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简介

  张钰哲,1902—1986,福建福州人,中国现代天文学重要的奠基人。1929年在美国芝加哥大学天文系取得博士学位,随即回国担任中央大学物理系教授,1941年任国立中央研究院天文研究所所长。1950—1984年任中国科学院紫金山天文台台长。1943年-1946年和1949年-1985年任中国天文学会理事长。1955年6月当选为中国科学院学部委员(院士)。1956年3月加入九三学社,任中央委员。1959年当选为第二届全国政协委员。1964年当选第三届全国人大代表,连任第四、五、六届全国人大代表。担任过国家科委天文学科组组长、中国科协第二届委员会委员和江苏省科协第二届委员会副主席、《天文学报》主编、《中国大百科全书·天文学》编委会主任等职。国际天文学联合会1978年将国际编号第2051号小行星命名为“张”——2051 Chang.,2010年又将月球背面的一座撞击坑命名为张钰哲陨石坑(Zhang Yuzhe),以此纪念他在天文学上的成就。1990年中国邮电部发行第二组中国现代科学家纪念邮票,其中一枚为张钰哲纪念邮票。

  传记

  心系家国 “中华”辉耀

  1902年2月16日,张钰哲出生于福建省闽侯县(今属福州市鼓楼区)一个职员家庭,是五兄弟中最小的。张钰哲两岁时父亲逝世,跟随母亲艰苦度日。1907至1912年就读于福州明伦小学。1913年,张钰哲随家人迁居北京,先后就读于北京畿辅中学和北京师范大学附中。1919年以优异成绩考入清华学校高等科。1923年赴美留学,先后在普渡大学机械工程系和康奈尔大学建筑系学习。出于对天文学的浓厚兴趣,他于1925年转学到芝加哥大学天文系,以优异成绩先后获得天文学学士、硕士和博士学位。这次转学决定了他毕生的道路。

  1928年11月22日,在美国叶凯士天文台,张钰哲观测发现了第1125号小行星。张钰哲将其命名为“中华”(China)。这是第一颗由中国人发现的小行星。同年,他写了题为“留美学业将毕寄诗呈母”的一首诗:“科技学应家国需,异邦负笈跨舟车。漫言弧矢标英志,久缺晨昏奉起居。乳育劳劬齐载覆,春晖寸草永难如。喜把竹书传好语,明年渡海俱琴书。”

  1929年秋,张钰哲回国受聘为中央大学物理系教授,讲授天文学课程,同时被中央研究院天文研究所聘为通信研究员。回国之前,他参观访问了美国洛威尔天文台、立克天文台、威尔逊天文台和加拿大维多利亚天文台,还搜集了不少天文学教科书、仪器样本、天文照片和教学幻灯片等资料。1937年抗战全面爆发后,他携带多年搜集的全部图书资料随中央大学西迁重庆。

  当时,天文研究所西迁至昆明,建立了凤凰山天文台。1941年初,张钰哲受聘担任天文研究所所长,只身从重庆到昆明任职。当时他不足40岁,留下老母、妻子及两个幼小的子女在重庆,抗战期间生活极不安定,还要不时躲避日机的轰炸。他何以舍得离开呢?这在他之后给妻子生日的贺词中表露出来:“……圣战方殷,敢躭家室之乐?步天有责,难辞蛮瘴之行。……”凤凰山天文台研究设备简陋,生活条件艰苦,他仍以破旧简陋的计算设备和一些陈旧的仪器坚持工作。1941年9月21日中国可见日全食,他率领中国日食西北观测队历经坎坷远赴甘肃临洮,冒着敌机轰炸的生死危险,成功开展我国境内第一次日全食的科学观测。

  抗战胜利后,张钰哲为天文研究所回迁南京和凤凰山天文台在当地的交接进行了妥善安排。1946年,张钰哲按照政府的规定再度赴美考察进修,了解当时世界天文学的新进展,并在一年多时间里取得重要研究成果。1948年3月,张钰哲完成了预定的考察和研究工作,准备回国。此时国内经济濒于崩溃,国民政府取消了原本允诺给张钰哲的回国路费。他的夫人在国内多方奔走毫无结果。朋友劝告张钰哲留在美国,美国的一些大学盛情邀请他留下任教,但张钰哲不为所动。他说:中国古代有楚材晋用的故事,我虽算不上“楚材”,但也不甘心为“晋”所用。在他的导师樊比博教授的帮助下,张钰哲于1948年5月随美国赴浙江日食观测队回到中国。同年6月美国《科学》杂志封面刊登了张钰哲这次日食观测的照片。

  1948年11月,南京解放前夕,中央研究院在宁的研究所纷纷前往上海躲避战乱,张钰哲也带领天文研究所的大部人员,暂迁上海等待解放。1949年9月,他率领天文研究所返回南京,开展紫金山天文台的重建工作。1950年5月20日,原中央研究院天文研究所改为中国科学院紫金山天文台,张钰哲被任命为台长。1984年以后张钰哲任名誉台长,直到1986年7月21日病逝于南京。

  深耕大地 群星闪耀

  张钰哲为紫金山天文台的发展、为中国各天文台站的建设、为中国天文学走向世界都付出了极大的心血。在张钰哲的直接领导下,紫金山天文台在新中国成立后开拓和创建了小行星彗星观测研究、行星物理、太阳物理、恒星物理、天文年历编算、天文仪器研制、毫米波射电天文、空间天文等分支学科,逐步发展成为一座以天体物理和天体力学为主要研究领域的综合性天文台,在国内外享有较高声誉。

  张钰哲为上海、北京、云南、陕西等天文台和南京天文仪器厂的建设尽心竭力。新中国建国初期,张钰哲抽调骨干参与接管和发展上海徐家汇观象台和佘山观象台,全面整顿和发展了我国的时纬工作。1956年后,张钰哲参与制定全国科技发展规划,主持草拟了六十年代天文学发展蓝图。1957年,张钰哲为在北京建立以天体物理为主的天文台,主持选址决策和踏勘工作。1958年,领导筹建南京天文仪器厂。1962年,张钰哲在广州向聂荣臻同志申述北京天文台选址中的问题,使之得到妥善解决。

  在张钰哲的推荐和支持下,紫金山天文台一大批骨干参与了上海天文台、北京天文台、云南天文台和南京天文仪器厂等的建设工作,以及北京天文馆的筹建,并成为各单位的业务中坚。在张钰哲的主张和支持下,各天文台(厂)发展初具规模后,相继成为中科院直接领导的独立建制单位。

  1980年,张钰哲以78岁高龄,率领一支专家队伍到青海柴达木盆地,登上海拔4800米的昆仑山口,为我国建立第一座大型毫米波射电望远镜观测站选址。3年后,他又前往根据他的建议于1958年设立的乌鲁木齐人造卫星观测站视察。

  在国际天文事务中,张钰哲积极促进中国天文学的国际交流和合作,代表中国天文界参与各种国际学术活动。五十年代,他多次出访苏联,了解苏联在变星、太阳、小行星等方面的研究。1972年以后张钰哲以中国天文学会理事长的身份,多次参与恢复中国天文学会在国际天文学联合会中合法地位的谈判。1979年在第十七届国际天文学联合会大会期间,张钰哲与叶叔华、赵先孜、易照华、洪斯溢等专程赴加拿大,为恢复中国天文学会在国际天文学联合会中的合法地位作出有决定意义的努力。1984年,他以82岁高龄再度应邀访问美国,在哈佛天体物理中心作题为《今日中国天文台》的报告。

  纵横星际 探索新知

  张钰哲毕生致力于天文学研究。研究领域涉及小行星、彗星、行星物理、恒星天文、航天和中国天文学史等方面,先后发表论文、报告、专著90多篇。在其从事天文工作55周年之际,一副精巧的贺联表达了他的学生和同事们对他的高度评价和良好祝愿:

测黄道赤道白道,深得此道,赞钰老步人间正道;

探行星彗星恒星,戴月披星,愿哲翁成百岁寿星。

  在美国留学期间,张钰哲曾使用叶凯士天文台的60厘米反射望远镜从事小行星和彗星的观测与轨道研究工作,并发现了“中华星”。1929年张钰哲回国之后,他一边担任大学教授,一边勤奋地自制天文望远镜,从国外购买光学玻璃,自己动手研磨光学镜面。1936年,他和李珩被派往苏联西伯利亚观测日全食,使用的仪器中有些就是张钰哲研制的。尽管当时天阴,观测未成功,但为后来的日全食观测积累了经验。

  1941年9月21日我国可见日全食。当时正值抗日战争最艰苦的时期,组织日食观测的条件极为艰难。张钰哲担任中国日食西北观测队队长。他和高鲁、李珩、陈遵妫、李国鼎等队友克服重重困难,携带各种仪器,行期42天,行程3200公里,冒着敌机轰炸的危险,从昆明到甘肃临洮观测日全食。观测队拍摄到中国境内由中国天文学家拍摄的第一张日全食照片和第一部日全食彩色影片。这是首次在我国境内利用现代天文仪器进行的日全食科学观测。1942年张钰哲在美国《大众天文学》(P.A.)期刊上发表了《在日本轰炸机阴影下的中国日食观测》。该文在介绍中国天文学家艰苦工作的同时,还向全世界控诉了日本帝国主义者的侵略罪行。此外,张钰哲还参加了1954年6月30日苏联高加索酸水城日全食的观测和1980年2月16日云南日全食的观测,是我国老一辈天文学家中日全食观测次数最多的人。

  在整个20世纪50年代至60年代前期,张钰哲除了忙碌于领导发展紫金山天文台和全国的天文工作以外,仍然坚持天文观测和计算工作。1950年代初,他带领同事使用15厘米的折光望远镜拍摄小行星,每照一张,曝光20分钟。南京的晴夜多在冬天,且是越冷越晴。寒夜里长时间露天导星,往往又冷又倦。张钰哲虽是台长、导师、长者,但他从来都是和他的学生张家祥等轮流导星,一人一片,一观测往往就是通宵。人几乎冻僵了,钢笔的水也冻起来了,只能用铅笔来记录。对此,张钰哲常说:不知者以为苦,知之者以为乐也。1954年,张钰哲和张家祥一起计算研究第415号小行星受摄运动的轨道。由于计算公式复杂,计算量浩繁,为确保计算正确无误,他们两人分别独立计算,每到一阶段,就互相对比核验,待比对正确后再继续往下算。限于当时的计算条件,他们分别使用快速电动计算机,花了整整一年时间,才完成了这一研究。他说:“微小的O-C,就是天文计算工作者追求的皇冠。”

  经过近40年的观测研究,张钰哲和他领导的紫金山天文台行星室共拍摄小行星、彗星底片8600多张,获得有价值的精确位置数据9300多个。新发现了1000余颗小行星,其中有100多颗小行星和3颗紫金山彗星获得了国际永久编号和命名权。他们计算研究了300余颗小行星、彗星的近期轨道和40余颗小行星、彗星的长期(百万年)轨道。通过这些观测和研究,不仅在实际观测和轨道计算的精度方面达到了国际先进水平,而且发表了一批有价值的论文,建立了太阳系天体摄动运动的动力学数值模型,提出了研究天体轨道长期演变的方法。张钰哲领导的这项太阳系天体的基础研究,具有系统性和完整性,荣获1978年全国科学大会奖、1987年国家自然科学奖二等奖。

  1957年,在世界上第一颗人造卫星发射之前,张钰哲和张家祥合作,在国内首次应用天体力学基础理论研究人造卫星轨道,发表 《人造卫星的轨道问题》论文,从理论上探讨了地球形状和高层大气阻力对人造卫星轨道的摄动影响。其理论在之后的实测结果中得到验证,成为我国人造卫星运动理论的经典文献。60年代初期,张钰哲又领导开展月球火箭轨道的研究,与同事合作发表 《定点击中和航测月球的火箭轨道》专题论文。1965年,张钰哲率领有关人员参加我国第一颗人造卫星“东方红”的论证工作,研究解决卫星轨道的设计方案、地面观测网布局、最佳发射时刻的选择、跟踪观测和测轨预报方案,对“东方红”卫星的发射成功发挥了重要作用。之后针对我国第一颗赤道同步卫星在地球非球形引力场中的各种摄动,张钰哲领导开展了定性定量的研究,发表了《关于赤道同步卫星轨道的研究成果》,这是我国第一篇较全面详细地研究赤道同步卫星轨道的论文。随着中国人造卫星事业的不断发展,张钰哲为紫金山天文台等单位逐步培养了一支既有实测经验和理论水平,又有攻关创新能力的中青年科技队伍。

  张钰哲在天体物理学的实测和研究方面也作出了显著成绩。1947年前后,张钰哲在美国进修期间,在叶凯士天文台发现一颗新变星BD-6°2376,并撰写论文《一颗新的食变星的速度曲线》。在美国麦克唐纳天文台观测分光双星,所写论文《大熊座W型交食双星的光谱观测》发表在美国《天体物理杂志》上。世界著名天文学家O·斯特鲁维(Struve)在其名著《恒星的演化》(1950)一书中,详细引用了张钰哲的上述研究成果,转载了他手绘的室女座AH星的速度曲线图。

  张钰哲在中国天文学史的研究上也做了许多工作。1977年,张钰哲以75岁高龄,研究了哈雷彗星轨道演变趋势和它的古代历史,考虑九大行星摄动,对中国历史上早期哈雷彗星记录作了分析考证,提供了几个解决有关年代学问题的天文学线索。他先后发表论文《哈雷彗星的轨道演变趋势和它的古代历史》(1978年)和著作《哈雷彗星今昔》(1982年)予以阐述。他认为,假若武王伐纣之年所出现的彗星为哈雷彗星,则这一年是公元前1057至1056年。这一研究成果对中国夏商周断代史的研究提供了重要线索,同时也引起世界天文界的关注。英国的《考古天文学》(Archaeoastronomy,1979年2卷2期)、《自然》(Nature,1979年10月11日)、美国《天空和望远镜》(Sky and Telescope,1979年9月号)等杂志分别登载专文进行介绍和讨论。日本著名天文学家长谷川一郎在《哈雷彗星史话》(1984年)一书中也多次引用张钰哲的研究成果。

  跨越藩篱 普及大众

  张钰哲积极倡导和支持天文普及事业,经常发表科普文章。1932年他在《科学》杂志11月号上发表11页“假天”长文,图文并茂地介绍天象仪和天文馆,倡议在我国首都建立一座假天馆(天文馆)。在他的关心和支持下,1954年北京天文馆开始筹建,1957年建成开馆。四十年代,张钰哲在《大公报》上发表系列星期论文:《日食观测答客难》、《纪念牛顿诞辰300周年》、《你知道行星是如何发现的吗?》等,宣传天文科普知识。1941年临洮日全食观测之后,张钰哲在兰州等地组织举办多场日全食展览。

  1948年前后,紫金山天文台接待有组织的学生团体在周末来台参观并用望远镜观看星月。1949年后,紫金山天文台成立了天文普及组,确定每周星期天为免费开放日。尽管当时全台工作人员只有四五十人,但照常轮流值班,接待讲解。台上还设立人民来信组,人民来信和回信都逐一登记在册,遇到比较专题的,则请这方面的专家回复。中国天文学会大众天文社也于1949年底挂靠紫金山天文台,继续出版《大众天文》月刊,编印天文图书、图片,协助拍摄和校译天文科普影片等。1953年春节我国可见日偏食,张钰哲通过中央人民广播电台向全国广播日食知识。

  通识博雅 涵泳人生

  张钰哲作为一位科学家,同时具有良好的文学修养和艺术修养。他的文章文笔优美,用词锤炼工整,寓文学于科学之中。例如《美洲天文台参观述记》,用的是古色古香的骈文,其中有:“异邦羁旅,裘葛六更,荒陬郊居,亦垂二载。问星移斗转,几阅人世沧桑,见银汉斜横,何日鹊桥飞渡。……”。

  因长期积劳成疾,1963年张钰哲在北京医院作胃切除手术。即便如此,他亦作诗一首:“百战艰难拼汉血,三山摧毁坐观成。步天测度原无补,病榻栖迟负国恩”,感慨自己坐观革命,而又测天无补,栖迟病榻。 1980年2月云南日全食观测,张钰哲赋诗:“大地春回洱海边,卌载光阴弹指间。南国欣逢旧游地,春城重见朗晴天。畴人本应观乾象,游客仍能事科研。二丸互掩神州暗,光明再放景逾妍。”

  此外,张钰哲在书法、篆刻、绘画等方面修养甚深。他的书房里,四壁挂着自画的水彩画、油画及素描,书柜中放着一些他刻制的隶、篆、草等各种字体的印章。1962年张钰哲用隶书写过一副自拟对联,长期挂在书房里:“观河汉星辰,远溯鸿濛探造化;究躔离仪象,相期月窟建灵台。”他还为子女用中楷写下过这样的警句:“莫道人之短,勿说已之长。施人慎勿念,受施慎勿忘。勿以小善而不为,勿以小恶而为之。”