紫金山“淚別”天文觀測(cè)？

夜風(fēng)習(xí)習(xí)，星空朗朗，置身超大望遠(yuǎn)鏡后，觀測(cè)星空變幻……這是國(guó)內(nèi)眾多天文愛(ài)好者對(duì)紫金山天文臺(tái)的美好記憶。然而，近日一則“紫金山天文臺(tái)變身博物館”的消息讓公眾大表惋惜。

據(jù)悉，紫金山天文臺(tái)將“淚別”天文觀測(cè)，改為博物館，原因是城市燈光和霧霾的影響使這里無(wú)法再進(jìn)行前沿觀測(cè)。網(wǎng)友感慨：若再不重視環(huán)保，將來(lái)就沒(méi)地方看星星了！

作為中國(guó)人自己建立的第一個(gè)現(xiàn)代天文學(xué)研究機(jī)構(gòu)，紫金山天文臺(tái)也是“中國(guó)現(xiàn)代天文學(xué)的搖籃”，長(zhǎng)期以來(lái)，除了偶爾發(fā)布“發(fā)現(xiàn)某小行星”的消息，這里的研究人員并不常出現(xiàn)在公眾視野。

近日，本刊記者探訪了有著近80年歷史的紫金山天文臺(tái)。相對(duì)于社會(huì)輿論的扼腕嘆息，天文臺(tái)內(nèi)部則略顯平靜，因?yàn)檫@樣一個(gè)事實(shí)其實(shí)早已被接受：從上世紀(jì)80年代后期開(kāi)始，隨著城市發(fā)展等原因，紫金山的觀測(cè)功能逐漸下降，作為研究機(jī)構(gòu)的紫金山天文臺(tái)，此后分別在青海、江蘇、山東等地物色到更適宜的新觀測(cè)點(diǎn)。因此，紫金山本身的觀測(cè)功能漸失并不會(huì)對(duì)天文臺(tái)的研究工作構(gòu)成問(wèn)題，然而與此同時(shí)，紫金山上的天文臺(tái)原址要順利承擔(dān)博物館功能卻并不容易。

博物館功能受到資金“兩不靠”困擾

沿著綠蔭環(huán)繞的天文臺(tái)路拾階而上，盡頭處正是位于紫金山第三峰的紫金山天文臺(tái)原址。這里地勢(shì)開(kāi)闊，夜晚萬(wàn)籟俱寂，若沒(méi)有光污染的影響，在此觀星確是極佳的環(huán)境。

2013年4月18日中午，本刊記者來(lái)到此處時(shí)，這里正在組裝一臺(tái)新的天文望遠(yuǎn)鏡，奇怪的是，望遠(yuǎn)鏡安裝在一個(gè)封閉的屋子里。來(lái)自南京天文光學(xué)技術(shù)研究所的王師傅一邊安裝，一邊笑言：這望遠(yuǎn)鏡只是用來(lái)展示外觀的。

封閉的屋子是天文望遠(yuǎn)鏡歷史陳列室，空蕩的陳列室原本只能通過(guò)墻上展板來(lái)呈現(xiàn)天文史，這一次終于有了實(shí)物。

作為科普基地的紫金山天文臺(tái)，早在上世紀(jì)90年代就自籌經(jīng)費(fèi)百萬(wàn)余元，建成了中國(guó)第一座天文歷史博物館。在占地47畝的天文臺(tái)臺(tái)界內(nèi)，記者看到始建于1934年9月的紫金山天文臺(tái)建筑，以虎皮石砌出的墻面大體完整，建筑左下角鐫蔡元培、于右任書(shū)寫(xiě)的奠基碑文等依稀可見(jiàn)，但窗戶已出現(xiàn)損壞。

在峰頂各處的天文觀測(cè)室，自民國(guó)起，歷經(jīng)歲月和戰(zhàn)火洗禮得以留存，而眼下，子午儀室等若干觀測(cè)室因無(wú)資金修繕整理，無(wú)法對(duì)外開(kāi)放。一位工作人員透露，建臺(tái)之初的一些觀測(cè)設(shè)備也有損壞，“維修起來(lái)費(fèi)用巨大，只能先擱著。”

“天文臺(tái)的建筑必須‘修舊如舊’，修繕費(fèi)用很高”，天文臺(tái)科普部主任張旸告訴本刊記者。2010年，張旸調(diào)任科普部主任時(shí)曾參與紫金山天文臺(tái)原址的修繕，他說(shuō)當(dāng)時(shí)天文臺(tái)界內(nèi)的景象只能用“殘破不堪”來(lái)形容，“前幾十年都沒(méi)有精心修過(guò)”。

2010年，紫金山天文臺(tái)再度自籌經(jīng)費(fèi)800多萬(wàn)元，修繕了電線、水管等基礎(chǔ)設(shè)施，最主要的改善是為天文臺(tái)路重新澆筑了水泥層。這條民國(guó)時(shí)代修建的路，早已成為市民上山鍛煉的必經(jīng)之路，損耗嚴(yán)重。

紫金山天文臺(tái)原址作為保存完整的國(guó)務(wù)院重點(diǎn)文物保護(hù)單位，也是江蘇省省級(jí)文保單位，但在保護(hù)方面未得到地方政府的經(jīng)費(fèi)支持。江蘇省內(nèi)雖然早已形成對(duì)民國(guó)建筑群的保護(hù)體系，但或因紫金山天文臺(tái)屬于中科院院屬單位，不便過(guò)多干預(yù)。張旸直言，從行業(yè)來(lái)看，紫金山天文臺(tái)是做基礎(chǔ)研究的，對(duì)于拉動(dòng)地方GDP沒(méi)有太多意義，政府也就沒(méi)有興趣投入保護(hù)。而中科院科研資金一般分配給各課題組，博物館建設(shè)要爭(zhēng)取資金也非常困難。

資金“兩不靠”的境地，讓博物館的維護(hù)工作只能依靠門票。“門票收入之外，每年天文臺(tái)內(nèi)部還要補(bǔ)貼幾十萬(wàn)，博物館一年的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用在300萬(wàn)左右。”張旸說(shuō)。

一群中學(xué)生熙熙攘攘的聲音在安靜的天文臺(tái)界內(nèi)響起，領(lǐng)隊(duì)老師前來(lái)詢問(wèn)張旸，有沒(méi)有天文學(xué)方面的電影可以觀看，張旸回答“沒(méi)有”，但告訴他們主樓附近一間多媒體功能室正在籌建，未來(lái)孩子們將可以在這里看到中國(guó)現(xiàn)代天文發(fā)展的歷程。

“盡管資金有限，我們還是盡力讓原址‘接近’一個(gè)博物館的功能。”在紫金山天文臺(tái)工作了20余年的張旸說(shuō)。

觀測(cè)功能歷經(jīng)從紫金山到南極的變遷

紫金山天文臺(tái)此番引發(fā)輿論爭(zhēng)議的焦點(diǎn)問(wèn)題，就是“其紫金山上的觀測(cè)點(diǎn)不再用于專業(yè)天文觀測(cè)”。本刊記者通過(guò)走訪發(fā)現(xiàn)，山上的天文觀測(cè)室主要保留了射電頻譜儀和紅外光譜儀等針對(duì)太陽(yáng)的觀測(cè)，其余針對(duì)恒星、小行星、月亮的觀測(cè)的確已經(jīng)停止。

只是，觀測(cè)點(diǎn)的功能消失并非近日炒作的因?yàn)楣夂亡捕巴蝗弧毕В枪δ苤鹉晗陆档慕Y(jié)果。

紫金山天文臺(tái)的“老古董”折反射式天文望遠(yuǎn)鏡直徑60厘米，曾經(jīng)是上世紀(jì)30年代遠(yuǎn)東地區(qū)最大。這架望遠(yuǎn)鏡看上去很笨拙，但質(zhì)量過(guò)硬，一直使用到上世紀(jì)80年代中期。

1994年因?yàn)椤板缧亲矒裟拘恰笔录@架老牌望遠(yuǎn)鏡又一度啟用。當(dāng)時(shí)國(guó)際上主要是美國(guó)國(guó)家航空航天局（ NASA）和中國(guó)的紫金山天文臺(tái)對(duì)此次碰撞進(jìn)行預(yù)報(bào)，紫金山天文臺(tái)沒(méi)有大型高端設(shè)備，預(yù)報(bào)初始只能靠NASA的觀測(cè)數(shù)據(jù)做分析計(jì)算，最后關(guān)鍵時(shí)刻，NASA突然不公布數(shù)據(jù)了，紫金山天文臺(tái)研究員、天文學(xué)家張家祥只能臨時(shí)啟用這架老牌望遠(yuǎn)鏡提供的數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)，還是進(jìn)行了非常好的預(yù)報(bào)。

超期服役的老牌望遠(yuǎn)鏡在1980年夏天預(yù)備淘汰，當(dāng)時(shí)78歲高齡的紫金山天文臺(tái)原臺(tái)長(zhǎng)張鈺哲奔赴青海，為給我國(guó)引進(jìn)的一臺(tái)毫米波射電望遠(yuǎn)鏡選擇觀測(cè)站新址。他登上海拔4800米的昆侖山口，對(duì)同行的專家說(shuō)：“傳統(tǒng)光學(xué)已不適應(yīng)天文學(xué)發(fā)展新趨勢(shì)，守在紫金山頭不行了，必須開(kāi)拓空間天文學(xué)和無(wú)線電天文的新領(lǐng)域。”

上世紀(jì)80年代，紫金山天文臺(tái)迅速恢復(fù)了因文革中斷的科研工作，科研人員全員下山，在山下建起新的實(shí)驗(yàn)室，以此籌備天文界的幾件大事：成立空間天文實(shí)驗(yàn)室為天文一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)；為國(guó)家創(chuàng)建先進(jìn)的毫米波射電望遠(yuǎn)鏡。

“射電望遠(yuǎn)鏡必須放在高海拔、干燥的地區(qū)，紫金山不合適，并不是因?yàn)楣夂亡玻詈髲牡乩項(xiàng)l件上選擇了青海德令哈市。”紫金山天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)楊戟告訴本刊記者。

1982年，在距離德令哈市30公里處海拔3200米的一片戈壁灘上，紫金山天文臺(tái)青海觀測(cè)站開(kāi)始動(dòng)工。青海觀測(cè)站是一個(gè)近20人的天文觀測(cè)站，而1998年之前，一年運(yùn)行的費(fèi)用僅30萬(wàn)，設(shè)備壞了沒(méi)錢修，基本觀測(cè)無(wú)法保障。“當(dāng)時(shí)整個(gè)青海觀測(cè)站的運(yùn)行費(fèi)用，全部加起來(lái)，還比不上國(guó)外運(yùn)行一架望遠(yuǎn)鏡一個(gè)人的人工費(fèi)用。再加上設(shè)備運(yùn)行中涉及的材料器件需要進(jìn)口，就更難投入基本的服務(wù)支撐了。”楊戟說(shuō)。

1998年，紫金山天文臺(tái)為青海觀測(cè)站增加了100萬(wàn)元的投入，互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建了起來(lái)，青海觀測(cè)站才算真正發(fā)揮作用。幾年后，楊戟帶領(lǐng)紫臺(tái)科研團(tuán)隊(duì)自制了一套3毫米多譜線系統(tǒng)，更新了安裝在射電望遠(yuǎn)鏡上的探測(cè)器。

珍貴的100萬(wàn)元投入，來(lái)自國(guó)務(wù)院支持下的中國(guó)科學(xué)院“知識(shí)創(chuàng)新工程”。1998年，按照財(cái)政部的要求，進(jìn)入“知識(shí)創(chuàng)新工程”試點(diǎn)的骨干科研人員，大概能夠達(dá)到人均十萬(wàn)元的科研經(jīng)費(fèi)支持。“這在當(dāng)時(shí)真是很大一筆錢。”楊戟感嘆。

當(dāng)時(shí)紫金山天文臺(tái)的科研人員一年的科研經(jīng)費(fèi)不足5000元，依靠這樣的投入力度去趕超“世界天文界先進(jìn)科研水平”，在很多人眼里成了笑話。1992年碩士畢業(yè)進(jìn)入紫金山天文臺(tái)工作的研究員常進(jìn)告訴本刊記者，當(dāng)時(shí)的工資是每月200元，在整個(gè)上世紀(jì)90年代，“我去菜場(chǎng)買蔬菜都覺(jué)得太貴”。

改革開(kāi)放的最初十年已經(jīng)積累起相當(dāng)?shù)呢?cái)富，而那時(shí)對(duì)基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的投入?yún)s滯后了一步。世紀(jì)之交，科研領(lǐng)域投入明顯增多，投入增多則明顯帶來(lái)科研實(shí)力的增長(zhǎng)。

在國(guó)際天文學(xué)界，發(fā)現(xiàn)小行星的能力是國(guó)家天文觀測(cè)能力的重要標(biāo)志之一。負(fù)責(zé)小行星觀測(cè)工作的紫金山天文臺(tái)研究員趙海濱告訴本刊記者，為及時(shí)搜索出對(duì)地球存在潛在威脅的近地天體，2006年紫金山天文臺(tái)投入使用中國(guó)第一臺(tái)搜索小行星的近地天體望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡一年的運(yùn)行費(fèi)在100多萬(wàn)，試運(yùn)行四年間發(fā)現(xiàn)的小行星數(shù)量超過(guò)1000個(gè)，其中100多個(gè)被精確定軌，獲得永久編號(hào)。

如今，紫金山天文臺(tái)在中國(guó)的不同方向，分別建設(shè)了位于青海、江蘇、山東、黑龍江、云南等地的6個(gè)觀測(cè)站，南極天文臺(tái)也在籌建之中。

海拔4093米的冰穹A是南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)，被稱為“不可接近之極”。也是目前地球上已知的天文觀測(cè)條件最好之處。2006年12月，中國(guó)南極天文中心在紫金山天文臺(tái)成立，目前已搭建起的南極天文科考支撐平臺(tái)，安裝了小型光學(xué)天文觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡陣等設(shè)備。“現(xiàn)在放在平臺(tái)上的設(shè)備是小型的，探探路，為將來(lái)選址做準(zhǔn)備。”楊戟說(shuō)。

南極大陸是國(guó)際天文科研的前線，近年，世界各天文大國(guó)紛紛出臺(tái)和實(shí)施南極天文望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃。楊戟稱，“南極天文臺(tái)大科學(xué)裝置”項(xiàng)目將在“十二五”期間拉開(kāi)序幕，具體是建立一臺(tái)5米口徑的太赫茲望遠(yuǎn)鏡，以及一臺(tái)2. 5米的光學(xué)/紅外望遠(yuǎn)鏡，以此為主體構(gòu)成南極天文臺(tái)的主設(shè)備。

當(dāng)下，楊戟正負(fù)責(zé)“南極天文臺(tái)”的總體方案設(shè)計(jì)，“主體望遠(yuǎn)鏡已設(shè)計(jì)兩年之久，建成后中國(guó)在地面天文觀測(cè)領(lǐng)域的能力將有新突破，” 像當(dāng)年去青海建觀測(cè)站一樣，他對(duì)南極天文臺(tái)的未來(lái)有著無(wú)法言表的熱情。

有望在暗物質(zhì)探測(cè)上參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)

暗物質(zhì)探測(cè)是當(dāng)代國(guó)際天文界最前沿的課題之一，并在世界范圍內(nèi)形成競(jìng)爭(zhēng)，近日，丁肇中團(tuán)隊(duì)在美國(guó)高調(diào)宣布，已發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)候選體。

鮮為人知的是，中國(guó)有望于2015年發(fā)射第一顆專門探測(cè)暗物質(zhì)的衛(wèi)星，紫金山天文臺(tái)正在緊鑼密鼓地為其研制探測(cè)器，負(fù)責(zé)探測(cè)器設(shè)計(jì)的首席科學(xué)家、紫金山天文臺(tái)空間天文實(shí)驗(yàn)室主任常進(jìn)向本刊記者透露，目前探測(cè)器的研制，已轉(zhuǎn)入工程樣機(jī)階段。這個(gè)消息對(duì)于正在為紫金山失去觀測(cè)功能感到遺憾的天文愛(ài)好者們無(wú)疑是個(gè)好消息。

事實(shí)上，早在1998年，常進(jìn)就萌發(fā)了探測(cè)暗物質(zhì)的想法，但事情的難點(diǎn)還是資金上。暗物質(zhì)探測(cè)耗資巨大，以丁肇中團(tuán)隊(duì)為例，其所使用的阿爾法磁譜儀2號(hào)（ AMS 02）于2011年被送入美國(guó)太空，是目前靈敏度最高，也是最復(fù)雜的一臺(tái)暗物質(zhì)探測(cè)設(shè)備，其價(jià)值高達(dá)20億美元。

“尋找簡(jiǎn)單方法觀測(cè)暗物質(zhì)”是常進(jìn)當(dāng)時(shí)的唯一選擇。2000年，常進(jìn)參與國(guó)際項(xiàng)目合作期間，發(fā)現(xiàn)美國(guó)合作伙伴在南極設(shè)置了熱氣球望遠(yuǎn)鏡，多番詳談后，合作伙伴被常進(jìn)說(shuō)服，同意共同利用南極的儀器。

“當(dāng)時(shí)美國(guó)人在南極的這套設(shè)備價(jià)值1000多萬(wàn)美元，放飛一次熱氣球望遠(yuǎn)鏡，運(yùn)行費(fèi)約100萬(wàn)美元，一共放了3次。這筆費(fèi)用對(duì)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)是難以承受的。”

實(shí)驗(yàn)過(guò)后，又歷經(jīng)8年探索，常進(jìn)在美國(guó)的《自然》雜志發(fā)表關(guān)于“高能電子在高能段存在超”的論文，其中提出“超”可能由暗物質(zhì)帶來(lái)。當(dāng)年歐洲、美國(guó)天文界將此發(fā)現(xiàn)作為天文界年度十大進(jìn)展。歐洲PAMELA負(fù)載衛(wèi)星發(fā)射升空后，基本證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)。

論文發(fā)表后，暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星的發(fā)射成了關(guān)鍵。紫金山天文臺(tái)從2002年始，建議科技部研制“暗物質(zhì)探測(cè)器”。到2010年，中科院最終同意。

同意的背后，是中科院借助“創(chuàng)新2020工程”的投入，啟動(dòng)了“空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等”，投入規(guī)模在幾十億元左右，重點(diǎn)包括4顆衛(wèi)星的發(fā)射，其中一顆是專門探測(cè)暗物質(zhì)的衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星正是紫金山天文臺(tái)的大夢(mèng)想。

2010年，在“創(chuàng)新2020工程”的支持下，紫金山天文臺(tái)進(jìn)入暗物質(zhì)探測(cè)器技術(shù)準(zhǔn)備階段，中科院450萬(wàn)元的撥款也很快到位。眼下，探測(cè)器原理樣機(jī)已經(jīng)拿去歐洲測(cè)試過(guò)，關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證基本完成。2013年4月將轉(zhuǎn)入工程樣機(jī)階段。

紫金山天文臺(tái)在暗物質(zhì)探測(cè)上的投入與丁肇中團(tuán)隊(duì)相比仍相去甚遠(yuǎn)，但是，在常進(jìn)看來(lái)，“投入的資金總算可以讓科研人員集中力量攻克世界級(jí)的前沿課題了。”