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寻望星空——从肉眼到“天眼”的仰望 见证中国天文百年之变

时间:2023-04-21 19:15:32 | 浏览:1291

作者:新华每日电讯记者李牧鸣2022年10月30日,中国天文学会百年诞辰。100年前的中国,尚处于内忧外患、国力羸弱之际。无数仁人志士走上思想改良或实业救国的道路,但也有一些人执着于仰望星空,坚持看似无用的天文观测。2022年10月,我国科

作者:新华每日电讯记者李牧鸣

2022年10月30日,中国天文学会百年诞辰。

100年前的中国,尚处于内忧外患、国力羸弱之际。无数仁人志士走上思想改良或实业救国的道路,但也有一些人执着于仰望星空,坚持看似无用的天文观测。

2022年10月,我国科学家利用“天眼”发现了一个尺度比银河系大20倍的原子气体结构,为研究宇宙中天体的起源,又打开了一个崭新的窗口。

从肉眼到天眼,从小众到大众,是什么激发了中国近现代天文研究的“能级跃迁”?又是谁带动了越来越多的普通人一起“追星”?

“不知能不能拍到火星的冰盖”

2022年11月12日,北京入冬的第一场大风降温,赶走了持续几天的阴霾。适逢周末,晚上9点多,白石桥地铁口已少有行人。过街天桥旁的空地上,一个支着三角架、摆着电脑的“摊位”格外引人注目。

这是市民何先生本年度第3次出摊拍摄。他就住在旁边小区,今天的目标是火星。

记者穿着厚羽绒服还冻得直跺脚,忙着摆弄设备的何先生,反而兴奋地说:“今晚不知能不能拍到火星的冰盖。北京一刮风空气就特透亮,有人还在阳台拍过深空(天体)呢。”

说话间他停下手里的活,翻着手机相册给记者看:“这是我前两天拍的木星,这是土星……”

这时,一个年轻姑娘和一个大叔,相继在何先生的“摊位”前放慢脚步。

“是拍月亮吗?”年轻姑娘问。

“反射镜配电子目镜啊!能拍到很多细节。”中年大叔说。

“您真懂行!”

……

一个寒冷的夜晚,几个陌生人之间,因为一架望远镜迅速拉近了距离。

这一切,并不意外。就在几天前,因赶上2000年一遇的“月全食掩天王星”,北京天文馆的直播,引发全网围观。

直播中连线的上海天文爱好者说,外滩最好的拍摄机位下午已被抢占一空。

曾几何时,这些高大上的设备只能停留在普通人的梦里。

抖音博主“老王的闲白”回忆说,小时候常看《我们爱科学》杂志,对广告页上的望远镜迷得不行。只可惜那个年代,哪怕一架最简陋的天文望远镜,对普通家庭来说也是奢侈品。

他没敢和家长提,可又忍不住,终于憋出一个歪招儿,早早上小床装睡觉,扛到很晚才闭着眼睛说“梦话”:“我想要目镜5倍、物镜20倍的天文望远镜!东交民巷《我们爱科学》读者服务部有卖的……”

善解人意的父母相视一笑,后来还找由头“顺路”去了这个读者服务部,可“老王”看到标价后,又不好意思要了。

虽然之后学业和事业都没能和天文同路,但老王延续了对科普的关注和热爱,正准备“静下来想想清楚,当下自己做的事情,如何产生最大化的正向价值”。

14岁的南斗天文社社长

比“老王的闲白”年少时幸运得多,现在的孩子们有了更多付诸实践的机会,很多年轻有趣的灵魂依托天文聚在一起。

北京八中西门外,放眼望去,楼顶的半球型天文台格外显眼。记者在等候这所学校的天文社社长时,翻阅起“南斗天文社”的公号。

从开学到中秋,天文社已经组织了两场观测活动。最近这次观测记录文章中,还收录了几个学生的朋友圈感言,一个微信名为telescope的同学写道:

“每次写作业或者走在路上时,我的脑中都会冒出许多问题:宇宙是什么?其他星球都什么样子?为什么人类会出现在地球上……这些碎片在我看来,是灵魂漫游宇亩的时间。”

见到放学出来的石一宽,记者有些惊诧于八中南斗天文社社长的“年轻”,在一群个头高大的高中生中,不知这位只有14岁的初中生如何“镇得住场子”。

聊着聊着,一宽同学拿出他们的天文选修课读物——《天体物理概论》给记者看,称“不完全能看懂,但在一点一点啃”,答案似乎就在这本厚厚的书中。

“天文研究的事情都比较博大,学天文的过程会比较震撼。”相比探索的乐趣,2022年5月荣获全国中学生天文竞赛一等奖的事,他反而不愿多提。

几年前,记者曾听一位八中老师说,非功利性学习往往会取得“功利性”的成果,所谓“非功利”更多来自热爱与坚持。

一宽从小就喜欢看星星,妈妈常带他去天文馆听讲座,期期不落。升入八中正好有天文兴趣班,满足了他的爱好。

“现在器材不那么贵了,老百姓都消费得起。学校天文台里的设备孩子可以经常使用,对石一宽帮助很大。”一宽爸爸对记者说。

3000多公里的“逐日”之路

20世纪30年代初,据天文学家推算,1941年9月21日,将有日全食带进入中国境内,且“在国土范围内见食地带之长,殆为数百年来所仅见”。

年轻的中国天文学会专门成立了日食观测委员会。为了积累经验,还派两队人马出国观测1936年的日食。

因日本发动全面侵华战争,从国外定制的仪器无法运到,计划中的9支观测队也压缩到两支。

其中的西北队,将观测地点设在甘肃临洮,由当时的天文研究所所长张钰哲担任队长。

这可能是世界天文史上最悲壮的一次日食观测。

1941年6月底,张钰哲一行只带着因陋就简的仪器,乘卡车从昆明出发。冒着日军飞机轰炸的危险,历时40多天,经过长达3000多公里的旅行,终于到达临洮。

他们这次“逐日”临洮的壮举,穿越5个省20多个市县,还一路科普日全食知识。沿途百姓首次听到了“天文”一词,并对“日食”有了正确理解。

为了减少被敌机轰炸的风险,张钰哲将观测地点设在临洮城东的岳麓山泰山庙内。当日9时30分,日全食初亏终于如期而至。

临洮全县近万人涌上岳麓山,有的准备了茶色墨镜,有的用墨汁染的玻璃观看。美术教师还组织学生作了日食写生。

日全食当天,在重庆、成都等大城市,市民还有“伐鼓鸣金救日之举”,而临洮“是日竟未闻一滴之锣声”。

“返程途经国内一些较大城市的时候,我们举办了二十多场有关日食和天文学通识的讲座。还收集大量有关日食的照片、绘画和图片,为民众举办了几场展览,激起对于天文话题的广泛兴趣。”张钰哲写道。

鲜有人知的是,张钰哲揣着一封母亲病危的电报。日全食3日后,母亲病逝。他悲恸地写下了《在日本轰炸机阴影下的中国日食观测》的论文,作为对母亲最深切的悼念。

天文不应该有门槛

时隔不到百年,观测天象、拍摄天体已变成举起手机就能参与的“新常态”,天文越来越多地连接着现实和梦想。

北大附中的数学老师刘杨兼职学校天文老师的年头,几乎和他的教龄一样长。

他把天文教育做成通往一切可能的桥梁:“有人希望往更高的平台上走,那我就往那个方向推一把;有些孩子喜欢天文摄影,可以带他多拍片;有的姑娘想研究占星术,我也不拒绝,这个方向上可以讲历史、讲文化……”

天文不应该有门槛。刘杨既是一个社团的“头儿”,也是努力拆除这个社团围墙的人。他与很多学科老师一道,把一些“小众”活动推广到全校,比如已在收尾阶段的“FAST(中国天眼)观测方案”。

这个活动是中国科协2022年4月底推出的,计划把中国天眼1%的观测时间开放给青少年。根据推进情况,再开放给全世界的青少年。

刘杨请各年级相关老师广撒“英雄帖”,不到一周时间,初中部的“FAST观测设计群”就聚集了一百多人,经注册、培训、开会等几轮下来,有15个学生成功提交了方案。

进入秋季学期,北大附中有两个观测方案入围优秀方案并即将汇编付梓,以便向更多学校和学生科普。

2022年9月19日全国科普日,刘杨的学生、入围优秀方案的王励栋,站在北京主会场中国科技馆的展台前,为观众介绍大国重器FAST——这一切背后,是3个多月一轮轮的培训和方案修改。

除了站在台前的学生,一群十三四岁的少年,已经初窥射电天文学的眉目。

“组织专项活动,虽然在理论体系上达不到全面认知,但从科普角度可以了解到很多东西,甚至产生深远影响。”2022年暑假,刘杨在古观象台见到了以前的学生阳嘉桐,这个中学期间在北京天文馆做志愿讲解超过一千小时的女孩,已经开始在MIT的实验室做粒子物理研究。

晨曦中的“中国天眼”全景(二〇二二年七月二十五日摄)。新华社记者欧东衢摄

“修给下一代天文学者的望远镜”

可接收“天外来电”的射电望远镜,接近者却无法“触电”。

为了让“天眼”能“安静”地仰望星空,黔南布依族苗族自治州境内划出了方圆近30公里电磁波宁静区。

这就意味着,所有的电子设备都不能带入这个区域。

跟踪拍摄天眼14年的新华社记者欧东衢说:“这给我的拍摄造成了很大困难,每年只能在‘天眼’维护保养期间进行拍摄。”

对他来说,这几天的维护保养期,就是宝贵的拍摄窗口期——从清晨到深夜,他每天带着几十斤的设备,16小时的满负荷工作,走遍了“天眼”周围的群山。

天眼里面的工作人员,则只能在生活区通过WIFI与外界联系。

“天眼”首席科学家李菂曾在一次公开课中解释说:“天眼”接收一个场时,如果在时间上进行密集采样,得到的是一个持续的信号,这些信号可能包含脉冲星的信息,也可能包含你给朋友发的短视频。

“天眼”都在接收什么“天外来电”?除了很多人已经了解的脉冲星和期待的外星人,比较神秘的还有,一次只有千分之几秒信号的快速射电暴——一个弱的爆发就能释放太阳一小时的能量,强的可释放太阳几年的能量,够人类现在的社会用一万亿年。

这种神秘现象每天在宇宙至少发生12万次,而2007年才被人类发现。

2022年3月,我国科研团队已通过“天眼”观察并计算出快速射电暴的起源证据。

2022年6月,“天眼”发现了迄今为止唯一一例持续活跃的重复快速射电暴,并将其定位于一个距离我们30亿光年的矮星系。这一发现对于更好理解快速射电暴这一宇宙神秘现象具有重要意义。

2022年10月,“天眼”发现尺度约二百万光年的巨大原子气体结构,对研究星系及其气体在宇宙中的演化提出了挑战。

2022年12月,“天眼”揭示了银河系星际介质前所未见的高清细节,对研究银河系内的星际生态循环具有重要意义。

已故“天眼”首席科学家兼总工程师南仁东曾说过:“FAST是修给下一代天文学者的望远镜。”

“中国天眼”已经进入成果爆发期。

“非科学竞争,不足以图存”

2022年10月25日,北京建国门桥西南角。

世界上最古老的天文台之一——北京古观象台紫微殿前院内,身着黑衣黑裤的几名演员,在歌声中把8件仪器:象限仪、天体仪、黄道经纬仪、地平经仪、地平经纬仪、纪限仪、赤道经纬仪一件又一件地推上舞台。

而后,传来阵阵的吵闹声以及远处的炮火声,在清代古台的背景中,遥望星空做着记录的“张大人”仿佛什么都没听到,“小厮”葫芦急得直跺脚……

一部《天文国宝 百年沧桑》的科普剧,作为中国天文学会百年纪念活动的压轴节目,带着现场天文圈大咖重温往事。

北京天文馆的赵金亮说,看到观众席上一位老先生,两次悄悄擦眼泪。

没有生逢盛世的“天眼”“年富力强”,古台的沧桑却激励了天文前辈们前仆后继、知耻而后勇。

1872年,法国人在上海建起徐家汇观象台;1898年,德国人在青岛建观象台。与这些现代天文台相比,此时中国的官方观象台,还叫着这样一个名字:钦天监。

欧洲求学、获得工科博士学位的中国顶极“天文爱好者”高鲁,在辛亥革命后随孙中山回国,不久后接手钦天监,直接把名字改为了中央观象台。

1913年10月,亚洲观象台台长会议在东京召开。东道主日本,竟然没有邀请身为中国官方观象台台长的高鲁,反倒是上海徐家汇观象台台长劳积勋神父受到邀请。虽然劳积勋神父代表的是中国,但这仍是巨大的耻辱。

自此,高鲁一心想要创建一个大型的现代天文台。

在五四运动推动下,中国现代天文学的先驱者们高喊着“深知今兹时代,非科学竞争,不足以图存;非合群探讨,无以致学术之进步”的口号,以求天文学进步和普及天文学为宗旨,在北京古观象台成立了中国天文学会。

北京天文馆在这次天文学会百年纪念活动中将历史重演,通过奶奶和孙女参观北京古观象台,追忆一百多年前我国“天文国宝”被瓜分掠夺流离海外、历经磨难终回故乡的历史往事。

“排练时间特别长,因为大家都不是专业演员,只能利用工作之余的时间。”导演兼主演单月告诉记者,计划拍成片子在古台播放,让观众更好地了解那段历史。

经历古仪失而复得的北京古观象台,今年已有580岁。而国人借助8架大型青铜仪器,肉眼观天记录天象,不间断地持续了487年。

科普剧编剧、北京天文馆曹燕感慨,这8件古仪是120多年来中国受挫和复兴的见证者,天文馆有责任把它们的故事讲给更多的人听。“我第一次近距离去看古仪时,发现上面有弹孔,给人挺大震撼的。2021年古仪回归100周年,我们馆就想用更形象的方式讲历史,也做科普。”

北京天文馆为了搭建好科普平台,对来馆人员的年龄构成、知识结构做过详细的数据分析,基于不同的观众群体去做适合他们的服务。其中就包括让石一宽获益匪浅的周末公益讲座和刘杨师生们为观众提供的志愿讲解。

确实,天文的通俗性和广泛影响,是其他自然学科所没有的。

北京天文馆第一任馆长陈遵妫在《中国天文学史》中写道:“世界文化的起源,没有不和天文相关联的;世界科学的发达,没有不借天文学来推进的。”

“天宫”已经在我们头顶环绕;“嫦娥”“玉兔”开始造访月球;“天问”从屈原的诗句中飞向火星;“夸父”带回太阳最新的影像……“大国重器”不仅逐一让梦想照进现实,也渐渐改变着我们的生活。

不知不觉,“三代以上,人人皆知天文”在新的百年跨越间,已经在不断升级迭代。

来源: 新华社

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