中國天體物理學之濫觴：現代篇_風聞

本文英文版The Development of Astronomy and Emergence of Astrophysics in China, 見：The Emergence of Astrophysics in Asia, ed. by T. Nakamura & W. Orchiston, pp.213~244, Springer.

**/****/**新中國早期的天體物理學工作

1949年中華人民共和國成立，同年組建中國科學院。1950年，中央研究院天文研究所更名為中國科學院紫金山天文台，張鈺哲任台長。徐家彙和佘山天文台、青島觀象台和鳳凰山天文台先後歸紫金山天文台領導，成為其下屬的天文工作站。這種紫金山天文台管理和領導全國天文台站的狀況一直持續到1962年上海天文台成立。

1952成立的南京大學數學天文系，整合了中山大學數學天文系和齊魯大學天文算學系的師資力量，成為一個新的從事天文教學與研究機構。50年代對中國近現代天文學發展影響巨大的，除了已有機構的整合與調整之外，還有就是**《天文學十二年遠景規劃》的制定和北京天文台的籌建**：前者形成了新中國天文學發展的戰略模式，即“國家統一規劃下的任務帶學科”；後者則為天體物理學發展奠定了新的基礎。

紫金山天文台本部50年代有關天體物理研究的有太陽、天體演化、射電天文小組，開展太陽活動區物理和太陽預報研究，恆星測光和光譜研究、恆星內部結構與演化的研究。1961年又調整成了五室三組，太陽研究室、恆星研究室還有射電組主要從事天體物理方面的觀測和研究。徐家彙觀象台從50年代起，主要承擔着我國的標準時間、標準頻率的發播，佘山觀象台1962年之前有太陽物理課題組，1962年上海天文台獨立建台之後，組建了恆星天文研究室。青島觀象台和鳳凰山天文工作站有相關人員從事太陽黑子觀測。從這些研究室和研究小組的設置來看，這一時期天體物理的重點是恆星物理和太陽物理方面。

在恆星物理方面，紫金山天文台的照相測光的準備工作開始於1953年，1955年研製成功了光電光度計，配合放大系統，在60釐米望遠鏡上觀測，可以取得亮於10等星的讀數，填補了中國光電測光的空白。恆星光譜工作開始的比較晚，並且只在紫金山天文台本部進行。60釐米反射望遠鏡的攝譜儀修好後，從1956年6月起開始拍攝恆星光譜，1958年發表《60釐米反射望遠鏡的光譜工作》，到1959年為止，共拍攝了100多張恆星光譜照片。

佘山觀象台在李珩的帶領下，用50年代之前拍攝的星團、星雲底片，與現拍底片作對比計算，完成了5個銀河星團的照相測光和“自行”測定，1954年發表《關於五個星團的方位與自行的研究》，此項工作開啓了中國星團研究的先河，是建國初期天體物理研究的重要內容之一。關於恆星物理理論研究，如恆星的內部結構和演化，銀河系自轉常數和銀河系內恆星的空間分佈和運動等領域都進行了研究，並發表了論文（龔樹模等. 天體物理和恆星天文. 見: 中國科學院編譯出版委員會主編. 十年來的中國科學·天文學 1949-1959. 北京市：科學出版社, 1959. 第21頁.）。

在太陽物理研究方面，黑子的目視觀測開始的最早。1954年紫金山天文台綜合了本台、佘山觀象台、昆明工作站的觀測資料，建立了太陽黑子聯合觀測發佈系統，便利了有關部門的應用。同時南京大學數學天文系還進行過一些黑子亮度的光電觀測。

太陽色球單色光的觀測，佘山觀象台進行的較早。1956年該台進行的太陽分光觀測，可觀測到色球層的日珥、譜斑、耀斑等現象。1956年起對太陽作光譜攝影，以鈣線Ｈ、Ｋ為主。1957年又在光譜儀上附加了攝影裝置，可拍攝到噴焰和耀斑。1958年裝置了耀斑指示器，可以測知耀斑的出現。此外佘山觀象台前後還進行過10多年的太陽輻射熱觀測。

1957年紫台研製成功了太陽光譜象和攝譜兩用儀，並於1958年進行了太陽Hα譜象的攝影工作。紫台在太陽攝譜儀設置好後就開始太陽光譜分析工作，1958年開始了耀斑光譜的研究。為了能夠很快開展太陽活動研究（主要為耀斑），1958年購置了兩架現代化的自動記錄色球現象的儀器：一架是安裝在北京的色球望遠鏡，一架是安裝在南京的太陽單色攝影儀。1959年雲南天文台的水平式太陽望遠鏡上安裝了Hα單色濾光器。這些儀器都可以很便利地取得太陽耀斑資料（陳彪等. 太陽. 見: 中國科學院編譯出版委員會主編. 十年來的中國科學·天文學 1949-1959. 北京市：科學出版社, 1959. 第30～31頁.）。

還值得特別一提的是，1958年4月19日海南島發生日環食，在蘇聯專家的指導下對太陽輻射流進行了光電光度測量，也進行了光譜觀測。這次日環食之後，我國太陽觀測方面增加了射電方法觀測太陽。太陽的理論研究主要從事太陽內部能源和它的結構研究與太陽表面物理過程研究。

1956年國家《1956~1967年科學技術發展遠景規劃綱要》制定，其中對於天文學這一基礎學科的發展方向，《綱要》中寫道：“由於我國在天文學方面的基礎薄弱，十二年內不能在各方面都求得充分發展。因此發展重點選為：授時和緯度變化、方位天文、天體力學和年曆編算、太陽物理、恆星天文和恆星物理、星雲物理和無線電天文。”

根據國家的統一部署，天文學界決定了兩個重點發展方向，其中一個是着手籌備建立天體物理的觀測基地。這個規劃可謂中國天文學早期發展的綱領性文件。“這個規劃後來得到有效的執行，加上1962年我國制定的十年科學技術發展規劃綱要的執行，不僅帶動了一些學科的發展（如天體測量、人造地球衞星工作、太陽物理、射電天文等），而且到20世紀60年代建成了北京天文台和雲南天文台，加強了紫金山天文台的建設，為我國天體物理的發展奠定了基礎。” （方成.中國科學技術專家傳略“前言”.中國科學技術協會編.中國科學技術專家傳略·理學編·天文卷1. 北京市：中國科學技術出版社, 2005. 第2頁）

圖1. 中共中央領導人接見參加擬製全國長期科學規劃工作的科學家合影

南京的紫金山天文台和上海的徐家彙、佘山天文台位於我國南方，晴天天數不及北京的1/3；昆明觀測站的觀測條件也不理想，因此在北京建立天文台的設想很早就產生了。

1956年春，《天文學十二年遠景規劃》，在北京建立一個以天體物理研究為主的現代化天文台的建議就正式提出。同年秋蘇聯天文代表團考察我國後也建議在原有的天文台之外，首先於北京建立一個現代化的具有中型儀器的綜合性天文台，作為全國天文工作的發展基地。1957年《北京天文台籌備計劃》獲得通過，《計劃》中寫道：“天體物理和授時是同樣重要的工作。由此建議北京天文台以這兩方面的工作為重點，同時逐步開展其他方面的天文工作。”（中國科學院國家天文台編. 中國科學院北京天文台台史 1958-2001. 北京市：中國科學技術出版社, 2010.07. 第282頁.）

1957年7月國際著名天體物理學家程茂蘭（1905~1978）回國，他在法國主要從事天體的光譜分析研究。1958年2月“北京天文台籌備處”成立，程茂蘭被任命為籌備處主任，主持北京天文台的建設工作，他將全部精力放在了北京天文台的建設和中國實測天體物理學的發展和研究上。在程茂蘭的指導下，經過7年的科學選址工作，終於選出河北興隆連營寨山頂作為光學天體物理觀測台的台址。1965年興隆觀測站開始建設，1968竣工，從沙河站搬遷過來的40釐米雙筒望遠鏡和60/90釐米施密特望遠鏡安裝在站上。觀測站的天體物理觀測準備工作基本就緒。

圖2. 程茂蘭（1905~1978）

圖3. 沙河站全景（1970年）

圖片來自於中國科學院國家天文台編. 中國科學院北京天文台台史 1958-2001[M]. 北京：中國科學技術出版社, 2010.07. 彩圖頁6

北京天文台選址和籌建的同時，一些天體物理的觀測和研究工作就在北京沙河開展起來了。北京昌平縣沙河鎮最先是為建立授時站而選定的台址，1958年開始建設，1959年成立了授時組。此時其他的專業台址尚未選定，因此天體物理、太陽物理和射電天文的觀測儀器和人員便雲集在了沙河站。天體物理組成立於1960年年初，由程茂蘭負責，下設有選址、光譜、光電成像、照相幾個組，上文提到的雙筒望遠鏡和施密特望遠鏡是天體物理組進行觀測的兩台主要儀器。1965年11月正式成立恆星物理研究室，1969年前往興隆觀測站。1958年4月19日海南島日食觀測之後，蘇聯留借的兩台釐米波射電望遠鏡安裝在沙河，1959年射電天文組組建，下設米波組、釐米波組和理論組，於1965年開始了太陽射電常規觀測。北京天文台的光學太陽觀測開始於1958年，1960年成立太陽物理研究組。1963年色球望遠鏡從白家瞳地磁台搬遷到了沙河站，1965年又安裝了60釐米太陽望遠鏡，投入太陽黑子強磁場測量。至1965年沙河站已經成為了一個以天體物理為主的綜合性天文台。

在經過50～60年代的發展，中國天體物理學已經初步具備了觀測和研究基礎。但是1966年開始的“文化大革命”，作為基礎理論學科之一的天文學受到了衝擊和批判，觀測和研究工作基本停頓，天文學家受到打擊和迫害，十多年的建設和發展成果遭到破壞，中國天體物理學發展再次受挫。

**/****/**結語

從中國傳統天文學到近代天體物理學之間的發展是跨越一道鴻溝，這決定了天體物理學在中國基礎薄弱。民國時期中國的天體物理學依靠國外培養的天文人才，建立了很好的天文台，但是由於抗日戰爭和國內戰爭的破壞而無法持續進行觀測和研究。50年代到60年代中期，在國家的干預和投資，天體物理學再次具備了發展基礎和條件，可惜又被“文化大革命”中斷。中國天體物理學發展的早期階段很大程度上受困於中國社會和政治環境，在形成學科體系和學科傳統方面舉步維艱。

十一屆三中全會召開後，全國上下重新回到以經濟建設為中心的正常軌道上來，改革開放開始起步。科學的春天到來，中國天體物理學迎來全新的發展階段！

圖4. 1978年3月全國科學大會

作者簡介

寧曉玉：中國科學院大學人文學院教授，主要從事中國近現代天文學史、中西天文學交流與比較等研究。代表作有《經緯乾坤——葉叔華傳》、《20世紀中國天文學》、《中國古代天文學的獨特體系》、《The Development of Astronomy and Emergence of Astrophysics in China》，發表論文數十篇。