金陵之行(六)——紫金山天文台

冯仁刚
创建于02-17
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中国科学院紫金山天文台——中国现代天文学的摇篮。


青岛观象台,归属紫金山天文台,是紫台的5个观测站之一。作为青岛人,作为中国科学院海洋研究所的子弟,这一信息,一下子把我心中青岛与南京的距离又拉近了许多。

中国科学院紫金山天文台,简称紫台,是中国人自己建立的第一个现代天文学研究机构,被誉为“中国现代天文学的摇篮”。

其前身是成立于1928年2月的国立中央研究院天文研究所,1934年8月,紫金山天文台建成。

1950年5月,成立中国科学院紫金山天文台。紫金山天文台的建成标志着中国现代天文学研究的开始,中国现代天文学的许多分支学科和天文台站大多从这里诞生、组建和拓展。

紫台是我国开展天文科学普及的重点单位、全国科普教育基地、全国重点文物保护单位。以总部及观测站为依托,分别在南京紫金山天文台科研科普园区、青岛观象台、盱眙铁山寺风景区、青海省德令哈市、云南省姚安县(筹建中)等地建设(或与地方政府联合建设)5个重点天文科普基地为骨干,面向社会公众开展天文科普宣传教育。

紫金山天文台位于南京东郊紫金山风景秀丽的第三峰上。牌楼采用毛石作三间四柱式,覆蓝色琉璃瓦,跨于高峻的石阶之上,建筑间以梯道和栈道通连,各层平台均采用民族形式的钩阑,建筑台基与外墙用毛石砌筑,朴实厚重,与山石浑然一体。

1913年10月,日本在东京召开亚洲各国观象台台长会议,他们邀请法国教会在上海的观象台代表中国,消息传出,举国哗然,而知识界尤甚。当时的中央观象台台长高鲁,发誓建造一座能与欧美并驾齐驱的天文台,后高鲁转任法国公使,由厦门大学天文系主任余青松接任。

高鲁——中国现代天文学的开拓者

(1877年5月16日~~1947年6月26日),字曙青,号叔钦,福建长乐人。

1905年获比利时布鲁塞尔大学工学博士。1911年辛亥革命后回国,任中央观象台台长,对千百年来钦天监的组织机构和工作内容作了彻底改革。1922年创立中国天文学会,先后十一次被选为会长或副会长。1928年中央研究院天文研究所成立,任第一任所长。积极、勘察设计紫金山天文台,并争得三十万報元购置仪器。正在开建之时,忽被任命为驻法公使,故力荐余青松继其业。1934年组织日食观测委员会,于1936年派队到国外观例日全食,成为我国天文学史上光荣的一页。

紫台重器——60厘米反光望远镜

在中国现代天文学史上,这架望远镜曾作出过重要贡献,被誉为“功勋”望远镜。

这架望远镜是1934年紫金山天文台建成时向德国蔡司公司订制的大型天文仪器,为当时远东最大的天文望远镜。

1937年,在日军侵占南京之前,该望远镜主要部分被装箱转移至昆明凤凰山保存,战后再运回紫金山。

它的功勋之处还体现在它的实际应用之上,“我国本土第一颗获永久编号的(1125)号小行星就是张钰哲台长用这台望远镜发现的,这个小行星也被命名为‘中华星’。”

紫金山天文台,还保留、展示着中国古代精妙绝伦的艺术珍品,国内外绝无仅有的天文仪器。

圭表

圭表是最古老的天文仪器。大约三千年以前,我国殷周时期已经开始使用。南北平放的叫做"圭",南端直立的做"表"。正午表影投射在圭的中央,一年中冬至日影最长,夏至日影最短,因此测量日影长短就可以定出冬至、夏至等二十四节气,测量日影长度变化的周期,就可定出一个回归年的天数(365  1/4天)。此仪铸造于明朝正统年间,清朝重修。

天球仪

古代称浑天仪,又名浑象。东汉张衡,三国王蕃,刘宋时期钱乐之都曾造过这种仪器。它用以表现恒星和星座位置,并能演示天体的周日运动。1900年八国联军入侵北京,古观象台被劫殆尽,清政府于1903年复制此仪。


此仪直径三尺,嵌有1449颗恒星,沿用了中国古代的星名和星座划分,南极圈内的星座是明末由西方传入的。

浑仪

中国古代用以测量天体位置的主要仪器。西汉洛下阙曾制作过浑仪。

此仪铸造于明朝正统年间,由三重环圈组成,可测量天体的赤道、黄道和地平坐标。环上刻有周天365  1/4度及百刻刻度,这是中国古代天文学所特有的。

八国联军入侵北京时,此仪被掠至德国柏林,1920年归还我国

简仪

元朝郭守敬(公元1231-1316年)创制。它是在浑仪的基础上简化改进而成。可用以测置天体的赤道坐标和地平坐标,互不干扰。南侧日晷,白天可按日影测定时刻。

郭守敬创制的简仪,在清康熙五十四年(公元1715年)被传教士纪理安当作废铜熔化。现保存在南京紫金山天文台的简仪是明代正统二年到七年(公元1437-1422年)间的复制品。

八国联军入侵北京时,简仪被法军掠至法国驻华公使馆,1905年归还我国。

元代郭守敬测量的一年为365.2425天,跟实际一个回归年的长度只差了26秒,是中国古代最高的精度。

地平经纬仪

用于测定天体坐标仪器,清政府于二十世纪初复制。

在子午仪室内,还展示着中国人在天文领域取得重要成果的历史图片。其中就有《敦煌星图》的复制品。

敦煌星图上绘制者用黄、红、黑三种不同的颜色标示,由此区分了中国古代天文学家甘德、石申和巫咸所定义的星官。

这是世界上现存最早的科学星图——敦煌星图

敦煌星图是世界天文学史上最著名的星图之一,约绘制于唐中宗时期(705-710年)。该手绘长卷纵24.4厘米,横210厘米,其上共绘有恒星1350多颗,分布在257个星官之中,涵盖了当时北半球通过肉眼所能看到的大部分恒星。敦煌星图把北极附近的星画在圆图上,把赤道附近的星画在横图上,由此大大减小了误差,开创了中国星图的科学绘制法。

1909年,敦煌星图被考古学家斯坦因带到英国,现藏于伦敦大英图书馆。著名科技史学家李约瑟在他编撰的《中国科学技术史》中对敦煌星图给予了极高评价,称它为"世界上现存最早的科学星图”。

西漢千章漏壺

1976年出土于內蒙伊克昭盟。通高47.9厘米,內深24.2厘米,口徑18.7厘米,容量需6384立方厘米。壺身正面陰刻銘文:"千章銅漏,重卅二斤,河平二年四月造。"河平二年為公元前27年西漢成帝時。千章銅壺是一刻之漏,即每流完一壺水時經一古刻(14.4分)。此壺為早期典型泄水沉箭式漏壺,原件存伊克昭盟文物工作站。

銅壺滴漏

除出土的西漢銅漏夕,這是我國最古老的一套漏刻,它制于仁宗延佑三年(1316年)二月十六日。四壺皆有蓋,分層自上而為日、月、星、受水壺。置于階梯式座架上,日、月、星壺底隅有孔以滴水,銅算承之,以次相注滴入前壺。受水壺中央有銅尺一把,長66.5厘米,刻有十二時辰,水浮尺上度尺計辰。日壺之側鑄有作頭(工匠),監制官員姓名及制作年代,原物存廣州城拱北樓上。

燕肅蓮花漏

發明人南宋燕肅,因受水壺酷似蓮花狀,故而得此名,它是利用滴水計時原理和虹吸現象,用虹吸管把上匮與下匮中之水平穩地流入受水壺中,然后壺中帶有刻度的箭悍慢慢上升來計量時間。它是皇家宮廷計時設備,又是天文觀測的計時儀器,它有較高的計時精度,蓮花漏終究取代了秤漏一直沿用到清朝。

我国古代四大天文学家之一

张衡(公元78-139年)

张衡,字平子,东汉西鄂人,章帝建初三年生于河南南阳,永和四年卒。少时致力文学,曾写《二京赋》,讽谏当时,传诵于世。三十岁后,从事天文科学的研究工作,任太史令、尚书等职。创浑天学说,作浑天仪,定黄赤交角为24度,分全球为365度,立南北二极,布置二十八宿和日月五星。他还发明了测地震用的"候风地动仪"。《灵宪》是他的天文著作,其中有很多精辟的见解。他是我国古代著名的天文学家、文学家和艺术家。

我国古代四大天文学家之一

祖冲之(公元429-500年)

祖冲之,又名文远,南朝宋范阳蓟人,元嘉六年生,永元二年卒。为人有机思,明历法,精数学。元嘉中,他减去闰分,增立岁差,上书论历,武帝欲用其法,寻薨未行。他在公元四六三年创作《大明历》,首先把岁差的影响加入历法,是我国历法史上的第二次大改革。他还精于机械制造和算术,曾改造指南车,作敲器,又造千里船及水推磨,都机巧独绝。他计算的圆周率在3.1415926~7之间,贡献空前伟大,日本算学家曾建议把圆周率改称"祖率"。

我国古代四大天文学家之一

一行(公元683-727年)

一行,本名张遂,河南魏州昌乐人,唐代著名天文学家和佛学家。他一生中主要成就是编制《大衍历》。《大衍历》,博考古今历法之得失,结构严谨,条理分明,编算精密。例如,以定气编太阳运动表,计算中使用了具有正弦函数性质的表格和不同距的二次差内插及含有三次差的近似内插公式等,均是独创之举。我国编历之法,至一行的《大衍历》而备此外,一行在制造天文仪器、实测星辰度数、主持全国天文测地及推算历象都有杰出贡献。

我国古代四大天文学家之一

郭守敬(公元1231-1316年)

郭守敬,又名若思,元朝顺德邢台人,宋绍定四年生,元延枯三年卒。他认识到治历的基本工作是在于测验天象,而测验天象又在于要有仪器,所以他一生创造了十三种天文仪器,著名的仪器有简仪景符、窥几。他创作垛叠招差勾股弧矢的方法,不仅仔细实测,还继以精密计算,所以比较准确。他的方法施行达四百年之久,可以说是集古法的大成、他焚毁阴阳讹书,破除迷信,一洗古来占验的浮说,使天文学纳入正轨。

陨石博物馆,展示有世界各地发现的部分陨石,其中有一块陨石名为“幸运之星”,可供游人触摸。

伸手摸星辰,幸运永相伴

流星坠落变为陨石,陨石是地球以外的太空岩石,经由地球大气层摩擦燃烧后坠落地表时剩余的碎片,其成分为石质、铁质或是石铁混合的物质。紫金山天文台的陨石博物馆收藏着来自世界多个地区不同品种的“天外来客”,步入其中,如同漫步于星空,甚至可以“伸手摸星辰”。

陨石之王

美国 Brenham -﹣橄榄石铁陨石

发现时间:1882年

发现地点:美国堪萨斯州

陨石总重:4.3吨

 Brenham 橄榄陨铁由差不多等量的宝石级橄榄石晶体和铁镍合金组成。它是世界上极少数有伴生陨石坑(10米量级)的陨石。太阳系类地行星和小行星母体为近似球粒陨石的松散岩石。在星体形成的过程中,融化的金属和硅酸盐质的岩石,就像不相溶的油和水,逐渐分成金属内核和硅酸盐幔。在核幔的过渡区域,铁镍合金和橄榄石发生混合。突如其来的剧烈天体碰撞,星核分崩离析,铁镍合金和橄榄石包裹体也一并被抛进宇宙空间,形成橄榄陨铁。橄榄陨铁极为罕见,至今只发现了84次,再加上奇特的艺术形态、宝石级的橄榄晶体和不平凡的来历,它们被誉为"陨石之王"。

鉴定来源:国际陨石委员会认证官网

乌拉苏铁陨石

乌拉苏铁陨石( Uruacu Iron meteorite )于1992年发现于巴西戈亚斯,属于粗八面体 IAB 型铁陨石。

该陨石内部含有丰富的陨硫铁。魏德曼花纹和诺伊曼线均能显著观察到。其中,切片中间大量细微平行线、好似划痕的图案部分即耳"诺伊曼线",他是铁陨石的典型结构之一,也是铁陨石的"身份证

鉴定来源:国际陨石委员会认证官网

全球最大陨石雨带阿勒泰陨石﹣﹣乌希里克铁陨石( wuxilike )

新疆阿勒泰地区被誉为中国"雄鸡"版图一簇华丽的尾羽,全球最长最广的星星陨落带,从阿勒泰地区东南面成一条直线伸展到西北面,绵延425公里。

国际陨石学会对中国科学家这项发现表示认可,正式批准把包括28吨的新疆铁陨石( Armanty )、480公斤的乌拉斯台( Ulasital )、5吨的乌希里克( Wuxilike )在内的陨石统称为"阿勒泰陨石雨"。

此展品为2011年在新疆阿勒泰小东沟地区发现的5吨重特大铁陨石马希里克的切片,主要矿物是铁纹石、镍纹石和合纹石,副矿物有陨磷铁镍石、陨碳铁和陨硫铬铁矿,与此前发现的新疆铁陨石和乌拉斯台铁陨石相一致。微量元素地球化学分析显示,这三块铁陨石属于成对陨石,来源于同一母体。

新疆铁陨石属中粒八面体铁陨石,主要矿物为铁纹石,约占90%,其次是镍纹石和合纹石,次要矿物有陨磷铁矿、刚硫铁、铬铁矿、陨碳铁矿等。新疆铁矿石的化学类型是 IIE 型。

阿林陨石﹣-( Iron , IIAB ) Sikhote Alin 铁陨石

 Sikhote Alin 陨石坠落于阿林地区,俄罗斯海参崴东北10公里,(46°9'36" N ,134°39'12" E )。发现时间: Russia ,1947年2月12日,当地时间上午10时38分目击坠落。

 Sikhote - Alin ( IIAB )陨石被分类为粗糙八面铁陨石,气印明显。用含有5%硝酸+95%酒精溶液(根据陨铁品种酸的比例为2%-7%不等)作用于陨铁切面上,可显示"维斯台登"构造。注意:人工至今不能合成"维斯台登"构造!

鉴定来源:国际陨石委员会认证官网

尤溪中铁陨石

尤溪陨石是2006年在福建省尤溪县的一个建筑工地上发现的,总重量约218公斤,表面仍部分保留有气印和熔壳。

尤溪陨石由30%的铁镍金属矿物和70%的硅酸盐岩屑组成,金属矿物为铁纹石和镍纹石,硅酸盐矿物主要是低钙辉石和长石,含少量橄榄石。

瑞典 Muomonalusta 铁陨石

 Muonionalusta 铁陨石是1906年在瑞典最北部北博滕省柏亚拉地区发现的,是迄今发现的最古老的陨石,一百万年前就陨落地球了,因靠近北极圈,曾经历了4次冰期。 Muonionalusta 铁陨石是细粒八面体结构,化学类型是 IVA 型,切面展现漂亮的维氏台登结构,常被用来制作首饰饰品。

NWA 869普通球粒陨石

 NWA 869是2000年在西北非沙漠中发现的 L 群普通球粒陨石,在这个地区发现的陨石一般用 NWA 冠名,取自英文 North West Africa 的缩写。目前在该地区已发现了上万块陨石,其中不乏有许多珍稀品种,包括很多月球陨石和火星陨石。

SpringWater 橄榄石铁陨石

 SpringWater 橄榄石铁陨石于1931年发现于加拿大的萨斯喀彻温省,(52°0' N ,108°18' w )。当时发现三大块,重量分别为38.6公斤(85磅),18.6公斤(41磅)和10.6公斤(23磅)。最近发现了其他碎片,包括2009年发现的53公斤(117磅)大的,现在皇家安大略博物馆。

本陨石富含铁纹石和镍纹石,其余大部分组成橄榄石。还有少量的其他矿物质,包括等磷酸盐、磷镁石和磷镁钙矿和陨磷钙钠石。

鉴定来源:国际陨石委员会认证官网

广西南丹铁陨石

南丹铁陨石是1958年在广西南丹地区发现,但有文献记载是于明朝正德年间(1516年)陨落。共发现数十块陨石标本,总重量约10吨。

南丹铁陨石属于粗粒八面体铁陨石,主要矿物为铁纹石,约占90%,其次为镍纹石,陨硫铁是主要副矿物,陨磷铁矿和陨碳铁矿也有出现。南丹铁陨石的化学类型是 IAB 型。

阿根廷 Campo del Cielo 铁陨石

4000多年前,在阿根廷的东北部陨落了一场特大陨石雨,散落面积有3x20平方公里,区域内留有20多个陨石坑,最大一个115x90米。

早在十六世纪,阿根廷的土著民就开始用 Campo del Cielo 铁陨石制作武器,西班牙的殖民者闻讯前往搜集到了大量铁陨石,当时以为是火山爆发带来的铁矿石,直到1788年才被确认是铁陨石。1969年发现了一块37吨的个体,是继 Hoba 铁陨石后全世界第二大的陨石。 Campo del Cielo 铁陨石是粗粒八面体结构,化学类型是 IAB ( Ni 6.7%)。通过测试陨石下面被烤焦的树木的碳﹣14年龄,确定陨石陨落的时间大约为4200-4700年前。

星空依然是那片星空,星座也依旧是那些星座。但与手绘星图时代不同的是,当今人类已经离开了地球,曾经仰望的那些星点正在逐渐出现人类的足迹。如今的星图虽然没有鎏金的装饰和精美的星座形象,但却寄托了人类永不停歇的探索决心。

以古之名呼唤星空,从这里,上达群星。


        游览于2023年12月18日

        整理于2024年01月30日












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