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九三学社在宁先贤风采录:中国现代天文学重要奠基人张钰哲

发布时间:2025-08-11  作者:本站编辑  来源:本站原创  浏览次数:

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导语:


半个多世纪以来,众多优秀的九三学社先贤们在南京这片土地留下他们奋斗的足迹,他们为南京城市发展贡献了坚强助力,为民族振兴培育了数代良才,并凭借着卓越成就与人格风范为九三学社造就了科技人员为主的界别特色,形成了爱国、民主、科学的优良传统,将永远鼓舞着我们九三学社中的每一员。


为庆祝九三学社创建80周年,深入开展“学规定、强作风、树形象”主题教育,九三学社南京市委员会将推出“社史长廊|九三学社在宁先贤风采录”专栏,同广大社员一同回顾、学习九三学社在宁先贤们为国家、为社会奋斗的历程,感悟先贤精神,传承优良传统!


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九三学社在宁先贤风采录:

中国现代天文学重要奠基人张钰哲

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张钰哲(1902年2月16日—1986年7月21日),福建福州人,中国现代天文学重要奠基人。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,先后任国立中央研究院天文研究所所长、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。

一、探索星空 心系中华

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张钰哲出身职员家庭,是五兄弟中最小的。父亲张竹晓早逝,当时张钰哲才两岁,跟随母亲过着贫苦的日子。1907—1912年,他在福州明伦小学读书。1910年5月,举世瞩目的哈雷彗星出现在天空,这在张钰哲幼小的心灵中留下了不可磨灭的印象。1913年,张钰哲在北京入中学,1919年毕业于北京师范大学附中,同年以优异成绩考入留美预备学校清华学校。1923年张钰哲赴美国,就读于康奈尔大学建筑系,1925年转学到芝加哥大学天文系。1926年他以优异成绩毕业后,留在该校叶凯士天文台做纬度测定工作。1927年获硕士学位。随后在叶凯士天文台著名教授G·范比博(Van Biesbroeck)的指导下,用60厘米反射望远镜从事小行星和彗星的观测研究工作。


1928年11月22日,张钰哲在美国叶凯士天文台观测发现了第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年夏,张钰哲以论文《关于双星轨道极轴指向在空间的分布》获芝加哥大学天文学博士学位。1929年秋,张钰哲返回祖国,应聘为南京国立中央大学物理系教授,讲授天文学、天体物理学和天体力学等课程;同时被中央研究院天文研究所聘为通信研究员。回国前,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,决心为中国的现代天文事业做贡献。


1934年,中国第一座现代天文台——南京紫金山天文台建成,张钰哲被中央研究院天文研究所聘为特约研究员。当时我国进行天文观测的条件很差,因此他一面任大学教授,一面自制天文望远镜。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。尽管天阴观测未成功,但为后来的日全食观测积累了经验。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,张钰哲受聘为天文研究所第三任所长(第一任为高鲁,第二任为余青松),只身从重庆到昆明任职,这是他一生中真正全力投身祖国天文事业的开始,是他科学生涯的重要转折点。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。


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,他回到南京后,由于紫金山天文台在战争中遭到破坏,天文台最大的60厘米反射望远镜无法运转,一些仪器设备不知去向,工作很难开展。此时,他再度赴美进行考察研究。在叶凯士天文台和麦克唐纳天文台工作期间,发现了麒麟座中的一颗新的食变星。同年,他参加了美国天文学会第76届年会,在会上宣读《新发现的食变星BD-6°2376的速度曲线》的论文,随后发表在美国《天体物理学报》。他对于食双星的光谱观测和研究也写成论文发表在该期刊上。世界著名天文学家O·斯特鲁维(Struve)在其名著《恒星的演化》一书中,详细引用了张钰哲的上述研究成果,并转载了张钰哲手绘的室女座AH星的速度曲线图。


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。当年回国后,张钰哲到浙江武康观测同年5月9日的日环食,天阴未果。年底,中央研究院所有机构撤往台湾。张钰哲暂迁上海等待解放。1949年9月,张钰哲返回解放了的南京,积极参与紫金山天文台的重建工作。


张钰哲的科学研究涉及小行星、彗星、日食、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。经过近40年的观测研究,张钰哲开创的对小行星、彗星的探索,取得了丰硕成果。他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,发现了1000余颗新小行星,并计算了它们的轨道。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。张钰哲的这些观测和研究,在实际观测和轨道计算的精度方面达到了国际先进水平,同时他还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,编制了小行星、彗星轨道(含精确摄动)连续计算软件,提出了研究天体轨道长期演变的方法,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。


张钰哲开创并领导了多个领域天文学研究,取得多项重要成果。他领导的太阳系天体的基础研究,具有系统性和完整性,对我国天体力学和方位天文学的发展,起了开拓性的作用,曾获1978年全国科学大会奖、1987年国家自然科学奖二等奖。


二、潜心钻研 敢为人先

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1957年,张钰哲以科学家的远见卓识,在世界上还没有一个国家发射人造卫星的情况下,应用天体力学基础理论研究了人造卫星轨道,发表了《人造卫星的轨道问题》的论文,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。60年代初期,张钰哲又领导开展了月球火箭轨道的研究,发表了《定点击中和航测月球的火箭轨道》的专题论文。


1965年,张钰哲亲自率领有关人员参加了我国第一颗人造卫星(“东方红”卫星)的论证工作,研究解决了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”卫星的发射成功起了重要作用。之后,张钰哲领导了对我国第一颗赤道同步卫星在地球非球形引力场中各种摄动定性定量的研究,写出《关于赤道同步卫星轨道的研究结果》,这是我国第一篇较全面详细地研究赤道同步卫星的论文。随着人造卫星的不断上天和这项研究工作的不断发展,还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,为我国的航天事业建立了功勋。


张钰哲在中国天文学史的研究上也做了不少工作,其中最出色的是他晚年关于哈雷彗星历史的研究。1978年,他在《天文学报》上发表论文《哈雷彗星的轨道演变趋势和它的古代历史》,1982年又在他的著作《哈雷彗星今昔》一书中加以阐述。通过对中国历史上早期哈雷彗星记录进行分析考证,他认为,假若武王伐纣之年所出现的彗星为哈雷彗星,则是年为公元前1057—前1056年。他的研究成果对于中国古代史中迄今仍未解决的年代学悬案提供了重要线索,同时也引起世界天文界的关注,英国的《考古天文学》1979年2卷2期、英国《自然》杂志1979年10月11日的一期、美国《天空和望远镜》1979年9月号等杂志分别登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》一书中也多次引用张钰哲的研究成果。


国际事务中,从解放初期到病逝前,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联合会中合法地位的谈判。1979年在加拿大的第十七届国际天文联合会大会上,张钰哲与叶淑华、赵先孜、易照华、洪斯溢等一起为恢复我国天文学会在国际天文联合会中的合法地位作了有决定意义的努力。


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。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做《今日中国天文台》的学术报告。


三、定居南京  立业育才

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1929年秋,张钰哲返回祖国,应聘为南京国立中央大学物理系教授,讲授天文学、天体物理学和天体力学等课程。


1934年,中国第一座现代天文台——南京紫金山天文台建成,张钰哲被中央研究院天文研究所聘为特约研究员。1949年9月,张钰哲返回解放后的南京,积极参与紫金山天文台的重建工作。1950年,原中央研究院天文研究所改为中国科学院紫金山天文台,张钰哲被任命为中国科学院紫金山天文台台长,一直在紫金山天文台工作到1984年,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。张钰哲同时还为南京天文仪器厂的建设尽心竭力;积极支持南京大学天文系教学,20世纪50年代还亲自去南京大学天文系讲课。


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。”


张钰哲为紫金山天文台的建设付出了极大的心血。在他的直接领导下,该台成为一座有14个研究室、组和300余名科研人员,以天体物理和天体力学为主要研究内容的综合性天文台,在国内外享有很高声誉。他还为上海、北京、云南、陕西等地的天文台和南京天文仪器厂的建设尽心竭力,并积极支持南京大学和北京师范大学天文系的教学。在这三十多年期间,紫金山天文台为中国的天文事业做出了重大贡献,成为世界知名的天文台,这里边凝聚着张钰哲的辛劳与奉献。


张钰哲在天文仪器研制、天文科普、推进技术交流等方面,也做了大量工作。他积极倡导和支持天文普及事业。1929年回国不久,就在《科学》杂志上发表长文介绍蔡斯天象仪和天文馆。他是最早最详尽地介绍天文馆事业的人,在他的关心和支持下,1954年北京天文馆的筹建工作得以顺利进行,并于1957年建成开馆。《天文学论丛》是张钰哲的重要科普文集之一,就是在几十年后的今天,也不失为一部优秀的科普著作。


四、押送国宝  追逐奇观

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1932年9月10日,正在南京紫金山天文台服务的张钰哲,受台长余青松的派遣,到北平将安放在古观象台上的四架古天文仪器抢运至南京,以免落入日本之手。


安放在北平古观象台上的四架古仪器,是我国的传世之宝,也是世界上罕见的古雕铸珍品。其中的两件——天象仪和圭表,曾遭八国联军的劫难,落入德、法侵略军之手,直到第一次世界大战结束后,由于我方是战胜国,才几经周折将宝物要回。


张钰哲令人将天象仪和圭表装入木箱内,然后运送到火车站,通过铁路运往南京。剩下的浑天仪和简仪竟是庞然大物。这两件铜铸仪器分别重8吨和7吨,像两座小山一样稳坐在古观象台上,难怪八国联军对它们都奈何不得!


他猛然想起了光绪年间浑天仪自钦天监紫微殿移到观象台,两地相距3公里之遥,这个庞然大物是如何过来的呢?经过了解,答案找到了,原来是在严冬季节,沿途百姓泼水成冰,100多个壮汉将仪器前呼后拥着自冰道上推过来的。张钰哲茅塞顿开。早在中学时代,他就学过摩擦力的原理。早秋的季节自然是制不得冰道,但滚动的圆木却可以将摩擦力降低到最小限度。第二天清晨,张钰哲叫来几十名工人。在两座古仪的底座下垫起了一排整齐的圆木杠,在一声声的吆喝中,两架古仪一寸一寸地移向大门口,穿过裱褙胡同,经西观音寺由东单移到前门车站。12华里的路程,竟用了整整3天的时间。5天以后,4架国宝安全抵达南京。


张钰哲推算到1941年在中国境内将有一次日全食出现,这次日全食将从新疆开始,经过甘肃、陕西、湖北、江西,最后从福建北部入海。很快,英国格林尼治天文台便证实了这一推测,同时认为这将是400年难遇的奇观,具有极高的学术价值和观赏价值。这一重磅消息引起了多国天文学家的高度重视,纷纷表示计划来华观测。


但因受到日本全面侵华战争的影响,各国天文学家相继取消对这次日全食的观测计划。当时南京中央大学西迁重庆,天文所也迁至昆明。1941年,张钰哲受聘为天文所所长,只身前往昆明工作。抗战期间条件艰苦自不必说,还要时时担心日机的轰炸,但是张钰哲始终没有忘记这次日食观测工作,毕竟此前我国还从未使用现代科学方法进行过日食观测。如果能够成功完成这次任务,将极大振奋中国人的自信心,尤其对于身处抗日战争水深火热中的人民来说,对于日食的观测报道将是一个极大的心理慰藉。但他同时也知晓,在战火纷飞之际,穿越枪林弹雨的征程又是多么危险!


为了祖国,为了科学,张钰哲坚定信心——他必须扛起这个责任!最终,张钰哲尽最大努力组织起了高鲁、李珩、陈遵妫、李国鼎等十余人组成的观测小组,由他担任此次观测行动的领头人。在经过自然因素、政治因素、战争因素等多方面的考虑后,观测小组将观测点确定在甘肃临洮。


出发之前,用于观测的地平镜在转运途中被日寇炸毁,而临时从国外定制又赶不上既定的观测时间。无奈之下,张钰哲只好将从南京紫金山天文台带来的摄影望远镜头取下,另安装一个木架,用黑布包裹起来代替镜筒,再以24英寸反光镜底片匣附于其后,拍摄日冕图像。1941年6月底,张钰哲率队出发,踏上了追逐日食的艰难征程。由于物资匮乏,他们一行只能挤在一辆破旧的军用卡车上。当时,中国正处在抗日战争的战略相持阶段。日军出于种种考虑,并不打算让观测队顺利出行。7月7日中午,当卡车行至距重庆20公里的海棠溪路段时,日军的飞机毫不留情地从他们前方的天空飞来。紧要关头,张钰哲一行人急忙跳车,趴倒在旁边的一块农田上。刚刚趴倒,爆炸声就震得队员们几欲失聪。所幸,观测小队一行都没有受什么伤,仪器也保存完好,险之又险地逃过了这一劫。接下来的路途中,他们又多次遭到日机轰炸。所幸,苦心人天不负,他们于8月13日终于赶到了临洮。


9月21日,日全食。从初亏到复原,张钰哲率队拍摄了200多张照片,并观测、捕捉到珍贵天文资料170多项。实况由广播电台通过无线电波转播到世界各地。日全食过程持续了大约三分钟——但这三分钟是属于中国的,这是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,张钰哲代表中国天文学家和中国人民向世界展现了他们仰望天空的执著和不屈不挠的精神。


此次观测日全食,从昆明到甘肃临洮,行程3200公里,行期42天,还要冒着敌机轰炸的危险。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。


五、通识博雅  涵泳人生

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张钰哲是一位多才多艺的科学家,在文学艺术方面也有深厚的功底和修养。他的书法苍劲有力,文章通达流畅,篆刻也有相当水平,而且善于素描绘画。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。”


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。”


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。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”——2051Chang.,2010年又将月球背面的一座撞击坑命名为张钰哲陨石坑,以此纪念他在天文学上的成就。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。


(整理人:王磊)

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