同一個星空

前言

　　一戰(zhàn)結束16年后，戰(zhàn)爭創(chuàng)傷漸趨平復，國際天文學聯(lián)合會（InternationalAstronomical Union，以下簡稱IAU）第二任秘書長（General Secretary）、英國皇家天文學會會長弗雷德里克·斯特拉頓（Frederick John Marrian Stratton，1881～1960）在1934年該學會的一次會議上論述國際天文合作時說過下列一番話：　　“……科學與生俱來就是真正國際性的，沒有國界、沒有國籍，也沒有種族之分。一個倫敦研究者的研究可任由列寧格勒或加利福尼亞的同行運用，而他也可以在巴黎或東京奠定的基礎上深化自己的研究。在這種意義上，在知識和理論的自由交換意義上，天文學在一般意義上分享了科學的無國界。但是，在某種意義上，天文學基本上是國際性的科學：沒有一個天文臺能夠看到整個天空，沒有一個觀測者能夠持續(xù)地觀測諸如太陽或超新星之類天體的變化活動；恒星宇宙的最完整知識的獲得僅僅來自全世界觀測者和觀測儀器的國際合作?！?/pre>


內容概要
　　在知識和理論的自由交換意義上，天文學在一般意義上分享了科學的無國界。但是，在某種意義上，天文學基本上是國際性的科學：沒有一個天文臺能夠看到整個天空，沒有一個觀測者能夠持續(xù)地觀測諸如太陽或超新星之類天體的變化活動；恒星宇宙的最完整知識的獲得僅僅來自全世界觀測者和觀測儀器的國際合作?！　　锻粋€星空：國際天文學聯(lián)合會史》的編排如下：第一章介紹IAU創(chuàng)立前半個世紀里國際上主要的天文合作計劃和組織，它們是后來創(chuàng)立IAU的重要基礎，IAU成為最早成立的聯(lián)合會與此不無關系。第二章著力介紹IAU艱難曲折的創(chuàng)立過程。第三章以IAU前30年發(fā)生的重大事件為線索介紹她的成長與完善過程。20世紀90年代以來，良好的國際大環(huán)境使IAU有更多的精力注重于學科的發(fā)展和學術的交流，注重于完善IAU的國際天文合作平臺，因此，第四章簡要介紹IAU的管理和運作及其90年來的主要變化，藉此概要了解IAU機構本身的情況。


作者簡介
　　葉叔華，廣東順德人，1949年畢業(yè)于中山大學數(shù)學天文系，1980年當選為中國科學院院士。我國著名天文學家，曾任國際天文學聯(lián)合會副主席、中國科學院上海天文臺臺長、中國科協(xié)副主席、上?？茀f(xié)主席、上海人大副主任、上海市政協(xié)副主席、全國人大常委會委員等職務。中國綜合世界時系統(tǒng)的奠基人，積極開拓天體測量學新領域和天文地球動力學，近年致力于射電甚長基線等各項空間探測新技術，并發(fā)起亞太空間地球動力學國際合作計劃。3241小行星被命名為“葉叔華星”。　　傅承啟，浙江杭州人，1965年畢業(yè)于南京大學天文系天體物理專業(yè)，中國科學院上海天文臺研究員和博士生導師。從事天文工作40余年，涉及天體測量、天體物理、天文儀器及球載紅外天文探測等領域。著有學術論文30余篇，近年譯有《宇宙的最后三分鐘》、《無之書》、《孤獨的科學之路》等著作。


書籍目錄
第一章 早年的國際天文合作一、國際太陽研究合作聯(lián)合會二、德國天文學會星表，三、照相天圖星表四、卡普坦選區(qū)計劃五、巴黎國際時間局和國際天文電報中央局六、緯度變化和國際大地測量協(xié)會第二章 合作之路一、合作的新形勢二、海耳的計劃三、從倫敦到巴黎四、國際研究理事會五、IAU的誕生六、羅馬盛典第三章 不散的戰(zhàn)爭陰霾一、驅散戰(zhàn)爭的陰霾二、戰(zhàn)火紛亂中的IAU三、重建執(zhí)委會四、哥本哈根會議五、日德兩國人會六、羅馬取代列寧格勒第四章 IAU的90年變遷一、聯(lián)合會章程的變遷二、聯(lián)合會的會員三、IAU執(zhí)委會及其官員四、。IAU大會及其申辦五、特別提名委員會六、財務管理和會費七、天文學術機構八、聯(lián)合會的學術會議九、聯(lián)合會的出版物第五章 中國與IAU一、中西天學的交融二、中國現(xiàn)代天文學的崛起三、第26個會員國四、歷史的逆動五、重返IAU六、科學的春天第六章 宇宙大辯論一、從大銀河走向宇宙二、γ暴的起源三、哈勃常數(shù)大小之爭四、宇宙學終結了嗎五、冥王星的風波第七章 科學之巔一、百年恒星之謎二、探索宇宙的千里眼三、可愛的小綠人四、檢自噪聲的榮譽五、漫長的等待六、世界，建在核廢墟上七、失蹤的太陽中微子八、觀測宇宙的新窗口九、相對論的勝利十、“現(xiàn)代以太”漂移實驗附錄一 IAU章程附錄二 IAU附則附錄三 IAU工作條例附錄四 歷屆IAU大會情況附錄五 歷屆IAU主席簡介附錄六 歷屆IAU執(zhí)行委員會附錄七 科學學部、專業(yè)委員會和工作組表附錄八 IAU國家會員團體會員附錄九 歷年來在中國舉行的IAU學術會議附錄十 有關IAU的若干英漢名詞對照表主要參考文獻


章節(jié)摘錄
　　第一章　早年的國際天文合作　　合作是天文學家的古老傳統(tǒng)。當年古希臘天文學家埃拉托色尼（Eratosthenes，公元前276～194）在夏至那天同時在塞恩（今埃及阿斯旺）和亞歷山大城測量太陽的陰影，得到相當精確的地球周長，沒有分身術的埃拉托色尼肯定得到了合作者的幫助。發(fā)現(xiàn)行星運動三大定律的開普勒（JohamesKepler，1571～1630）來自布拉格，他利用的資料卻是丹麥第谷（Tycho Brahe，1546～1601）的觀測結果。柏林天文臺的伽勒（Johann Gottfried Galle，1812～1910）發(fā)現(xiàn)海王星所根據(jù)的是法國天文學家勒維耶（Urrbain Le Verrier，18111～1877）的計算。第一顆小行星谷神星固然是意大利人皮亞齊（Giuseppe Piazzi，1746～1826）在1801年無意之中發(fā)現(xiàn)的，可是為了尋找德國人提丟斯和波得公式中的空缺行星，歐洲天文學家在18世紀末已經聯(lián)手進行大規(guī)模的搜索。凡此種種，天文觀測與研究的合作可謂源遠流長，不過，真正有組織、有計劃的國際合作則始于19世紀。當某種天文現(xiàn)象需要更昂貴的觀測設備、更復雜的觀測技術、更多的觀測對象、更完整的觀測數(shù)據(jù)和更高的觀測精度才能揭示其本來面目時，尋求國際合作便成為天文學家最有效、最現(xiàn)實的首選。太陽、恒星的觀測，天文新發(fā)現(xiàn)的發(fā)布，時間和緯度的研究，這些19世紀最熱門的觀測研究領域也便成為最早的合作領域，后來也成為國際天文學聯(lián)合會（IAU）最早的專業(yè)委員會?！　∫?、國際太陽研究合作聯(lián)合會　　早在IAu和國際研究理事會（International Researcn Council，以下簡稱IRC）成立前，天文學的國際合作已經十分普遍。國際太陽研究合作聯(lián)合會（International union for co—operation in Solar Research），簡稱國際太陽聯(lián)合會（International Solar Union），無疑是其中最重要的一個，它成立于1904年，終止于第一次世界大戰(zhàn)。在某種意義上，15年后成立的IAU可看作是國際太陽聯(lián)合會的再生，這不僅是因為它的規(guī)模，而且是它的完整結構、組織和完備的章程，更重要的是，它與更大的國際科學組織——自際科學院協(xié)會（International Association of Academies，簡稱IAA）有聯(lián)系，并得到后者的批準和贊助?！　√柺翘炜罩凶钚涯?、最耀眼也是最重要的天體。數(shù)十億年來，她給予地球光明和熱量，為地球創(chuàng)造出溫暖寧靜的環(huán)境，使地球生命得以繁衍生長。鑒于太陽的重要，自古以來就受到人類的頂禮膜拜，太陽及與之有關的現(xiàn)象自然引起人類的關注，數(shù)千年來的日食、黑子的記載就是明證。進入近代社會后，太陽的觀測和研究也就成為科學家們最重要的活動之一?！　〗鷮μ柕挠^測和研究始于17世紀初望遠鏡發(fā)明以后。第谷和開普勒的朋友、德國天文學家大衛(wèi)？法布里休斯（David Fabricius，1564～1617）的兒子約翰?法布里休斯（Johann Fabridus，1587～1616）在1610年12月觀測太陽時驚訝地發(fā)現(xiàn)了太陽黑子，1611年他在德國維騰堡的一家雜志上寫道：　　“我將望遠鏡對準太陽，太陽似乎很不平整，有許多裂紋。當我對它們仔細觀測時，意想不到看到了一個黑斑，與太陽相比它的大小微不足道。然后我想這黑斑是飄過的云所致。我用不同口徑的巴達維亞望遠鏡數(shù)十次地反復觀測，最后我得出：云不可能造成這種黑斑。我不相信自己的眼睛，我催促我的父親，我們兩人用望遠鏡看太陽，先是太陽邊緣，然后將望遠鏡慢慢移到太陽中心，我們的眼睛習慣了太陽光，更清楚而肯定地看到了這種東西。第一天過去了，我們焦慮地煎熬了一夜，躺在床上思考這種黑斑是真在太陽上還是遠離太陽?！诙煸绯浚覙O為高興的是，很快又找到了黑斑。但是，這個黑斑似乎已改變了一點點位置，它引起我們的焦慮……?，F(xiàn)在天空布滿了烏云，三天后當天空再次晴朗時，黑斑已經從東側移到了西側……”　　這大約是近代用望遠鏡對黑子的最早和最詳盡的觀測和記錄，但是幾乎發(fā)現(xiàn)太陽自轉的法布里休斯的觀測卻沒有引起人們的注意，以至于后人將用望遠鏡首先觀測太陽黑子的功勞完全歸屬于意大利物理學家伽利略（Galileo Galilei，1564～1642）和德國耶穌會教士克里斯托夫?席奈爾（Christoph Schene，1575～1650）。伽利略在答復席奈爾的信中自稱早在1610年8月他就觀測過太陽黑子，只是他不認為這是什么重要的發(fā)現(xiàn)而已。后來，伽利略和席奈爾兩人都宣稱自己是最先觀測到太陽黑子的人，實際上這卻是他們對太陽黑子性質的分歧引發(fā)激烈爭論最后反目為仇的結果。在席奈爾看來，黑子是從太陽前面經過的小的行星，因處于太陽與觀測者之間而呈黑色。相反，伽利略認為黑子是太陽表面或很靠近太陽表面類似云的東西。席奈爾的這種觀點可能與他的教士身份有關，高層神父曾警告他不要相信太陽有黑子，因為亞里士多德沒有提到過。席奈爾的觀點在當時非常流行，因為神圣純潔的太陽不可能被黑斑玷污，所以必定是經過的小行星，甚至有人給它們取名，有稱奧地利星的，也有稱波旁星的等等。更有人認為黑斑是太陽上火山噴發(fā)的熔巖，彗星就是這種熔巖所成。德國著名的天文學家開普勒也曾在1613年觀測過太陽黑子，他稱黑子為太陽云，誤以為那是白而亮的太陽上升起的不透明的煙云。盡管席奈爾對黑子的解釋是錯誤的，但是他通過黑子觀測發(fā)現(xiàn)了太陽27天的自轉周期，還發(fā)現(xiàn)遠離太陽赤道的黑子運動速度較慢等現(xiàn)象，并得出太陽至少表面不是固體的結論。1630年他將他的觀測發(fā)表在名為《奧爾西尼的玫瑰和太陽》（Rosa ursine sive s01）的專著上，這是近代第一部太陽物理學專著，它那奇怪的書名只是來自羅馬最古老的顯赫家族奧爾西尼家族的徽章圖案，以表達他對該家族資助的感謝?！　〗鷮μ柡谧拥南到y(tǒng)記錄開始于18世紀初，而現(xiàn)代太陽黑子周期數(shù)則是從1755年開始計數(shù)，因為此前對太陽的觀測研究很少，而且很可能與1645～1715年這個被稱為小冰期的年代有關，在此期間太陽活動幾乎完全消失不見。黑子的系統(tǒng)記錄很快得出太陽表面的黑子是隨時間變化的，但是發(fā)現(xiàn)太陽黑子變化規(guī)律的則是將近百年之后德國德紹的一位藥劑師海因里希.施瓦貝（Heinrich schwabe，1789～1875）。這位業(yè)余天文學家原本試圖尋找水內行星，所以十分仔細地記錄了所有在太陽圓面上出現(xiàn)的黑斑。1843年施瓦貝察覺到每年沒有黑子的天數(shù)有強烈的周期表現(xiàn)，他又繼續(xù)觀測了8年，最后證實了太陽黑子數(shù)有大約lO年的變化周期，并將結果發(fā)表在1851年德國洪堡宇宙學雜志上。他的結果為后來的觀測所證實，只是平均周期為111.1年而已。　　從19世紀后半葉起，太陽活動與地球氣候、地磁變化的關系陸續(xù)被揭示出來。1851年德國的約翰?馮?拉蒙特（Johann Von Lamont，1805～1879）發(fā)現(xiàn)地磁變化周期后不久，英國的愛德華?薩拜因（Edwar（i Sabine，1788～1883），瑞士的魯洛夫?沃爾夫（Rulolf wolf，1816～1893）和阿爾弗雷德?戈蒂埃（A1fred Gautier，1793～1881）在1852年分別發(fā)現(xiàn)太陽黑子變化周期與地磁變化之間的關系，1849年沃爾夫還提出用“黑子數(shù)”來衡量太陽活動的強弱。1859年英國天文學家理查德?卡林頓（Richard C.Carrington，1826～1875）更是注意到強光斑與地磁暴的聯(lián)系。19世紀90年代，德國的古斯塔夫?斯波勒（Gustav Sporer，1822～1895）和英國的沃爾特?蒙德（WalterMaunder，185l～1928）發(fā)現(xiàn)1643～1715年間太陽活動極小時期，即所謂的蒙德極小期，在這個小冰期期間地球上的氣候發(fā)生了反常。太陽活動與地球氣候、磁場變化的密切相關，更引起科學家對觀測和研究太陽的興趣?！　×硪豁椧鹛煳膶W家興趣的觀測和研究是測定太陽輻射的強度，由此可以推算出地球每秒鐘從太陽上得到的能量。太陽輻射強度的重要性是顯而易見的，因為地球上的能量全部來自太陽，就是日常使用的煤和石油也是太陽輻射光化學作用的產物。所以，它的稍許變化可能引發(fā)地球上氣候的巨變乃至發(fā)生大災害。太陽輻射強度的測定始于德國天文學家威廉?赫歇爾（Friedrich wiIhelm Herschel，1738～1822），他在1837年作了太陽輻射強度的第一次測定。隨后法國的物理學家克洛德?普耶（claude Pouillet，1791～1868）經過仔細測定，得出垂直人射太陽光能使1.76克水在1分鐘內上升1攝氏度溫度，它與現(xiàn)代的太陽常數(shù)1.95已非常接近。由太陽輻射強度引申出來一個重要問題，那就是太陽能量的來源。為什么數(shù)十億年來太陽能恒定地發(fā)光發(fā)熱？從19世紀下半葉起，對太陽能源迷惑不解的科學家提出過各種假說，但是，無論是流星說、燃料說還是引力收縮說，無不在太陽面前失效，這更為太陽的研究增添了無窮的魅力?！　∽?666年艾薩克?牛頓（Isaac Newton，1642～1727）將太陽光分解為七色光譜到1802年威廉?沃拉斯頓（william Hyde wollaston，1766～1828）發(fā)現(xiàn)太陽光譜上的黑線，幾乎經過了一個半世紀，太陽光譜觀測和研究才逐漸成為天文學最熱門的研究領域。1814年，德國物理學家約瑟夫?夫瑯和費（Josef Fraunhofer，1787～1826）用改進的光譜儀發(fā)現(xiàn)了547條太陽光譜線，現(xiàn)在稱之為“夫瑯和費線”。夫瑯和費線實際上是太陽光球層產生的連續(xù)光經過溫度較低的太陽上層大氣的吸收所產生，所以由它們可以證認太陽大氣的化學成分。當然，這種認識是在1860年德國物理學家羅伯特?基爾霍夫（Robert Kirchhoff，1824～1887）與化學家羅伯特?本生（Robert wilhelmBunsen，1811～1899）在實驗室揭示譜線成因后才有的。另外，譜線的多普勒移動可以用來測定太陽大氣不同部分的運動，這是德國天文學家赫爾曼?沃格爾（Hermann Carl Vogel，1841～1907）在1871年所做的重大貢獻，這種方法后來被普遍應用于天體物理學以研究天體的物理、化學和運動狀態(tài)。但是，光譜觀測涉及一項非?；A性的工作，那就是元素特征譜線在靜止實驗室內的標準波長，建立這套標準尤其需要國際合作?！　　?/pre>








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