第6章《后宫》丈量宇宙
从索菲到马吕斯，从梅西耶到赫歇尔，在过去的千年里，天文学家一直受到晦涩星云的挑战。当罗斯勋爵通过利维坦望远镜看到漩涡图案时，他感到非常惊讶。
生活在南半的人们并不知道，明亮的星云一直都是用肉眼观察到的，尽管苏菲在《星辰之书》中提到过这样的传说，并感叹大自然的创造。[17]
直到16世纪麦哲伦的航行中，他和他的船员们才惊讶地发现在银河系恒星带外的赤道以南有两个重要的大星云。星云包含无数明亮的恒星和广阔的白光带。它们后来分别被命名为大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。
19世纪末，美国哈佛天文台台长爱德华皮克林准备利用现代望远镜和摄影术重建所有恒星的档案。当然，他不想重复从井里观察天空的局限性，于是他派人远征南半，并在秘鲁建立了一个天文台，拍摄了北半一半的星空。一整年都没有见到他。两个麦哲伦星云是寻找各种恒星的丰富资源。[12]90-91
1877年，皮克林就任主教，当时他年仅30岁。他的工作其实只是一个简单的车间。四十年前，哈佛大学在无偿的情况下给了当地钟表匠、业余天文学家邦德一个虚假头衔，他自筹资金建造了当时美国最大的望远镜，促成了哈佛天文台的成立。1850年，邦德成为拍摄星星的第一人。
为了实现自己的梦想，皮克林竭尽全力向各地筹集资金。幸运的是，他得到了亨利杜雷贝遗孀的大力支持。在成功拍摄到星云的光谱线后，杜雷波萌生了单枪匹马拍摄所有星星、解开宇宙奥秘的热情，可惜英年早逝。在皮克林的坚持劝说下，杜雷贝夫人陆续向哈佛天文台捐赠设备，并每年捐出大量资金支持皮克林以“亨利杜雷贝”名义编制星表的计划。[10]3-20
皮克林本人就是一位技术创新大师。他设计了一种“双目”望远镜，可以同时聚焦北极星和其他恒星，以便在目镜中同时观察。与北极星相比，测得的恒星亮度可以很容易确定，大大减少了主观性和随机性的因素。[10]11-12
在早期的光谱观测中，光谱仪连接到望远镜目镜的背面，这样一次只能观察和拍摄一颗恒星。通过将光谱棱镜直接安装到望远镜前面的物镜中，皮克林能够同时分离视野中数百颗恒星的光谱。该光谱在胶片上成像，就像一只小蚂蚁在玻璃上爬行。[10]22
图6-1哈佛天文台拍摄的一张光谱照片
上面的黑色小道是恒星的光谱，旁边是佳能记录的数字。
每天晚上，天气好的时候，哈佛大学和秘鲁皮克林的天文学家都会用他们的工作望远镜和相机拍摄一系列星空照片。天上所有的星星都在中心。
这些积累的照片意味着天文观测已经进入“大数据”时代。皮克林需要计算机来帮助他处理大量数据。
他当然没有现代意义上的计算机。当时，“计算机”一词并不意味着今天计算机所做的事情。指执行简单、重复性任务的低级别人员。哈佛天文台已经有几个这样的计算器。如果您能够识别摄影图像或光谱、比较恒星的亮度、测量距离角度以及使用计算尺根据既定公式进行计算，那么您不需要太多的天文学知识。但最困难的部分是要有额外的耐心和细心。正因为如此，皮克林对他的员工不满意，很难找到合适的人选。这时，妻子提醒他注意家里的保姆。
威廉敏娜弗莱明(WilhelminaFleming)来自苏格兰，21岁时随丈夫移民到美国，但很快就被抛弃了。她已经有了一个儿子，但怀孕了，不得不做保姆来维持生计。皮克林很快注意到她有条不紊的风格，并安排她到天文台兼职帮忙。毫不奇怪，她的表现很快就超越了男同事。[10]9-10
皮克林越来越确定，女性比男性更适合这些“人机”工作。她们听话、热情，也许更重要的是，她们比男性同行便宜得多。他很快招募了十几名不同年龄、背景和教育水平的女性专门从事数据处理。传统的哈佛大学反对这种令人震惊的做法，但由于天文台在财务上独立，因此没有办法干预。这些女工成为“哈佛计算机”，但“普遍”被称为“皮克林的后宫”。
弗莱明自然就成了这个“后宫”的管家。
“后宫”其实就是一间小房子。里面通常有两个人，一个人用放大镜或显微镜仔细观察和测量玻璃负片，记录数字，另一个人在旁边做笔记。1他们每天重复相同的任务，每天7小时，每周6天。他们的工资为每小时25美分，略高于在办公室外执行简单任务的工人，但低于全职办公室秘书。
图6-2皮克林和他的一些“后宫”成员，坎农坐在后排左起第五位。照片拍摄于1913年5月13日
皮克林是一位老式绅士。他对待这些女性就像对待他的天文学家同事一样礼貌，总是称她们为“小姐”和“女士”，说话时微微鞠躬以示尊重。他常常满口歉意，不是因为他拿的工资微薄，而是因为他觉得，至少对于他的男子气概来说，让一个女人参与如此繁琐而残酷的工作是不合适的。
他的“侍女们”并没有留下深刻的印象。他们工作积极、愉快，很少有抱怨。其中一些人，包括邦德的女儿和前导演皮克林的女儿，都是在天文台长大的。其余的大部分都是天文爱好者。还有年轻女性主动前来捐款，却没有收到。[10]9
弗莱明的第二个儿子出生后，她以皮克林的名字为他命名，以示尊重。
图6-3哈佛大学“后宫”中运行的“人机”
“天上的星星在闪烁。”这是一首熟悉的童谣，在世界各地都有类似的版本。事实上，星星不会对我们眨眼。这只是星光受到地大气层随机干扰的一种现象，也是天文学家在进行测量时应尽可能避免和消除的干扰。
大多数恒星发出的光非常稳定，至少在很长一段时间内是这样。然而，有少数恒星的亮度从高到低变化，这些恒星被称为“变星”。
历史上，突然出现和消失的新星或超新星爆炸等变星是违反亚里士多德“恒星永恒”学说的怪物。其中一些纯粹是误解。例如，皮克林在1881年发现历史上的“大陵五”并不是真正的变星。它的亮度会发生变化，因为其他微弱的恒星会在它和地之间周期性地移动，从而产生类似于日食和月食的阴影效应。
但有些实际上是光线发生变化的恒星。当时，没有人知道恒星光是如何产生的，因此变星自然成为专业天文学家和业余爱好者感兴趣的课题。然而，需要大量的人力来连续跟踪和测量每颗变星的亮度变化和周期。
皮克林随后使用了另一种巧妙的方法来处理大数据“众包”。他动员波士顿乃至美国东北部新英格兰各地的业余天文学家在自家后院追踪变星。他定期给每个人写信，明确他们的目标，并组织邻居互相帮助和监督。观测结果以信函方式送回天文台，经过审核、筛选并发表在天文台年鉴上，并选出有趣的变星，传递给专业天文学家进行深入观测和研究。
而他自己“后宫”十多年积累的照片，则是寻找变星、研究变星变化规律的最有力武器。通过比较不同日期和不同时间拍摄的同一区域的照片，可以识别新星和变星，并可以相当客观地测量亮度变化。他们需要的是体贴和耐心，这就是他们的力量。
1895年，哈佛大学附近的拉德克利夫学院的两名学生作为无薪志愿者加入了皮克林的“后宫”。亨利埃塔莱维特和安妮坎农有很多共同点。他们都是大学毕业生，有教学经验，正在攻读研究生学位。坎农在大学期间因猩红热双耳失去听力，而勒维特也因病逐渐失去听力。这使得沟通变得困难，但对工作也有帮助。即使在拥挤嘈杂的房间里，您也可以专注于眼前的电影而不会分心。[10]72
不同的是，坎农在大学学习的是天文观测，有资格进入天文台操作望远镜观察和拍摄天象。因此，她常常孜孜不倦地工作。晚上他在天文台做“男人的工作”，白天他又和女人一起在“电脑”上工作。她的主要职责是处理来自南半天文台的越来越多的照片。她在识别和分类明星照片方面比任何人都表现出非凡的天赋。[10]75-76
图6-41892年，坎农在上大学时学会了如何操作天文望远镜。
有了光谱，皮克林意识到过去根据亮度和颜色对恒星进行的分类可以得到极大的改进。他要求弗莱明寻找光谱照片中的模式。弗莱明不负众望，概述了一系列以英文字母表示的分类方法。大多数氢谱线很强的恒星的光谱为A型，而氢谱线稍弱的恒星的光谱为B型。只需按顺序排列它们，直到字母G为止。[10]25-27
坎农很快发现这种分类法并不理想。她结合恒星的颜色、亮度和光谱特性找到了更合理的分类。为此，她必须破坏弗莱明原来的字母顺序，并将其重新排列为O、B、A、F、G、K、M。其中，O型恒星呈蓝色，表面温度最高，而M型恒星呈红色，表面温度最低。[10]91
弗莱明和坎农发明的系统至今仍在使用，被公认为“哈佛光谱分类”。唯一的题是这个新顺序很难记住。于是，聪明人创造了一个朗朗上口的句子“哦，乖一点，吻我吧。”——相当长一段时间以来，天文学界每年都会举办一场竞赛，以使用这种特定的字母顺序写出有趣的句子。[18]
当然，大炮的首要任务是寻找变星。皮克林把整个天空分成了三部分，她、莱维特和另一个女孩负责寻找照片中的变星。在这场“竞赛”中，坎农被速度始终遥遥领先的勒维特击败。[10]119,123
勒维特曾一度离开哈佛，但于1903年不情愿地返回。皮克林以每小时30美分的“高工资”雇用了她作为全职员工。事实上，哈佛天文台当时正面临财政困难，弗莱明不得不解雇所有其他天文台。然而，皮克林却偏袒莱维特，并故意挪用其他资金来支付她的工资。[10]113
图6-5LeWitt工作照片
皮克林首先要求莱维特关注猎户座星云。哈佛天文台的前身邦德和杜雷弗都孜孜不倦地研究和拍摄了这个星云。十多年来，他们已经从北半和南半的角度拍摄了大量星云照片。通过比较不同时期的照片，勒维特在短短几个月内就识别出了100多颗变星，其中以前只知道了16颗。
然后，在观察南半的大麦哲伦星云和小麦哲伦星云时，我突然发现了2
一、以程序存储和程序控制为基础的计算机结构是谁提出的？
。
目前我们使用过的计算机都属于冯诺依曼结构，其原理主要是“存储程序和使用二进制文件”。该结构的整体系统包括硬件系统和软件系统，其中硬件系统由计算单元、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。最近，匈牙利裔美国科学家冯诺依曼提出了程序存储的思想，并成功地将其应用到计算机设计中，基于这一原理的计算机被称为冯诺依曼结构计算机，诺依曼计算机就是EDSAC。由于对现代计算机技术的杰出贡献，冯诺依曼也被称为“计算机之父”。
二、简述计算机的发展过程，第一代…第二代…第三代…第四代？
根据计算机所使用的物理器件的发展，电子计算机的发展一般分为四个阶段，习惯上称为第四代。第一代电子管计算机时代。主要特点是使用电子管作为基础器件。代表IBM公司的IBM650型号。第二代晶体管计算机时代，使用的主要器件逐渐从电子管变为晶体管，缩小了尺寸，降低了功耗，提高了速度和可靠性，降低了价格。ModelControlData公司代表性大型计算机系统CDC6600第三代集成电路计算机时代，计算机采用集成电路作为基本元件，功耗、体积、价格更低，速度和可靠性提高。代表型号IBM的IBM360-4代20世纪70年代初，大规模集成电路计算机时代，半导体存储器出现并迅速取代磁芯存储器，继续向大容量、高速度方向发展。1984年，包含2300个晶体管的Intel4004芯片出现，为现代计算机开辟了道路。
这个文章主要给大家讲解现代计算机都是什么机，和现代计算机是什么样子图片的知识点，希望对各位有所帮助。
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