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中国飞天梦背后的隐秘与伟大

2020-12-28

文萃报·周二版 2020年47期
关键词:天文学青松天文台

11月24日,“嫦娥五号”月球探测器成功发射,开启我国首次地外天体采样之旅。中国人至此实现“上九天揽月”之梦。然而,在人类探索太空的进程中,中国在很长的一段时间里只能充当旁观者的角色,直到中国人自己的天文台——“紫金山天文台”的落成……

“国立第一天文台”的艰辛建造

追溯紫金山天文台建立的往事,有兩个名字不得不提:其一是中国现代天文学的奠基人高鲁,建台之梦由他起步;其二是克服千难万险、一步步将这一梦想化作现实的天文学家余青松。

1911年,高鲁从比利时学成归国。中华民国成立后,原属清政府的钦天监被接收,改名为中央观象台(现北京建国门的古观象台),教育总长蔡元培极为赏识高鲁,任命其为首任台长。当时,国际天文学的观测设备和精度都已达到相当高的水平,而钦天监还在用古代的青铜仪器观测天相。

高鲁接手中央观象台后,首先就是大刀阔斧,对项目、设备和人员进行了全面“现代化”改革。但他心中最重要之事,是建立一个真正由中国人自己设计建造、具有世界先进水平的现代化天文台。

经过多番实地勘察,高鲁决定将天文台建于京郊西山,并于1915年向北洋政府提交了天文台的设计图样、文字说明和经费预算。但当时的中国内忧外患,时局动荡,建台计划被以经费不足为由驳回。

1927年,在高鲁力争下,《建立国立第一天文台在紫金山第一峰》的提案终于在“国立中央研究院筹备大会”通过。

就在高鲁准备开山辟路之际,却临时被任命为中国驻法公使,好在此时他已觅得合适的接班人:时任厦门大学天文系系主任的青年学者余青松。余青松也是一位怀揣报国之心的天文学研究人才,曾在美国匹兹堡大学攻读天文学。

1929年,余青松接下了建台的重任。12月21日,天文台的建设终于开启,但就在次日,因“地近总理陵寝第”,建设工程被禁止使用炸药。原定半年完成的盘山路工程,又足足延长了1年。

因战乱的缘故,紫金山天文台在施工过程中曾6次停工。历经种种艰辛,这座完全由中国人自己筹划并建立的现代天文台,终于在1934年9月1日正式落成。

就在紫金山天文台落成的次年,第五届国际天文学联合会大会在巴黎召开。高鲁和余青松等多位天文学家被接纳为会员,标志着中国正式加入国际天文学联合会,中国天文得到国际认可。

更多走向国际的“中国天眼”

天文学是一项以观测为基础的科学,而望远镜的发明,极大提升了人类观测宇宙的视野;这一观测设备的不断改良提升,也推动着整个天文学的发展。

如今,在天文望远镜的研发上,中国已在国际舞台占据一席之地,其中最有代表性的,便是专门用于光谱观测的郭守敬望远镜和探索脉冲星的500米口径球面射电望远镜——FAST。

郭守敬望远镜,即大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜。它可同时对4000个天空中不同的天体进行观测,极大地提升观测效率。这一特性,将能够加速人类探秘黑洞的脚步。

而FAST则是目前世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,被誉为“中国天眼”。它的主要研究目标之一,是探索宇宙中的脉冲星。截至11月,FAST已经发现脉冲星数量超过240颗。

在过去的10多年间,中国在太空望远镜(即在太空中设立的望远镜,能确保观测不受大气层干扰)方面也进步不小:发射了第一颗暗物质粒子探测卫星DAMPE,俗称“悟空”;发射了第一颗用于观测宇宙天体X射线辐射的X射线天文卫星HXMT,俗称“慧眼”;未来数年,中国还将发射多颗X射线卫星。

美国著名天文学家詹姆斯·古恩曾说,现代天文学的进展95%要靠仪器,而5%的进展得益于人的智力——足可见先进设备的重要性。而中国天文,正在这一领域不断突破。

越走越远的“飞天梦”

时至今日,中国的天文学研究,早已不仅仅在地面进行,而是进入外太空,火箭技术则是实现“飞天梦”的必要条件。

经过半个多世纪的发展,中国的“长征”系列运载火箭历经4代,造出了19种不同的火箭,实现由常温推进剂到低温推进剂、由末级一次启动到多次启动、从串联到并联、从一箭单星到一箭多星、从载物到载人的技术跨越,逐步成为由多种型号组成的大家族,具备进入低、中、高等多种轨道的能力。中国已是仅次于美国和俄罗斯的火箭发射强国。

中国的载人航天工程也有“三步走”:杨利伟走了第一步,自主研制的第一艘货运飞船“天舟一号”走了第二步,而名为“天宫”的空间站系统,将是第三步。“天宫”是目前中国正在筹备建于近地轨道的空间站系统,可谓太空里的一座“豪宅”,将搭载空间实验室,从而摆脱大气层对望远镜的干扰,在地球轨道上进行天文学观测和研究。

而在探月工程方面,从2007年“嫦娥一号”进入月球轨道并获得全月图,到2018年“嫦娥四号”实现人类在月球背面着陆器“零”的突破,再到“嫦娥五号”首次地外采样与封装的新突破,五姐妹在世界探月舞台上闪闪发光。

从“国立第一天文台”建造时期的筚路蓝缕,到如今成为国际天文事业的重要参与者乃至引领者,中国天文经历了曲折坎坷而又令人振奋的发展之路。无论时局如何,华夏儿女们对星空的探索从未止步。

(摘自《三联生活周刊》 白木琥/文)

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