撰文| 鞠 强

编辑| 吕浩然

2020年4月5日，天文学家玛格丽特·伯比奇（Margaret Burbidge）在美国旧金山逝世，享年100岁。作为20世纪最杰出的天文学家之一，她的研究涉及恒星、类星体和星系等多个领域，对天体物理学的发展产生了深远影响。耶鲁大学天文学和天体物理学中心主任梅洛·厄里（Meg Urry）这样评价她：“她就像是苍穹上的一颗恒星，做出一个又一个重要的发现，照亮我们所有人。”

1919年8月12日，玛格丽特出生在英国达文波特。4岁时，她和家人搭乘横渡英吉利海峡的夜班轮船去法国度假。在船上她第一次领略到夏季星空的美丽，从此产生了对天文学一生的挚爱。玛格丽特很有数学天赋，12岁的时候就开始阅读一位远房亲戚、英国天文学家和数学家詹姆斯·金斯（James Jeans）的著作。1939年，她在伦敦大学学院（UCL）获得了学士学位。

在第二次世界大战期间，很多英国的科学家和技术人员都投入到服务于战争的科研中，因此玛格丽特要一边在伦敦大学学院攻读博士学位，一边维持伦敦大学天文台的运行。她的博士论文研究的是变星仙后座γ的光谱。当时的观测条件很差，玛格丽特经常要一个人在寒冷的夜晚进行户外观测，还不时会遭遇德国空军对伦敦的轰炸。但这些都没有使她退却，战时的灯火管制还为她创造了更好的观测环境。她在自己的自转中写道：“那些夜晚实现了我早年的梦想。”1943年，她在伦敦大学学院获得了博士学位。战后，她开始为伦敦大学系统内的各校学生讲授天文学。在当时听课的学生中，就有后来大名鼎鼎的科幻小说家阿瑟·克拉克（Arthur Clarke）。

1948年，玛格丽特和物理学家杰弗瑞·伯比奇（Geoffrey Burbidge）在相识6个月后结婚。玛格丽特对天文学的热情和丰富的光谱学知识促使杰弗瑞从物理学转向对恒星的研究。1951年，玛格丽特前往美国芝加哥大学叶凯士天文台工作。1953年，她返回英国。在此期间，她和丈夫对恒星中元素丰度的研究引起了实验核物理学家威廉·福勒（William Fowler）的注意。福勒当时在剑桥大学和另一位著名天文学家弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）合作进行研究。霍伊尔在1946年和1954年先后发表论文，指出恒星如何将氢和氦转化成更重的元素，这个过程被称作恒星核合成（stellar nucleosynthesis）。

福勒邀请伯比奇夫妇一同前往剑桥大学，同他及霍伊尔研究恒星中的核反应。当时玛格丽特已经怀孕，但作为一名出色的观测天文学家，她仍然在获得恒星光谱数据的观测中发挥了关键作用。伯比奇夫妇和霍伊尔把观测数据同福勒在实验室中进行核反应实验获得的数据进行比较，证实了恒星核合成理论。1957年，他们共同在《现代物理评论》（Reviews of Modern Physics）上发表了题为《恒星中元素的合成》（Synthesis of the Elements in Stars）的论文。此后，由于这项研究被频繁引用，他们提出的理论干脆被同行用四人姓氏的首字母命名，称为B2FH理论。

这是天体物理学研究历史上具有里程碑意义的论文之一。组成人体、生命和地球的元素都来自恒星内部的一系列核反应。这些元素通过恒星爆炸的形式进入宇宙空间中，成为构成新的恒星、行星和其它天体的原材料，并使生命的出现成为可能。我们身体中的碳、我们呼吸的氧以及我们血液中的铁，都是恒星核合成的产物。我们现在能够把短暂的生命同宇宙中上百亿年来持续不断发生的壮丽现象联系在一起，正是要得益于玛格丽特等人的杰出工作。

1983年，福勒因为“对宇宙中形成化学元素的核反应的理论和实验研究”而同提出了“钱德拉塞卡极限”的钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）分享了当年的诺贝尔物理学奖。他对玛格丽特和杰弗瑞未被授奖而感到惊讶。霍伊尔对稳态宇宙理论的坚持在学术界有很大的争议，同时他还因为乔瑟琳·贝尔·伯内尔（Jocelyn Bell Burnell）未被授予1974年诺贝尔物理学奖而对评委会进行了激烈的批评，没有获奖倒是情有可原。贝尔和玛格丽特错失诺奖被很多人认为是诺贝尔奖对女性的歧视，但玛格丽特对此持保留意见。

1955年，玛格丽特到加州理工学院（Caltech）工作。1962年，她开始在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）工作直到1988年退休。在20世纪六七十年代，玛格丽特的主要工作是测量星系的质量、组成和旋转曲线，同时还对当时刚刚发现不久的类星体进行光谱学研究，成为这个领域内的先驱。她曾经发现了那时已知的最遥远的天体，并保持这个纪录将近十年。

1972年，玛格丽特当选美国科学院院士，她是美国科学院历史上第一位女性天文学家院士。同年，她被任命为英国格林尼治天文台台长。在这座久负盛名的天文台300年的历史上，她是首位女性台长。但在1974年，她因为工作上的分歧离开格林尼治天文台，返回美国。1976年，玛格丽特成为美国天文学会（AAS）首任女性主席。1979年至1988年，她担任加州大学圣地亚哥分校天体物理和空间科学中心（CASS）首任主任。在此期间，她还于1983年担任美国科学促进会（AAAS）主席。在她的研究生涯中，她的最后一项重要工作是帮助开发了哈勃太空望远镜上的暗天体摄谱仪。依靠这台设备，她领导的数据分析团队在一个星系的中心附近发现了一个超大质量黑洞。

玛格丽特外表优雅而安静，和她共事过的美国加州大学利克天文台（Lick Observatory）台长乔·米勒（Joe Miller）曾经在接受采访时提到：“我太太经常说，如果伊丽莎白女王需要替身演员的话，玛格丽特就可以担任。”但同时，米勒又说：“在她的天鹅绒手套下是钢铁般的拳头。她了解自己了解和相信什么，并且会坚持自己的原则。”（It was the classic iron fist under her velvet glove. She knew what she knew and believed strongly, and she would stick to her principles.）

玛格丽特的一生见证了女性在科学界争取平等权利的过程。1945年，她申请卡内基天文台的博士后职位被拒绝，原因是这个职位需要在当时只允许男性使用的威尔逊山天文台工作。此后，她申请过威尔逊山天文台的工作又再次因为性别原因被拒。后来，经过不懈的努力，她终于可以和丈夫一起在威尔逊山天文台进行观测工作，但还是在食宿等方面被区别对待，并且只能担任丈夫名义上的助手。即使大部分的观测工作实际上是由她完成的。

与此同时，玛格丽特也反对积极区别对待政策，她希望实现的是真正的男女平等。她曾拒绝了美国天文学会授予她的以著名女性天文学家安妮·坎农（Annie Cannon）命名的安妮·坎农奖（Annie Cannon Prize），因为这个奖项只授予女性天文学家。在她担任美国天文学会主席期间，她积极说服会员同意不在尚未批准美国宪法平等权利修正案的州召开会议。虽然这个提议当时引起了不小的争议，但最后还是涉险通过。

CASS主任乔治·福勒（George Fuller）认为，在20世纪天文学转变成物理学的一个重要分支的过程中，玛格丽特是其中的巨人之一。我们可以把福勒的这个评价放在一个更大的历史背景中加以理解。今天，天文学的研究离不开物理学的方法，但在一个世纪之前，天文学和物理学还泾渭分明。一个例子是，虽然2019年诺贝尔物理学奖授予三位科学家以奖励他们在宇宙学和系外行星研究领域里的成就，但在一个世纪之前这几乎是不可想象的事情。诺贝尔物理学奖评委会在很长时期内都不把天文学视作授奖的领域，因此在20世纪上半叶，只有1936年的诺贝尔奖与“天上的事情”有关（维克托·赫斯发现宇宙辐射）。而从20世纪50年代开始，以B2FH理论为代表的一批成果，标志着科学家使用物理方法对天体进行深入研究的成功。20世纪六七十年代，诺贝尔物理学奖评委会开始对天体物理学和宇宙学给予更多的关注。这是天文学发展的一个黄金时期，也是玛格丽特开始研究星系和类星体的时期。

玛格丽特一生中获得了众多荣誉，包括美国天文学会的亨利·诺里斯·罗素讲座（Henry Norris Russell Lectureship）和英国皇家天文学会的金质奖章。除了前面提到的职位外，她还是英国皇家学会会士和美国艺术与科学学院院士。第5490号小行星也以她的名字命名。

玛格丽特从加州大学圣地亚哥分校退休后仍然和丈夫坚持工作到本世纪初。在超过60年的职业生涯里，她的研究不断向前推进我们认识宇宙的边界。玛格丽特始终把自己当作一名观测天文学家。1994年，她曾经在《天文学和天体物理学年度评论》（Annual Review of Astronomy and Astrophysics）上发表了一篇题为《星空守望者》（WATCHER OF THE SKIES）的自传，回顾了自己（和丈夫）的天文学研究历程，并特别提醒年轻一代的天文学家们，在没有先进设备的时代里如何开展天文学观测。正如厄里所说，玛格丽特作为一位先驱，对后来人影响巨大。

这位星空守望者，这位同行眼中的星空的一员，将与繁星同在。