林的團隊中，男天文學家負責用底片拍攝恒星光譜，女計算員負責分析、研究、分類與登記底片。按照協議，皮克林的團隊將獲得不暗于9等的10萬顆恒星的光譜，并將它們分類。

約1910年或1911年拍攝的“天文臺小組”（Observatory Group）照片。第二排左起第三人為皮克林。圖源：Harvard University Archives / HUPSF Observatory (14). Harvard Libraries

從1886年到1901年，皮克林組織團隊分批拍攝恒星光譜，分批編制《亨利·德雷珀星表》（Henry Draper Catalogue），并定期向安娜匯報進展。在此過程中，女計算員團隊負擔了繁重的分析、登記工作。

在這些從事光譜分類的女計算員中，弗萊明（Williamina Fleming，1857-1911）、坎農（Annie Cannon，1863-1941）與莫里（Antonia Maury，1866-1952）尤其出色。弗萊明與坎農先后領導女計算員團隊，高效完成了大批恒星光譜的分類。莫里（她是德雷珀的外甥女）則提出復雜、深刻的分類方法；雖然這個方法效率較低，但卻揭示了恒星光譜與恒星物理其他性質（光度、質量）的更深刻關系。此外，庫什曼（Florence Cushman，1860–1940）也是這個項目的重要成員之一。

從左到右：弗萊明（約1890年）、坎農（約1922年）與莫里（約1887年）。圖源（從左到右）：Unknown author；New York World-Telegram and the Sun Newspaper；Vassar College

皮克林對女計算員們始終彬彬有禮。女計算員們被安排在哈佛天文臺的工作室集中工作，由幾個特別出色的女計算員監督管理，皮克林每隔一段時間來工作室走一圈。坎農后來在紀念文章中說：“他將這些女性視為天文學界的平等伙伴，對她們親切有禮，仿佛在社交場合與她們相見。”

有些人將他招募的女計算員們稱為“皮克林的后宮”（Pickering’s Harem），這樣的戲稱既不尊重忠于家庭的皮克林，也不尊重那些勤勤懇懇的女計算員，折射出那些人對女性的輕蔑。

1911年到1915年，在皮克林與坎農的領導下（當時弗萊明已經逝世，莫里已經離開哈佛天文臺），哈佛天文臺完成了分為九卷的《亨利·德雷珀星表》，它包含22.53萬顆不暗于9等的恒星的位置、星等與光譜分類，首次實現了對幾十萬顆恒星的光譜進行編表的目標。拍攝這些恒星光譜的玻璃照相底片重達120噸。

1911年，畫家Sarah Putnam繪制的皮克林的畫像。圖源：Sarah Gooll Putnam

1918-1924年，德雷珀星表的各卷相繼出版。德雷珀星表是人類歷史上第一個大樣本恒星光譜數據庫，它記錄的幾十萬顆恒星光譜的底片在此后幾十年內一直是天文學家的寶貴資料庫，影響至今，為人類深入認識恒星的本質起到不可替代的作用。對這些恒星光譜的分類還產生了著名的“哈佛分類法”，它至今還被寫在全世界的天文學教科書里。

事實上，在德雷珀星表發表之前，皮克林的團隊拍攝的恒星光譜就已開始造福國內外同行。一些同行寫信向皮克林索要為公開發表的光譜底片信息時，他總是慷慨答應，并安排女計算員檢索底片，整理出信息后，發送給有需要的同行。通過這個方式，他協助了眾多天文學家的研究，進一步促進了天文學與天體物理學的發展。

德雷珀星表的完成離不開德雷珀早期的努力，離不開安娜的遠見與慷慨資助，也離不開皮克林率領的團隊的辛勤而充滿智慧的工作。率領團隊完成這個偉大工作的皮克林無疑功勛卓著。
變星研究

在執行德雷珀星表編制的過程中，皮克林也沒有忘記對變星的系統觀測。與亮度基本不變的普通恒星不同，“變星”因為其亮度變化明顯而得名。一部分變星的亮度變化非常有規律，每隔一個確定時間就重復一次此前的亮度變化，這個時間被稱為這類變星的周期。

從1880年開始，皮克林對各類變星進行詳細地觀測與研究，發表了大量與變星有關的論文與報告。1881年，皮克林將變星分為5大類：新星、長周期變星、造父變星、不規則變星與大陵五型變星。

當時所說的“新星”在后來被分為“經典新星”與超新星，后者的光度比前者高得多。長周期變星是周期變星，造父變星與大陵五型變星也是周期變星。造父變星通過脈動改變亮度，我們熟悉的北極星就是一顆造父變星，其星等在1.86等到2.13等之間變化。大陵五型變星屬于“掩食雙星”（Eclipsing binary stars），其雙星成員在觀測者視線上周期性地互相遮擋對方，導致總亮度周期性變化，以大陵五（Algol）為代表。

掩食雙星的亮度變化示意圖。圖源：NASA

1882年，皮克林呼吁天文學界關注變星的觀測。這一計劃雖然一開始遭到一些同行的反對，但英國天文協會變星分會和美國變星觀測者協會（AAVSO）還是在后來實現了這樣的合作。

皮克林及時將天文照相術與變星觀測相結合，成為世界上第一個利用天文照相術研究變星的人。他帶領團隊拍攝變星在不同時期的圖像，并測量底片曝光形成的黑點的大小，計算出對應時期的星等，從而獲得大量變星的亮度演化規律。

皮克林終身保持著對變星的興趣；在他留下的約2000篇論文或報告中，大約有300篇的標題中包含了變星（variable或variable star）一詞。在皮克林的一生中，他與團隊成員共發現了3435顆變星，占當時為止被發現的變星總數的2/3以上。
南半球觀測站

為了獲得全天的恒星光譜，更好地完成德雷珀星表的編制，皮克林還領導團隊建立了哈佛天文臺的南半球觀測站。此前，哈佛天文臺只能觀測北半球與南半球低緯度區域上空的恒星。

南半球觀測站的建立可以追溯到1879年。那一年，富豪博伊登（Uriah Boyden，1804-1879）逝世。他將遺產捐給哈佛天文臺。哈佛天文臺利用其中一部分購買了一臺口徑13英寸（33厘米）的折射望遠鏡——“博伊登望遠鏡”。1889年，這臺望遠鏡被搬到觀測條件更好的，位于加州的威爾遜山（Mount Wilson）。

1889年，皮克林派同事拜利（Solon Bailey，1854-1931）去南半球尋找可以觀測南天的站點。拜利于1889年在秘魯首都利馬（Lima）的一座山上建立了觀測站，它被命名為“博伊登觀測站”，它所在的山被命名為“哈佛山”（Mount Harvard）。

1890年，博伊登觀測站被遷往秘魯的阿雷基帕（Arequipa）市附近的一座山上，博伊登望遠鏡也在此后從威爾遜山被搬運到博伊登觀測站，并從1891年開始拍攝恒星。南半球觀測站拍攝的底片被分批次運回哈佛天文臺本部。

1891-1911年間，位于博伊登觀測站內的博伊登折射望遠鏡。圖源：Harvard College Observatory

1895年，哈佛天文臺將24英寸（61厘米）的“布魯斯望遠鏡”安裝到博伊登觀測站。這臺望遠鏡由慈善家凱瑟琳·布魯斯（Catherine Bruce，1816-1900）捐資打造。布魯斯望遠鏡運行后，立即成為當時世界上最強大的天體照相儀。

位于哈佛天文臺博伊登觀測站的布魯斯望遠鏡（左）與其中的透鏡（右）。圖源：Harvard University Archives（左）；Jim Harrison（右）

勒維特的重要發現

哈佛天文臺南半球觀測站的建立，不僅為哈佛天文臺執行全天恒星的光譜與測光研究提供了保證，也為此后星系天文學與宇宙學的一個重要發現奠定了基礎。

在皮克林的團隊中，勒維特（Henrietta Leavitt，1868-1921）負責帶領小組人員研究變星。有人認為皮克林因為冷落勒維特而打發她去研究自己不抱希望的變星觀測。這是一種誤解；實際上，正如上面所說，皮克林在德雷珀星表的編制計劃尚未浮出水面時，就投入大量時間研究變星。

勒維特帶領團隊分析哈佛天文臺南方觀測站拍攝的底片，從中尋找變星。她從大、小麥哲倫云星系的底片中確認出1777顆變星。1912年，勒維特從小麥哲倫云被確認的造父變星中挑出25顆，發現它們的星等（亮度的對數函數）與周期的對數之間存在一次函數關系。

勒維特（拍攝時間不可考）。圖源：Unknown author

小麥哲倫云與地球距離很遠，可以認為它里面的造父變星與地球的距離相等，因此它們的絕對星等（光度的對數函數）也與周期的對數之間存在一次函數關系。這就是造父變星的“周期－光度關系”（周光關系）。

勒維特給出的小麥哲倫云星系中的25顆造父變星的亮度與亮度變化周期之間的關系。圖源：Leavitt, H. S & Pickering, E. C

利用周光關系，只要測出任意兩顆造父變星的光度變化周期與其中一個造父變星的光度，就可以直接計算出另一個造父變星的光度。再根據光度與亮度的簡單關系，就能計算出后者的距離。

因此，計算造父變星的周光關系成為測量星系距離的最重要工具，并很快引發了天文學與宇宙學的巨大變革。哈勃（Edwin Hubble，1889-1953）使用周光關系首次明確證明“仙女座大星云”是銀河系之外的一個星系，從而創建了星系天文學。哈勃還使用周光關系測出數十個星系的距離，得到“星系退行速度與距離成正比”的結論，這是宇宙膨脹的第一個觀測證據，最終導致了大爆炸宇宙學的誕生。

周光關系后來也被改稱為“勒維特關系”。勒維特的這個劃時代的貢獻，離不開她本人的刻苦與高超的能力，但也離不開皮克林的大力扶持。沒有皮克林創建南半球觀測站并利用德雷珀基金支持這個項目，勒維特這個成果就可能在后來被其他人獲得。
皮克林線系與量子物理學

在獲取大量恒星光譜的過程中，皮克林還獲得一些特殊的重要成果。1896年，弗萊明發現編號為“船尾座ζ星（ζ-Puppis）”的恒星光譜中存在一組令人迷惑的吸收線系，并上報給皮克林。

皮克林深入研究這些光譜后發現：這個線系每隔一條譜線，其波長就與當時天文學與物理學領域熟知的氫的“巴耳末線系”的波長相等。他給出一個公式，其中分母為n^2-4^2（作為對比，描述巴爾末線系的公式的分母為n^2-2^2）；令公式中的n為5到21之間的整數，計算出的波長就與觀測到的那些光譜線的波長相等。

此外，皮克林發現，當n為偶數（4、6、……、18、20）時，計算出的波長與觀測到的氫的巴爾末線系的波長幾乎完全相等；當n為奇數時，其波長不僅與巴爾末線系的波長不相等，而且與此前實驗室觀測到的其他各種元素的光譜線波長都不相等。除了船尾座ζ星，大犬座29號星的光譜也有這個特點。

因此，皮克林認為，這兩顆星中出現的光譜可以被分為兩大類；其中，第一類光譜線就是氫的巴耳末線系，第二類光譜線是氫在“不同溫度或不同壓強等條件下”產生的光譜線。這個線系因此被稱為“皮克林線系”（Pickering series）。1912年，福勒（Alfred Fowler，1868-1940）在放電管的氫氦混合氣體中也觀測到皮克林線系。福勒認同皮克林的看法，堅信那就是氫發射出來的。

1913年，玻爾（Niels Bohr，1885-1962）指出氫的“巴耳末線系”是氫的核外電子從更高能級躍遷到第二能級時發出的輻射。他還解釋了“皮克林線系”：氦原子失去一個電子后形成的一次電離氦的結構類似于氫原子（一個原子核加一個核外電子），當它們的核外電子從大于4的能級躍遷到第4能級時，發出的輻射就是“皮克林線系”。若光譜中的部分輻射被處于第4能級的一次電離氦吸收，則對應皮克林吸收線系。如果更高能級是大于4的偶數，則這種躍遷產生的光譜線與氫的巴爾末線系幾乎重合。

1913年，玻爾給盧瑟福（Ernest Rutherford，1871-1937）去信，請求他讓福勒用實驗檢驗他的這個推論，然而福勒并不相信這種假說。盧瑟福請伊萬斯（E. J. Evans，生卒年不詳）做這個實驗。伊萬斯在一個玻璃管中充入純氦氣，玻璃管放電后，果然得到了皮克林線系。到1915年，光譜學家們都相信皮克林線系來自氦，而不來自氫。

皮克林線系在早期量子論發展中占有重要的地位。對皮克林線系的正確解釋是玻爾量子論的幾大勝利之一。這不僅提高了玻爾及其量子論的聲望，也讓皮克林與“皮克林線系”名垂物理學史。
女科學家的鋪路人，還是她們的剝削者？

皮克林招募女計算員的事在后代引發了爭議。一部分人贊揚他為女性從事天文學研究鋪平了道路。另外一些人批評他只給女計算員一小時25美分（大約相當于現在的7.5美元）的薪水，僅為男性同行的一半，這是在剝削女性。

前一個評價自然是正確的。在皮克林的指導下，弗萊明、坎農、莫里、勒維特等女計算員因為在恒星光譜分類與變星領域的工作而成為著名的天文學家，與皮克林一樣名垂青史。他與女計算員之間的關系不像老板與員工之間的關系，更像導師與學生之間的關系。他是這些女天文學家當之無愧的鋪路人。

后一個評價卻有一定問題。首先，因為女計算員的時薪不是皮克林制定的。在他進入哈佛天文臺前，那里就以25美分的時薪雇傭了幾名女計算員。皮克林應該被批評的似乎應該是：他并沒有積極去提升女計算員的工資。不過，皮克林有不得已的苦衷：在資金總額不變的情況下，顯著提高所有女計算員的工資，會使能夠招聘的人員減少，導致德雷珀星表的編制進度被推遲。他每年都要向安娜匯報研究進度，以確保次年可以繼續獲得資助。安娜后來的資產一度出現問題，項目差點難以為繼。安娜逝世后，她捐給哈佛天文臺的遺產雖多，但不足以支付此后印刷德雷珀星表的各種支出，哈佛天文臺使用其他經費補足了差額。

其次，對于一些能力特別強的女計算員（如勒維特），皮克林會在一開始就給出稍高的工資；對于一些工作年限較長的女計算員，工資也會得到顯著提升（但依然低于男性天文學家）。

男女同工不同酬的現象在當時是普遍現象。皮克林似乎是這個不平等現狀的“受益者”。但是，如果皮克林為了避免“剝削女性”的惡名而不去招聘女計算員，她們大概率會失去成為天文學家的機會。那個時代幾乎全世界的大學和研究機構都拒絕女性進入科學研究領域——哪怕女性不要任何報酬

在皮克林領導與指導下，哈佛女計算員們的努力也得到了薪酬之外的回報。一部分女計算員在當時就成為備受世界同行贊賞的杰出天文學家。她們獲得的巨大榮譽激勵了當時大量對天文學感興趣的女性。

皮克林逝世后，哈佛天文臺繼續公開招聘女計算員與無薪實習生時，求職的信件如雪花般飛向哈佛天文臺。大量女性不在乎低薪，甚至不要報酬，只為能夠在哈佛天文臺這個享譽世界的科學圣殿中得到天文學訓練，獲得“哈佛女計算員”這個榮耀的身份，并在此后成為天文學家。

作為杰出女科學家的鋪路人，皮克林是當之無愧的。我們對他的批評不應脫離時代背景與當事人面對的具體情況。

勤奮的一生

皮克林一直保持著異常的勤奮——白天他不時指導團隊，大多數時間在撰寫論文與報告；晚上他進行觀測，并繼續撰寫論文與報告。在難得的休息時間里，他躺著讓助手為他念莎士比亞等人的著作，作為放松的方式。在他的一生中，他與合作者完成了約2000篇論文或報告。除去一些重復的內容，依然有1000多篇。

除了恒星光譜等領域外，皮克林對星系（當時依然被作為星云的一類）、行星狀星云、恒星形成區、新星、小行星、彗星、行星的衛星等領域也做出不同程度的貢獻。

例如，他于1879年確定小行星灶神星的直徑約為513千米（誤差為17千米），與現在測出的灶神星平均直徑的精確值（525千米）高度接近。1890年4月，皮克林與弟弟威廉用博伊登望遠鏡拍攝火星，并在圖像中發現了火星極冠區域的冰蓋及其變化。

曙光號（Dawn）探測器于2011年7月24日在5200千米遠處拍攝的灶神星的圖像。圖源：NASA / JPL / MPS / DLR / IDA / Bj?rn Jónsson

由于他對天文學的重要貢獻，皮克林先后兩次獲得英國皇家天文學會金質獎章（1886，1901），還獲得德雷珀獎章（1888）、布魯斯金質獎章（1908）等重要獎項。其中，德雷珀獎章由安娜設立，布魯斯金質獎章由布魯斯出資設立。此外，他從1905年開始擔任美國天文學會會長，直到其逝世，持續14年，是該學會任職時間最長的會長。
逝世與紀念

皮克林的妻子于1906年逝世，他在此后余生中經常因為思念妻子而陷入悲痛。1919年2月3日，皮克林在患病10天后逝世，享年72歲。他被葬于馬薩諸塞州的奧伯恩山（Mount Auburn）公墓。
從1877年開始擔任臺長直到逝世，皮克林在哈佛天文臺臺長的職位上勤勤懇懇工作了42年，是哈佛天文臺至今為止任職時間最長的臺長。直到臨死前不久，他還在工作。

在他逝世前，德雷珀星表已全部完成，前2卷已被出版。在臨終時，他照例給卷3寫了前言，但沒有等到它面世。坎農負責了后面6卷的出版事務。后來，坎農等人將德雷珀星表進一步擴充到包含35萬9082顆恒星的光譜。

皮克林領導的團隊的出色工作不僅使哈佛天文臺在恒星測光與光譜觀測領域在長達半個世紀的時間處于世界領先的地位，更大大推動了天文學、天體物理學與宇宙學的發展，也有力地推進了照相術在天文學中的應用。

雖然從上世紀70年代開始，電荷耦合裝置（charged coupled devices，CCD）逐步取代照相底片，但皮克林開辟的“物端棱鏡巡天”這個重要方法卻沒有被淘汰，直到現在依然被用于獲取大量天體的光譜。

為了紀念他，月球與火星上都有一個隕石坑被命名為皮克林隕石坑（Pickering crater），784號小行星被命名為皮克林小行星（Asteroid 784 Pickeringia）。

阿波羅16號飛船拍攝的月球上的皮克林隕石坑。圖源：James Stuby based on NASA image

皮克林生前有眾多愛好，早期喜愛爬山與騎車，晚年則喜歡看足球、聽音樂。他曾經擔任過一個登山俱樂部的會長。由于他對登山的熱愛以及他在天文學與物理學上的成就，加州的一座山峰被命名為皮克林峰（Mount Pickering）。

皮克林峰。圖源：Mitch Barrie

參考文獻（滾動閱讀）

[1]Cannon, Annie J. 1919,“Edward Charles Pickering". Popular Astronomy. 27: 177.

[2]Pickering, E.C.1869, “Obs. of the corona during the eclipse. Aug. 7, 1869”.

[3]Pickering, E.C.1870, “The Spectrum of the Aurora”, Nature, 3, 58, 104-105

[4]Pickering, E.C., Searle, A.,& Wendell, O.C.1884, “Observations with the meridian photometer during the years 1879-82”, Annals of Harvard College Observatory, 14, 1-512.

[5]Pickering, E.C.1908, “Revised Harvard Photometry: a catalogue of the positions, photometric magnitudes and spectra of 9110 stars, mainly of the magnitude 6.50, and brighter observed with the 2 and 4 inch meridian photometers”, Annals of Harvard College Observatory, 50, 1-258.

[6]Pickering, E.C.1908, “A Catalogue of 36,682 Stars fainter than the magnitude 6.50 observed with the 4-inch meridian photometer: forming a supplement to the Revised Harvard Photometry”, Annals of Harvard College Observatory, vol. 54, 1-280

[7]Pickering, E. C. 1890,“The Draper Catalogue of stellar spectra photographed with the 8-inch Bache telescope as a part of the Henry Draper memorial”, Annals of Harvard College Observatory, 27, 1–388

[8]Maury, A. C. & Pickering, E. C. 1897,“Spectra of bright stars photographed with the 11-inch Draper Telescope as part of the Henry Draper Memorial”, Annals of Harvard College Observatory, 28, 1.

[9]Cannon, A. J. & Pickering, E. C. 1901,“Spectra of bright southern stars photographed with the 13-inch Boyden telescope as part of the Henry Draper Memorial”, Annals of Harvard College Observatory, 28, 129.

[10]Cannon, A. J.; Pickering, E. C. “The Henry Draper Catalogue”, Annals of Harvard College Observatory, Vol 1, hours 0 to 3, 91 (1918);Vol 2, hours 4 to 6, 92 (1918); Vol 3, hours 7 to 8, 93 (1919);Vol 4, hours 9 to 11, 94 (1919);Vol 5, hours 12 to 14, 95 (1920);Vol 6, hours 15 to 16, 96 (1921);Vol 7, hours 17 to 18, 97 (1922);Vol 8, hours 19 to 20, 98 (1923);Vol 9, hours 21 to 23, 99 (1924).[11]Cannon, A. J. 1936, “The Henry Draper extension”, Annals of Harvard College Observatory

[12]Cannon, A. J. & Shapley, H.1937,“The Henry Draper charts of stellar spectra”, Annals of Harvard College Observatory. 105 (1): 1.

[13]Cannon, A. J. & Mayall, M. W. 1949,“The Henry Draper extension. II”, Annals of Harvard College Observatory, 112: 1.

[14]Leavitt, H. S. 1907, “1777 variables in the Magellanic Clouds”, Annals of Harvard College Observatory, 60, 87–108.

[15]Leavitt, H. S.& Pickering, E. C. 1912, “Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud”, Harvard College Observatory Circular, 173, 1–3.

[16]Johnson, G. 2005. “Miss Leavitt's Stars: The Untold Story of the Woman Who Discovered How To Measure the Universe” (1st ed.). New York: Norton. ISBN 978-0-393-05128-5.

[17]Pickering, E. C. 1896,“Stars having peculiar spectra. New variable stars in Crux and Cygnus”, Harvard College Observatory Circular, 12, 1–2.

[18]Pickering, E. C. 1897,“Stars having peculiar spectra. New variable Stars in Crux and Cygnus”, Astronomische Nachrichten, 142 (6), 87–90.

[19]Pickering, E. C. 1897,“The spectrum of zeta Puppis”,Astrophysical Journal, 5, 92–94.

[20]Fowler, A. 1912, “Observations of the Principal and other Series of Lines in the Spectrum of Hydrogen”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 73 (2): 62–63.

[21]Bohr, N. 1913,“On the constitution of atoms and molecules, part I”, Philosophical Magazine. 26 (151): 1–25. “On the constitution of atoms and molecules, part II: Systems Containing Only a Single Nucleus”, Philosophical Magazine. 26 (153): 476–502. “On the constitution of atoms and molecules, part III: Systems containing several nuclei”, Philosophical Magazine. 26 (155): 857–875.

[22]Bohr, N. 1913,“The Spectra of Helium and Hydrogen”, Nature. 92 (2295): 231–232.

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