哈佛名鏡的前世今生

□ 林景明

哈佛名鏡的前世今生

□ 林景明

在南京鼓樓區(qū)南秀村南京大學(xué)天文系院子的樓上，屹立著三個(gè)圓頂，如今內(nèi)部的設(shè)備已經(jīng)不再用于教學(xué)科研活動(dòng)。這其中的一個(gè)圓頂里放置著一臺(tái)11英寸（焦比13.9）的克拉克折射望遠(yuǎn)鏡，這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡已有136歲“高齡”了。你可曾知道，它曾經(jīng)是哈佛大學(xué)天文臺(tái)的設(shè)備，為光譜分類做出過卓越貢獻(xiàn)。它是怎么來到中國，其中發(fā)生了什么故事呢？讓我們翻閱歷史的篇章，回顧那段歷史。

19世紀(jì)折射望遠(yuǎn)鏡蓬勃發(fā)展，然而生產(chǎn)折射鏡片的國度卻在歐洲，當(dāng)時(shí)美國哈佛大學(xué)天文臺(tái)的15英寸折射望遠(yuǎn)鏡，其鏡片是德國制造的。馬薩諸塞州坎布里奇市的一個(gè)肖像畫家阿爾萬·克拉克(Alvan Clark)，酷愛天文學(xué)，當(dāng)他得知美國當(dāng)時(shí)還無法制造用于觀測的優(yōu)質(zhì)折射鏡片時(shí)，具有愛國情結(jié)的他，在時(shí)任哈佛大學(xué)天文臺(tái)臺(tái)長威廉·邦德(William Cranch Bond)的許可下，仔細(xì)研究哈佛大學(xué)那臺(tái)折射鏡后，毅然關(guān)閉了畫室，潛心研究鏡片磨制技術(shù)。幾年后，他利用自己磨制的鏡片組裝成望遠(yuǎn)鏡后，分辨出了天狼星的伴星，也為自己的產(chǎn)品打出了廣告。隨后他與兒子阿爾萬·格拉漢姆·克拉克（Alvan Graham Clark）和喬治·巴塞特·克拉克（George Bassett Clark）在坎布里奇成立了一家名為Alvan Clark & Sons的公司，后來制造了很多名鏡，如：18.5英寸迪爾波恩折射鏡（1864年）；美國海軍天文臺(tái)26英寸折射鏡（1873年，美國第一架消色差鏡），阿瑟夫·霍爾（Asaph Hall）用其發(fā)現(xiàn)了火星衛(wèi)星；俄羅斯普爾科沃天文臺(tái)30英寸折射鏡（1883年）；麥考密克天文臺(tái)26英寸折射鏡（1885年）；利克天文臺(tái)36英寸折射鏡（1887年）；洛威爾天文臺(tái)24英寸折射鏡（1896年）；葉凱士天文臺(tái)40英寸折射鏡（1897年）。

葉凱士天文臺(tái)的40英寸折射望遠(yuǎn)鏡

左下： 11英寸折射望遠(yuǎn)鏡

克拉克父子（左起：阿爾萬·格拉漢姆·克拉克、阿爾萬·克拉克、喬治·巴塞特·克拉克）

這臺(tái)11英寸折射鏡亦是出自克拉克的公司，最初是為里斯本天文臺(tái)（Lisbon Observatory）制造的，它配有攝影改正版，利于開展新興的天體攝影工作。這個(gè)消息為亨利·德雷珀博士（Dr. Henry Draper）所得知后，對天體攝影感興趣的他用訂制的12英寸折射鏡交換這臺(tái)11英寸折射鏡，隨后這臺(tái)鏡子在1880年被安裝在德雷珀設(shè)于哈德遜黑斯廷斯的天文臺(tái)上。德雷珀用它首次拍攝了獵戶座大星云的照片，還從事星云光譜方面的工作，這些都是在任何天文臺(tái)普遍進(jìn)行天體攝影之前所做的工作。

1882年德雷珀猝然離世，他的遺孀安娜·瑪麗·帕穆爾（Anna Mary Palmer）為了紀(jì)念他，并傳承其在恒星分光上做出的開創(chuàng)性工作，在1886年將德雷珀的11英寸折射鏡的附屬配件借給哈佛大學(xué)天文臺(tái)，而后則將望遠(yuǎn)鏡捐贈(zèng)給哈佛大學(xué)天文臺(tái)。

德雷珀的侄女安東尼亞·莫莉（Antonia Maury）加入了哈佛大學(xué)天文臺(tái)臺(tái)長愛德華·查爾斯·皮克林（Edward Charles Pickering）為天體光譜分類而招募的娘子軍隊(duì)伍中，與她的同事一起對11英寸折射鏡獲得的恒星光譜進(jìn)行分類、分析。她利用這架望遠(yuǎn)鏡拍下的光譜分出了子類，依據(jù)是譜線外形：一般的譜線為a類，線形模糊者為b類，銳線則歸為c類，并附有過渡類別。

這臺(tái)拍攝眾多恒星光譜的折射鏡還發(fā)現(xiàn)了分光雙星。莫莉在拍下的開陽A (Mizar A) 光譜中發(fā)現(xiàn)了雙K線，以52天的周期變化。對多普勒效應(yīng)感興趣的皮克林給出的解釋是，開陽A實(shí)際上是由兩顆亮度相近的恒星組成的雙星系統(tǒng)，并在1889年12月8日召開的美國國家科學(xué)院會(huì)議上宣布了這個(gè)發(fā)現(xiàn)。隨后莫莉發(fā)現(xiàn)五車三 (βAurigae) 也是一個(gè)類似的分光雙星系統(tǒng)，這也為天文學(xué)開辟了一個(gè)全新的領(lǐng)域。

在19世紀(jì)90年代，愛德華·斯金納·金（Edward Skinner King）利用這臺(tái)折射鏡從事木衛(wèi)與土衛(wèi)的掩食攝影觀測及恒星的掩星觀測。隨后，金還用這臺(tái)設(shè)備在天體攝影領(lǐng)域做出重要的貢獻(xiàn)。多年后，這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡被威廉·亨利·皮克林（William Henry Pickering）帶到牙買加用于行星的目視觀測。

隨著波士頓光害的日趨嚴(yán)重，11英寸折射望遠(yuǎn)鏡的利用率越來越低，而遠(yuǎn)在大洋彼岸創(chuàng)立天文系的中山大學(xué)擁有極佳的地理位置，卻沒有良好的大型設(shè)備。中山大學(xué)在1927年創(chuàng)辦了天文系，1929年又在越秀山修建了中大天文臺(tái)。1925年獲法國里昂大學(xué)天文學(xué)博士學(xué)位的張?jiān)?，?927年回國后任中山大學(xué)教授及天文臺(tái)臺(tái)長。它最初的兩件重要設(shè)備是6英寸折射鏡與轉(zhuǎn)儀鐘。1946年冬，張?jiān)聘懊绹鸫髮W(xué)講學(xué)并從事研究，在翌年的12月發(fā)現(xiàn)了一顆位于鹿豹座南端的新變星。時(shí)任哈佛大學(xué)天文臺(tái)臺(tái)長哈羅·沙普利 (Harlow Shapley) 向全世界發(fā)布了這一發(fā)現(xiàn)。在得知中大設(shè)備欠缺的情況下，為了支持中國天文教育研究事業(yè)的發(fā)展，哈佛大學(xué)將11英寸克拉克望遠(yuǎn)鏡贈(zèng)送給中山大學(xué)天文臺(tái)。沙普利在1947年8月23日晚宣布這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡不久后將運(yùn)往中國廣東。波士頓的華僑捐助籌款，用于支付拆遷及運(yùn)輸這臺(tái)折射鏡至中國廣東的費(fèi)用。

中山大學(xué)的天文臺(tái)

張?jiān)?(1896 ～1958年)

愛德華·查爾斯·皮克林與其手下的娘子軍

1947年8月24日麥爾沃基學(xué)報(bào)對哈佛贈(zèng)鏡的報(bào)道（圖中文字由朱永鴻備注）

張?jiān)圃?948年7月30日從廣東省海關(guān)接收了哈佛運(yùn)來的11英寸折射鏡及其他圖書設(shè)備等，鑒于這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的科研價(jià)值，張?jiān)粕蠒逃拷o予資金扶持，并在上書函中提及“……請求在該保管委員會(huì)內(nèi)撥發(fā)本臺(tái)建筑圓頂所需材料一批以應(yīng)急需，否則本臺(tái)所獲哈佛大學(xué)贈(zèng)鏡無法安裝使用，不持有失國際合作之本意，且有損國際體面也?！睍r(shí)逢貨幣貶值，物價(jià)飛漲，加上政局動(dòng)蕩不安，資金、物質(zhì)等各方面的支持非常有限。最終圓頂還是建好，望遠(yuǎn)鏡也安裝妥當(dāng)，并準(zhǔn)備用于教學(xué)科研活動(dòng)。

新中國成立后，1952年全國院系調(diào)整，南京大學(xué)（以下簡稱南大）成立數(shù)學(xué)天文系，中山大學(xué)天文系與齊魯大學(xué)天算系并入南大。中大天文系的師生集體遷往南京大學(xué)，其擁有的諸多天文儀器設(shè)備、觀測數(shù)據(jù)一并轉(zhuǎn)移到南大，他們一道主持創(chuàng)辦了南大天文臺(tái)。1956年，南大天文臺(tái)落成，這些設(shè)備也均被安裝在南大天文臺(tái)，用于開展教學(xué)科研活動(dòng)。

隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這臺(tái)來自哈佛的望遠(yuǎn)鏡，已屬“太爺爺級”的設(shè)備，其性能早已過時(shí)，加上南京市中心日益嚴(yán)重的光污染，它現(xiàn)在已被閑置在原先的圓頂中，退出了科學(xué)研究的歷史舞臺(tái)。然而筆者由衷地期待這臺(tái)曾建立不朽功績的折射鏡能夠繼續(xù)發(fā)揮余熱，或可作為科學(xué)史上的文物對外展示，讓參觀者了解它所做出的貢獻(xiàn)，紀(jì)念那些與它打過交道的天文學(xué)家們 。

本文的撰寫參考了張博、劉心霈的文章，并得到呂凌峰、譚瀚杰、韋人瑋、蕭耐園、張明昌、朱永鴻等諸位老師同仁的協(xié)助，在此深表謝意！

（責(zé)任編輯 張恩紅）