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中國近代天文學的發(fā)展史

發(fā)布時間:2017-04-16 09:15

  本文關鍵詞:天文學進展,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


1543年哥白尼《天體運行論》一書的出版,標志著近代天文學的開端。清代刊行的《西洋新法歷書》以第谷天文學說為基礎,同時也介紹了托勒密、哥白尼、開普勒、伽利略及古西臘和中世紀的一些重要的天文學家。但是,當時哥白尼的學說是作為錯誤的理論加以介紹的,直至18世紀中葉,傳教士蔣友仁才肯定哥白尼學說。總的說來,明末和清代的中國學者學習、研究的西方天文學主要是第谷體系。

中國學者真正了解近代天文學,是在1859年李善蘭與英人偉烈亞力合譯《談天》以后!墩勌臁吩短煳膶W綱要》,是英國天文學家J F赫歇耳的一本通俗名著,全書不僅對太陽系的結構和運動有比較詳細的敘述,而且介紹了有關恒星系統(tǒng)的一些內(nèi)容。

但是,天文學的發(fā)展需要精密的儀器和昂貴的設備。這些基本的物質(zhì)條件,非一般學者個人所能置備。而作為皇家官僚機構的欽天監(jiān),其目的是為皇家的統(tǒng)治服務,并非科學研究。所以,當天學在王權和政治運作中變得無關緊要之后,一方面,它不再成為皇家禁臠,另一方面,官方也無意引進新技術。望遠鏡在明末已傳入中國,但清代所制的眾多天文儀器,無一裝備望遠鏡,因為這些儀器本質(zhì)上更像中國古代傳統(tǒng)的"禮器",而不是被作為科學儀器。

最早在中國建立近代天文機構的是帝國主義列強。1873年,法國天主教會在上海建立徐家匯天文臺,開展天文、氣象和地球物理等綜合性觀測和研究工作,同時為各國海運和中外商界提供氣象和時間等服務。1900年建立佘山天文臺,配置了當時亞洲最大的40厘米折射望遠鏡,開展星團、星云、雙星、新星、太陽和彗星等的觀測研究工作。1894年,日本侵占臺灣,在臺北建立測侯所。1900年德國在青島設立氣象天測所,1911年改名為青島觀象臺。第一次世界大戰(zhàn)時被日本占領,1922年,隨著青島主權的回歸,被北洋政府接管。二戰(zhàn)時又被日本侵占,1945年為國民政府接管。青島觀象臺先后從事過實用天文、方位天文、編歷、太陽、小行星、星團、恒星、星云、宇宙構造等觀測和研究工作。

1911年辛亥革命后,中國于1912年采用世界通用的公歷,但保持了傳統(tǒng)特色,以中華民國紀年。當時的北洋政府將欽天監(jiān)更名為中央觀象臺,其工作只是編日歷和《觀象歲書》(即天文年歷)。紫金山天文臺建成后,中央觀象臺改為天文陳列館。

1919年"五四運動"以后,隨著科學和民主思潮的發(fā)展,中國天文學界開始活躍起來。1922年10月30日,中國天文學會在北京正式成立,隨后創(chuàng)立《中國天文學會會報》。1924年中國政府接管了青島氣象天測所,改名為青島觀象臺。1926年廣州中山大學數(shù)學系擴充為數(shù)學天文系,于1929年建立天文臺,1947年成立天文系。

1927年4月蔣介石在南京另立"國民政府",成立"時政委員會"以編制、頒布國民歷。1927年7月,成立觀象臺籌備委員會。1928年成立天文研究所,首任所長高魯選擇紫金山作為天文臺臺址。先后建成子午儀、赤道儀、變星儀等天文觀測儀器。1934年紫金山天文臺正式建成?谷諔(zhàn)爭開始后,于1938年遷往昆明,在鳳凰山建立觀測站。根據(jù)1936年天文研究所的章程規(guī)定,其工作主要有下列各項:觀測天體方位,以從事理論天文學研究;觀測天體形態(tài)、光度、光譜,以從事天體物理學之研究;編歷授時;測量經(jīng)緯度及子午線;編撰天文學圖書;答復政府及社會對于天文問題之咨詢。

上述天文機構積極參與國際聯(lián)合觀測,同時進行資料交換。嚴格說來,青島觀象臺和徐家匯、佘山天文臺的工作都不能歸入中國天文學之列,只有紫金山天文臺是第一個真正由中國人獨立創(chuàng)建起來的天文臺。應特別指出的是,中國近代天文學事業(yè)的發(fā)展,與留學歸國人員的努力是分不開的。如高魯、秦汾、朱文鑫、余青松、王士魁、李珩、吳大猷、沈睿、周培源、張云、張鈺哲、程茂蘭、潘璞、戴文賽、趙講義、趙卻民等。他們引進西方現(xiàn)代天文學,使天文徹底洗脫了在中國古代被賦予的官方性、政治性和神秘性,成為現(xiàn)代科學體系中的一門分支學科;建立起中國自己的天文研究機構,為中國現(xiàn)代天文事業(yè)的進一步發(fā)展奠定了基礎;在大學設立天文系等天文教育機構,開展天文教育工作,使中國天文學事業(yè)后繼有人;創(chuàng)辦天文學學術刊物和普及性刊物,建立學術團體,擴大了中國天文學的群眾基礎和社會影響;在國內(nèi)、外學術刊物上發(fā)表研究論文,提高了中國天文學在國際上的地位。

中華人民共和國成立后,中國科學院接管了原有的各天文機構,進行了調(diào)整和充實:將佘山天文臺和徐家匯天文臺先劃歸紫金山天文臺領導,后合并為獨立的上海天文臺;將昆明鳳凰山觀測站劃歸紫金山天文臺領導。1958年開始,在北京建立了以天體物理研究為主的綜合性天文臺──北京天文臺。1966年起,建立了以時間頻率及其應用研究為主的陜西天文臺;1975年起,把昆明鳳凰山觀測站擴建成大型綜合性的云南天文臺。1958年在南京建立了南京天文儀器廠。

在天文教育方面,1952年廣州中山大學的天文系和濟南齊魯大學天算系(成立于1880年)中的天文部分集中到南京,成為南京大學天文系。1960年北京師范大學設天文系。同年北京大學地球物理系設天體物理專業(yè)。

1957年1月,中國科學院成立中國自然科學史研究室(1973年擴大為自然科學史研究所),內(nèi)設天文史組,專門研究中國天文學遺產(chǎn)。

1957年建成北京天文館,在普及天文知識方面起著重要作用。

為了繁榮和推進天文科學,中國天文學會于1953年開始出版了《天文學報》。北京天文館于1958年創(chuàng)刊《天文愛好者》月刊,,大力傳播天文科學知識。

至1978年,中國從無到有地建立了射電天文學、理論天體物理學和高能天體物理學以及空間天文學等學科,填補了天文年歷編算、天文儀器制造等空白,組織起自己的時間服務系統(tǒng)、緯度和極移服務系統(tǒng)(見國際時間局 、國際緯度服務、國際極移服務),在諸如世界時測定、光電等高儀制造、人造衛(wèi)星軌道計算、恒星和太陽的觀測與理論、某些理論和高能天體物理學的課題以及天文學史的研究等方面取得不少重要的成果。

在改革開放的新形勢下,中國天文學突飛猛進。天文臺、站的建設與裝備,天文研究,天文教育,天文普及方面都出現(xiàn)了前所未有的嶄新的面貌。

我國的天文機構,在80年代初即已形成五臺(紫金山天文臺、上海天文臺、北京天文臺、云南天文臺、陜西天文臺),一廠(南京天文儀器廠),三系(南京大學天文系、北京師范大學天文系、北京大學地球物理系天文專業(yè)),三室(中國科技大學天體物理研究室、高能物理研究所高能天體物理研究室、自然科學史研究所數(shù)學天文學史研究室),四站(武昌時辰站、烏魯木齊天文站、長春人造衛(wèi)星觀測站、廣州人造衛(wèi)星觀測站)和一館(北京天文館)。過去數(shù)十年來,這些機構的裝備上有飛速的發(fā)展。北京天文臺1984年建成了由28面9米天線組成的米波綜合孔徑射電望遠鏡,1986年建成了太陽磁場望遠鏡,1988年建成了1.26米紅外望遠鏡,1989年安裝了我國最大的光學望遠鏡──2.16米望遠鏡;1987年上海天文臺建成了1.56米天體測量望遠鏡和天線口徑為25米的甚長基線干涉儀站;1990年紫金山天文臺在青海德令哈安裝了13.7米口徑的毫米波望遠鏡。1994年烏魯木齊天文站建成天線口徑為25米的甚長基線干涉儀站。這些望遠鏡都裝備有先進的輻射探測器和終端設備,自適應光學、光干涉、光導纖維等新技術開始應用于天文觀測。這一系列觀測設備的建成使我國天文觀測能力發(fā)生了根本的變化。這些設備是我國自行研制的,它們的研制成功,也標志著我國天文儀器研制能力的飛躍。其中,太陽磁場望遠鏡已達到世界領先水平,2.16米望遠鏡的建成使我國擁有了遠東最大的光學望遠鏡。此外國家重點工程──LAMOST,建成后, 使我國在多目標光譜觀測方面擠身國際先進行列。

這些重要設備分別劃入北京天文臺、上海天文臺、云南天文臺聯(lián)合組建的光學開放實驗室和紫金山天文臺、上海天文臺、北京天文臺聯(lián)合組建的射電天文開放實驗室,對國內(nèi)外開放。

在天文刊物出版方面,先后于1981和1983年創(chuàng)辦《天體物理學報》和《天文學進展》。

我國的天文研究取得了許多重要成果。在天體測量研究方面,1986年陜西天文臺建成了高精度長波授時臺。地球自轉參數(shù)測定實現(xiàn)了由經(jīng)典儀器向人衛(wèi)激光測距儀和甚長基線干涉儀等現(xiàn)代化儀器的過度。星表研究成為我國天體測量的一項有特色的研究,既滿足了國內(nèi)大地測量的要求,又為FK5作出了貢獻。地球自轉研究同地球動力學結合起來,發(fā)展成為天文地球動力學。

在天體力學研究方面,突出發(fā)展了人造衛(wèi)星動力學和小行星運動研究。一方面組織人造衛(wèi)星觀測任務,一方面發(fā)展精密定軌和軌道改進技術和理論,兩方面都取得了新進展。發(fā)現(xiàn)并已獲永久編號的小行星100多顆。

在太陽物理研究方面,在21周和22周太陽活動峰年期間組織了多次聯(lián)合觀測,組織和參與了"日不落"連續(xù)太陽磁場國際合作觀測,取得了大批有價值的耀斑資料。發(fā)現(xiàn)了毫秒級射電爆發(fā)許多特征,增長了對太陽活動規(guī)律的認識,成功地進行了太陽活動預報。此外,還成功地組織了多次日食觀測,取得了大量寶貴資料。

在恒星物理研究方面,發(fā)現(xiàn)了許多耀斑、共生星、行星狀星云、超新星和一些有趣的恒星活動現(xiàn)象。在恒星對流和中子星類別方面提出了有特色的理論,在激烈活動天體的研究中,做了許多有意義的工作。在星系和宇宙學方面,發(fā)展了搜索類星體候選天體的技術,成功地發(fā)現(xiàn)了大量類星體候選天體。在觀測宇宙學方面完成了許多有價值的工作。

進一步密切與國際天文界的聯(lián)系,加強了國際合作。1982年來,國際天文聯(lián)合會(IAU)每屆大會中國天文學家都組團參加,葉叔華院士當選為20屆、21屆IAU執(zhí)委會副主席,20余人擔任各專業(yè)委員會委員,有三人擔任專業(yè)委員會主席。在我國舉辦了一系列重要國際學術會議。各天文臺積極組織或參與了多次國際聯(lián)合觀測,成為國際合作中不可或缺的伙伴。1989年,建立了世界數(shù)據(jù)中心中國中心天文學科中心。

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