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数学家传记

安妮·坎农Annie Jump Cannon

出生
1863年12月11日 美国特拉华州多佛
逝世
1941年4月13日 美国马萨诸塞州剑桥

安妮·坎农是一位美国天文学家,他的工作导致了哈佛恒星分类方案的产生。

完整传记

美国天文学家安妮·坎农于1863年12月11日出生,父母是Wilson Lee Cannon(1817-1905)和Mary Elizabeth 坎农(1839-1893)。Wilson 坎农是特拉华州的造船商和州参议员,他与第一任妻子Ann Scotten(1818-1859)有四个孩子,即Henry White 坎农(生于1845年)、Ella 坎农(生于约1847年)、Mary Elizabeth Cannon(生于1850年)和Hattie Hester 坎农(生于1856年)。本传记的主人公坎农是Wilson与第二任妻子Mary 坎农的三个孩子中的老大,有两个弟弟,Wilson Lee Cannon(生于约1866年)和Robert Barrett 坎农(生于约1869年)。Mary 坎农童年时对观星感兴趣,并被认为最初激发了女儿坎农对天文学的兴趣。Mary还曾在费城附近的一所贵格会精修学校学习天文学。

正是在Mary对这一学科的鼓励下,坎农会在他们房子的阁楼里,使用一本旧的天文学教科书,学习星座并识别星星。直到1898年,她才发现了她的第一颗星,而它的确认直到1905年才到来。坎农还从她母亲那里学到了家庭经济学,她后来在组织她的研究时派上了用场。

1877年至1880年,她在特拉华州多佛的威尔明顿会议学院(现为卫斯理学院)就读,展现出潜力,尤其是在数学方面。作为最早入学的学生之一,坎农从1880年起就读于马萨诸塞州的韦尔斯利学院,这是当时顶尖的女子学术学校之一。塞西莉亚·佩恩-加波施金写道[17]:-

不久前,她回忆起[在韦尔斯利学院]的那些早期日子,“人们可能会以为女孩们非常严肃认真,”她说,“但她们似乎总是在笑。”她以这种精神度过了一生,总是为许多人看来极其艰苦和苛刻的职业赋予欢乐和活力。

她于1884年毕业,作为告别演说者获得物理学学位。完成学位后,她回到特拉华州度过了接下来的十年。

正是在这段时间里,她培养了对摄影的兴趣和技能。她于1892年航行到西班牙,在那里用她的Kameret相机拍照。对于1893年芝加哥世界哥伦布博览会,她的摄影作品与她自己的散文一起发表在一本名为In the footsteps of Columbus的小册子中。以下是小册子中的一段摘录,以展示坎农的散文:-

哦,西班牙,熙德的故乡,天主教徒伊莎贝拉的故乡,哥伦布的故乡,你拥有其他土地所没有的魅力!你的卡斯蒂利亚山谷将诗意编织进最平凡的灵魂。你的安达卢西亚山脉将浪漫和歌声注入精神本身。我不是艺术家,但你灿烂的阳光在我的Blair胶片上画出了比画笔或铅笔更真实的场景,我不是诗人,但我的Kamaret照片比歌曲或十四行诗更好地歌颂你。

关于小册子的更长摘录,请参见THIS LINK

此后不久,她因一场猩红热几乎失聪。正是这种残疾可能在某些领域阻碍了她的职业生涯,但从长远来看也可能帮助了她。据信,John Hopkins的Raymond Pearl不会投票让她成为国家科学院的成员,因为她失聪。因此,直到1978年才有女性天文学家当选为该科学院院士。然而,也有人认为她的失聪使她难以社交,导致她选择了一种能够全身心投入工作的生活方式。

她既未结婚,也没有子女。她将自己的成功归功于勤奋工作和心无旁骛[11]:-

我不值得特别的赞扬;我只是专注于我的工作——仅此而已。我发现它是如此引人入胜,以至于其他一切都不存在了。大多数女性的问题在于她们不能坚持自己的工作。她们结婚后就放弃了。请注意,我相信婚姻是件好事,如果女人嫁对了人的话。但它不应比阻止男人的工作更多地阻止女人的工作。

随着1893年她母亲的去世,家里的生活变得更加艰难。坎农回到韦尔斯利学院攻读数学、物理学和天文学的 graduate study。在Sarah Frances Whiting教授(1847-1927)的指导下,她是当时美国为数不多的女物理学家之一,坎农对光谱分析产生了兴趣。正是这个主题,她将投入余生。

来自恒星的电磁辐射通过棱镜或衍射光栅进行分析。它显示出被谱线分割的彩虹色,每条谱线表示一种特定的化学元素。正是谱线的强度决定了该元素在恒星中的丰度。

为了推进她的工作并获得更好的望远镜,坎农以“特殊学生”的身份进入马萨诸塞州剑桥的拉德克利夫学院。拉德克利夫学院设在哈佛学院附近,以便拉德克利夫学院的女性能够受益于哈佛教授的讲座,这些教授会过来重复他们的讲课。

在拉德克利夫学院学习后,她被聘为Edward C Pickering(1846-1919)的助理,他是哈佛学院天文台新当选的台长。他让Williamina P 威廉敏娜·弗莱明(1857-1911)负责招聘一批女性助理,即所谓的“Pickering's Women”。她于1896年将坎农加入团队。在1885年至1900年间,弗莱明挑选了20名助理来整理恒星光谱照片。Second Catalogue of Variable Stars由坎农制作,并于1907年在Annals of the Astronomical Observatory at Harvard College中作为第55卷第I部分出版。标题页上写着“由坎农 J 坎农,天文台助理,在台长Edward C Pickering的指导下。”关于Edward Pickering撰写的序言,以及坎农撰写的引言摘录,见THIS LINK

坎农和她的工作受到Pickering的高度赞扬(被许多来源引用,例如[11]):-

坎农是世界上唯一能如此迅速完成这项工作的人——无论男女。

当她最初开始对恒星光谱进行分类时,她可以在三年内分类1000颗恒星,但到1913年,她每小时能处理200颗。手头的工作是完成始于1885年的Henry Draper星表。该星表最终给出了225,300颗恒星的光谱分类,并于1918年至1924年间出版。目标是绘制并定义天空中每颗恒星的 photographic magnitude 约为9。在1918年出版的第一卷中,Pickering写道:-

为坎农编目所需的光谱分类工作由坎农 J 坎农于1911年10月2日开始,并于1915年9月30日基本完成。后来又从较晚的底片上取得了一些补充光谱,这些底片上的暗星此前尚未分类。已分类的光谱总数为242,093条,涉及约222,000颗恒星。北方恒星的大部分是根据安装在剑桥的8英寸坎农望远镜拍摄的709张底片分类的。同样,南方恒星的1,409张底片是用安装在秘鲁阿雷基帕的坎农望远镜拍摄的。

正是在这里,坎农将从事她日后为人所铭记的工作。弗莱明最初根据氢光谱线的强度,用从A到Q的字母对恒星光谱进行分类。然而,在天文台工作的另一位助手坎农采用了一套包含从I到XXII共22个分组的方案,并进一步根据光谱线的锐度增加了3个细分。坎农看到了一种更简便的方法。她简化了弗莱明的方案,删除并重新排列了一些字母,得出O、B、A、F、G、K、M这些类别。她还保留了P表示行星状星云,Q表示不寻常的恒星。她还利用了坎农的数字划分,引入从0到9的10个等级。

很快人们意识到,坎农的恒星分类方案是基于恒星的温度,其中顺序从最热的O到最冷的M,并确定这是一种合适的方法。因此,从1922年5月9日起,当国际天文学联合会通过该决定时,她的光谱分类被普遍采用。正是通过这种分类方法,坎农等人能够出版他们的9卷亨利·德雷珀星表。为后来成为亨利·德雷珀扩展的部分又进行了47,000次额外分类,分两卷,分别于1925年和1949年出版。仅做了微小调整,坎农实施的分类方法至今仍在使用。

她开始职业生涯后不久,她的工作和敬业精神就得到了表彰。1907年在韦尔斯利完成学业并获得硕士学位后,她于1911年接替弗莱明担任哈佛天文照片馆馆长,并于1914年成为皇家天文学会的荣誉会员。她成为第一位获得欧洲大学荣誉博士学位的女性:1922年,荷兰格罗宁根大学授予她数学和天文学博士学位。不久之后,她获得了英国牛津大学授予女性的第一个荣誉博士学位[22]:-

数百年来,牛津大学一直向科学和艺术领域的杰出男性授予荣誉学位,但第一次有女性获此殊荣,科学博士学位被授予哈佛大学天文台的坎农,以表彰她对天文学长期作出的一系列宝贵贡献,其中最主要的是完成了包含225,300颗恒星的星表——《亨利·德雷珀恒星光谱表》。……坎农于6月1日乘船前往欧洲,亲自接受了该学位。她将拜访英格兰和法国其他地区的天文学家,并将于7月在英格兰剑桥出席国际天文学联合会的三年一度会议。她是该联合会国际光谱分类委员会的成员。

1931年,National Academy of Sciences向她颁发了亨利·德雷珀奖章[14]:-

美国天文学界最显著的荣誉之一最近授予了哈佛大学天文台的坎农博士,去年11月在纽黑文举行的国家科学院会议上,她因在天体物理学方面的杰出成就而被授予亨利·德雷珀奖章。也许关于恒星的任何单项信息都不像恒星光谱知识那样渗透到天文研究的如此多不同方面。在距离、亮度、温度、大小、运动、空间分布、变化和物理结构等问题中,恒星光谱都发挥着揭示性的作用。而正是坎农过去三十年不懈的工作,才使目前关于恒星光谱的许多知识得以存在。

次年,她获得了艾伦·理查兹研究奖。她将这笔奖金转交给美国天文学会,从而得以设立坎农奖,该奖项授予在获得博士学位五年内对天文学做出杰出贡献的女性天文学家。首次颁奖于1934年进行。

1938年,她成为哈佛大学教员,被任命为威廉·克兰奇·邦德天文学讲席教授。

她的成就列表和职业轨迹对于她那个时代的女性来说 certainly 不常见。在这一行工作中,女性很少能升到助理以上,许多人每小时只挣25美分,每天工作7小时,每周工作6天。在天文台工作的另一位也做出重大贡献的女性是亨丽爱塔·勒维特,她像坎农一样,是聋人。

除了在天文台的工作之外,坎农还在天文学的发展和普及方面发挥了重要作用。她帮助促成国际学界人士之间的合作与设备交换,承担了类似天文学大使的角色。她撰写书籍和文章,提高了该领域的地位,并进而代表职业女性参加了芝加哥世界博览会。

此外,她还是全国妇女党的成员,1929年,全国妇女选民联盟将她列为12位最伟大的在世美国女性之一。她是少数几位曾被选入美国哲学学会的女性之一,也是最早成为美国天文学会官员的女性之一。

坎农于1940年正式从天文台退休,但继续进行研究,直到次年去世。

她对天文学的贡献被视为无价的,影响了许多其他问题和研究领域。它帮助天文学从单纯的观测科学进步为具有伟大理论和哲学内容的科学。在她的一生中,她发现了约300颗变星、5颗新星和1个分光双星。她一生中手动分类的恒星比任何人都多,总数约为35万颗。她不仅速度非常快,而且也很准确。

在超过40年的职业生涯中,坎农不仅提升了天文学的声誉,还帮助女性在科学界获得接受和尊重。

在患病一个月后,她于1941年4月13日在马萨诸塞州剑桥因心力衰竭去世,享年77岁,直到去世前几周她仍在继续从事天文学工作。

参考文献

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