來源:新華每日電訊
2022-12-30 10:30:12
原標題:尋望星空
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尋望星空
從肉眼到“天眼”的仰望 見證中國天文百年之變
( 2022-12-30 ) 稿件來源:新華每日電訊 年終報道
本報記者李牧鳴
2022年10月30日,中國天文學會百年誕辰。
100年前的中國,尚處于內憂外患、國力羸弱之際。無數仁人志士走上思想改良或實業救國的道路,但也有一些人執著于仰望星空,堅持看似無用的天文觀測。
2022年10月,我國科學家利用“天眼”發現了一個尺度比銀河系大20倍的原子氣體結構,為研究宇宙中天體的起源,又打開了一個嶄新的窗口。
從肉眼到天眼,從小眾到大眾,是什么激發了中國近現代天文研究的“能級躍遷”?又是誰帶動了越來越多的普通人一起“追星”?
“不知能不能拍到火星的冰蓋”
2022年11月12日,北京入冬的第一場大風降溫,趕走了持續幾天的陰霾。適逢周末,晚上9點多,白石橋地鐵口已少有行人。過街天橋旁的空地上,一個支著三角架、擺著電腦的“攤位”格外引人注目。
這是市民何先生本年度第3次出攤拍攝。他就住在旁邊小區,今天的目標是火星。
記者穿著厚羽絨服還凍得直跺腳,忙著擺弄設備的何先生,反而興奮地說:“今晚不知能不能拍到火星的冰蓋。北京一刮風空氣就特透亮,有人還在陽臺拍過深空(天體)呢。”
說話間他停下手里的活,翻著手機相冊給記者看:“這是我前兩天拍的木星,這是土星……”
這時,一個年輕姑娘和一個大叔,相繼在何先生的“攤位”前放慢腳步。
“是拍月亮嗎?”年輕姑娘問。
“反射鏡配電子目鏡啊!能拍到很多細節。”中年大叔說。
“您真懂行!”
……
一個寒冷的夜晚,幾個陌生人之間,因為一架望遠鏡迅速拉近了距離。
這一切,并不意外。就在幾天前,因趕上2000年一遇的“月全食掩天王星”,北京天文館的直播,引發全網圍觀。
直播中連線的上海天文愛好者說,外灘最好的拍攝機位下午已被搶占一空。
曾幾何時,這些高大上的設備只能停留在普通人的夢里。
抖音博主“老王的閑白”回憶說,小時候常看《我們愛科學》雜志,對廣告頁上的望遠鏡迷得不行。只可惜那個年代,哪怕一架最簡陋的天文望遠鏡,對普通家庭來說也是奢侈品。
他沒敢和家長提,可又忍不住,終于憋出一個歪招兒,早早上小床裝睡覺,扛到很晚才閉著眼睛說“夢話”:“我想要目鏡5倍、物鏡20倍的天文望遠鏡!東交民巷《我們愛科學》讀者服務部有賣的……”
善解人意的父母相視一笑,后來還找由頭“順路”去了這個讀者服務部,可“老王”看到標價后,又不好意思要了。
雖然之后學業和事業都沒能和天文同路,但老王延續了對科普的關注和熱愛,正準備“靜下來想想清楚,當下自己做的事情,如何產生最大化的正向價值”。
14歲的南斗天文社社長
比“老王的閑白”年少時幸運得多,現在的孩子們有了更多付諸實踐的機會,很多年輕有趣的靈魂依托天文聚在一起。
北京八中西門外,放眼望去,樓頂的半球型天文臺格外顯眼。記者在等候這所學校的天文社社長時,翻閱起“南斗天文社”的公號。
從開學到中秋,天文社已經組織了兩場觀測活動。最近這次觀測記錄文章中,還收錄了幾個學生的朋友圈感言,一個微信名為telescope的同學寫道:
“每次寫作業或者走在路上時,我的腦中都會冒出許多問題:宇宙是什么?其他星球都什么樣子?為什么人類會出現在地球上……這些碎片在我看來,是靈魂漫游宇畝的時間。”
見到放學出來的石一寬,記者有些驚詫于八中南斗天文社社長的“年輕”,在一群個頭高大的高中生中,不知這位只有14歲的初中生如何“鎮得住場子”。
聊著聊著,一寬同學拿出他們的天文選修課讀物——《天體物理概論》給記者看,稱“不完全能看懂,但在一點一點啃”,答案似乎就在這本厚厚的書中。
“天文研究的事情都比較博大,學天文的過程會比較震撼。”相比探索的樂趣,2022年5月榮獲全國中學生天文競賽一等獎的事,他反而不愿多提。
幾年前,記者曾聽一位八中老師說,非功利性學習往往會取得“功利性”的成果,所謂“非功利”更多來自熱愛與堅持。
一寬從小就喜歡看星星,媽媽常帶他去天文館聽講座,期期不落。升入八中正好有天文興趣班,滿足了他的愛好。
“現在器材不那么貴了,老百姓都消費得起。學校天文臺里的設備孩子可以經常使用,對石一寬幫助很大。”一寬爸爸對記者說。
3000多公里的“逐日”之路
20世紀30年代初,據天文學家推算,1941年9月21日,將有日全食帶進入中國境內,且“在國土范圍內見食地帶之長,殆為數百年來所僅見”。
年輕的中國天文學會專門成立了日食觀測委員會。為了積累經驗,還派兩隊人馬出國觀測1936年的日食。
因日本發動全面侵華戰爭,從國外定制的儀器無法運到,計劃中的9支觀測隊也壓縮到兩支。
其中的西北隊,將觀測地點設在甘肅臨洮,由當時的天文研究所所長張鈺哲擔任隊長。
這可能是世界天文史上最悲壯的一次日食觀測。
1941年6月底,張鈺哲一行只帶著因陋就簡的儀器,乘卡車從昆明出發。冒著日軍飛機轟炸的危險,歷時40多天,經過長達3000多公里的旅行,終于到達臨洮。
他們這次“逐日”臨洮的壯舉,穿越5個省20多個市縣,還一路科普日全食知識。沿途百姓首次聽到了“天文”一詞,并對“日食”有了正確理解。
為了減少被敵機轟炸的風險,張鈺哲將觀測地點設在臨洮城東的岳麓山泰山廟內。當日9時30分,日全食初虧終于如期而至。
臨洮全縣近萬人涌上岳麓山,有的準備了茶色墨鏡,有的用墨汁染的玻璃觀看。美術教師還組織學生作了日食寫生。
日全食當天,在重慶、成都等大城市,市民還有“伐鼓鳴金救日之舉”,而臨洮“是日竟未聞一滴之鑼聲”。
“返程途經國內一些較大城市的時候,我們舉辦了二十多場有關日食和天文學通識的講座。還收集大量有關日食的照片、繪畫和圖片,為民眾舉辦了幾場展覽,激起對于天文話題的廣泛興趣。”張鈺哲寫道。
鮮有人知的是,張鈺哲揣著一封母親病危的電報。日全食3日后,母親病逝。他悲慟地寫下了《在日本轟炸機陰影下的中國日食觀測》的論文,作為對母親最深切的悼念。
天文不應該有門檻
時隔不到百年,觀測天象、拍攝天體已變成舉起手機就能參與的“新常態”,天文越來越多地連接著現實和夢想。
北大附中的數學老師劉楊兼職學校天文老師的年頭,幾乎和他的教齡一樣長。
他把天文教育做成通往一切可能的橋梁:“有人希望往更高的平臺上走,那我就往那個方向推一把;有些孩子喜歡天文攝影,可以帶他多拍片;有的姑娘想研究占星術,我也不拒絕,這個方向上可以講歷史、講文化……”
天文不應該有門檻。劉楊既是一個社團的“頭兒”,也是努力拆除這個社團圍墻的人。他與很多學科老師一道,把一些“小眾”活動推廣到全校,比如已在收尾階段的“FAST(中國天眼)觀測方案”。
這個活動是中國科協2022年4月底推出的,計劃把中國天眼1%的觀測時間開放給青少年。根據推進情況,再開放給全世界的青少年。
劉楊請各年級相關老師廣撒“英雄帖”,不到一周時間,初中部的“FAST觀測設計群”就聚集了一百多人,經注冊、培訓、開會等幾輪下來,有15個學生成功提交了方案。
進入秋季學期,北大附中有兩個觀測方案入圍優秀方案并即將匯編付梓,以便向更多學校和學生科普。
2022年9月19日全國科普日,劉楊的學生、入圍優秀方案的王勵棟,站在北京主會場中國科技館的展臺前,為觀眾介紹大國重器FAST——這一切背后,是3個多月一輪輪的培訓和方案修改。
除了站在臺前的學生,一群十三四歲的少年,已經初窺射電天文學的眉目。
“組織專項活動,雖然在理論體系上達不到全面認知,但從科普角度可以了解到很多東西,甚至產生深遠影響。”2022年暑假,劉楊在古觀象臺見到了以前的學生陽嘉桐,這個中學期間在北京天文館做志愿講解超過一千小時的女孩,已經開始在MIT的實驗室做粒子物理研究。
“修給下一代天文學者的望遠鏡”
可接收“天外來電”的射電望遠鏡,接近者卻無法“觸電”。
為了讓“天眼”能“安靜”地仰望星空,黔南布依族苗族自治州境內劃出了方圓近30公里電磁波寧靜區。
這就意味著,所有的電子設備都不能帶入這個區域。
跟蹤拍攝天眼14年的新華社記者歐東衢說:“這給我的拍攝造成了很大困難,每年只能在‘天眼’維護保養期間進行拍攝。”
對他來說,這幾天的維護保養期,就是寶貴的拍攝窗口期——從清晨到深夜,他每天帶著幾十斤的設備,16小時的滿負荷工作,走遍了“天眼”周圍的群山。
天眼里面的工作人員,則只能在生活區通過WIFI與外界聯系。
“天眼”首席科學家李菂曾在一次公開課中解釋說:“天眼”接收一個場時,如果在時間上進行密集采樣,得到的是一個持續的信號,這些信號可能包含脈沖星的信息,也可能包含你給朋友發的短視頻。
“天眼”都在接收什么“天外來電”?除了很多人已經了解的脈沖星和期待的外星人,比較神秘的還有,一次只有千分之幾秒信號的快速射電暴——一個弱的爆發就能釋放太陽一小時的能量,強的可釋放太陽幾年的能量,夠人類現在的社會用一萬億年。
這種神秘現象每天在宇宙至少發生12萬次,而2007年才被人類發現。
2022年3月,我國科研團隊已通過“天眼”觀察并計算出快速射電暴的起源證據。
2022年6月,“天眼”發現了迄今為止唯一一例持續活躍的重復快速射電暴,并將其定位于一個距離我們30億光年的矮星系。這一發現對于更好理解快速射電暴這一宇宙神秘現象具有重要意義。
2022年10月,“天眼”發現尺度約二百萬光年的巨大原子氣體結構,對研究星系及其氣體在宇宙中的演化提出了挑戰。
2022年12月,“天眼”揭示了銀河系星際介質前所未見的高清細節,對研究銀河系內的星際生態循環具有重要意義。
已故“天眼”首席科學家兼總工程師南仁東曾說過:“FAST是修給下一代天文學者的望遠鏡。”
“中國天眼”已經進入成果爆發期。
“非科學競爭,不足以圖存”
2022年10月25日,北京建國門橋西南角。
世界上最古老的天文臺之一——北京古觀象臺紫微殿前院內,身著黑衣黑褲的幾名演員,在歌聲中把8件儀器:象限儀、天體儀、黃道經緯儀、地平經儀、地平經緯儀、紀限儀、赤道經緯儀一件又一件地推上舞臺。
而后,傳來陣陣的吵鬧聲以及遠處的炮火聲,在清代古臺的背景中,遙望星空做著記錄的“張大人”仿佛什么都沒聽到,“小廝”葫蘆急得直跺腳……
一部《天文國寶
百年滄桑》的科普劇,作為中國天文學會百年紀念活動的壓軸節目,帶著現場天文圈大咖重溫往事。
北京天文館的趙金亮說,看到觀眾席上一位老先生,兩次悄悄擦眼淚。
沒有生逢盛世的“天眼”“年富力強”,古臺的滄桑卻激勵了天文前輩們前仆后繼、知恥而后勇。
1872年,法國人在上海建起徐家匯觀象臺;1898年,德國人在青島建觀象臺。與這些現代天文臺相比,此時中國的官方觀象臺,還叫著這樣一個名字:欽天監。
歐洲求學、獲得工科博士學位的中國頂極“天文愛好者”高魯,在辛亥革命后隨孫中山回國,不久后接手欽天監,直接把名字改為了中央觀象臺。
1913年10月,亞洲觀象臺臺長會議在東京召開。東道主日本,竟然沒有邀請身為中國官方觀象臺臺長的高魯,反倒是上海徐家匯觀象臺臺長勞積勛神父受到邀請。雖然勞積勛神父代表的是中國,但這仍是巨大的恥辱。
自此,高魯一心想要創建一個大型的現代天文臺。
在五四運動推動下,中國現代天文學的先驅者們高喊著“深知今茲時代,非科學競爭,不足以圖存;非合群探討,無以致學術之進步”的口號,以求天文學進步和普及天文學為宗旨,在北京古觀象臺成立了中國天文學會。
北京天文館在這次天文學會百年紀念活動中將歷史重演,通過奶奶和孫女參觀北京古觀象臺,追憶一百多年前我國“天文國寶”被瓜分掠奪流離海外、歷經磨難終回故鄉的歷史往事。
“排練時間特別長,因為大家都不是專業演員,只能利用工作之余的時間。”導演兼主演單月告訴記者,計劃拍成片子在古臺播放,讓觀眾更好地了解那段歷史。
經歷古儀失而復得的北京古觀象臺,今年已有580歲。而國人借助8架大型青銅儀器,肉眼觀天記錄天象,不間斷地持續了487年。
科普劇編劇、北京天文館曹燕感慨,這8件古儀是120多年來中國受挫和復興的見證者,天文館有責任把它們的故事講給更多的人聽。“我第一次近距離去看古儀時,發現上面有彈孔,給人挺大震撼的。2021年古儀回歸100周年,我們館就想用更形象的方式講歷史,也做科普。”
北京天文館為了搭建好科普平臺,對來館人員的年齡構成、知識結構做過詳細的數據分析,基于不同的觀眾群體去做適合他們的服務。其中就包括讓石一寬獲益匪淺的周末公益講座和劉楊師生們為觀眾提供的志愿講解。
確實,天文的通俗性和廣泛影響,是其他自然學科所沒有的。
北京天文館第一任館長陳遵媯在《中國天文學史》中寫道:“世界文化的起源,沒有不和天文相關聯的;世界科學的發達,沒有不借天文學來推進的。”
“天宮”已經在我們頭頂環繞;“嫦娥”“玉兔”開始造訪月球;“天問”從屈原的詩句中飛向火星;“夸父”帶回太陽最新的影像……“大國重器”不僅逐一讓夢想照進現實,也漸漸改變著我們的生活。
不知不覺,“三代以上,人人皆知天文”在新的百年跨越間,已經在不斷升級迭代。
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