第一章
德雷伯夫人的意图

1882年11月15日晚，位于麦迪逊大道和第四十街路口住宅区的德雷伯公馆，在电灯的映照下焕发出了新的光彩，洋溢着节日的气氛。那个星期适逢美国国家科学院在纽约举行会议，于是亨利·德雷伯（Henry Draper）博士夫妇邀请了大约40位院士来家里参加晚宴。公馆外面还是跟通常一样点着煤气灯，室内却亮起了新奇的爱迪生白炽灯——有些还漂浮在水碗里——只为给客人们用餐时更添几分乐趣。

托马斯·爱迪生（Thomas Edison）本人也坐在他们中间。几年前，他就结识了德雷伯夫妇——那是在前往怀俄明领地野营旅行并观看1878年7月29日的日全食的途中。在那段令人难忘的白日昏暗期间，爱迪生先生和德雷伯博士忙着进行他们预定的观测，德雷伯夫人却躲进了一座帐篷里，尽心尽责地为整个远征队报出日全食所持续的秒数（共计165秒）——她一直待在看不到日食的地方，以免因看到那令人心神不宁的景象而计错时间。

长着一头红发的德雷伯夫人是一笔巨额财产的女继承人，也是一位大名鼎鼎的女主人，她满意地巡视着自己举办的这场“电气化”沙龙。就连切斯特·阿瑟（Chester Arthur）总统在白宫举行晚宴时，都还没用上电灯，而且，总统也无法吸引这样一批耀眼的科学巨星前去参加聚会。这次，她迎来了两位著名的动物学家：从马萨诸塞州剑桥市南下的亚历山大·阿加西（Alexander Agassiz），以及从华盛顿的史密森学会北上的斯潘塞·贝尔德（Spencer Baird）。她还将自家的朋友、任职于《纽约论坛报》（ New York Tribune ）的怀特洛·里德（Whitelaw Reid），介绍给了以发现火星的两颗卫星而享誉世界的阿萨夫·霍尔（Asaph Hall）、太阳研究专家塞缪尔·兰利（Samuel Langley），以及东海岸每座知名天文台的台长。整个美国都找不出一位天文学家，会拒绝到亨利·德雷伯家做客的邀请。

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这是她的家，事实上，也是她幼年时的家，由她已故的父亲、铁路与房地产大亨科特兰·帕尔默（Cortlandt Palmer）建造——当时，周边地区还远远没有成为高档住宅区。如今，她尽全力确保这所房子像她一样非常适合亨利——整个三楼都变成了他的加工车间；马厩上的阁楼也被改造成了他的化学实验室，而且可以通过一条带顶棚的走廊，由住处直达。

遇见亨利之前，她几乎没怎么留意过天上的星星，就像没怎么留意过海滩上的沙粒一样。正是亨利，为她指出了它们含蓄的色彩和亮度上的差异——就在他低声诉说要放弃医学、转投天文学的梦想时。如果说刚开始，她只是假装感兴趣，以便取悦他。那么如今，她发现自己早已对此同样充满着激情，而且也证明了，无论是在婚姻中，还是在观测方面，自己都心甘情愿地成为他的伴侣。究竟有多少个夜晚，她置身于寒冷与黑暗之中，跪在他身旁，为他自制的望远镜所使用的玻璃照相底片，涂抹着那臭气熏天的感光乳剂？

看一眼亨利的餐盘就会明白，他根本没有碰晚宴上的食物。他在与感冒斗争，也许已患上了肺炎。几个星期以前，他和联邦军中的一些老战友在落基山脉狩猎时，遭遇了一场暴风雪；当时他们被困在林线以上，远离庇护所。那次受冻带来的寒气和体力耗竭，仍在深深地困扰着亨利。他看上去脸色很差，就像是在45岁时突然变老了似的。但他继续亲切地与来宾交谈，每次有人问起，他都从头开始解释：如何用自己的燃气动力发电机，为爱迪生灯泡发出稳定的电流。

不久，她和亨利就要离开纽约，前往位于上游的哈得孙河畔黑斯廷斯（Hastings-on-Hudson）的私人天文台。因为他已辞去纽约大学的教授之职，他们终于可以全身心地投入到他最重要的使命之中了。在他们共度的15年岁月里，她看到，他在恒星拍摄方面所取得的具有里程碑意义的成就，已为他赢得了各种荣誉：1874年亨利被国会授予金质奖章，当选了美国国家科学院院士，还取得了美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science）会士的头衔。要是她的亨利解开了“恒星化学组成”这个貌似自古以来就让人束手无策的谜团，世人又该对他有怎样的评说呢？

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在那个光彩夺目的夜晚结束时，亨利·德雷伯向客人们道过晚安，洗了个热水澡，然后被扶上了床。岂料他这一躺倒，就再也没有爬起来。5天后，他与世长辞了。

* * *

在她丈夫的葬礼后表达哀悼的人中，安娜·帕尔默·德雷伯觉得，哈佛学院天文台（Harvard College Observatory）的爱德华·皮克林教授在来信中说的话令她感到了一些欣慰——在亨利倒下的那个晚上，他也是参加了科学院聚会的客人之一。

皮克林在1883年1月13日写道：“我亲爱的德雷伯夫人，［来自著名望远镜制造商阿尔万·克拉克父子公司（Alvan Clark & Sons）的］克拉克先生告诉我，您准备完成德雷伯博士未竟的事业，我对此很感兴趣，这也是我给您写信谈及此事的原因。对于您采取的这一义举，我无须表示有多满意，因为很显然，您不可能竖立一座比这更为不朽的丰碑来纪念他。”

这确实是德雷伯夫人的本意。她和亨利没有孩子来继承他的遗志，于是她决定亲自承担这项任务。

皮克林继续写道：“我完全理解您的任务会有多艰巨。在这个国家里，没有哪位天文学家的工作比德雷伯博士的事业更难以完成。他所具有的非凡毅力和高超技能，保证他在经历过许多足以让其他人灰心丧气的尝试与失败之后，取得了丰硕的成果。”

皮克林特别谈到德雷伯博士最近给最亮的那些恒星拍摄的照片。这一百来幅照片，是透过一面三棱镜拍摄的，星光都被分解成了组成其颜色的光谱。尽管摄影处理会让彩虹般的色调退化成黑白的，但图像中仍然保留了每道光谱中能透漏秘密的谱线图案——这些谱线暗示了恒星的构成元素。在11月那次盛会的餐后交谈中，皮克林曾向德雷伯博士提议，可以用哈佛的专业设备对谱线图案进行测量，以帮助解读这些图案。德雷伯博士谢绝了他的好意，并信心满满地表示，在摆脱了纽约大学的教学任务、重获自由之后，他会有时间搭建自己的测量设备。但是如今一切都变了，于是皮克林又向德雷伯夫人重提旧议。他这样写道：“如果我可以做点什么，来纪念这位其才华一向令我仰慕不已的朋友，我会感到无比高兴。”

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“对于您从事的这项伟大事业，无论您最后如何安排，”皮克林在信的结尾处写道，“我都祈求您记得，如果可以在任何方面给您提供建议或帮助，我都愿尽绵薄之力，以报德雷伯博士的情谊于万一。他那份深情厚谊将永远珍藏在我心中，永远无可替代。”

几天后，就在1883年1月17日，德雷伯夫人连忙用一张带黑边框的信纸写了一封回信。

我亲爱的皮克林教授：

非常感谢您写来这封充满善意且鼓舞人心的信件。我余生唯一的兴趣就是让亨利的工作继续下去，但是我痛感自己的能力不足，无力承担这项重任。有时想到这一点，我都会完全失去勇气——我也许比任何人都要更了解亨利的诸多计划和工作方式，但是在没有助手协助的情况下，我无法继续开展工作；我的主要困难是找不到一位足够熟悉物理、化学和天文学的人才，来开展各种研究。我可能得找两位助手，一位负责天文台的工作，一位负责实验室的工作，因为我不太可能找到这样一位掌握亨利所独具的多学科知识的全才。

她打算开出可观的薪水，吸引最合格的人来应聘助手职位。她和她的两位兄弟继承了父亲的巨额房地产股份，而亨利对她那份资产一直管理得不错，取得了很好的收益。

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“想来真令人难过啊，正当他将各项事务都安排得妥妥当当，好腾出时间来从事自己真正热爱且本应大有作为的工作之际，病魔却夺走了他的生命。无论如何，我都不甘心接受这样的结局啊。”尽管如此，她还是希望在她本人的指导下，能让这项工作尽快开展起来，“并在我买下黑斯廷斯那块建有天文台的土地后，就切实地开展工作。”

在父亲约翰·威廉·德雷伯（John William Draper）博士拥有的一个乡间庄园上，亨利建起了天文台设施。老德雷伯博士在行医的同时，还积极开展化学与天文学研究；在这个家族中，他是头一位这样做的内科大夫。前一年的1月，他在鳏居中去世了。他在遗嘱中将自己全部的财产，都遗赠给了他亲爱的终身未婚的姐姐多萝西·凯瑟琳·德雷伯（Dorothy Catherine Draper）——她年轻时曾创办了一所女子学校，来资助他上学。目前，还不清楚亨利的遗孀是否能如愿地获得黑斯廷斯庄园的控制权，以便将麦迪逊大道的实验室搬到那里，然后再把这个地方捐献出来，创设一家支持原创性研究的学术机构，并将其命名为亨利·德雷伯天文与物理观测台。

“我将尽可能亲自执掌这家机构，”她告诉皮克林，“这似乎是我可以为亨利建立的唯一一座合适的纪念碑；我也只能用这样一种方式，让他的英名永垂不朽、工作后继有人。”

在信的结尾处，她恳请皮克林提出忠告。“在这个世界上，我无比孤单，要不是感觉到对亨利的工作感兴趣的那些朋友还会给我提供建议，我真的只能一事无成。”

皮克林鼓励她发表她丈夫迄今为止的所有发现，因为她可能还需要很长一段时间，才能对此有所增益。他再次提出，如果她可以非常好心地借给他一些玻璃照相底片，他很愿意用哈佛的测量仪器对它们进行仔细的核查。

德雷伯夫人同意了，但是觉得照相底片最好还是当面递交。它们都是很小的玻璃片，每片只有1平方英寸 左右。

“在接下来的10天里，我也许得去一趟波士顿，跟我一位兄弟处理一下生意上的事务，”她在1月25日写道，“如果能够成行，我会随身带些底片过去，并抽出半天时间去一下剑桥市。如果您恰好也方便，我想跟您一道查看一下这些照片，看您对它们有什么想法。”

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正如预定的那样，她于2月9日（星期五）的早上，抵达了哈佛广场上方的萨默豪斯山（Summerhouse Hill），陪同她前来的是她丈夫的密友兼同事，宾夕法尼亚大学的乔治·F. 巴克（George F. Barker）。巴克当时正准备给亨利写一部传记体的回忆录，因此，举行科学院晚宴的那天，他就住在德雷伯家。那天深夜，亨利在洗澡时猛然间感受到一阵寒意，当时就是巴克帮忙将他从浴缸中抬起来，送进卧室的。然后，他又促请另一位参加晚宴的客人——德雷伯家的邻居梅特卡夫大夫（Dr. Metcalfe），马上返回公馆。梅特卡夫大夫诊断，德雷伯患上了双侧胸膜炎。尽管亨利确实得到了最精心的护理，而且也一度表现出好转的迹象，但感染最后还是扩散到了心脏。星期天，这位大夫注意到了心包炎的症状，这更加速了亨利的死亡。他最终在11月20日（星期一）凌晨4点与世长辞。

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德雷伯夫人曾随丈夫参观过欧洲和美国的多座天文台，但是她已有好几个月没有踏入天文台了。在哈佛，这座巨大的圆顶建筑里安放着好几架望远镜，台长居所也安置在里面。皮克林教授夫妇将她领进了舒适的房子，让她感到宾至如归。

皮克林夫人的闺名是莉齐·沃兹沃思·斯帕克斯（Lizzie Wadsworth Sparks），她是哈佛前校长贾里德·斯帕克斯（Jared Sparks）的千金。她没有像德雷伯夫人那样协助丈夫进行观测，而是成了这家天文台充满活力与魅力的女主人。

爱德华·查尔斯·皮克林（Edward Charles Pickering）管理天文台的独特风格，带着一种真诚而夸张的彬彬有礼。虽说天文台捉襟见肘的经费，迫使他给充满热望的年轻助手们开出了吝啬的工资，他仍然坚持尊称他们为温德尔先生（Mr. Wendell）、卡特勒先生（Mr. Cutler）之类。他称呼资深的天文学家为罗杰斯教授（Professor Rogers）和瑟尔教授（Professor Searle），而对桑德斯小姐（Miss Saunders）、弗莱明太太（Mrs. Fleming）、法勒小姐（Miss Farrar）和其他一些每天早上都过来对夜间观测进行必要计算的女士，礼节周全得就差脱帽鞠躬了。

德雷伯夫人想知道，雇用女性担任计算员是不是一种很普遍的做法？皮克林告诉她：这并不普遍，据他所知，只有哈佛这样做，目前雇用了6位女性计算员。皮克林承认，用望远镜进行天文观测也许不适合女士，因为会让她们受累，更何况冬天还要挨冻，但是那些善于进行数字计算的女士，可以待在计算室内，为这项职业添光增彩。比如说，塞利娜·邦德（Selina Bond）是本天文台德高望重的首任台长威廉·克兰奇·邦德（William Cranch Bond）的女儿，也是他同样受人敬重的接班人乔治·菲利普斯·邦德（George Phillips Bond）的妹妹。目前，她正在协助威廉·罗杰斯（William Rogers）教授，确定哈佛天空区域中数千颗恒星的精确位置（相当于恒星在天空中的经度和纬度，即赤经和赤纬），这是德国天文学会主持的一个全球恒星测绘项目的一部分。每个晴朗的夜晚，罗杰斯教授都在这台大型的中星仪（transit instrument）上度过，记录每颗恒星穿越目镜中那些“蛛丝”的时间。因为空气——哪怕是澄澈的空气——会让光波的传播路径发生弯折，导致恒星的视位置发生偏移，邦德小姐的任务就是运用数学公式校正罗杰斯教授记录中的大气效应。她使用另外一些公式和表格，来解释其他影响因素，其中包括地球每年在其轨道上的行差、它运行的方向和地轴的摆动。

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安娜·温洛克（Anna Winlock）也跟邦德小姐一样，是在这座天文台里长大的。她是富有创新精神的第三任台长（皮克林的前任）约瑟夫·温洛克（Joseph Winlock）的长女。温洛克在1875年6月患急病去世，就在安娜从剑桥高中毕业的那个星期。不久之后，她就开始担任计算员，以帮着供养母亲和抚养弟妹。

威廉明娜·弗莱明则与她们不同，无论是家庭方面还是就学方面，都与这座天文台没什么关系。她受雇于1879年，先是在台长居所那边担任二等女佣（second maid）。她在苏格兰老家当过老师，但后来出现的一些状况——她与詹姆斯·奥尔·弗莱明（James Orr Fleming）结了婚，移民到美国，她丈夫又突然从她的生活中消失——迫使她在身怀六甲的情况下外出找工作。在皮克林夫人觉察出这位新女佣能力出众之后，皮克林先生给她重新安排了工作，让她到这座建筑的另一侧，去担任兼职抄写员和计算员。弗莱明太太刚熟悉天文台里的工作，就因预产期临近，而不得不回到了邓迪（Dundee）的家中。分娩后，她又在那里待了一年多，然后在1881年重返哈佛，并将儿子爱德华·查尔斯·皮克林·弗莱明托付给她母亲和祖母照看。

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在德雷伯夫人看来，哈佛天文台正在开展的项目，没有一个是自己熟悉的。亨利的业余身份和私人收入来源，让他得以自由地根据自己的兴趣，在恒星摄影和光谱学的前沿领域开展工作；而剑桥市这边的专业人士，则遵循着更为传统的学术道路。他们绘制星图，监视行星与卫星的轨道，追踪彗星的运行轨迹并与其他研究者进行通信，还通过电报向波士顿市、六大铁路公司和沃尔瑟姆钟表公司（Waltham Watch Company）之类的多家私有企业提供时间信号。这些工作既要求对细节予以一丝不苟的关注，也要求对单调乏味有巨大的耐受力。

当而立之年的皮克林在1877年2月1日继任台长一职时，他的主要任务是募集足够的资金，让这家天文台能收支平衡。天文台没有从哈佛学院获得经费支持来支付工资、采购设备或出版它的研究成果。除掉捐赠的利息和得自精确时间服务的收入之外，这家天文台完全依赖私人馈赠和遗赠。距离上次募集资金活动已有10年了。皮克林很快就说服了70多位天文爱好者，在未来5年里，保证每年捐助50美元到200美元。在这些捐助陆续到账的同时，他还出售了从天文台6英亩 土地上收割的野草，小赚了一笔（每年大约收入30美元，足够支付120小时计算时间的费用）。

土生土长在比肯山 的皮克林，在波士顿富有的上层社会和哈佛大学的学术殿堂之间游刃有余，左右逢源。他在羽翼渐丰的麻省理工学院担任过10年物理教师，在此期间，他对教学进行了彻底的变革——建立实验室，让学生在里面通过他设计的实验解决问题，进而学会独立思考。与此同时，他也开展了自己的研究工作，对光的性质进行了探索。他还在1870年制造了一种通过电信号传送声音的设备并进行了演示。这与亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell）在6年后完善并申请专利的设备，原理完全相同。但是，皮克林从未想过要为自己的任何一项发明申请专利，因为他相信科学家应该自由地分享思想。

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在哈佛，皮克林选择了一个至关重要却被大多数天文台忽视的研究课题：光度测量（photometry），即对一颗颗恒星的亮度进行测量。

亮度上显著的差别向天文学家们提出了挑战，要求他们解释：为什么一些恒星会比另外一些明亮。正如恒星在颜色上会有个变化范围，它们在大小上显然也存在一个范围，而且到地球的距离也各不相同。古代的天文学家按照亮度的连续变化，对它们进行了划分，从最亮的“一等星”往下，直到肉眼分辨的最低极限“六等星”。1610年，伽利略用望远镜揭示了一系列前所未见的恒星，将亮度标度的最低极限向下推到了“十等星”。到19世纪80年代，哈佛大折射望远镜（Harvard’s Great Refractor）之类的大型望远镜，能够探测到像“十四等星”那么黯淡的恒星。但是，在缺乏统一标度或标准的情况下，所有的星等估计仍然有赖于天文学家的个人判断。亮度，就像美一样，要由注视者的眼睛来确定。

皮克林试图将光度测量的精度，置于一个可以被所有人接受的牢固的新基础之上。他首先从当前使用的几种亮度标度中选择了一种——英国天文学家诺曼·波格森（Norman Pogson）的标度，他假设一等星刚好比六等星亮100倍，并据此对古代的恒星等级进行了标定。按照这种标度，星等每差一级，亮度就差2.512倍。

接着，皮克林选定了一颗指示方向的星——勾陈一，即所谓的北极星——作为所有比较的基础。他的一些前辈在19世纪60年代，曾经以通过针孔观看的煤油灯火苗作为参照物，去测定星光的亮度，这在皮克林看来无异于拿苹果与橘子做比较。尽管不是天空中最亮的恒星，但北极星被认为会始终如一地发出恒定的光芒。它还会一直保持在地球北极上方的固定位置，刚好就处于天球旋转的轴心之上，而出现在那个位置的东西，其外观最不容易被中间的气流扭曲。

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在波格森星等标和北极星的指引下，皮克林设计了一系列的实验仪器——光度计（photometer），用于测量恒星亮度。阿尔万·克拉克父子公司制造出了十来种皮克林设计的这类仪器。早期的几台就安在大折射望远镜上——那是这座天文台的主力望远镜，是当地市民在1847年馈赠的礼物。最终，皮克林和克拉克父子制造出了一种性能优越的独立式型号，他们称之为中天光度计（meridian photometer）。那是一台双物镜望远镜，两个物镜被并排安在同一个长镜筒里。镜筒保持静止，这样在同一次观测过程中，就不需要浪费时间去重新瞄准了。一对可旋转的反射式棱镜，可以让北极星通过一个物镜进入视野，再让目标恒星通过另一个物镜进入视野。用目镜进行观测的观测者（通常都是皮克林），转动一个带标号的转盘，控制仪器里的其他棱镜，以这种方式对两路光线进行调整，直到北极星和目标恒星看起来同样明亮。另一位观测者——通常是阿瑟·瑟尔（Arthur Searle）或奥利弗·温德尔（Oliver Wendell），读取转盘上的标号，并将它记录在笔记本上。两人观测组对每一颗恒星重复此过程4次，每晚观测几百颗恒星，他们每个小时换一次位置，以避免因眼部疲劳而出错。早晨，他们将笔记本交给妮蒂·法勒（Nettie Farrar）小姐——她是其中的一名计算员——由她将数据制成表格。法勒小姐先将北极星的星等任意设定为2.1，以此为基础得出其他恒星的相对值，进行平均并修正到小数点后两位。皮克林和他的团队以这种方式工作了3年，终于将哈佛这个纬度上能看得到的所有恒星都定出了星等。

皮克林光度测量研究的对象，包括两百来颗已知会随时间改变光输出的恒星。这些可变的恒星（“变星”）需要进行最密切的监视。皮克林在写给哈佛校长查尔斯·埃利奥特（Charles Eliot）的1882年年度报告中指出：要确定任何一颗变星的光周期，都需要进行成千上万次观测。有一次，“一个晚上就进行了900次测量，从晚上7点一直不间断地测到第二天凌晨2点30分——此时这颗变星达到了它的最大亮度”。

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为了对这些变星进行持续观测，皮克林需要增援。可惜，在1882年时，他连新雇一名职员的钱都掏不起。他没有向这家天文台忠实的定期捐款者索取更多的捐款，而是向业余观测者团体发出了招募志愿者的请求。他相信女性可以像男性一样从事这项工作：“许多女士都对天文学感兴趣，并拥有望远镜，但除了两三个值得一提的特例之外，她们对这门科学做出的贡献几乎为零。她们中许多人都有时间和意愿从事这种工作，特别是在女子学院的毕业生中，有许多人受过充分的训练，可以成为优秀的观测者。因为这项工作可以在家里完成，甚至可以在敞开的窗户边完成，只要室内的温度跟室外的相同就行，所以没有理由相信她们不能在这方面尽其所长。”

此外，皮克林觉得，参加天文学研究会提高女性的社会地位，并可以证明当前女子学院的大量涌现是合乎情理的：“反对女性接受高等教育的人经常批评说，她们可以跟男人一样亦步亦趋，但是几乎没有任何原创的东西，因此她们的工作不会推动人类的知识水平向前发展。如果我们指着一长串将在下面详细论述的这类观测说，它们都是女性观测者完成的，那么就可以对这种批评进行很好的反击了。”

皮克林印制并分发了数百份公开邀请函，而且还说服好几家报纸的编辑将它刊登了出来。1882年12月收到了最早的两份回信，分别来自纽约州波基普西市（Poughkeepsie）瓦萨学院的伊丽莎·克兰（Eliza Crane）和玛丽·斯托克韦尔（Mary Stockwell）；接着又收到了马萨诸塞州丹弗斯市（Danvers）的萨拉·温特沃思（Sarah Wentworth）的回信。皮克林开始给每个人分配特定的变星进行观测。虽然他的志愿者都没有中天光度计这类高级仪器，但是她们可以将她们的变星与附近的其他恒星进行比较，并估计其亮度随时间的变化。他在信中向她们建议说：“如果任何一颗恒星变得太黯淡，请告知，这样我们也许可以试着在这里（用大型望远镜）进行观测。”

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有些女性写信请求得到实用天文学或理论天文学方面的正规培训，但是哈佛天文台不提供这种课程；而且在夜晚，也不能接纳好奇的观众，无论是男性还是女性都不行。白天，台长倒是会很乐意领着访客们参观这座建筑。

作为台长，皮克林白天的职责是定期与其他天文学家进行通信，为天文台的图书馆采购图书和杂志，参加科学会议，编辑和出版《哈佛学院天文台纪事》 （ Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College ），监督财务状况，回答大众在信件中提出的问题，接待来访的达官显贵，还要订购大大小小的物品——从望远镜配件到燃煤、办公用品、钢笔、账簿，甚至是厕所的手纸。天文台每一项事务都要他亲自过问，至少也需要他签字。只有在乌云密布、无星无月的夜晚，他才能睡个安稳觉。

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德雷伯夫人的玻璃底片得在白天查看。尽管皮克林经常听人说起这些照片，甚至在11月那次科学院宴会当晚，他还和德雷伯博士讨论过它们，但是此前他一直没有亲眼见过。他习惯于通过望远镜观看光谱——星光拆分开之后形成的彩色光带，使用的是名为分光镜（spectroscope）的附加装置。那是前台长约瑟夫·温洛克在19世纪60年代购买的，当时光谱学正时兴。通过分光镜进行现场观测时，恒星会变成一条黯淡的彩色光带，从红色一端开始，经过橙色、黄色、绿色和蓝色，直到另一端的紫色。另外，还可以看到许多黑色的竖条，穿插在彩色光带中间。天文学家们相信，这些谱线的宽度、强度和间距里面暗藏着重要信息的密码。尽管这种密码还没有破解开，但是一些研究者已经提出了一些方案，根据谱线图案的相似性，对恒星进行分类。

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在德雷伯的玻璃底片上，每一条光谱看上去就像一道灰色的污迹，还不到半英寸长，但是有些包含了多达25条谱线。当皮克林将它们放在显微镜下进行观察时，它们展现出的细节让他惊呆了。拍摄这些照片需要多么高超的技巧，又需要多么好的运气啊！他知道世界上只有另一个人——英格兰的威廉·哈金斯（William Huggins）教授，曾经成功地将恒星光谱拍摄在照相底片上。在皮克林熟悉的人里面，除了德雷伯博士之外，也唯有哈金斯发现自己的妻子玛格丽特·林赛·哈金斯（Margaret Lindsay Huggins），还是一位能干的天文助手。

德雷伯夫人同意将她的这些底片留给皮克林保管，以便进行彻底的分析，然后就返回了纽约。她向皮克林夫人许诺，她将在春天或夏天再来拜访，希望到时候能看到这座天文台遍地盛开着鲜花——皮克林夫人被认为是剑桥市技艺最高超的园艺师之一。

皮克林用螺纹千分尺对每一条光谱进行了测量。到1883年2月18日，他已经可以向德雷伯夫人报告说，他发现“这些照片上包含的信息比初看时多出了许多”。每次他将千分尺的螺纹转动半周，就够那些计算员忙乎好久——先要将得到的读数绘制出来，然后运用一个公式计算，再将它们转换成波长。很显然，德雷伯博士已经表明，使用摄影方法研究恒星光谱是可行的，而通过仪器观测再将看到的东西记在纸上则不然。

皮克林又鼓动德雷伯夫人发表一份带插图的记录，不只是为了确立她丈夫成果的首发权，更重要的是，要向其他天文学家展示他这种技术前途无量。

为了帮忙准备这篇论文，德雷伯夫人请求太阳光谱研究方面的一位权威——普林斯顿大学的查尔斯·A. 扬（Charles A. Young）写了一篇导言，对亨利的那些方法进行了概述。同时，她对所有78张底片依照光谱系列编制目录，并根据亨利的笔记，给出了每张照片的拍摄日期和时间、恒星的名字、每次曝光的时长、使用的望远镜，以及分光镜狭缝的宽度，再加上偶尔对观测条件给出的评论，比如“天空中有蓝色的雾气”或“今夜风太大，绕着圆顶吹”。

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皮克林将他仔细研究过的21张底片，总结在10张表格里，并附上了解释。他报告了谱线间的距离，说明了将谱线位置转换成光的波长时，用到的方法和数学公式。他还对威廉·哈金斯在伦敦进行的类似工作予以评价，并大胆地根据哈金斯的准则，对德雷伯的一些光谱进行了归类。当他将初稿发给德雷伯夫人审核时，她反对在文中提到哈金斯。

1883年4月3日，她就该系列中的两颗恒星，给皮克林写信说：“德雷伯博士并不认同哈金斯博士的观点。”它们的光谱几乎相同，都显示出了很宽的光带，哈金斯据此将这两颗恒星归为一类，但是德雷伯的照片显示，其中的一颗恒星在光带之间还有许多细线，这将它与另一颗区分开来。“有鉴于此，我不愿意接受以哈金斯先生的分类准则作为标准，因为德雷伯博士不同意这样做。”皮克林原来也看到了不少她谈及的那种细线，但是他发现它们过于纤细，没法进行满意的测量。

德雷伯夫人补充说：“我希望您不会因为我的批评而感到恼火，不过我感觉，在发表德雷伯博士的任何工作成果时，我都想尽可能准确地表达出他的观点，因为如今他已不能亲自来对它们做出解释了。”

德雷伯夫妇在1879年6月访问伦敦期间，在位于塔尔斯山（Tulse Hill）上的哈金斯家庭天文台里，见到过威廉与玛格丽特·哈金斯夫妇。德雷伯夫人回忆说，哈金斯夫人是一位娇小的女人，一头乱蓬蓬的短发，直接往外奓，像通了电似的。她的年纪只有她丈夫的一半，但是全面参与了他的研究，在望远镜前和实验室里都参与了。

这两对夫妇好像注定要么成为对手，要么成为密友。威廉利用他经验更丰富的优势，就分光镜设计向亨利提出了有益的建议。他还推荐了一种最近刚上市的、经过预处理的新型照相干版底片。 这些底片不需要在曝光前向表面涂布液态的感光乳剂，因此可以经受更长的曝光时间。在离开英格兰前，德雷伯夫妇购买了一批拉滕与温赖特公司（Wratten & Wainwright）生产的伦敦普通明胶干板，结果证明确实受益匪浅。它们对人眼视觉范围之外的紫外波段的光线特别敏感。跟原来那种湿感光板不同，干感光板可以拍摄出适合精确测量的永久性记录。干感光板为德雷伯夫妇拍摄恒星光谱提供了必要的工具。

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“已故医学博士、法学博士亨利·德雷伯”那篇宣告恒星光谱发现的论文刊登在1884年2月的《美国艺术与科学院院刊》（ Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences ）上面。皮克林将这篇论文寄给了世界各地的知名天文学家。通过一封标注日期为3月12日的回信，他收到了威廉·哈金斯愤愤不平的回应。哈金斯在信中强调说，他觉得皮克林的某些测量“非常轻率”。“如果您能设法对此进行深入调查，我会感到高兴的，因为最好是您自己发现错误并发表勘误信息，而不是由其他人给您指出来……我妻子同我一道向您和皮克林夫人致以亲切的问候。”

皮克林确信自己没有弄错。而且，因为哈金斯从未阐述过他的测量过程，皮克林当然会寸步不让。在他们相互指责的过程中，皮克林将哈金斯的来信统统转给了德雷伯夫人。

如今，轮到她变得愤愤不平了。她在1884年4月30日写给皮克林的信中说：“我很抱歉您竟然因为对德雷伯博士的工作感兴趣，而遭到如此没有绅士风度的攻击。”在将这些回信还给皮克林之前，她自作主张地抄写了其中的一封，因为“作为书信文学中的异数，它有保存下来的价值”。

与此同时，皮克林正在物色助手，以便帮德雷伯夫人将她丈夫的工作推进到下一个阶段。他认为前任台长约瑟夫·温洛克的儿子——现任职于美国海军天文台的威廉·克劳福德·温洛克（William Crawford Winlock），是一个很有希望的候选人，但是德雷伯夫人拒绝了他。让她感到遗憾的是，她没能说服自己属意的候选人托马斯·门登霍尔（Thomas Mendenhall）舍弃他在俄亥俄州立大学的教授职位。为了排遣掉一些挫败感，她设立了亨利·德雷伯金质奖章，由美国国家科学院定期授予在天体物理学方面做出杰出成就的人。她拿出6 000美元给科学院，创立了奖励基金，又花了1 000美元，委托一位巴黎的艺术家，照着亨利的肖像，为奖章塑造了一个模具。

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1884年的春天为皮克林带来了新的财务困扰。慷慨的天文爱好者持续5年的捐赠到期了，往常那每年5 000美元的补贴即告终结。台长自掏腰包支付了各种运营费用，就这样，他还是不得不解聘了5位助手。有一次，天文台的同事们表现出了感人的齐心协力——他们集资留住了一位被解聘的人；皮克林告诉他的一群心腹顾问说：“大家都从微薄的收入中挤出钱来，提供了部分所需的资金。”他感谢“观测者们所做出的巨大努力，因为他们在没有助手的情况下，完成了原来需要记录员协助才能完成的工作。这需要增加花在观测上的时间，让这项工作变得费力了不少。虽然所表现出来的这种对科学的热情和投入非常令人高兴，但长此以往显然会对健康造成损害。确实，过度疲劳和去年那些漫长而寒冷的冬夜里挨的冻，在不止一个人身上造成了显著的影响”。

皮克林家族纹章上的箴言“ Nil desperandum ”（永不绝望），加上他本人37年来养成的长期习惯，促使台长用足智多谋与灵活变通来代替绝望。他开始构想通过什么途径，将德雷伯夫人的愿望和财富，与天文台的力量和需求结合在一起。

他在1885年5月17日的一封信中告诉她说：“我在计划一项涉及面有些广泛的恒星拍摄工作，我希望您对此感兴趣。”

皮克林打算让这座天文台的大多数项目都改弦易辙，转向摄影方向。他的两位前任——邦德父子，已经意识到了摄影术的前景，并在1850年拍下了第一张恒星照片，但是湿感光板的局限性阻碍了他们进一步的尝试。使用新型的干感光板，成功的可能性将会倍增。肯定可以证明，在照片上确定恒星的亮度和可变性，会更容易，也更准确。因为照片可以看了再看，还可以任意比对。一个有条不紊地拍摄整片天空的计划，会让分区域绘制星图的艰苦过程大为改观。作为一项额外的收获，这些照片还将揭示无数未知的黯淡恒星——就连世界上最大的望远镜也看不见它们，因为敏感的干感光板跟人眼不同，它不仅可以收集光线，还可以随着时间的流逝聚合图像。

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皮克林的弟弟威廉，刚从麻省理工学院毕业不久，就已经在那里教授摄影技术，并通过拍摄运动物体，对这项艺术的极限进行了测试。27岁的威廉答应帮助爱德华·皮克林，用哈佛天文台的望远镜进行几次摄影实验。在他们拍摄的一张照片上，一片原本只记录过55颗恒星的区域，展现出了462颗恒星。

皮克林的计划中最有希望引起德雷伯夫人兴趣的部分是一种拍摄恒星光谱的新方法。皮克林不像德雷伯或哈金斯那样，一次只关注一颗目标恒星，而是期待着在宽阔的视野中，为所有最亮的恒星拍一张集体照。为了完成这项任务，他构想出了一种新的仪器结构——将望远镜和分光镜，与人像摄影师工作室里使用的那种镜头组合在一起。

他向德雷伯夫人保证说：“我觉得，没有您的援助，我们也可以毫无困难地执行这项计划。从另一方面来说，如果您觉得它有可取之处，我们有把握让它满足您可能提出的任何条件。”

她在1885年5月21日回信说：“感谢您还好心地记得，对于任何可以与德雷伯博士的名字联系起来，并让对他的记忆得以延续的工作，我都很愿意产生兴趣。如果可以的话，我会很高兴与您合作完成您所建议的那件事，因为它与恒星光谱摄影的关联，对我产生了强烈的吸引。”此时距离亨利去世，已经过去两年多了。她仍然无法让他的天文台产出成果，在这种情况下，将他的名字借给哈佛用一用，她觉得也没什么不妥。

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皮克林缓慢而谨慎地向前推进，直到可以送给她一些用他的新仪器拍摄的恒星光谱样本，才告知她自己所取得的进步。她觉得它们“极为有趣”。她在1886年1月31日说：“如果这个计划可以满意地执行，我愿意授权每月向你们提供200美元的资助，如果有必要，还可以再多一点。”皮克林认为需要更多一点。他们在情人节那天，谈妥了亨利·德雷伯纪念项目的条款——这一项目将通过收集在玻璃底片上的信息，完成一份规模宏大的恒星光谱摄影目录。其目标是根据不同的光谱类型，对几千颗恒星进行分类——正如亨利已经计划要做的那样。所有的成果都将发表在《哈佛学院天文台纪事》上。

1886年2月20日，德雷伯夫人交给皮克林一张1 000美元的支票，这是多次分期付款中的第一笔。皮克林将这项新任务公布在所有常见的地方，包括《科学》杂志、《自然》杂志以及波士顿与纽约的各大报纸上。

那年春天的晚些时候，德雷伯夫人决定在她已经很慷慨的馈赠之外，再追加捐献亨利的一台望远镜。她在5月到访剑桥市时，对此做了稳妥的安排。因为这台仪器需要一个新的底座——亨利原本想自己打造这样一个东西的——她请阿尔万·克拉克父子公司的乔治·克拉克，以2 000美元的造价，制作相关部件；并在他的监督下，将这台设备从黑斯廷斯运送到哈佛。运达之后，它需要一间带18英尺 直径的圆顶的小房子；德雷伯夫人也打算支付这笔费用。她跟皮克林夫妇一道，漫步在天文台四周种植的稀有乔木和灌木之间，为即将新增的建筑选址。

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