脈沖星的發現者喬瑟琳·貝爾·伯勒爾

巡天

走上天文之路

喬瑟琳1943年7月15日生于英國北愛爾蘭的貝爾法斯特，父親菲利普是一名建筑師，母親阿莉森是一位虔誠的貴格教徒。她后來還有了兩個妹妹和一個弟弟。

喬瑟琳的童年是愉快的。她的家在鄉村，周圍有廣袤的農田，也許正是優美的田園生活塑造了她開朗、樂觀的性格，也使她能夠耐得住寂寞。當然，這時候喬瑟琳對天文沒啥興趣，也完全無知。

轉折發生在中學時代。那年，她的父親承包了北愛爾蘭亞爾馬天文臺的設計建造工程，喬瑟琳因此接觸到了一些天文學家。小姑娘肯定非常討人喜歡，這些天文學家給她講了天文學中許多神秘的學說和偉大的發現，使她對天文學產生了極大的興趣。很快，她就把父親書庫里所有有關天文學的書都看完了。她決定成為一名天文學家。

1961年，喬瑟琳高中畢業，報考了蘇格蘭的格拉斯哥大學，這是英國一所老牌名校，離家不遠，而且有天文學專業。但她到校注冊的時候改變了主意，進了物理系。按照她的說法，這樣既有機會進行天文學研究，找工作又不會太難。1965年，喬瑟琳畢業了，成績還不錯。

喬瑟琳準備繼續上學，攻讀博士學位。她向曼徹斯特大學的焦德雷爾班克天文中心提出了申請，但沒有成功;同時，她還向劍橋大學和澳大利亞一所大學提出了申請。其實喬瑟琳沒對劍橋大學抱多大希望，她已經開始準備去澳洲了。

但她居然被劍橋大學錄取了。

喬瑟琳終于正式走上了天文學的研究之路。

打造新式望遠鏡

喬瑟琳來到劍橋大學時，她的導師安東尼·休伊什正在建設一個大型射電望遠鏡，這是無線電波研究帶來的一種新玩意兒，實際上就是一堆接收天線，用來接收來自宇宙天體的無線電信號。大約在30年前， 也就是20世紀30年代，人類才由美國無線電工程師第一次捕捉到來自太空的無線電波。

這張照片拍攝于1968年，當時的貝爾25歲。

休伊什當時感興趣的是利用天體的閃爍來測量類星體的角徑。所謂的閃爍是指恒星或者其他天體的光波在進入大氣層以后，由于大氣擾動而出現強度的快速起伏。角徑則是衡量天體在天球上大小的一個指標。一般來說，角徑越大，閃爍就會越小，反之亦然。他申請到了17000英鎊的經費，以便對一部已有的射電望遠鏡進行擴建。喬瑟琳正好碰到了這個機遇，于是，她成了苦力。

休伊什在面積達18200平方米的場地上安裝天線。與我們今天看到的那些巨型大鍋不同，休伊什的望遠鏡就像果園一樣，是由一根根天線組成的，這里要豎起上千根高2.75米的柱子，用來支撐長達120千米的天線。喬瑟琳的主要任務就是和另外5名學生一起，把這120千米長的天線正確組裝上去，連接起來，以便能把它們收集的信號合并，使微弱而不可測的振蕩電流增大到可以捕捉和放大。這部射電望遠鏡可以借助地球的自轉掃描星空。工程不小，休伊什看來真是需要不少勞力，這也許是喬瑟琳能夠意外被劍橋大學錄取的重要原因。當然，我們不能因為這事苛責休伊什，研究生做苦力也是學術界的傳統，就像學徒要從打雜開始一樣，直到今天也是這樣的。

1967年7月，在喬瑟琳當了兩年半苦力以后，天線網陣終于順利連接完畢，可以正式啟用。謝天謝地，她還有一點時間，可以完成她的博士學位論文。

奇怪的信號

為了記錄星體的閃爍并方便解讀，課題組沒有使用計算機，而是刻意使用了紙帶記錄儀。事實證明，這個決定相當正確。喬瑟琳在分析了100多米的記錄紙后，已經能夠根據數據區分哪些是天體傳來的閃爍信號，哪些是電視臺、飛行器等的干擾信號。她能干凈利落地拋棄那些干擾信號，找到需要的信息。

完成一項科學發現的兩大重要因素——材料和特定設備的選擇、研究者分析和處理信息的素養，在喬瑟琳這里得到了完美的結合。

新發現，已經只是時間問題。

但是，分析數據確實是一項艱苦而繁重的工作，尤其是有一臺在不停吐數據的設備。在之后的兩個月里，喬瑟琳盡量追趕記錄儀吐出的紙帶，但仍然落后一點，到了10月份，就已經積累了300多米沒有分析的紙帶……真是一項可怕的工作！

難能可貴的是，喬瑟琳依然保持著清醒的頭腦和敏銳的洞察力，并且一絲不茍地在進行工作。

實際上，8月6日晚上她就發現了異常。她找到了一組“奇怪的信號”，這組信號既不能歸入天體閃爍的信號，也不同于人類制造的干擾信號。這組信號有多長呢？在大約121米的紙帶中能占1.2厘米的長度。喬瑟琳的態度之認真由此可見一斑。

之后，她對該信號進行了追蹤，發現這組信號每隔大約23小時56分鐘被記錄一次，出現得非常準時。要知道，這個時間恰好是地球自轉一周的時間，也就是說，每當射電望遠鏡掃描到這個位置的時候就會出現這個特殊的信號?；蛘哒f，這段特殊的信號是由某個位置的一個天體發出的！

休伊什在聽取了喬瑟琳的匯報后，同意繼續觀測這個信號。但不幸的是，他們正要更換一臺更好的記錄儀，所以，必須停止觀測一小段時間。然而，當9月喬瑟琳再次運行記錄儀時，怎么也找不到那個信號了。

來自星空的“小綠人”

直到11月28日，這個信號終于又出現了。喬瑟琳寫道：“記錄紙帶在筆尖下徐徐移動，我看得出來這個信號由一系列脈沖組成，我還覺得這些脈沖好像是等時間間隔的。當我從觀測儀器中把紙帶取出來，這些猜測在分析了圖形后就立即得到了證實。相鄰脈沖的時間間隔是1.33秒?！?

她將這個結果報告給了休伊什。休伊什認為這個信號只能是某種人為的信號，也許是個干擾現象。不過第二天晚上，休伊什還是親臨現場，觀看了脈沖記錄的形成。之后，他確認，確實沒有過類似信號的記錄，而且應該是來自太空。

喬瑟琳的發現很快引起了小圈子的內部討論，有人甚至認為這可能是地外文明向地球發出的信號，并打趣地稱之為“小綠人”。然而喬瑟琳并不喜歡這樣的解讀。

圣誕節即將到來了，“小綠人”卻一直壓在喬瑟琳的心頭。在回家度假的前夜，她再次進入實驗室進行分析。讓人振奮的是，在強射電源仙后座A影響的天區里，她又找到了一個“小綠人”——整整齊齊的一段脈沖，周期是1.27秒。她把結果放在休伊什的桌子上，然后就歡天喜地地去過節了。因為，在她心里，所謂的外星人信號之類的猜測已經完全被否定：怎么可能會有兩個遙遠的星球恰好都找到了她的探測頻率，而且采用同一種方式向她發送信號？

休伊什顯然也有點亢奮了，他在假期讓射電望遠鏡保持工作狀態，在記錄儀里裝滿了紙，把記錄筆灌足了墨水，甚至在圣誕節當天還專程過來檢查了儀器。然后，當喬瑟琳假期結束回到天文臺時，就有一大堆記錄紙等她來分析了……

當然，休伊什也沒給她白攢工作。她很快又發現了兩組信號，而且第四組比前三組脈沖的頻率要短得多，只有大概1/4秒。這是一個讓人驚嘆的頻率，是什么樣的恒星能夠發出如此高頻的脈沖呢？

休伊什覺得，是時候公布這些發現了。

原來是中子星

1968年1月，一篇題為《一個快速脈沖射電源的觀察》的文章被寄給了《自然》雜志。論文共有5位作者，作為導師和課題組領軍人，休伊什是第一作者，喬瑟琳為第二作者，在當時，這個排位是沒有問題的。如果放在今天，一個比較合理的安排是，喬瑟琳是第一作者，休伊什是通信作者。但當時并沒有通信作者的說法，休伊什的作者排位并不過分。

2周以后，也就是2月9日，文章發表。如此迅速的發表在《自然》雜志中并不常見，說明了文章的重要性。

他們的發現在天文學界引起了震動，涌現了許多解釋這一發現的理論。與媒體爆炒“小綠人”不同，學界將解釋指向衰老的恒星。幾經論證，大家終于取得了共識，這應該是人們尋覓許久的中子星。

在那個時代，人們已經對恒星的演化過程有了比較可靠的認識。著名物理學家朗道根據橫向演化理論指出，一定質量范圍內的恒星在演化的后期會發生爆炸，內部劇烈的壓縮會使質子和電子被壓縮到一起，形成純中子狀態的星球——中子星。中子星的密度極大，每立方厘米可以重達1000萬噸。整顆恒星坍縮后還不及地球大小。同時，按照角動量守恒定律，它將獲得極大的轉速，大約一秒甚至更短時間就能自轉一周，而在它的磁軸上會不停發出電波。這就好比一個不停旋轉的燈塔，每旋轉一周，就會有一束光照過來。這也是記錄儀上產生信號脈沖的原因，脈沖的時間間隔，正是它自轉的周期。當時，人們對尋找中子星抱有極大的興趣，很多人試圖通過X 射線等尋找中子星，但都失敗了。

中子星的發現，終于落到了喬瑟琳和休伊什的頭上。

這一年，喬瑟琳博士答辯，當然，順利過關。

貝爾與她的終身成就獎

欠一個諾貝爾獎

在天文學界點燃了焰火之后，喬瑟琳結婚了。1968年，喬瑟琳和馬丁·伯勒爾結合，也因此獲得了她名字最后的那個姓氏，成了喬瑟琳·貝爾·伯勒爾，他們的婚姻一直維系到1993年。

丈夫是一個政府職員，喬瑟琳心甘情愿地隨他到處搬遷。她悄然離開了天體物理學領域，做一點兼職教學，偶爾也涉足一點研究。這位曾非常有前途的女博士開始淡出人們的視野。

但人們沒有忘記她的貢獻。1973年，富蘭克林研究所把該年度的邁克爾遜獎章頒發給休伊什和喬瑟琳。作為諾貝爾獎的風向標之一，人們紛紛預測，諾貝爾獎要來了。

果然，1974年，諾貝爾獎委員會把物理學獎授給了休伊什和賴爾兩位天文學家。這是首次將物理學獎頒發給天文學家。賴爾得獎的原因是在射電天文學上的整體研究，而休伊什則是因為發現了脈沖星。但，這里沒有喬瑟琳！

這一決定引起了巨大爭議，盡管休伊什確實做出了很大貢獻，準備觀測設備和方案，也指導和把握了研究節奏，但把第一發現人排除在獎項外，仍是令人匪夷所思的。

造成這一情況的原因可能有兩個：一是由于喬瑟琳的女性和學生兩個弱勢身份，讓她受到了不公正對待;二是諾貝爾獎的評獎委員會對脈沖星的發現過程缺乏完整的了解，只根據論文的署名順序頒發了獎項。但不管哪種解釋，都不光彩。

科普作家約翰·格里賓毫不客氣地指出，“諾貝爾委員會曾經做過很多奇怪的決定”，把喬瑟琳排除在外“是最令人震驚的決定之一”。天體物理學家霍伊爾爵士也調侃說，諾貝爾（Nobel）獎就是“沒有貝爾（No-Bell）”獎（“貝爾”是喬瑟琳的姓氏）。

對此，喬瑟琳反倒比較冷靜。她也許曾失望或不滿，但從沒有表現出來。她說：“脈沖星的發現已經給我帶了來巨大的快樂和一些我不應得到的名聲?！?/p>

也許是接受了這次事件的教訓，后來，在1993年給脈沖雙星的發現頒獎時，赫爾斯（R.A.Hulse）和他的導師泰勒（J.H.Taylor） 共同獲得了榮譽。在那一次頒獎典禮上，委員會格外精心，特意邀請了喬瑟琳，這應該算是一種補償吧。