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百年滄桑的上海天文台

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發表於 2012-2-21 20:42:05 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 Fenom 於 2012-2-21 20:45 編輯

導言:在很多人心目中,中國現代最早的天文台應該是南京紫金山天文台。不錯,那確實是中國人自行建立的第一座現代天文台,也是中國天文人的自豪。但是,若只論建檯曆史,中國現代最早的天文台卻是上海的徐家匯天文台;而若論擁有中國現代最古老的大型天文望遠鏡、從事現代天文觀測的天文台,那就要數佘山天文台了。

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百年前的佘山天文台主樓

在上海西南部的松江畔,有一座高不過百米的小山,名喚佘山。這是一座神奇之山,早在百年之前,中國人的天文夢就從這裡開始。你想聽聽這些老台、老鏡和老人的故事嗎?且讓我們從明朝中後期聊起。


百年老台,近代天文入華來

明朝中後期,正是西方科學傳統全面復興、近代科學革命風起云湧的時代。哥白尼「日心說」的產生,奠定了現代天文學的思想基礎;而伽利略第一次將望遠鏡指向天空,並得到的驚人發現,則奠定了現代天文學的實測傳統。中國作為一個悠悠文明古國,有史以來就有觀天測象的傳統,在世界天文發展史上曾做出過獨特的貢獻。但從明朝開始,隨著西方近代科技文明的飛躍發展,中國傳統的天學方法相對來說開始落後了。

明朝末年,西方傳教士進入中國。為了傳教的需要,他們為當時的中國帶來了許多西洋奇技,其中就包括西方天文學的新思想。當時,朝廷官員中以徐光啟為代表的一些高級官員與西方傳教士密切交往,學習並引進了西方近代科學的新思想和新發現。正是因為這是西方天文學第一次傳入中國,而且這些傳教士在觀測技術上的優秀成績,德籍耶穌會士湯若望甚至在清朝天學最高機構——欽天監中獲得領導者(監正)的地位。

清朝中期的「閉關鎖國」政策中斷了中國與西方科學的交往,直到西方列強通過鴉片戰爭再次打開了中國的大門,西方傳教士又一次蜂湧入華,當然也帶來了進一步發展了的西方科學技術。

在這些傳教士中,有一支稱為法國天主教耶穌會的教會團體,推廣西方科學特別活躍。早在鴉片戰爭後不久,他們就計劃在上海或南京建立天文台,後因太平天國起義的爆發而作罷。1865年,他們在上海外灘地區的董家渡設立了氣象觀測站,其實就是天文台的前身,也是上海近代科研機構的濫觴。


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百年前的徐家匯天文台,位於現上海氣象局內。

1872年,法國天主教耶穌會在上海徐家匯正式建立天文台,台址在徐光啟的墓園附近(現在的肇嘉濱路西側),並正式定名為徐家匯天文台。高龍盤等神父共同負責該天文台的創業,1880年正式設台長職,能恩斯神父(Marscus Dechvrens)出任第一任台長。

據《上海氣象志》記載,徐家匯天文台於1872年12月開始觀測,1873年開始基礎建設,同年建成一幢二層辦公大樓(現已不存)。為適應科研發展的需求,徐家匯天文台於1900年在原址西側又建起一幢三層新辦公大樓,此樓即位於現上海氣象局內,為上海市級文物保護建築。

徐家匯天文台是中國近代史上第一座現代天文台,雖然它的初期業務主要以氣象為主,但其規劃目標卻包含了天文、氣象、地震、地磁、授時等眾多現代科學領域。當然,它的目的主要還是為法國來華的船舶服務的,但客觀上也推動了西方科學在中國的傳播。


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外灘信號台今貌。

1884年起,徐家匯天文台開始用巴黎高梯埃(Gautier)中星儀進行測時,算是開始開展與天文有關的工作了。但蔡尚質(Stanlisnas Chevalier)神父等人始終覺得這個天文台有名無實,於是決定籌款購買真正的大型天文望遠鏡。1898年,他們終於籌到10萬法郎,然後向法國高梯埃公司定購了一台赤道儀裝置的望遠鏡,口徑40釐米,可謂當時遠東地區最大的望遠鏡。但是,望遠鏡運抵徐家匯後,卻發現這裡的土質鬆軟,不適應安置大型天文望遠鏡。於是,神父們以很高的效率在上海附近重新選擇新台址,這一次他們看中了上海西南部的佘山。

佘山分為東、西兩部分,其中西佘山高雖僅及百米,卻是上海境內最高之山。這裡原已建有一個小教堂(非現在的聖母大教堂),具備一定的便利條件。於是神父們以在較短的時間內設計天文台的建設藍圖。1900年,一座帶有標誌性圓頂的天文台正式建成,名為佘山天文台。這才是真正意義上的現代天文台,其主要業務就是天文觀測和天文研究。蔡尚質神父出任了第一任台長。

經過一百多年的滄桑演變,佘山天文台現在已成為上海天文博物館,其主樓中仍然可以尋找到各式各樣的望遠鏡和觀測設備,館中之寶當然就是那個碩大的雙筒折射望遠鏡。多虧了天文工作者的精心愛護,與之配套的圓頂、座椅、附屬設備等,至今還保持著原來的面貌,成為中國近代天文發展的一個最佳見證。

早在1874年,徐家匯天文台的建成初期就已經展開了地磁工作,後因上海徐家匯地區修建有軌電車產生了一定的電磁干擾,1908年,法國傳教士在江蘇崑山市境內一個叫陸家濱的地方建成菉葭濱天文台,專門從事地磁觀測,這也是法國傳教士大天文台系統的一個組成部分。1931年,該台移往佘山,建立新的地磁觀測台,後來成為上海地震局的佘山地磁觀測站。


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歷史上出現過的上海幾個天文台站點示意,底圖為《佘山天文年刊》刊載的1931年上海地圖。

二十世紀10年代~20年代,徐家匯、佘山、菉葭濱並立為上海三大天文台,其中徐家匯天文台擔負著總台的職責,其業務和國際影響力在上世紀30年代也達到了頂點。然而,抗日戰爭的開始給這個天文台帶來了巨大的影響,30年代後期各項業務曾一度陷入停滯。一直到新中國成立後,徐家匯天文台和佘山天文台被人民政府接管,其中天文部分在很長一段時間內由南京紫金山天文台代管,改稱為徐家匯觀象台和佘山觀象台,其它部分則先後分離成立了上海氣象局、上海地震局等單位。

1962年,徐家匯觀象台和佘山觀象台合併,正式成立中國科學院上海天文台,這兩座中國歷史上最老的近代天文台重新煥發了青春。



百年老鏡,觀天珍寶細端詳


要論中國近代最古老的天文望遠鏡,那佘山天文台的40釐米雙筒折射望遠鏡無疑位列第一。1900年,這架當年號稱「遠東第一鏡」的大型天文望遠鏡就已經在上海這個沖積平原的最高山巔上開闢了自己的觀天之路。

這個佘山天文台,頗有一些傳奇色彩。歷經了百年滄桑,躲過了抗戰的峰火,逃過了文革的浩劫,留在我們面前的竟然基本上還是百年前的原貌,無愧於中國最老的近代天文台遺址。百年的樓,百年的鏡,為我們留下了豐富的珍貴歷史文物。

這其中,最為珍貴的當屬這座經歷了百年風雨的主樓。這是一座具有典型歐洲風格的建築,現在呈現於人們面前的主樓佔地面積約2000平方米,其中只有中央通道往西的部分才是真正的百年老樓,往東的部分則是後來增加出來的。如果從空中俯瞰原始的百年老樓,它的外形竟然就是一個十字架,當年傳教士建設天文台的用心一目瞭然。而在大樓的內部,別具一格的壁爐、百葉窗和法式建築佈局也令人回味無窮。


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晨曦中的百年老鏡遙指天穹。

法國傳教士蔡尚質於1883年來到中國時,先到徐家匯天文台工作,改變了該台以氣象和地磁觀測為主的狀態,開始籌辦測時和授時業務。為了提高徐家匯天文台在世界上的地位,蔡尚質為首的傳教士們積極募款購進了一架40釐米口徑的雙筒折射望遠鏡。

這架望遠鏡由法國巴黎的高梯埃光學工廠製造,採用了當時最流行的天圖式(Carte du Ciel)結構,即在一鋼製長方管上,並排安裝兩台類似的折射望遠鏡,同時配置大赤道儀。與望遠鏡配套的10米鐵製大圓頂,是由巴黎Gilou廠承造的。這架望遠鏡最終在距離徐家匯25公里的西佘山山頂安了家,於1900年完成安裝,並開始投入使用。


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百年前的40釐米雙筒折射望遠鏡。

我們現在看到的望遠鏡像一根長方形的鋼鐵管子,裡面裝有兩架基本相同的消色差折射式望遠鏡,它們的物鏡直徑都是40釐米,焦距長約7米。這兩架望遠鏡並排裝在一起,各有各的用途。其中一架望遠鏡的下端有目鏡接口,可直接用眼睛觀察;另一架的後面則裝有30釐米×30釐米見方的底片盒,安裝專用的天文玻璃底片。該望遠鏡在近百年的科研觀測中拍攝了大量的天文底片,現在保存下來的就有7000多張,它們不僅具有文物價值,還具有科研價值,迄今仍有科學家們在利用這些底片數據從事科研工作。

這架望遠鏡雖有3噸多重,但由於設計合理,它可以靈活地在架子上左右、上下轉動,對準天上不同位置的星體。鐵製大圓頂也能360度轉動,它的上面有一道天窗,平時是封閉的,防止雨水、灰塵落進來;晴天觀測時,圓頂轉到準備觀測的方向,再把天窗打開,就可以用望遠鏡觀測了。

在望遠鏡的下面,有一個鐵條焊成的座椅,它是一開始就有的原配觀測座椅,100多年來,中外好幾代天文學家坐在這個位子上,度過了無數個不眠之夜。


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40釐米雙筒折射望遠鏡拍攝的太陽黑子

這架望遠鏡最初主要從事太陽觀測。工作人員利用它拍攝和描繪了大量高分辨率的太陽黑子;用分光鏡觀測日珥,進行了測量和研究,成果發表在當年的《佘山天文台年刊》上。後來,工作人員又用它拍攝了大量各種類型的天文照片,開展了豐富多彩的科學研究,如星團、新星、變星、雙星、彗星、小行星等。1916年開始系列觀測,歷經十餘年測算編制而成的《佘山赤道星表》(1928年出版)更是該台辛勤工作取得的卓越成就之代表。

在40釐米望遠鏡圓頂室內的壁櫥裡,還陳列著這個望遠鏡的各種附屬配件,例如觀測天體用的各類目鏡、觀測太陽專用的濾光片、望遠鏡驅動裝置、高精度天文擺鐘等,還有一個壁櫥專門展示了天文照相所用的特殊天文底片,令人大開眼界。


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40釐米雙筒折射望遠鏡拍攝1910年回歸的哈雷彗星照片。

歷經的100多年歲月中,這架望遠鏡取得了輝煌的科研成果,現在當之無愧地成為上海天文博物館的鎮館之寶。

除此之外,天文博物館裡還收藏有大量珍貴的歷史文物。例如被稱為子午儀的望遠鏡,這是一種專門設計用於測定時間或經度的儀器,它只能在子午線方向觀測星體,通過觀測恆星通過當地子午圈的時刻來精確測量天文鐘的鐘差。現存於博物館的這檯子午儀稱為「帕蘭子午儀」,於1925年購於法國巴黎,口徑8釐米,平時一直用於天文測時。該子午儀安放在一個堅固穩定的花崗岩基墩上,基墩則與周圍的地板斷開,確保周圍的震動對觀測不產生影響。為了進行時間測定,與其相配的還有許多附屬器件,例如高精度天文擺鐘,計時儀,收報機,航海鐘等。


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帕蘭子午儀舊照

子午儀還可以從事地理經度的測量工作。這台帕蘭子午儀最值得自豪的工作就是曾參加過1926年和1933年兩次國際經度聯測。當時國際經度局在北緯30度線上選定的三個經度基準點,徐家匯天文台就是其中之一,而這台帕蘭子午儀就是當時觀測工作的主力儀器之一。上海天文博物館為此專門設立了國際經度聯測紀念碑。

如今,你在佘山上海天文博物館中還可以找到各種各樣的小型古董望遠鏡,它們大多為黃銅鑄成,具有很高的文物收藏價值。除這些觀測設備之外,博物館中陳列的1907年1月14日拍攝的中國第一套日食照片、1911年拍攝的哈雷彗星彗核照片、蔡台長手繪的木星圖等曾經取得的科研成果,都再現了當時天文台工作人員的工作情景。還有一幅據分析可能也是蔡台長手繪的佘山早期風光油彩畫。那綠色的山、黃色的稻田,恰到好處地描繪百年前上海近郊的鄉土風貌,不禁讓人駐足流連。

走出望遠鏡圓頂室,你會發現一處僻靜之地。這裡是有著百年歷史的天文圖書館,同時也是我國歷史最悠久的天文圖書館,它收藏了自1900年建台以來收藏的26個國家各類天文期刊和專著約2萬餘冊,其中最老的書刊可追溯到200年前。圖書館中同時還留下了許多近代天文名家來訪時的簽名等史蹟,具有較高的文物價值。


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 樓主| 發表於 2012-2-21 20:42:06 | 顯示全部樓層
本帖最後由 Fenom 於 2012-2-21 20:44 編輯

百年問天,卓越人物留史篇

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明末大學士徐光啟,是引進西方科技的第一人。

然而,徐光啟得以青史留名,卻不是因其官位,而是因為他是中國最早學習和引進西方科學技術的官員。他與西方傳教士湯若望、利馬竇等人交往甚密,從他們身上瞭解了西方正在蓬勃發展的近代科技,並借助其自身高位將這些知識不遺餘力地傳遞給中國的官員和知識分子。近代西方科技正是在他的努力下傳入了中國。他主持編纂的《崇禎曆書》就系統介紹了西方古典天文學的理論和方法,其中甚至出現了伽利略將望遠鏡用於天文觀測後繪出的月面圖,以及木星和它的衛星等天文現象。

正是由於徐光啟的影響,耶穌會士開始負責皇家欽天監的工作,這一傳統甚至在清朝仍延續了200年,他們的工作客觀上為中國人帶來了西方的數理天文學,促使中國天文學納入了世界天文學的發展軌道之中。

然而,清朝中期的「閉關鎖國」政策使中西科技交往一度幾乎隔絕。直到鴉片戰爭開始,堅船利炮轟開了中國大門,禁絕百年的傳教士再次回到中國。回顧那段歷史,鴉片戰爭無疑是中國歷史的一個轉折點,而傳教士在中國的活動也在這場轉折中發生了變化,由他們帶來的西方科技真正開始成為中國近代天文發展的起點。

1872年,中國近代第一座天文台在上海徐家匯建立了,瑞士藉傳教士能恩斯出任第一任台長,其業務範圍包含了氣象、天文、授時、地磁、地震等。繼他之後,徐家匯天文台的歷任台長還包括:蔡尚質、勞積勳、田國柱、雁月飛、茅若虛。其中大部分都是氣象專家,例如能恩斯、勞積勳等都以天氣預報和颱風預報而聞名。


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傳教士們在使用40釐米望遠鏡觀測天象(正中即為佘山天文台第一任台長蔡尚質)。

1900年,佘山天文台正式落成,蔡尚質神父成為該台第一任台長。蔡台長不僅積極致力於佘山天文台的創建,而且親身開展天文觀測和研究,直到1924年他調到徐家匯天文台任總台長的前後20多年裡,40釐米大望遠鏡從來沒有浪費任何一個可以觀測的白天或夜晚。

1929年,就任徐家匯天文台台長的法國神父雁月飛(Pierre Lejay)是法國科學界的知名人士。他於1926年來到上海,先後參加了1926年和1933年兩次國際經度聯測,並且主持了第二次聯測。1933年,雁月飛還應北平研究院邀請,在中國歷史上首次對從東北到東南的廣大地區進行了全面的重力測量。由於他在科學上的卓越工作,他後來當選為法國科學院通訊院士。


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月球上留名的高平子先生。

儘管,佘山天文台是法國傳教士建立的天文台,但在蔡尚質台長所收的學徒中,卻有一個中國人後來成了中國自己的天文事業的開創者之一。他就是上海金山人高平子,其原名高鈞,襲用漢朝天文學家張衡的字「平子」為號,後以此著名。1912年,他從上海震旦大學畢業後,自費在佘山天文台拜蔡台長為師學習了兩年。高平子後來於1924年參加了中國政府從日本人手中接管青島觀象台的工作,具體負責其中的天文事務,並創建了中國最早的時間服務系統。1928年,高平子受聘為中央研究院天文研究所的研究員,擔任過代理所長,並積極參與了紫金山天文台的籌建工作。1935年,高平子代表中國第一次參加了國際天文學聯合會(IAU)大會,使中國正式加入了這個國際組織。1982年8月,IAU第18屆大會上通過決議命名了一批月球地形,其中有一座環形山即以高平子的名字命名,這是當代中國科學家的名字首次出現在月面上,也是國際天文界對其卓越貢獻的肯定。


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上海天文台第一任台長李珩先生

解放後,中國科學院接管了徐家匯和佘山兩個天文台,著名天文學家李珩教授擔任了佘山天文台負責人,並於1962年出任新成立的中科院上海天文台第一任台長。李珩是四川成都人,1925年赴法國留學,1933年獲得巴黎大學博士學位後回國,先後任山東大學教授、青島觀象台研究員和四川大學教授。1951年,應中科院院長郭沫若邀請,他來到上海,長期在佘山工作,帶領一批年輕的天文工作者,使衰敗已久的科研工作重新恢復,很快拿出了一批高質量的科研成果。李珩教授還終生堅持在科研的同時從事科普工作,一生著作和譯作超過1000萬字,他翻譯的許多科學名著,如《大眾天文學》、《天文學簡史》、《宇宙體系論》等都在社會上產生了很大的影響,據考證,我們日常使用的「電視」一詞最早就是李先生翻譯過來的。李珩先生於1989年去世,根據他的遺願,他和夫人羅玉君教授(亦為著名翻譯家)的骨灰就安放在佘山之巔。

李珩之後,繼任上海天文台台長的是一代天文女傑葉叔華院士,她因領導上海天文台科研人員創建中國獨立自主的世界時系統而為新中國立下了功勛;她還創立了天文地球動力學這一新興交叉學科,並領導建立了上海天文台三大新型觀測設備——1.56米光學天文望遠鏡、25米射電天文望遠鏡和60釐米人衛激光測距望遠鏡系統,為上海天文台的發展奠定了堅實的基礎。與此同時,還有萬籟、趙君亮等同志在佘山之顛辛勤耕耘,不僅進一步發展了獨具特色的天體測量和天體照相學研究,而且積極開拓了天體物理學研究,大大擴展了上海天文台的研究領域。

到今天,上海天文台已經發展成為以天文地球動力學和星系與宇宙學為重要發展方向的重要科研基地,引進和培養了一大批活躍於世界天文前沿的優秀科研骨幹,不僅承擔了探月VLBI監測系統等國家重點工程,更在宇宙學等前沿科學領域取得了優異的科研成果。




百年滄桑,老台內譜寫新篇


日月荏苒,百年滄桑。徐家匯天文台已經找不到當年的一絲痕跡,新大樓拔地而起,其成為代表新時代天文台精神的上海天文台徐家彙總部園區。在佘山,上海天文台也建立了多個新型科研觀測基地。只有佘山天文台奇蹟般地保留了它的歷史風貌。


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遠眺佘山,天文圓頂和天主大教堂並列於佘山之巔,頗具傳奇色彩。 圖左側大小兩個圓頂是現代大望遠鏡,教堂右側的圓頂就是40釐米雙筒望遠鏡所在的那個圓頂。

如今,當人們登上西佘山國家森林公園的山頂,直入眼簾的就是「佘山天文台」幾個大字,令人不禁回想起曾是東亞地區一座舉足輕重的天文台百年來厚重的歷史積澱。

2002年4月,佘山天文台被列入上海市文物保護單位。2004年,在上海天文台、上海市科學技術委員會和上海市文物管理委員會的共同投資下,原佘山天文台的主樓開始了百年大修,並在此基礎上建成了上海天文博物館,百年老台從此掀開了新的一頁。

回顧歷史,從法國傳教士到中國自己的科研人員,雖然他們的心中的信仰和追求的目標並不一樣,但他們忠於職守,在艱苦環境中兢兢業業從事問天工作的精神,卻又驚人地相似。在這裡,我們講述的也只是佘山天文台老一輩觀星人的縮影,在他們的帶領下,一代又一代天文科技工作者在這片土地上辛勤耕耘,他們的精神激勵著後來的青年志士,不斷為中國天文事業的發展做出新的貢獻……


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發表於 2012-2-21 21:04:17 | 顯示全部樓層
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百年問天,卓越人物,

向他們至敬!

Fenom 兄既分享,真正精彩。

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發表於 2012-2-21 22:35:09 | 顯示全部樓層
thanks c-hing for sharing
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發表於 2012-2-22 18:26:34 | 顯示全部樓層
唔怪得UFO常到上海市~
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