中国天体物理学之滥觞：现代篇

　　新中国早期的天体物理学工作

　　1949年中华人民共和国成立，同年组建中国科学院。1950年，中央研究院天文研究所更名为中国科学院紫金山天文台，张钰哲任台长。徐家汇和佘山天文台、青岛观象台和凤凰山天文台先后归紫金山天文台领导，成为其下属的天文工作站。这种紫金山天文台管理和领导全国天文台站的状况一直持续到1962年上海天文台成立。

　　1952成立的南京大学数学天文系，整合了中山大学数学天文系和齐鲁大学天文算学系的师资力量，成为一个新的从事天文教学与研究机构。50年代对中国近现代天文学发展影响巨大的，除了已有机构的整合与调整之外，还有就是《天文学十二年远景规划》的制定和北京天文台的筹建：前者形成了新中国天文学发展的战略模式，即“国家统一规划下的任务带学科”；后者则为天体物理学发展奠定了新的基础。

　　紫金山天文台本部50年代有关天体物理研究的有太阳、天体演化、射电天文小组，开展太阳活动区物理和太阳预报研究，恒星测光和光谱研究、恒星内部结构与演化的研究。1961年又调整成了五室三组，太阳研究室、恒星研究室还有射电组主要从事天体物理方面的观测和研究。徐家汇观象台从50年代起，主要承担着我国的标准时间、标准频率的发播，佘山观象台1962年之前有太阳物理课题组，1962年上海天文台独立建台之后，组建了恒星天文研究室。青岛观象台和凤凰山天文工作站有相关人员从事太阳黑子观测。从这些研究室和研究小组的设置来看，这一时期天体物理的重点是恒星物理和太阳物理方面。

　　在恒星物理方面，紫金山天文台的照相测光的准备工作开始于1953年，1955年研制成功了光电光度计，配合放大系统，在60厘米望远镜上观测，可以取得亮于10等星的读数，填补了中国光电测光的空白。恒星光谱工作开始的比较晚，并且只在紫金山天文台本部进行。60厘米反射望远镜的摄谱仪修好后，从1956年6月起开始拍摄恒星光谱，1958年发表《60厘米反射望远镜的光谱工作》，到1959年为止，共拍摄了100多张恒星光谱照片。

　　佘山观象台在李珩的带领下，用50年代之前拍摄的星团、星云底片，与现拍底片作对比计算，完成了5个银河星团的照相测光和“自行”测定，1954年发表《关于五个星团的方位与自行的研究》，此项工作开启了中国星团研究的先河，是建国初期天体物理研究的重要内容之一。关于恒星物理理论研究，如恒星的内部结构和演化，银河系自转常数和银河系内恒星的空间分布和运动等领域都进行了研究，并发表了论文（龚树模等. 天体物理和恒星天文. 见: 中国科学院编译出版委员会主编. 十年来的中国科学·天文学 1949-1959. 北京市：科学出版社, 1959. 第21页.）。

　　在太阳物理研究方面，黑子的目视观测开始的最早。1954年紫金山天文台综合了本台、佘山观象台、昆明工作站的观测资料，建立了太阳黑子联合观测发布系统，便利了有关部门的应用。同时南京大学数学天文系还进行过一些黑子亮度的光电观测。

　　太阳色球单色光的观测，佘山观象台进行的较早。1956年该台进行的太阳分光观测，可观测到色球层的日珥、谱斑、耀斑等现象。1956年起对太阳作光谱摄影，以钙线Ｈ、Ｋ为主。1957年又在光谱仪上附加了摄影装置，可拍摄到喷焰和耀斑。1958年装置了耀斑指示器，可以测知耀斑的出现。此外佘山观象台前后还进行过10多年的太阳辐射热观测。

　　1957年紫台研制成功了太阳光谱象和摄谱两用仪，并于1958年进行了太阳Hα谱象的摄影工作。紫台在太阳摄谱仪设置好后就开始太阳光谱分析工作，1958年开始了耀斑光谱的研究。为了能够很快开展太阳活动研究（主要为耀斑），1958年购置了两架现代化的自动记录色球现象的仪器：一架是安装在北京的色球望远镜，一架是安装在南京的太阳单色摄影仪。1959年云南天文台的水平式太阳望远镜上安装了Hα单色滤光器。这些仪器都可以很便利地取得太阳耀斑资料（陈彪等. 太阳. 见: 中国科学院编译出版委员会主编. 十年来的中国科学·天文学 1949-1959. 北京市：科学出版社, 1959. 第30～31页.）。

　　还值得特别一提的是，1958年4月19日海南岛发生日环食，在苏联专家的指导下对太阳辐射流进行了光电光度测量，也进行了光谱观测。这次日环食之后，我国太阳观测方面增加了射电方法观测太阳。太阳的理论研究主要从事太阳内部能源和它的结构研究与太阳表面物理过程研究。

　　1956年国家《1956~1967年科学技术发展远景规划纲要》制定，其中对于天文学这一基础学科的发展方向，《纲要》中写道：“由于我国在天文学方面的基础薄弱，十二年内不能在各方面都求得充分发展。因此发展重点选为：授时和纬度变化、方位天文、天体力学和年历编算、太阳物理、恒星天文和恒星物理、星云物理和无线电天文。”

　　根据国家的统一部署，天文学界决定了两个重点发展方向，其中一个是着手筹备建立天体物理的观测基地。这个规划可谓中国天文学早期发展的纲领性文件。“这个规划后来得到有效的执行，加上1962年我国制定的十年科学技术发展规划纲要的执行，不仅带动了一些学科的发展（如天体测量、人造地球卫星工作、太阳物理、射电天文等），而且到20世纪60年代建成了北京天文台和云南天文台，加强了紫金山天文台的建设，为我国天体物理的发展奠定了基础。” （方成.中国科学技术专家传略“前言”.中国科学技术协会编.中国科学技术专家传略·理学编·天文卷1. 北京市：中国科学技术出版社, 2005. 第2页）

　　南京的紫金山天文台和上海的徐家汇、佘山天文台位于我国南方，晴天天数不及北京的1/3；昆明观测站的观测条件也不理想，因此在北京建立天文台的设想很早就产生了。

　　1956年春，《天文学十二年远景规划》，在北京建立一个以天体物理研究为主的现代化天文台的建议就正式提出。同年秋苏联天文代表团考察我国后也建议在原有的天文台之外，首先于北京建立一个现代化的具有中型仪器的综合性天文台，作为全国天文工作的发展基地。1957年《北京天文台筹备计划》获得通过，《计划》中写道：“天体物理和授时是同样重要的工作。由此建议北京天文台以这两方面的工作为重点，同时逐步开展其他方面的天文工作。”（中国科学院国家天文台编. 中国科学院北京天文台台史 1958-2001. 北京市：中国科学技术出版社, 2010.07. 第282页.）

　　1957年7月国际著名天体物理学家程茂兰（1905~1978）回国，他在法国主要从事天体的光谱分析研究。1958年2月“北京天文台筹备处”成立，程茂兰被任命为筹备处主任，主持北京天文台的建设工作，他将全部精力放在了北京天文台的建设和中国实测天体物理学的发展和研究上。在程茂兰的指导下，经过7年的科学选址工作，终于选出河北兴隆连营寨山顶作为光学天体物理观测台的台址。1965年兴隆观测站开始建设，1968竣工，从沙河站搬迁过来的40厘米双筒望远镜和60/90厘米施密特望远镜安装在站上。观测站的天体物理观测准备工作基本就绪。

图1. 程茂兰（1905-1978）

图2. 沙河站全景（1970年）图片来自于中国科学院国家天文台编. 中国科学院北京天文台台史 1958-2001[M]. 北京：中国科学技术出版社, 2010.07. 彩图页6

　　北京天文台选址和筹建的同时，一些天体物理的观测和研究工作就在北京沙河开展起来了。北京昌平县沙河镇最先是为建立授时站而选定的台址，1958年开始建设，1959年成立了授时组。此时其他的专业台址尚未选定，因此天体物理、太阳物理和射电天文的观测仪器和人员便云集在了沙河站。天体物理组成立于1960年年初，由程茂兰负责，下设有选址、光谱、光电成像、照相几个组，上文提到的双筒望远镜和施密特望远镜是天体物理组进行观测的两台主要仪器。1965年11月正式成立恒星物理研究室，1969年前往兴隆观测站。1958年4月19日海南岛日食观测之后，苏联留借的两台厘米波射电望远镜安装在沙河，1959年射电天文组组建，下设米波组、厘米波组和理论组，于1965年开始了太阳射电常规观测。北京天文台的光学太阳观测开始于1958年，1960年成立太阳物理研究组。1963年色球望远镜从白家瞳地磁台搬迁到了沙河站，1965年又安装了60厘米太阳望远镜，投入太阳黑子强磁场测量。至1965年沙河站已经成为了一个以天体物理为主的综合性天文台。

　　在经过50～60年代的发展，中国天体物理学已经初步具备了观测和研究基础。但是1966年开始的“文化大革命”，作为基础理论学科之一的天文学受到了冲击和批判，观测和研究工作基本停顿，天文学家受到打击和迫害，十多年的建设和发展成果遭到破坏，中国天体物理学发展再次受挫。

　　结语

　　从中国传统天文学到近代天体物理学之间的发展是跨越一道鸿沟，这决定了天体物理学在中国基础薄弱。民国时期中国的天体物理学依靠国外培养的天文人才，建立了很好的天文台，但是由于抗日战争和国内战争的破坏而无法持续进行观测和研究。50年代到60年代中期，在国家的干预和投资，天体物理学再次具备了发展基础和条件，可惜又被“文化大革命”中断。中国天体物理学发展的早期阶段很大程度上受困于中国社会和政治环境，在形成学科体系和学科传统方面举步维艰。

　　十一届三中全会召开后，全国上下重新回到以经济建设为中心的正常轨道上来，改革开放开始起步。科学的春天到来，中国天体物理学迎来全新的发展阶段！

图3.1978年3月全国科学大会

　　作者简介：宁晓玉，中国科学院大学人文学院教授，主要从事中国近现代天文学史、中西天文学交流与比较等研究。代表作有《经纬乾坤——叶叔华传》、《20世纪中国天文学》、《中国古代天文学的独特体系》、《The Development of Astronomy and Emergence of Astrophysics in China》，发表论文数十篇。