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《天文在云南》—— 创刊语
2015-08-20  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

  《天文在云南》—— 创刊语 

  中国科学院云南天文台  常务副台长  白金明 

    

   天文学是研究宇宙中各种不同尺度的天体,包括太阳和太阳系内各种天体、恒星及其行星系统、星系和星系团,乃至整个宇宙的起源、结构和演化的学科。其中,太阳与地球环境密切相关,太阳活动对于地球环境和人类活动有重要的、甚至是决定性的影响。 天文学通过观测天体发射到地球的电磁波辐射(可见光、紫外线、红外线、X射线、伽马射线、无线电波等),发现并测量天体的位置、探索其运动规律、研究其物理性质、化学组成、内部结构及其演化规律。天文学是一门古老的科学,自有人类文明史以来,天文学就占有极为重要的地位。 

   作为一门最古老的科学,天文学擅长积极利用最新的物理学、化学、数学等知识、以及最尖端的科学探测技术手段,对宇宙中的天体进行观测研究。400年前,伽利略首次将光学望远镜用于天文观测,支持哥白尼为代表的“日心说”战胜“地心说”。牛顿更是用完美的科学语言,以“万有引力”定律圆满解释了天体的运行。牛顿系统完整的古典力学标志着近代科学体系的建立,引发了自然科学革命和工业革命。大约100年前,对水星进动的精密观测支持了爱因斯坦的“相对论”,为“后牛顿物理学”和“现代宇宙学”奠定了基础。 

   二次大战后,人类活动的范围逐渐进入太空,广袤的太空成为一个国家发展的战略制高点。导航定位、卫星通讯、侦察遥感、目标跟踪、太空对抗等方面的技术发展和能力,对国家安全、经济发展和人民生活都至关重要。 

  天文学既是基础科学,也是一门汇集了精密光学、机械、电子、计算机等多领域知识的综合学科。天文学研究对观测技术和设备的极致要求,为光学、机械、电子等相关领域的技术发展带来独特的驱动力,其成果广泛用于航空航天、导航定位等,这些都对国民经济建设及国家空天安全有着极为重大的意义。例如,各种照相机所使用的胶片,最初是为了满足记录太阳表面结构变化的需求而发明的,后来被广泛应用于医学和工业领域。又比如目前流行的数码相机所使用的CCD(感光半导体电荷耦合器件)技术,是1969年发明的,两位发明者威拉德·博伊尔和乔治·史密斯因此还获得了2009年的诺贝尔物理学奖,而此项发明的缘起却是为了获取天体图像。再比如,天文学发展的需要和军事侦察的需求,促进了哈勃太空望远镜升空;在时间标准、定位、地理测绘等方面的需求,推动了GPS的诞生,等等。由此可见,每一次天文学的重大发展,都在政治、经济、文化、军事、社会等领域产生广泛影响,也在科学技术领域产生重大突破和成果,并在世界范围内推动了生产力、促进了生产方式和生活方式的深刻变革。 

  天文学对于人类的世界观和人生观也具有深刻的影响。正如美国天文学家卡尔·萨根在他的著作《灰蓝的小点》中所说的,“有人说,天文学是一种经历,它令人谦卑,陶冶我们的性情。我们自己的世界是如此渺小,恐怕没有什么能比无垠的宇宙图景更能反衬人类的虚妄与愚蠢。我们应该更加善待彼此,保护和珍惜这灰蓝的小点(地球)——这是我们已知的唯一家园”。 

  总之,天文学不仅是人类认识自然的基础科学,它更是一门前沿的科学。要想成为一个发达国家,“高科技”将是重要的组成部分。为什么新中国的历代领导人都非常关心我国天文事业的发展,就是因为天文学的发展也是综合国力的直接体现。 

  云南地处祖国西南边陲,以绚丽多彩的民族文化和自然风光名蜚海内外。作为最古老也是最前沿的天文学,和云南有着很深的渊源。据考古发掘,在云南,最早的天文学萌芽可以追溯到新石器时代。大理州宾川县的白羊村遗址,其墓葬绝大多数指向正东西方向或正南北方向 ,这说明当时的先民已能够根据太阳和星辰的起落方向来确定方位。此外,在云南众多的少数民族中,也有着各具特色的民族天文雏形或痕迹,比如彝族的“太阳历”和佤族的“星月历”等,都印证了天文学在云南少数民族文化史中的重要地位。 

  早在1927年,中华民国国民政府成立“中央研究院”时,当时设立的十四个研究所中,“天文研究所”就赫然在列。同年,陈一德先生在昆明滇池畔的西山建立了“一得测候所”,在这最早的近现代观测站里,陈一德先生开始了系统的天象观测,并绘制出第一幅《昆明恒星图》。在现在的云南大学内,保留的“东陆天文基准点”是1936年建成的,它也是全国最早的天文基准点之一。1938年,“中央研究院天文研究所”因抗战迁至昆明,并在昆明东郊凤凰山设点建站,时称“凤凰山天文台”。俞青松、陈展云等中国天文学的前辈泰斗都曾在这里工作过 

  1972年,“云南天文台”正式成立。在其后十余年的黄金发展期,云南天文台有了跨越式的蓬勃发展,建立了涵盖天体物理、天体测量、天体力学及天文技术方法的完整学科,并拥有了当时全国最大的1米光学望远镜等一批重要观测设备,在天文学研究和应用(如人造卫星观测)等方面发挥了重要作用。 

  优良的天文观测台址是国际上非常稀缺的自然资源。云南省地处我国西南,具有独特的地理和气候条件,拥有全国独一无二的天文观测条件,甚至可以和世界级的天文观测址点相媲美。云南天文台在历经了多年艰苦的野外踏勘选址工作后,遴选出了丽江高美古、澄江抚仙湖、景东哀牢山三个分别适于夜天文观测、太阳观测和射电天文观测的优良址点。一批大型天文观测设备已经落户云南,如丽江2.4米望远镜、瀓江抚仙湖1米红外太阳塔、探月工程昆明40米射电望远镜等。云南正在成为国家乃至世界重要的天文地基观测、空天目标监测和深空探测的重要基地。 

  与此同时,在云南天文台和各在滇高校里,一支天文学研究队伍也在迅速的成长壮大,云南大学在2013年成为全国第六个有天文系的高等院校。目前,云南已经形成了一个集基础研究、人才教育、大科学装置、高科技产品研发、科学传播为一体的综合性天文学研究集群,在中国天文学研究领域占据重要地位,在东南亚区域有重要的学术影响力。 

  当前,在中国科学院实施的“率先行动计划”背景下,云南天文台步入了加速发展的通道。“依托我国西南地区得天独厚的天文观测优势,以丽江高美古观测站和澄江抚仙湖观测站的观测设备为核心,积极开展国际前沿问题的观测研究,大力推动地面大型天文观测设备的立项及建设,大力推进天文技术方法在新一代天文观测设备及国家战略方向的应用;将云南天文台打造成在国际上有重要影响力的、国内不可或缺的中国南方天文观测和研究集群。”——这将是云南天文台的中长期战略发展目标。 

  近年来,在基础研究取得丰硕成果的同时,云南天文台正在为中国下一代的大型地面天文观测设备建设开展工作。在川西高原,云南天文台发现了优良光学天文台址,并积极筹划推进建设中国的大口径夜天文光学望远镜(8米级)和已列入国家规划的中国巨型太阳光学望远镜CGST。在云南景东县,云南天文台发现了优良的射电天文台址,并正在积极推动80米口径脉冲星射电望远镜的建设。 

  因为天文学是起源最古老、对人类影响最大、普及程度最广、爱好者最多的一门学科,深邃神秘的宇宙以其永恒魅力,激发着人们的极大好奇心,而好奇心正是创新的不竭源泉。天文学正以其对宇宙不息的探索,推动着科学和人类的进步。经济的发展和人民生活水平的提高,人们提高科学文化素养的要求也日益强烈。“全民创新、万众创业”,天文学以其无与伦比的可接触性及神秘性,成为科学普及、启发创造性思维、和科思想法最 

  云南天文台自成立以来,一直坚持科技创新和科学普及并重,把科学传播工作视为一份社会责任。作为回馈社会、报答社会的一个重要渠道,云南天文台一直是云南最为著名的科学传播和科学普及的胜地。在实施“一带一路”的国家战略和云南省“两强一堡”战略的形势下,云南天文台积极探索,并在边境民族地区开展科学传播普及工作的实践,组织的天文科普小分队,足迹遍及云南各地。云南天文台积极参与策划的“墨江北回归线 — 太阳转身的地方”其科普与商业合作创新的概念,为地方经济发展、提升地区知名度做出了重要贡献。 2012年天文科普活动首次走进迪庆藏区、走进寺院,既传播了科学知识,又为藏区“维稳”做出特殊贡献,此举在全国科学传播界引起轰动。 

  云南省拥有人才密集、观测资源密集、观测设备密集的天文学研究和教育的优势,这种独有的“区域文化软实力”应该予以充分发挥,将“软实力”有效转化为区域影响力。从而进一步体现其强大的天文人才凝聚力和汇集国际天文观测设备的吸纳力,引领区域性天文观测网络建设、进一步提升天文学原始创新力和传播科学、服务公共社会的能力。 

  做为中央驻滇科研单位,云南天文台所取得的每一点成绩和每一步的发展,都得到了云南省各级政府和云南人民的大力支持。怀着感恩之心,我们将竭尽所能,努力工作,积极为云南的经济、文化和教育事业的发展奉献绵薄之力,彰显天文学在云南的区位优势、树立区域文化品牌做出贡献。 

  非常感谢《支教地理》杂志在《云南广播电视报》开辟了一个全新的宣传天文学、传播天文知识的平台。与地方大众媒体和地方专业支教媒体的合作,为云南天文台天文科学传播工作带来新的思路和渠道,同时也为广大读者提供了一个了解天文学在云南省发展的重要窗口。我们将携手共进,担负起义不容辞的社会责任! 

  

  

  

  

  人物简介

  白金明,男,196511月生于江苏省如东县,19998月获博士学位。现任云南天文台南方天文观测基地首席研究员,中国科学院天体结构和演化重点实验室主任、副台长(主持工作)、博士生导师。长期从事活动星系核(AGN)的观测和理论研究,早期主要利用国内的光学天文望远镜进行AGN的观测和证认研究,后来认识到观测和理论相结合的重要性,经过多年的努力,完成了计算耀变体(blazar)能谱分布的数值计算程序;该程序采用比较巧妙的算法,同时计入相对论电子的所有辐射过程和效应,从而可以进行观测与理论模型的比对;在此基础上,围绕AGN喷流的高能辐射机制这一国际前沿问题进行研究,在国际上首次研究了探测射电星系核的TeV 伽玛射线辐射的可能性,预言M87Cen ATeV 伽玛射线源,并已先后得到观测证实,河外TeV伽玛射线源由原来单一的blazar增加了一类;对平谱射电类星体中宽线区发射和反射的光子对喷流产生的高能伽玛射线的吸收情况进行了系列研究;近几年,针对新一代伽玛射线空间望远镜(Fermi)带来的新机遇,提出了一种观测测定喷流中伽玛射线辐射区位置的新方法。2008年担任南方天文观测基地首席研究员以来,完成了丽江2.4米望远镜的观测研究平台建设和望远镜附属设施的一期建设以及1.8米望远镜天文观测平台建设,并在丽江观测站新建两台小口径望远镜。

  

  

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   附注:本文纸质版详见《云南广播电视报》2015年第33期(8月13日出版);电子版转自《支教地理》新浪博客

 

 
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