星云世界的水手

霍金因嚴重病殘，其傳奇色彩愈加神奇，哈勃卻因其強健的體魄和廣泛的興趣而令人驚異。他身高近1.90米，籃球、網球、棒球、橄欖球、跳高、撐竿跳、鉛球、鏈球、鐵餅、射擊等項目均成績不俗。早年從牛津回美國后，哈勃曾在一所女子中學執教西班牙語，同時還教物理學和數學，以及當男子籃球教練。在芝加哥大學，他是一名聞名全校的重量級拳擊運動員。在牛津大學，他是校徑賽隊員，還曾在一場表演中與法國拳王卡龐捷交手。此外，他還是一名假餌垂釣的高手。

酷愛天文學

1889年11月20日，哈勃出生在美國密蘇里州馬什菲爾德的一個中產階級家庭里。他的父親是當地一位頗有名氣的律師。幼時的哈勃便顯現出與眾不同的特點，他非常喜歡問問題，一有機會，就纏著大人們問這問那。時間長了，大人們一看到他來，都喜歡開玩笑說：“看，我們的問題又來了。”在他感興趣的事物當中，小哈勃對天空充滿了更深的好奇心。他經常仰望著天空，望著若隱若現的輝暈，產生一個個疑問：藍天是由什么東西組成的?它有多大?它的外面還有沒有別的東西?

1906年，哈勃以優異的成績，獲得芝加哥大學的優等獎學金，前往該校學習深造。在選擇學習專業時，他毫不猶豫地選擇了天文系。在芝加哥大學，哈勃深受美國杰出天文學家喬治·埃勒利·海爾等人的影響，這些學者對天文學的忘我執著和繪聲繪色的講演更加激起了他對天文學的熱愛。

1910年，哈勃畢業后，在父親的一再要求之下，來到世界著名學府英國的劍橋大學女王學院學習法學。1913年，他學成回國，取得律師資格，開設了一家律師事務所。但出于對天文學的熱愛，不管是在女王學院學習的時候，還是在路易斯維爾工作的時候，他都沒有放棄對天文的研究。最終，他獲得家人的理解，放棄律師職業，重返天文界，成為芝加哥大學葉凱士天文臺的一名研究生。開始一心一意地研究天文學。

1917年，哈勃獲得了天文學博士學位。也就在這一年，美國參與了第一次世界大戰，哈勃隨美國遠征軍赴法作戰，很快晉升至少校軍銜。1919年，哈勃返回美國，接受了加利福尼亞州威爾遜山天文臺的邀請赴該臺工作。此后，除了第二次世界大戰期間再度到軍隊服務外，哈勃就一直在威爾遜山天文臺工作，并作出了許多富有創造性的貢獻。其中，最重要的有兩個：一是確認了星云是與銀河系相似的恒星系統，從而開創了星系天文學這一新學科領域，建立了大尺度宇宙結構的新概念：二是發現了星系的紅移——距離關系，從而促使了現代觀測宇宙學的誕生。

發現“星云”本質

早在古希臘，德謨克利特就曾天才地猜測，橫亙天穹的銀河其實是一大片星星構成的“云”。但在很長時間中，多數人都信奉亞里士多德的想法：銀河是地球大氣層發光的具體體現。1609年，伽利略發明了天文望遠鏡，觀測到白茫茫的銀河是由無數的星星組成的，從而證明了德謨克利特的猜想是正確的。1775年，德國著名哲學家康德認為，銀河系統是個孤島般的集團，在遠離它的空間內，必定還有別的孤島般的恒星系統，他稱它們為“島宇宙”。他還指出，如果從十分遙遠的地方觀看我們所在的銀河系，那么，它必定與從望遠鏡中看到的一些云霧狀斑塊——即“星云”非常相似。此后，人們開始爭論“星云”的本質，也有人說，那是一團團會發光的氣體，有人說，那是些由恒星組成的恒星集團。

哈勃早期的研究工作基本上就是圍繞星云這一問題而展開的。在總結前人研究成果的基礎上，哈勃把星云分成三類：一是由氣體和塵埃構成的“氣團星云”；二是用稍大的望遠鏡就可以分辨出單顆恒星的“行星狀星云”；三是從靠近中心比較亮的霧核中有旋臂伸出的“旋渦星云”。而后，他在已掌握了的觀測資料的基礎上又大膽地推斷：前兩類星云主要位于銀河系之內，而后一類星云則位于銀河系之外，是更為遙遠的河外天體系統。

在威爾遜山天文臺，有一架當時世界上最大口徑的反射望遠鏡，這臺望遠鏡能提供前所未有的清晰準確的天體圖像。有了它，哈勃如虎添翼，夜以繼日地工作。夜幕剛剛降臨，早早地就等待在望遠鏡的哈勃便開始工作，選定最佳的角度進行觀測。當晨星隱沒，旭日將第一絲光線灑在天文臺巨大的建筑球體上時，一晚沒合眼的他又開始整理資料，為進一步詳細深入地進行數據統計、分析和圖像分類、比較工作做準備，而只在中午和傍晚前才小睡一會兒。

1924年的一天，歷史性的時刻終于到來了。哈勃成功地拍攝到了仙女座大星云M33和三角座旋渦星云M31的照片，圖像非常清晰。這可是天文學史上一次長足的飛躍。首先，哈勃發現，所謂星云的旋臂，原來是由大量發光非常微弱的恒星組成的。人們終于知道，那些旋渦星云中的霧狀光輝，不過也是由無數恒星匯合而成的一個致密區。其次，哈勃第一次在這些旋渦星云中發現了有“宇宙燈塔”和“宇宙量天尺”之稱的“造父變星”。

造父變星是一類特殊的變星，它們的亮度總是有規律地變化著：增亮、變暗，再增亮、再變暗……而且其亮度變化的特征很容易識別。造父變星的亮度變化周期越長，它的發光能力就越強。根據造父變星的光變周期，就可以利用周光關系推算出它的絕對星等，再把絕對星等和它的視星等進行比較，就可以推算出它的真實距離了。

根據上述理論，哈勃以充分的數據第一次證明：旋渦星云都是遠在銀河系外的恒星系統，即河外星系。這樣，就為徹底解決星云的本質問題，提供了一條直截了當而且更具說服力的途徑，即日后所稱的“觀測宇宙學”。

河外星系的發現是20世紀天文學最重大的成就之一，這直接導致了星系天文學的誕生，掀開了人類探索大宇宙的嶄新一頁。

揭秘膨脹宇宙

哈勃的發現，使人們可以通過河外星系中造父變星的視星亮度，來準確地測算出河外星系的大小和其與銀河系的距離以及河外星系之間距離的遠近。但是，哈勃逐漸發現，這一方法只適用于那些比較近的星系。而多數的河外星系是如此遙遠，能到達地球的星光過于黯淡，無法分清單個恒星。因此，對這類星系的距離和大小的測定必須另辟蹊徑。

在理論方面，1917年，愛因斯坦用剛建立的廣義相對論，探討了星光在不同的引力場中傳播時，譜線發生向紅端移動(即紅移)的現象。這一現象與星系距離的測定有密切的關系。在觀測方面，美國天文學家斯萊弗在1917年已初步表明，多數旋渦星云都在以巨大的速度遠離我們而去。

根據這些成果以及哈勃本人所測定的更加準確的有關旋渦星云距離的定量數據，1929年，哈勃在《河外星云與視向速度的關系》一文中，提出星云距離D與視向速度V成線性的正比例關系。這一關系的數學表達式就是：V=H(哈勃常數)×D。這就是聞名于世的測量星系距離的“哈勃定律”。

哈勃的論證十分令人信服，論文一經發表即獲普遍贊同。1930年，英國天文學家愛丁頓把河外星云的普遍退行，解釋為宇宙的膨脹效應。也就是說，哈勃定律為宇宙膨脹提供了首要的觀測證據。

哈勃的偉大發現導致了宇宙正在膨脹的觀念的興起，為現代宇宙學中占主導地位的宇宙膨脹理論提供了重要的觀測證據。而且，如果按照英國天文學家米爾恩于1932年提出的想法，宇宙膨脹是均勻的，且膨脹的速度是恒定的，那么哈勃常數的倒數還可以解釋為宇宙的年齡。

哈勃定律的確立，表明宇宙在整體上靜止的觀念已經過時，取而代之的是宇宙膨脹的圖像：宇宙各部分正在彼此遠離，互相退離的速率與它們之間的距離成正比。

歸納與分析結合

美國天文學家桑德奇在1989年為哈勃百年誕辰而寫的一篇文章當中，恰如其分地指出：“對哈勃的評價，必須重視他采用的研究方法的實質。“這一方法主要就是歸納法與分析法相結合，以歸納法為主。在哈勃許多重大發現的研究中，他通常采取的步驟是：首先收集大量的資料，在此基礎之上進行歸納，得出普遍性的結論，并在以后的研究、運用中，進行反復驗證和完善。正是憑借著這點，他在研究中往往能迅速而準確地把握問題的關鍵所在，一再取得引人注目的成功。

哈勃在晚年擔任了威爾遜山天文臺和帕洛馬山天文臺這兩座美國著名天文觀測基地研究委員會主席。此時，雖然他已經頗受長期辛勞工作導致的心臟機能失調之累，但他仍然將余生的全部精力投入到巡天計劃的研究當中。1953年9月28日，正當他準備前往帕洛馬山作為期4夜的觀測研究時，不幸患上腦血栓，在家與世長辭，享年64歲。遵照他生前已作出的安排，他所珍藏的一切圖書資料都捐贈給了威爾遜山天文臺。一輩又一輩的年輕學者踏著哈勃開辟的道路，邁上了新的路程。

哈勃為現代天文學，特別是星系天文學和現代觀測宇宙學的建立，作出了卓越的貢獻。他把人類的目光引向河外星系世界，使人們明白，我們置身其中的銀河系只是這個世界的滄海一栗。如今，在現代天文學當中，諸如哈勃隱帶、哈勃光度定律、宇宙哈勃年齡等一系列與他的名字息息相關的術語、理論都記載著他的輝煌功績。

1990年4月25日，美國國家航天局發射的一架以測定宇宙距離為第一目標的大型空間望遠鏡，命名為“哈勃太空望遠鏡”，以紀念這位偉大的天文學家。