“百年老镜开光迎宾”,兔年春早“剧透”撩人。这架123岁高寿的天文望远镜,是中国科学院上海天文台的传家宝。2022年,上海天文台迎来了成立60周年、建台150周年的大喜日子。
揭秘百年老镜的身世,还得从该台的“成立”和“建台”说起。
如今的上海天文台总部在徐家汇南丹路80号,对面就是光启公园。公园内的徐光启墓,是全国重点文物保护单位。徐氏后裔在此繁衍,渐成集镇,其地因有两水汇合,遂得名“徐家汇”。上海天文台的天文望远镜等重要观测设备,则主要坐落在徐家汇西南约30千米处的佘山,海拔几近百米。
徐家汇与佘山这两处台址,最初均系法国传教士所建。徐家汇台址建于1872年,佘山台址建于1900年。20世纪40年代,两处总人数已近百,其中中国工作人员有80多位。中华人民共和国成立后,国家正式接管上述两台,1962年又合并成立上海天文台。60多年来,该台无论在科研还是科普方面,皆硕果累累,此处毋庸赘述。
早在佘山天文台建立之前,1887年4月,在法国巴黎天文台倡议下,第一届国际天文照相会议在巴黎召开,多国代表决定协同制作一份大型全天照相星图。为此,需要拍摄数量逾万的天文照片,还要进行海量的计算,任何一家天文台都无法独自完成。
至于所用仪器,共襄其事者大多选择了法国著名天文学家保罗·亨利和普罗斯佩·亨利兄弟设计的双筒折射式望远镜方案,口径为 33厘米、焦距3.45米。法国多地,乃至奥地利、荷兰、梵蒂冈、西班牙、阿根廷和巴西等国天文台都采购了同款系列的望远镜。
双筒望远镜的架构,相当于将两架全同的折射望远镜的镜筒绑定安装在同一个基座上。其好处不仅在于它可以在拍摄天体照片的同时,让坐在观测梯上的使用者进行目视观测,而且在于两个镜筒同时拍摄同一片天空时,所得的照片可以相互校核,照相底片上的任何瑕疵都不可能鱼目混珠,被误认为微小的星点。
佘山天文台定制的“增强版”大双筒折射望远镜(以下简称“大双筒”),口径40厘米、焦距7米,当时价值10万法郎。1901年竣工后,它在数十年中始终保持“东亚第一镜”的地位。大双筒采用赤道式装置,由转移钟带动,能够追随天体的东升西落,自动跟踪所观测的对象。
大双筒的制造商高梯尔颇有国际声望。工作上百年,大双筒拍摄的7000多张天文照片便是其质量上佳的无言证词。年逾百岁之后,大双筒曾一度失灵停运,其圆顶天窗最后一次开启是在 2005年。天文学家和广大公众都希望它回春有术,再做贡献。上海天文台业经周密的前期研究和完善的筹备,在2021年启动了对大双筒的功能性修复。
百余年前建造大双筒是一项高标准的工程,而今历时两年的修缮同样有赖于尽善尽美的工匠精神。观测室大圆顶原系铁质一体冲压成型,虽经防锈处理,却禁不住佘山上百余年的高湿度侵蚀。2005年最后一次打开圆顶时,齿条因锈蚀磨损而卡住了,再也无法灵活转动。圆顶必须整体更换。那么,这些遍体锈迹的庞大铁皮怎么办?上海天文博物馆此际正在更新展陈,策展团队对部分百年铁皮进行表面处理,将其镶嵌在展馆入口的时间长轴上,堪称妙不可言。
百年岁月,导致望远镜的物镜镜片霉斑和水渍遍布。然而,关于望远镜参数的原始资料已严重缺失。是传教士带走了,还是战时兵荒马乱散佚了,如今已不得而知。于是,修缮团队对镜片折射率、材料结构等参数重新测量,复制老镜片取得完满成功。
大双筒的零部件,共分为30多个子系统,有500多个单件。整个修缮过程,精心保养清洗,尽量做到能留尽留、应换则换,大有修复古建之风。历时两载,123岁的大双筒重又恢复年轻时的“目力”,其观测的清晰度令人惊喜。
天文学研究与仪器创新相辅相成,其中的哲理彼此相通。20年前,上海天文台曾广征“上海天文台精神”,人们亦称其为“台训”,最终采用的是“精勤司天,诚信修文”八个字。大双筒的修缮,再次充分体现了这种“精勤”与“诚信”的品格。
当代科学技术的发展日新月异。现时天体测量卫星的观测精度和效率,已远远超越早年的照相观测。但是,它们无法看到百年前的星空。昔时留下的天文观测照相底片,是具有高度文献性和档案性的宝贵财富。现代的探测结果与这些历史底片相结合,可以提供大量恒星的运动数据,以及它们的亮度变化状况。尽管大双筒已经不能满足今日科研的需求,其文物价值却与日俱增。亦如金字塔或万里长城,谁会觉得它们已经太老,不再值得珍惜?
兔年新春,大双筒的修缮竣工在即,业内外人士辗转相告,爱慕者更欲先睹为快。对于参观者而言,无论是考察一架静置的大望远镜,还是观看一段天文望远镜的工作视频,都无法完全取代亲自用天文望远镜观测星空的切身体验。不少人儿时的这一梦想,也许会在大双筒上成真。打个未必贴切的比方,你在工作人员帮助下使用这架望远镜进行观测,不是有点像参观航空博物馆时,坐到一架百年老飞机的驾驶舱里亲自体验一下如何操纵起飞吗?
2021年7月,上海市临港新城滴水湖畔的上海天文馆(上海科技馆分馆)正式开馆,引导人们感受星空,理解宇宙,思索未来。一年多来,这座目前世界上最大的天文馆始终一票难求。而在佘山之巅,随着大双筒的修竣,上海天文博物馆的整体面貌也焕然一新。论规模,它自然无法与上海天文馆相提并论;但是论功能,两者却可相得益彰:天文馆之现代化,天文博物馆之历史感,各有所长,各尽其妙。
上海天文台地处佘山的这个板块,如今已经拥有越来越多、功能越来越强大的天文仪器。于是,那里有了一个更加与时俱进的新名称:上海天文台佘山科技园区。大双筒依然是其中一颗美丽的珍珠。
深受学界敬仰的上海天文台首任台长李珩先生,与大双筒是同龄人。他和夫人——法语世界名著《红与黑》的中文首译者罗玉君教授——的骨灰就合埋在“大双筒”的近旁。看到这架望远镜复明观天,他们定会含笑九泉。而从1937年起就在佘山天文台工作的龚惠人先生,在艰难条件下自强不息刻苦奋进,后来成为我国现代时间频率工作的奠基人之一。他于1962年至1978年任上海天文台副台长,后来还担任多种职务直到1987年退休。
“敞开胸怀,拥抱群星;净化心灵,寄情宇宙。”我曾为许多青年学子写下这些话语,天文望远镜则是助我们达于此种境界的利器。百年老镜大双筒再度披挂上阵,其教育意义决不能低估。它不只是让年轻一代从中看到无数的星星,更是在仰望星空的同时帮助他们塑造完整的宇宙观。
(作者系上海天文学会前副理事长、资深科普作家)