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首頁 > 科學論文 > > 中山大學天文臺的籌建與發展過程研究
中山大學天文臺的籌建與發展過程研究
>2024-02-02 09:00:00



中國近代較早出現的天文臺大多由外國人修建,如徐家匯觀象臺、青島觀象臺等。這些天文臺站極少吸納中國職員,其觀測結果也不為中國所有。民國成立后,這些天文臺先后被收回,成為中國現代化天文臺的一部分; 同時中國人開始自主籌辦天文臺,其中建設時間較早的有中山大學( 以下簡稱“中大”) 天文臺( 封二) 和中央研究院天文研究所( 紫金山天文臺的前身,1928 年籌建,1934 年竣工) .后者被認為是我國現代天文學的開端,并已有專著詳細記述[1].然而對于稍早籌建和建成的中大天文臺,學界的重視程度卻明顯不足。作為地方上的科研機構,中大天文臺未能獲得如天文研究所一般充裕的資金、人力、物力的支持,然而在困難重重當中,其創始人張云( 1896 ~1958 年) 根據有限的條件,建成可供教學實習的天文臺,并在此基礎上利用較為先進的設備有計劃地開展了變星觀測、太陽黑子觀測、氣象觀測等多項常規觀測工作,并多次代表中國參與經度聯測、日食觀測等大型國際科學活動,建立了廣泛的國際學術聯系,從國際學術界獲得了一定的專業支援,逐漸成長為當時天文學界的一支重要力量。此外,中大天文臺還定期出版臺刊,對天文學學術交流起到了重要作用。該校天文專業的畢業生,因為在校期間獲得了大量實踐訓練的機會,多數成為優秀的天文學人才,如鄒儀新( 1911 ~1997 年) 、葉叔華( 1927 ~ ) 、席澤宗( 1927 ~2008 年) 等,為當時和后來的天文事業做出了突出貢獻。

前人關于中大天文臺介紹和研究比較簡略[2 ~5],或未對其進行全面的分析和評價( [6],347 ~349 頁; [7]) .本文在前人工作的基礎上進一步挖掘和整理史料,包括新近發現的一些海外檔案資料,試圖厘清中大天文臺的籌建與發展過程,詳細考察其儀器設備與工作成果,并將之與當時國內其他自主天文臺比較,以分析中大天文臺的發展特點及其歷史貢獻。

1 張云與中大天文臺的創建

中大天文臺得以建成,其首任臺長張云可謂居功至偉。張云( 封二①) ,字子春,廣東開平人,1917 年畢業于武昌高等師范學校數理部[8],1921 年赴法國里昂大學留學,1926年獲得天文學國家博士學位。[9]

留學期間,張云便十分關心國內的天文事業。他曾受中國天文學會創始人高魯( 1877 ~1947 年) 派遣,出席 1925 年在英國劍橋召開的第 2 屆國際天文學聯合會( [10],28 ~ 29 頁) ,并因此結識了一批當時國際知名的天文學家,包括美國哈佛大學的沙普利( Harlow Shapley,1885 ~1972) ,為后來他執掌中大天文臺時的國際合作與交流打下了基礎。[11]

作為該會中國唯一的代表,張云目睹當時天文學發達國家取得的成就①,深感“吾國斯學急待振興之逼切”( [12],51 頁) .他還曾與徐家匯觀象臺在上海郊區所設佘山天文臺保持通訊聯系,關注佘山天文臺的儀器設備和研究情況,感慨中國在天文臺建設方面的不足。[13]

1926 年 7 月,張云受聘至中大擔任天文學教授。留學期間的見聞,使他對中國天文學面臨的艱難狀況深有體會; 而在教學實踐中,他也很快意識到天文學作為一門觀測的科學,沒有天文臺以供實習而僅依靠理論講述,難以取得較好的教學效果,于是他開始積極籌建天文臺( [12],50 ~52 頁) .最初張云認為應在當時的國府廣州設立一個大規模的國立天文臺,并得到了中大校長戴季陶( 1891 ~ 1949 年) 、副校長朱家驊( 1893 ~ 1963年) 、以及國民政府大學委員丁惟汾( 1874 ~ 1954 年) 等人的支持。12 月,張云正式將籌建國立天文臺的建議書與預算計劃上呈國民黨中央黨部。他的這篇呈文情辭懇切,充分闡述了天文臺在教學、科研、社會服務等多方面的功能,在末尾附有詳細的預算計劃,其中一次性支出的項目包括儀器設備費約港幣 10 萬元、建筑安裝費約廣州洋毫②10 萬元,建成后每年的運作經費約 4 萬元洋毫( [12],53 ~55 頁) .當時國民政府忙于北伐,不久政府北遷,張云興建國立天文臺的愿望亦隨之東流( [12],55 頁) .

無奈之下,張云只得轉變計劃、縮減開支,擬先在校內籌辦一個規模較小的天文臺,僅保留最基本的配置,以供天文專業的教學,其余部分則等待時機合適再行擴充。張云校辦天文臺的計劃博得了戴季陶、朱家驊二人的同情和支持,最終校方決定從學校經費中先行撥款建設天文臺。1927 年 2 月,中大校辦天文臺開始動工建設。此時中央研究院天文研究所尚未成立,天文臺的籌建更無正式方案( [1],26 ~28 頁) ; 而國內其他高?;蛴谢I建天文臺的打算①,但并未付諸實行。

盡管天文臺的規模已經縮小,但其建設并非一帆風順,而經費來源仍然是主要的問題。校方領導因為學校財政支絀,轉而向廣東省政府請求撥款贊助。經副校長兼“民政廳長及省政府委員”朱家驊幫助下獲得的 3 萬元省府撥款[14],遲遲未到學校。張云多方奔走游說,校方再次催促政府提前撥款。[15]

直到 6 月 17 日,第一筆撥款 1 萬元才下發到學校。而剩下的 2 萬元款項,政府仍舊以各種借口拖延[16],經校方再三催促,方于 1927年 10 月、1928 年 5 月和 6 月分 3 次下發學校。

由于反復的請款與等待,中大天文臺的建筑工程被迫時停時續。加之北伐之后廣州的政治環境極不安定,學校的雇工常常罷工,工程質量根本無法保證,甚至連工程師也先后換了 3 個②。1927 年 12 月,廣州爆發起義,整個城市陷入混亂,紙幣貶值、物價飛漲,本就經費見絀的中大天文臺建設幾乎走到盡頭。等到局勢較為安定,張云重新與負責工程的建筑公司接洽,協商減價,使天文臺得以重新開始建設。由于工程曾出現過質量問題,張云對建筑質量尤其關心,常常親自督工,因此建成后的天文臺異常堅固,抗戰時還曾被用作防空設施( [17],42 頁) .

1928 年夏天,中大天文臺的主體建筑基本完工,訂購的儀器設備也相繼運抵廣州。

但由于工匠對于裝配天文儀器缺乏經驗,遇到了不少困難( [11],60 頁) ,直到 1929 年上半年,各種儀器才陸續安置調試妥當,開始進行實際觀測。是年 6 月 29 日,中大天文臺舉行了正式的開幕典禮( 封二④) .出席開幕式并參觀天文臺的中大理科主任何衍璇( 1901~ 1971 年) ,盛贊張云具有“穿石”“成針”的毅力,幾乎以一己之力促成了天文臺的建設。[18]

張云后來談及此事時,也感慨“今國人皆知學術之落伍矣,亦復感學術之需要矣,然空論居多,實施殊少”( [12],60 頁) .然而他的苦心孤詣沒有白費,中大天文臺成為中國人在本土自主建成的第一個現代化天文臺,在當時被寄予厚望: “本臺規模雖小,但實際工作,不無足述。查本臺為南中國國人自辦之唯一天文臺,其所負使命,至為重大,將來繼續進展,未始非為我國學術界之曙光也?!?/p>

2 中大天文臺的配置規模

中大天文臺從教學需要出發,購置有 15cm 的赤道儀和 6cm 的子午儀兩具主要儀器,修筑有專門的赤道儀室和子午儀室。其中赤道儀室有圓形銅頂,用電機控制自動開合,并附有電力自動旋轉機,隨日周運動速度,以方便跟蹤觀測各種天體。而子午儀室通過室內電時鐘與地窖層時計室之天文標準時鐘連接,二者節奏一致,且裝有電話,傳達靈便[20].

值得一提的是中大天文臺的子午儀( 封二②) 附有超人差測微器和電行計時器,能夠最大程度地避免人為誤差; 而時計室又位于天文臺“地窖下之地窖”( [17],42 頁; [21]) 中,四面密封,冷熱空氣不易對流,確保天文鐘的精度不受溫度濕度影響。兩處配置雙管齊下,使觀測精度大大提高。

除此之外,中大天文臺還擁有諸多其他儀器,包括 20cm 的反射望遠鏡、13. 5cm 的折光望遠鏡、天體攝影機、分光儀、六分儀、經緯儀、坐標儀、雙眼望遠鏡、天球、火星球、大銅球、平均時表、自動開止表等; 另外還有一臺德制幻燈放影機,可以播放各種天文教學影片,也可用于檢查天體攝影機拍攝的各類天體照片。( [20],21 頁) 不僅如此,天文臺建成時學校還將物理系的氣象儀器并入天文臺,以方便管理。這批儀器包括地震儀、自記雨量計、氣壓自記計、濕度自記計、蒸發計、寒暖計等 18 件。( [22]; [23],5 ~6 頁)可見,中大天文臺的這些設備雖然不能和天文研究所斥巨資購置的大赤道儀①相比,但也基本齊全,能夠確?;镜慕虒W和科研,和同時期地方上的天文機構②相比,還是頗為可觀的。例如: 齊魯大學建有大小兩座天文臺③用于實際觀測的儀器主要有: 10 英寸反射鏡就因為底座損壞以致觀測時不能保證穩定; 4 英寸的望遠鏡可用做太陽黑子的觀測,偶爾也可用于觀測其他星體( 如變星) ( [24],82 ~83 頁) .即便與從外國人手中收回的青島觀象臺④相比,中大天文臺的儀器設備也絲毫不顯遜色。1924 年中國接管青島觀象臺后,為準備參加 1926 年的國際經度聯測,添購了等高儀、無線電發報機、電鐘、時辰計等設備。( [6],283 頁) 1928 年又購置了赤道儀、子午儀、經緯儀、六分儀和各類天文鐘表等。青島觀象臺這兩次購置儀器的種類和數量與中大天文臺大致相當。

圖書資料方面,由于經費縮減,籌集面臨困境。自 1928 年 3 月始,臺長張云積極向包括哈佛大學天文臺在內的世界各地重要天文臺低價求購、募捐圖書資料。10 月,該臺發布致世界各地天文臺的公開信( 圖 1) ,以天文學研究唯有通過國際合作和互助才能取得更大進步為由,請求捐贈圖書、雜志和圖表或以最低折扣購買相關資料⑤。通過這種方式,中大天文臺先后與世界各地不下 300 個天文臺取得聯系,其中多達 279 個天文臺做出了積極回應,共收到寄贈的天文氣象書籍共 46 種 463 冊,雜志 15 種共 340 冊,此外還有攝影天圖等圖表上千幅。( [12],63 ~66 頁; [20],21 ~22 頁) 哈佛大學天文臺特將其列入免費接收研究通訊的名單中,并主動詢問需要哪些方面的資料[25].另外,中大天文臺成立后,接收了原數學天文系研究室內的約 4 百余冊天文圖書與 2 百余冊雜志。( [20],19 頁) 其藏書量和青島觀象臺 1930 年設立的圖書室不相上下( [6],280 頁) .此外,自1930 年開始出版《國立中大天文臺兩月刊》( 圖 2,以下簡稱《兩月刊》) ,主要報道本臺職員的觀測成果以及國內外天文界的最新發現,是我國三四十年代僅有的 3 種天文學術刊物之一。( [6],348 頁)

相比之下,齊魯大學天文臺因為與外界的交流十分有限而影響到自身發展。該臺早期由該校畢業生王錫恩( 1872 ~1932 年) 主持天文教學和研究,雖然他本人在天文學上造詣頗深,但卻不通英文。[26]

王錫恩離世之后,天文課程難以開設,選修天文的學生也極少。后來繼任的臺長英國籍數學家斐禮伯( E. L. Phillips) 不通天文,盡管后期還有天算系畢業生程庭芳( 1911 ~ 1968 年) 勉力維持,但終究勢單力薄,以至于天文臺一度停辦。( [6],345 ~346)中大天文臺在研究人員的安排和后備力量的培養方面則具有突出優勢。成立之初,該臺即設主任、助理、技助、技術員兼書記等職務。[27]

后來在實際工作的過程中,天文臺將工作分為教育和研究兩個方面,增設了專門負責學生實習的助教。臺內各項職務“分工專理”: “如屬于研究問題,屬員或有未甚明了者由主任指示其研究方法與途徑完成后,再由主任審查,始分別執行或公布”[28].這種人事安排是保證其正常運轉并且取得觀測成果的重要條件之一。事實上,除了在某些特殊時期( 如抗戰勝利后復原時期) ( [29],112頁) ,天文臺的職員都至少保持了 4 ~ 5 人的規模,最為關鍵的是,第一任臺長張云之后,始終有繼任不懼艱難,挑起重擔,勤耕不輟,這在民國時期的天文機構中也是不多見的①。

而中大數學天文系選修天文專業的學生數量在成立初期就已達到 32②人[27],并成為后備力量的重要來源,如鄒儀新從天文專業畢業后就留在天文臺工作,并成長為知名的天文學家。

總之,中大天文臺無論從儀器設備、圖書圖表還是人員配置方面,都將教學和科研的需求緊密結合起來,是在當時有限的條件下做出的比較合理安排; 同時它也積極努力的建立國際聯系,借此獲得了更多有效的外援,這對于中大天文臺在天文學基礎薄弱的近代中國的生存和發展是至關重要的。

3 中大天文臺的工作成果

中大天文臺的工作,可以以抗戰為界劃分為兩個部分: 從天文臺落成的 1929 年到1938 年搬遷為前期,從撤離廣州到 1952 年院系調整合并到南京大學為后期。因為前期環境較為安定,常規性的觀測從未間斷,因此中大天文臺獲得了不少連續性的觀測成果。

而此間參加的兩次大型國際聯合觀測,也獲得了不錯的成績。后期則因各方面條件所限,基本只能維持學生的實習,難以展開有效觀測。盡管如此,中大天文系的學生自始至終都獲得了很好的培養,尤其是 40 年代后期和 50 年代初畢業的學生,成為了新中國天文事業的中堅力量,這與他們在天文臺得到的實踐訓練不無關系。而臺長張云本人則充分利用1947 年前往美國哈佛大學訪問的機會,發現一顆位于鹿豹座南端之新變星,為變星研究領域所矚目。 [30 ~31]

下文將主要圍繞變星觀測、氣象觀測、經度聯測和日食觀測四個方面來介紹中大天文臺的主要工作成果。

3. 1 變星觀測委員會的成立及其工作

變星觀測③是中大天文臺的特色之一,這與張云本人的研究興趣以及他一貫的振興中國天文學的民族意識有關。早在法國里昂天文臺實習的時候,他就開始了司父變星的研究,其研究成果,受到導師、里昂天文臺臺長馬薩卡( Jean Mascart,1872 ~ 1935) 的高度贊揚[32].在 1926 年出版的專著《變星研究法》中,張云曾明確指出“星象研究,無有能比變星容易者; 儀器設備,無有比變星觀測簡單”( [33],4 頁) .正因如此,張云選擇了變星領域作為“天學無繼的中國做‘迎頭趕上去’的”突破口[34].再加上歐美各國的變星研究協會也剛成立不久①,張云認為此時開展變星研究還能夠盡快加入國際合作,與世界各地共享研究資料和成果。為了達到這個目的,他盡力謀劃、積極活動,希望借助中國天文學會的力量來壯大變星觀測和研究工作。最終,在張云的倡議下,1930 年 3 月 8 日中國天文學會成立了變星觀測委員會,并移交給中大天文臺辦理( 封二⑥) .②變星觀測委員會采取會員制,會員們購買中大天文臺繪制的變星圖,按照天文臺提供的變星光度增減預報自行選星觀測,并將觀測結果寄往天文臺; 中大天文臺負責管理會員的觀測,預報變星光度的增減,對會員的觀測結果進行整理和分析,并將結果發表在《兩月刊》上。這種做法與法、美等國的變星觀測組織類似,是一種業余和專業相結合的做法。

但是在當時的中國有條件有能力( 要交會費、購置儀器和星圖) 做變星觀測的業余愛好者少之又少。所以成立之初,變星觀測委員會的成績并不理想,實際上能做觀測工作的,只有在中大天文臺工作的六七個人,這是張云事前沒有料到的。

針對這種情況,張云也提出了一些對策③。漸漸的,加入變星觀測的人數有所增加,然而張云仿照法、美等國的變星觀測組織、想要通過大量的業余觀測來輔助專業的觀測的愿望沒有實現,參與變星觀測的仍然以中大天文臺的工作人員為主。面對國外變星觀測的迅速發展,張云不禁憂心感慨道: “吾人其欲與人競十年后之優勝乎,非自今日努力始不可”.

盡管如此,張云仍然在困境中率領中大天文臺堅持觀測和研究變星,天文臺的職員則成為了變星觀測委員會的主力。他們利用天文臺 15cm 的赤道儀,采用阿格蘭德法進行觀測。曾有人質疑這種 19 世紀的方法用在 20 世紀專業天文臺稍嫌過時( [10],128 ~129 頁) ,但是根據當時的條件和設備且此方法比較可靠,中大天文臺采用這個方法也是有一定理由的。而天文研究所用變星儀對造父變星作攝影觀測,“條件雖比中大天文臺優越,但也沒有取得有價值的成果”.因為變星儀物鏡口徑只有10. 5 厘米,許多暗星拍不出,不容易產生新的發現。( [10],129 頁) 況且該所的羅氏變星儀配套的顯像設備損壞,所拍攝的照片無法顯示,觀測結果無法得到及時的歸算和整理。( [6],323 ~324 頁)通過多年的堅持和努力,中大天文臺在變星觀測中較為容易的長期變星和無規則變星兩方面取得了很大的發展。從 1930 ~1937 年,該臺共觀測變星 3425 次①,對 4897 顆長周期變星做了光度增減預報,由表 1 可以看出,該臺在觀測總次數和人均觀測星數、人均觀測次數等幾項指標上都有明顯增加。

天文臺的觀測結果不僅發表在《兩月刊》上以供國內變星愛好者參考討論,并通報給法國天文臺,是較早與國際取得聯系的觀測項目。除此之外,張云本人應邀[38]對 13 顆短周期變星做了跟蹤觀測[39],觀測結果也向國際變星觀測委員會通報[40].

3. 2 氣象觀測

中大天文臺的氣象觀測從 1930 年到 1937 年共持續了 7 年,其間每天觀測 4 次,分別為午前 6 時、10 時,午后 2 時、6 時,觀測結果則由廣州市播音臺分兩次報告。同時,中大天文臺職員還將詳細的觀測報告整理登載于《兩月刊》。報告分逐月的天氣狀況總結和逐日的觀測記錄兩類,主要項目包括氣壓、氣溫、雨、濕度、蒸發、風、地溫等,這些報告為了解當時廣州地區的天氣狀況提供了重要的參考資料。此外,1933 年,天文臺還編著出版了《中國氣象諺語集》,在當時“我國氣象事業幼稚時期中,固為預測氣象參考觀的極好資料”[41].

然而中大天文臺更大的貢獻是孕育了廣州市立氣象臺。在中大天文臺之前,廣州地區雖然已有中山大學農林科的測候所和私立嶺南大學的裴文氣象站[42],但是并沒有形成一個市一級的氣象觀測機構。1930 年,中大天文臺建立的次年即藉第一屆全國氣象會議召開之時,積極和中央研究院氣象研究所( 以下簡稱“氣象所”) 聯絡,希望參與到全國氣象事業的發展中。[43].此后,中大天文臺不僅及時與氣象所交流氣象工作的信息,請求寄贈刊物[44],而且詢問、工作儀器和方法[45],并通過氣象所取得和全國其他地方氣象站的聯系方式[46].1932 年底,張云臺長響應氣象所的號召,建議廣東省政府設立廣東氣象臺,并且在各市縣設立分部。在建議書中,張云特別提到“中央氣象研究所復邀請各省速自籌設氣象臺以為測候之用,查各省之已遵辦者計有江蘇、湖北、山東等省且已實行通報,今吾粵所處地理上之位置如是其重要,事業之需要如是共急切,是氣象臺之籌設實刻不容緩也”[47].1933 年,廣州市立氣象臺籌備處在中大天文臺設立,張云任籌備主任[48].

1935 年 8 月,廣州市氣象臺正式建立,雖然沒有設立省市縣多級的氣象觀測站,但和以往僅有觀測的測候所不同,同時進行氣象預報工作。[49]這時中大天文臺的氣象觀測工作仍在繼續,但已有規劃在搬遷新校時分立出去,并且已于白云山上另擇合適地點,做高空氣象觀測[50].與氣象所聯系、氣象發報等任務則逐漸由廣州市立氣象臺承擔。在校辦性質的氣象測候所和專業的氣象臺之間,中大天文臺擔任了過渡時期的重要角色。

3. 3 中大天文臺參與第二次國際經度聯測

1926 年和 1933 年進行的兩次國際經度聯測是大型的國際科學合作項目①。因首次聯測時中國僅有青島觀象臺參加②,故當第二次聯測的消息傳到中國時,中國天文學會決定發動各家單位盡早開始籌備。[51]

1931 年,天文學會聯合天文研究所和參謀本部陸地測量總局,召開全國經度測量會議,經會議討論決定,派天文研究所、全國陸地測量總局、青島觀象臺、中大天文臺、東北大學天文系、華北水利委員會、北平研究院、浙江陸地測量局8 家單位[52]參與第二次國際經度聯測。盡管提前兩年做了動員和安排,除中大天文臺和青島觀象臺外,其他 6 家單位均沒有及時達到國際經度委員會規定的觀測條件③。中大天文臺在建成時就配備了超人差子午儀以及與此相連的天文時鐘,并且已經開始利用子午儀做實際觀測。該子午儀附有等高裝置,達到了國際經度委員會規定的條件。此次,天文臺又添置了一臺無線電短波收音機。而華北水利委員會因為經費問題遲遲沒有購置合適的設備[53],天文研究所雖然已有子午卻沒有及時安排合適的人員進行觀測訓練,因而錯過了測量期( [10],115 ~120 頁) .

1933 年 11 月,中大天文臺進行了為時一個月的測量,白天記錄無線電信號到達本地的恒星時,夜晚用子午儀測定本地的恒星時。因 11 月內廣州天晴日數占十之七八,所以該月內觀星數量頗多[54]; 至于接收無線電時號,中大天文臺采用馬拉巴爾( Malabar) 、東京( Tokyo) 、蒙特卡洛( Monte Grande) 以及火奴魯魯( Honolulu) 4 個天文臺發出的信號,每天收兩臺。由于新添置的短波收音機沒有自記功能,收報時必須先開( 電行) 計時器,使恒星時鐘擺動,自記于紙卷上,然后耳聽信號,手按電建,使計時器另一筆畫點于紙卷上,這樣一來,把接收到的時號和天文臺恒星鐘鐘擺的秒脈動記錄在同一張紙上,通過比較可以求得兩地的經度差,從而推算本地經度。這種“耳聽手按”的方法在青島觀象臺參加第一次測量沒有自記無線電收報裝置時也曾采用過[55].

在具體推算過程中,中大天文臺采取了以下幾個步驟方法減少誤差。首先,計算子午儀的儀器誤差以及平均時鐘差,得到本地恒星時更加精確的修正值; 其次,將接收到的時號統一換算成對應的格林威治民用時,又將民用時換算成格林威治恒星時,以便直接用本地恒星時與之做減法; 最后,對于電波在兩臺之間運行的波行差也做了相應處理。經過反復的觀測和計算,中大天文臺得到的最終結果是東經 113°15'32″。 25 ± 0″。 30( [56],42頁) .這個結果與中大天文臺初建成時所測的近似值東經 112°53'52″[57]有一定差別,但是與現在的數值東經 113°16'22. 51″①更為接近。

參加國際經度聯測對中大天文臺來說不僅能夠為國為校爭得榮譽,也是近距離與國際天文界交流的良好機會。通過此次活動,天文臺充分體會到自身在臺址選擇、建筑規模、儀器設備、人才培養等各方面的不足,“對于國際學術互助之需要猶有愧色”[58].活動結束后,臺長張云向校長建議在新校址重建一更大規模的天文臺,添置更加精良的設備。其實張云早有遷址擴容的計劃,可惜沒有合適的機會正式上書,參與此次活動的經驗使張云有充足的理由打動校方,最終同意在石牌新校新建天文臺( 見下文) .

3. 4 中大天文臺與兩次日全食觀測

民國時期在中國境內發生了兩次日全食,一次是 1936 年 6 月 19 日在中國東北部、日本和蘇俄可見的日全食,另一次是 1941 年 9 月 21 日全食帶穿越中國中部大部分地區,是難得一次的觀測機會,“我國忝居地主,義難旁觀”[59].中國天文界對 1941 年日全食的尤為重視,提前數年就開始籌備觀測事宜,并成立了專門的日食觀測委員會。中大天文臺作為“南中國唯一研究天文之機構”( [60],46 頁) ,受邀成為日食觀測委員會成員。

中大天文臺的助教鄒儀新 1936 年時恰好在日本東京帝國大學留學并于東京天文臺實習,而且曾參與日食委員會前期的籌備會議,所以中大天文臺派遣鄒儀新“因利乘便”( [61],92 頁) 參與北海道隊的觀測。負責北海道隊天文觀測的是中央研究院天文研究所的余青松( 1897 ~1978 年) 和陳遵媯( 1901 ~ 1991 年) ,分配給鄒儀新的工作包括日食前一切野外工作之整理計算,日食發生時以望遠鏡頂初虧和復圓時刻,攝全食始末之活動電影( [60],47 頁) .全食時間非常短暫,僅三分鐘左右,成功的觀測有賴于隊員之間的配合。鄒儀新和余青松、陳遵媯密切配合,出色的完成了任務,成功拍攝了日冕照片( 圖 3) .照片清晰、完整,被日本天文界《快報》突出報道[62].因其出色表現,鄒儀新本人也被日本的《朝日新聞》、《婦女公論》連篇報道,稱她為“惟一成功的女性觀測者”、“東亞第一女天文學家”[63].此外,鄒儀新等人還注意與歐美國家交流關于儀器設置、地點選取的方法,積極向日本學習組織籌辦經驗。這些為后來她率隊參加 1941 年的日全食觀測奠定了基礎。

1941 年的中國日全食觀測團隊分為西北組和東南組,中大天文臺為東南組的領隊。中大天文臺提前一年就擬定了觀測計劃并開始了觀測訓練。原定計劃由張云率隊赴福建觀測,但因張云當年 8 月出任中大校長,故改由已經具備一定觀測經驗的鄒儀新領隊,另有天文臺兩位職員和天文系兩名高年級學生組成了觀測隊。到達觀測地點后,鄒儀新帶領隊員成功改裝了儀器( 圖 4) ,組織其他觀測隊伍統一進行演習( [60],60 ~ 61 頁) .一切準備就緒,可惜日食當天陰云密布,鄒儀新又率隊奔赴鄰近的江西省希望能找到好的地點,結果當天能夠見到全食的贛閩兩省均為陰天,觀測隊也只好作罷( [60],64 頁) .雖然沒有取得實際的觀測結果,但中大天文臺的師生通過此次活動得到了很好的鍛煉,積累了參與國際活動的經驗。

4 結 語

中大天文臺在近代中國天文臺數量極少的情況下堅持開展工作并取得了不錯的成績,尤其是在抗戰爆發之前,天文臺的常規工作及其所取得的成果在一定程度上反映了中國近代天文學的發展狀況。然而天文臺的職員并不滿足于已經取得的成績,不斷謀求機會擴充發展( [19],12 頁) ,希望能隨中大遷址“石牌新?!毙陆ㄒ桓蟾陚涞奶煳呐_。

1933 年參加萬國經度測量后,新建天文臺正式納入學校的預算規劃[64].按規劃這個新臺不僅建筑更為闊大宏偉,而且遠離城市中。1936 年 11 月 11 日新臺奠基修建,抗戰之前主體建筑基本完成。張云還將擬添置的儀器列好估價單并申請撥款。這些儀器不僅規模更大,而且主要用于天體物理的分光和攝影方面,如大號太陽攝影機、日珥分光儀等等①。但是因抗戰驟然爆發,廣州遭到轟炸,只能仍在舊臺開展工作,擬購的儀器設備也沒有著落( [17],43 頁) .

在此后長達十多年的時間內,中大天文臺雖然配置未再增加,但對已有的設備進行了很好的維護和利用; 在不得不隨學校搬遷時,幾乎所有設備都得到妥善保管。第一次隨遷到云南澄江,除了赤道儀笨重的底座外,其他設備都運抵云南,張云等組織學生通過簡易觀測法測定當地經緯度并做太陽黑子的觀測。( [65],137 ~138 頁) 第二次隨遷到了粵北坪石,天文臺仍舊未損失重要儀器,并且得到中華教育文化基金會支持,搭建了戰時天文臺,安裝大小儀器,一切學生實習,與在廣州無異。( [65],138 頁) 這個在戰火中維持的天文臺,連電鐘需要更換電池都要輾轉籌款再三申請,其中艱辛,可想而知。

盡管如此,中大天文臺不僅頑強地生存了下來,保存著天文教育的火種,而且還率隊參加了 1941年在中國舉行的國際日食觀測活動,并擔任東南組的領隊,實屬難得。

不幸的是,在抗戰勝利前夕最后一次從粵北撤離時,天文臺丟失和損毀了一批圖書和儀器,職員也四處離散,遭受了巨大的損失。( [29],109 頁) 直到抗戰之后回遷廣州,天文臺才得以積極組織復原工作。所幸廣州戰前新建的臺址雖然屢遭轟炸,但基本還能沿用。而戰時寄存在昆明的一部分儀器也成功寄回,于是天文臺全體遷入這個新臺,并重新聘請吸納新的人員入臺。( [29],110 頁) 為了節省開支并最大限度復原天文臺設備,臺長鄒儀新親自組織對損壞的儀器重新組裝修復,將尚可以工作的儀器互相拼湊改裝,甚至由同學捕蜘蛛吐絲以修復其中一項重要的儀器蛛絲測微器( [29],110 頁) .張云1947 年赴美國哈佛大學訪問,募集到哈佛大學天文臺曾經使用過的一臺大赤道儀( 封二③①) ,彌補了戰時缺失的一種最重要的儀器( [29],112 頁) .總之,中大天文臺盡了最大的努力維持已有的配置,保證基本工作進行。

1949 年 10 月,廣州解放,中大由軍管會接管,張云因其在國民政府的任職經歷,顧慮自身安危,轉而移居香港[67].在香港期間,張云仍心系中大天文臺的近況以及天文研究的進展,在與沙普利的通信中,他附上由廣州師生寄來的天文臺照片及哈佛所贈儀器照片( 封二⑤、③) ,告知儀器狀況良好,只可惜他赴港之后暫無人組織操作使用,不過相信未來會得到重用[68].此外,他還曾兩度致信朱家驊希望臺灣中研院派人出席羅馬的天文學大會。朱家驊表示中研院天文所正準備重組,希望張云能赴臺就職[69].張云因身體以及家庭狀況未去臺灣,于 1958 年病逝于香港。

1952 年院系調整,中大天文系與齊魯大學天算系合并為南京大學 ( 以下簡稱“南大”) 天文系。中大天文系畢業生、也是當時隨遷的主要教師李春生、容壽鏗等人,負責將中大諸多天文儀器和觀測資料轉移到南大,并主持創辦了南大天文臺。1956 年,南大天文臺落成,原來在中大天文臺使用過的 13. 5cm 折射望遠鏡,以及經過改造的 15cm 赤道儀鏡頭,還有從哈佛大學來的 11 寸赤道儀均被安裝在南大天文臺。而根據南大天文系一些老教授的回憶,這批儀器占了當時其所有儀器資料的 99%.[70]后來,南大天文臺陸續又添置了其他重要儀器,成為我國屈指可數并頗具規模的教學型天文臺。

毋庸置疑,中大天文臺不僅在當時而且對后世產生了深遠的影響。民國時期中國天文學處境艱難的大環境下,欲尋一設備較為齊全、能夠開展工作的天文臺少之又少,中大天文臺的創建和堅持顯得彌足珍貴。更加難能可貴的是,中大天文臺的部分工作( 如變星觀測等) 能夠與國際同行接軌,其他工作( 如氣象觀測) 也能夠做到長期堅持并推動地方學科的建設。除此之外,在幾次大型的國際活動當中,中大天文臺也扮演了相當重要的角色。這些都表明,中大天文臺是中國現代化天文臺建設中的一個里程碑。

中大天文臺的歷史也可作為民國時期科研機構發展的一個案例。當時科學基礎薄弱,軍政局勢不安定,內部環境阻礙重重,科研機構通過開展廣泛的交流,尋求國際合作和支援,來獲取資源; 同時他們將科研與教育結合起來,以最大限度的發揮人力、物力的作用。中大天文臺的歷史說明,這種嘗試是成功的,雖然受到很多限制,但是許多科研機構和科研人員也在積極主動地探索和選擇適合現代科學在中國發展的路徑,以求在最短的時間內促進中國科學體系向現代化轉軌。

參 考 文 獻

1 江曉原,吳燕。 紫金山天文臺史稿---中國天文學現代化個案[M]. 濟南: 山東教育出版社,2004.

2 陳遵媯。 中國天文學史[M]. 上海: 上海人民出版社,2006. 1417 ~ 1419.

3 洪斯溢。 中山大學天文系[A]. 王綬琯( 主編) . 20 世紀中國學術大典·天文學[M]. 福州: 福建教育出版社,2003.284.

4 黃義祥。 著名天文學家張云[A]. 李尚德,等。 凝聚中大精神: “中大精神與校園文化建設”大討論文集[C]. 廣州:中山大學出版社,2001. 274 ~280.

5 易漢文。 張云校長與天文教育 [J]. 中大教工,2011,( 3) .

6 杜升云,崔振華,黃永寬,肖耐園( 主編) . 中國古代天文學的轉軌和近代天文學[M]. 北京: 中國科學技術出版社,2008.

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