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张钰哲:远溯鸿濛探造化,相期月窟建灵台

2021-03-10

科研成果与传播 2021年2期
关键词:日全食天文学天文学家

张钰哲(1902—1986),中国科学院学部委员(院士),中国天文学事业的奠基人之一。1928年,他发现了中国人自己发现的第一颗小行星,并将其命名为“中华”。1929年,他从美国芝加哥大学天文系博士毕业,回国担任中央大学物理系教授。新中国成立后,他长期致力于小行星和彗星的观测和轨道计算工作。1950—1984年,他任中国科学院紫金山天文台台长;1959年当选为第二届全国政协委员;1964年当选第三届全国人大代表,连任第四、五、六届全国人大代表。他曾任国家科委天文学科组组长、中国科协第二届委员会委员和江苏省科协第二届委员会副主席、《天文学报》主编等。

“摘”了一颗“中华星”

“那是1928年的一个夜晚,赴美国留学的张钰哲像往常一样,站在芝加哥大学叶凯士天文台观测室的天文望远镜前,凝神观察。突然,他那敏锐的目光紧紧盯在一个光点上:啊!一颗从来没有被发现的新星在闪动!他惊喜万分,简直不敢相信自己的眼 睛。”

这一瞬间的闪动,不仅震惊了张钰哲,也震惊了中国的天文学界。在意大利天文学家1801年发现了第一颗小行星之后,各国天文学家陆续发现小行星。按照国际惯例,新星的命名权是交给发现者的,在当时浩瀚的星空中,小行星的名字各异,但是没有一颗行星是中国人发现的。26岁的张钰哲成为了中国,乃至亚洲第一个发现小行星的人。

在这背后,是他耗费整整两年时间,无数个夜晚,守着天文望远镜,不断地测算。小行星不仅仅受太阳的吸引,还受各大行星的引力摄动,一般是没有固定轨道的,要发现他们,只能不断地观测,重复地计算。当时的科研条件并不发达,发现一颗小行星无异于大海捞针。

美国行星中心站对他的观察结果很快给予了回复,确认张钰哲发现的确实是迄今为止尚未被人类揭开面纱的新星,并将其编为1125号。张钰哲很快就给出这颗新星的名字——“中华星”。这颗小行星的发现,为我国当时极其落后的天文事业争得了荣 誉 。

甘冒危难,治学不止

张钰哲学成归来时,中国大地正满目疮痍。九一八事变后,日本侵占我国的东三省,并将矛头直指华北。国难当头,张钰哲临危受命,接受了时任紫金山天文台台长余青松的委派,抢救国宝——古天文学仪器。浑仪、简仪、圭表、浑天仪这些仪器不仅是中国古代天文学昌盛的象征,更是世界上罕见的珍宝,曾辗转落入德、法之手,第一次世界大战结束才回到祖国的怀抱。

张钰哲孤身一人来到了北京,将圭表等打包运往南京火车站。但是浑天仪和简仪一个8吨,一个7吨,仅靠人力难以运送。士兵接到密令:就算国宝炸毁,也绝不能落入敌方手中。就在士兵准备炸毁这些仪器时,张钰哲急得直掉泪,大喊:“等等,等等,你们要相信我。”后来他参考了古代的运送方法——“泼水成冰”,利用滚动的圆木减少摩擦力,硬生生将这些仪器运送到火车站。张钰哲抢救的这些国宝,完好无损地保存至今。

根据天文学家的预测,1941年在中国的西北到东南一带可见到日全食。虽然中国有世界上最古老的日食记录,但是尚未有一次使用现代科学仪器进行的日全食科学观测。这次的日全食,是400多年来罕见的天文奇观,具有绝佳的观赏价值和学术价值。然而在战争年代从事科学研究,困难重重。日全食将经过的地区,大部分已经落入了敌军手中,剩下的地区离敌区也很近,随时都有被轰炸的危险。各国天文学家因为战乱,陆续取消了原定的观测计划。

张钰哲不畏艰难,迎难而上,他四处筹措和募集经费,又从各方借用仪器,还精心计划了行程安排。张钰哲和高鲁、李珩、陈遵妫、龚树模、魏学仁、李国鼎等人,拼凑到基本的观测仪器和设备,租用一辆大卡车,满载着仪器和行李,冒着生命危险,从昆明启程了。出发当天就遇到了空袭,他们赶紧躲进丛林。一路上几乎每天都有险事发生,不是道路被炸毁,就是桥被炸断,还要经常躲避敌机轰炸。张钰哲记录了其中一次经历:“那天在日机轰炸下,队员都跑到田间藏身,事后满身尘土回到车上,所幸仪器安全。真是万幸!”就这样,他们风餐露宿,历时40多天,行程3200多千米,途中经历了敌机无数次轰炸,终于抵达甘肃临洮县。他们不仅拍摄了日全食过程和中国境内第一部日全食彩色影片,而且还进行了多项科学测定工作。后来张钰哲还撰写了论文《日本轰炸机阴影下的中国日全食观测》。

普及天文科学,助国人战胜愚昧

1923年,远渡重洋的张钰哲先后在普度大学和康奈尔大学学习机械工程原理和建筑学。一次偶然的机会,让他决定改学天文学。一天晚上,他在朋友那里偶然发现了一本天文读物,书中讲述了日食、月食的形成原理和预报。他内心十分震撼,第一次感受到科学竟有如此魅力。太阳、地球和月球不仅遵循着简单的天体运行规律,还可以通过观察和计算准确预报日食和月食形成的时间。他不禁回想起童年的一幕。那是1910年,哈雷彗星出现在地球上空。因为哈雷彗星拖着长长的尾巴,被人们认为是“扫把星”,而“扫把星”的出现则被视为灾难的象征。9岁的张钰哲,看到了人们见到哈雷彗星的恐慌一幕,留下了深刻的印象。封建、迷信、愚昧或许才是当下国家落后的根本原因,傳播科学知识,唤醒国民科学意识,才是强国良方。想到这里,张钰哲决定改学天文学。

后来,张钰哲对哈雷彗星进行了研究。张钰哲在《天文学报》上发表了论文《哈雷彗星的轨道演变的趋势和它的古代历史》,还专门撰写了一本书,叫作《哈雷彗星今昔》。在书中,他特别提到,哈雷彗星每隔76年左右会光顾地球一次,“看到这颗彗星可说是很大的幸运,千万不要中迷信者的毒素,战战兢兢地害怕灾祸临头” 。他解释说:“一个人活到70岁,或许一生都没有机会和它见面。一个人活到80岁,最多也只能看到它两次。”他用通俗易懂的语言阐释科学的道理,在普及科学知识、传播科学思想方面作出了贡献。

此外,每逢有罕见天象发生,张钰哲都会抽时间撰写科普文章,登在报纸上,以正视听。张钰哲著名的科普文章——《你知道行星是如何发现的吗?》,详细地介绍了行星发现的历史过程和科学原理,不但普及了科学知识,而且弘扬了科学精神,有力地驳斥了伪科学。张钰哲还在文中还特别指出:“从事科学工作的人,如果一心只想倡惊奇论调,欺名盗世,而不甘潜心于真理之追求,为知识而舍身,在学术上恐怕永不能有何成就或贡献。”

小行星“张”

1978年8月1日,国家小行星中心出版的《小行星通报》第4420期上发表了一则消息,把新近正式编号的2051号小行星命名为“Chang”(张)。美籍华裔天文学家邵正元博士在美国哈佛大学天文台,用口径1.5米的望远镜观测紫金山天文台1964年发现的2169号小行星——“台湾”时,发现了这颗小行星,为了表示对张钰哲台长的敬意,他特地将这颗小行星命名为“张钰哲”。从此,天文学家的名字便进入了小行星的世界,这颗小行星在山海的浩瀚、宇宙的浪漫中不知疲倦地运行着,如同张钰哲本人一样夜以继日地探索着。

晚年的张钰哲老骥伏枥,仍然壮心不已。1977年,他编写出版了《小行星漫谈》一书,次年又在《天文学报》上发表了《哈雷彗星的轨道演变的趋势和它的古代历史》研究论文。1981年他还编写了《哈雷彗星今昔》一书。1979年在加拿大举行的第十七届国际天文联合会大会上,张钰哲与叶淑华、易照华等人一起为恢复我国天文学会在国际天文联合会中合法地位进行了艰难谈判。1980年,张钰哲以78 岁高龄,率一支专家队伍到青海柴达木盆地,登上海拔4800米的昆仑山口,为我国建立第一座大型毫米波射电望远镜观测站选址。

1982年,为庆祝张钰哲的80寿辰和他从事天文工作55周年,紫金山天文台为他举办了一个茶话会,会上大家撰写的一副楹联是对张钰哲最好的概括——“测黄道赤道白道,深得此道,赞钰老步人间正道;探行星彗星恒星,戴月披星,愿哲翁成为百岁寿星” 。

“人間重晚晴”, 这颗“张”星与他发现的“中华”星,一如张钰哲的精神,熠熠生辉,永不熄灭。

参考资料

[1] 杨建,尉淑玲.啊!小行星:记著名天文学家张钰哲[J].科学,1985(1):54-61,79-80.

[2] 张家祥.深切怀念张钰哲先生[J].紫金山天文台台刊,2002(Z1):26-30.

[3]张钰哲先生年表[J].紫金山天文台刊,2002(Z1):63-66.

[4]傅承启,叶叙华.同一个星空·国际天文学联合会史[M].上海:上海交通大学出版社,2009.

[5] 林梅琴.张钰哲 “摘”了一颗中华星[J].福建人,2015(11):20-23.

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