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你不知道的细节:八十年前的今天中国科学家在临洮观测日全食!

发布日期:2021-09-26 17:41   来源:未知   阅读:

  2021年9月21日,是近代中国首次日全食观测八十周年纪念日。八十年前,在抗日战争最艰难的时期,中国科学家冒着日寇飞机轰炸的危险,从云南昆明出发,经贵州、重庆、四川、陕西、甘肃,抵达临洮,历时42天,行程3200千米的长征,圆满完成了一次意义深远的日全食观测任务,在世界天文史、航空史、科技史、电影史上创造了四个第一次。

  1934年岁末,南京紫金山天文台发布了一条惊人的消息:1941年9月21日,将有日全食带进入我国。不久,经英国格林威治天文台证实,中国天文工作者测报的日全食,是继中国明朝嘉靖二十一年(1542)8月21号日全食之后,近400年来在中国出现的一次日全食,有着极其重要的学术价值、历史价值和观赏价值。

  在人工日冕仪还未发明前,由于太阳周围的天体被它明亮的强光所掩没,科学家无法观测和分析太阳及其周围的空间。而日全食发生时,平时难得一见的太阳色球层和日冕层直接展现在我们面前,这就给天文学家提供了绝佳的研究机会。通过观测和研究,可以了解太阳大气的组成、温度、结构以及太阳的活动规律。更重要的一点,爱因斯坦提出广义相对论以后,尽管英国科学家爱丁顿通过观测日全食,证明了他的正确性,但仍有不少科学家对爱丁顿的观测结果持怀疑态度,打算再次验证。因此, 1941年的日全食观测就显得十分重要。爱因斯坦先生

  1939年3月16日,日食观测筹备工作正式启动。这时,日寇加紧了太平洋战争步伐,世界各国纷纷取消了来华观测的计划。观测400年来罕见的日全食并留下科学记录的任务就全压在中国科学家的肩上。余青松先生

  科学观测最重要的是仪器。不久,便传来了沮丧的消息:订购的地平镜,运到香港后被日机炸毁。此时,天文研究所所长余青松调到中央研究院任职,天文研究所所长由张钰哲接任所长职务,他在惋惜中不得不佩服余青松独到的眼光。从南京西迁昆明时余青松所长让大家运来了笨重的仪器,然后根据美国菲克公司的样图,余所长绘了一套施工图,由张钰哲负责在云南五金工厂铸造了一个铁架,一个安装齿轮的底盘,用南京运来的仪器拼凑了一架定天镜,一架地平镜。此时,这套拼装的观测仪便成为唯一的希望,但计划在甘肃天水和陕西安康两地观测的计划却落空了。经过权衡,最终将观测地点选择在距离兰州100千米的临洮县。张钰哲先生

  1941年6月7日,“西北日食观测队”在昆明凤凰山天文台成立。观测队员由下列人员组成(后排左起):龚树模、李国鼎、陈遵妫、张钰哲、陈秉仁、李珩、潘澄侯、胡玉章、高叔哿(前左)、区永祥(前右)。张钰哲任观测队队长,陈遵妫为总干事长。从昆明到临洮,路途遥远,运费和汽油极其昂贵。在抗战最艰苦的情况下,要将弥足珍贵的汽油用来观测日食,许多人觉得不够现实。然而,几天后张钰哲却意外地收到批复:一、已定预算若超支可以追加。二、汽车由军令部和甘肃油矿局免费提供。日食观测西北队员在临洮县岳麓山泰山庙合影

  6月30日,旭日东升,队员们登上一辆装有观测仪器的军用驾车,从昆明出发。经贵州、重庆、成都、天水、抵达兰州。一路上,观测队员冒着日机的轰炸,越过险峻的娄山关、剑门关,进入勉县。这里是三国古战场,著名的定军山距离县城5千米。这里有一段长达10千米多的“搓板路”,观测队经历了不停地颠簸、黑夜的恐惧和野兽的惊吓,随后迎接他们的是半个多小时的倾盆大雨。雨总算停了,汽车却不走了!费了说不尽的周折,直到第二天下午才把汽车拖到褒城修理厂。张钰哲双管齐下,一面请中央研究院联系油矿局派车接应,一面给修理厂的工人放日食电影。工人们看了电影,深受鼓舞,夜以继日,加班加点,提前13天修好了汽车。

  8月7日近午,观测队历经重重困难,终于抵达兰州,受到省府的热情接待。8月10日,观测队翻过七道岭,逆洮河南上,抵达临洮。从昆明到临洮,历时42天,全程3200千米的征程,终于画上了圆满的句号。中央研究院致甘肃省府函

  临洮,这座两千多年的古城,古称狄道,自从公元前280年秦昭王设置陇西郡以来,一直为郡、路、州、军、府所在地,素以文化发达而著称。此时的临洮正以崇尚现代科学的姿态,张开双臂,欢迎远道而来的科学家。古城内外,彩旗招展,各色标语贴满了大街小巷,仿佛过节一般热闹。日全食观测报告

  张钰哲在《日全食观测报告》中说:“临洮县府对于观测队的协助和招待无微不至。”县长为观测队选择了最好的旅馆和酒店,每天派专人送来饭菜,并派警察盘查过往人员,防止汉奸特务破坏;西北步兵学校送来一架手摇发电机和10匹军马备用;能工巧匠赶制木架平台,供观测队放置仪器。观测队始料未及的是,在距兰州100千米的临洮县城,每天还要躲避日军飞机的轰炸。据《中央日报》报道,观测队在临洮的40天就遇到了25次空袭。陈宗妫先生回忆:“最严重的一次是在8月底,那天三架轰炸机盘旋在我们上空,投下20多枚炸弹。空袭过后,我第一个跑出去,看到放置仪器的大箱子安然无恙,心中的石头才落地。”陈遵妫先生日机轰炸时的惨状

  为了避免日机轰炸和城内街市声音嘈杂,张钰哲决定将观测点设在城东一里的岳麓山泰山庙广场。随着时间的临近,最让观测队担心的是,在临洮的40天里阴雨天气多达半数,尤其是日期临近的七八天不见一丝太阳,张钰哲将唯一的希望寄托在飞机上,只有凌空观测。今日之临洮岳麓山

  在兰州作日食讲解的中国天文学会会长、日食观测委员会秘书长高鲁先生,通过第八战区司令长官朱绍良给重庆发报,请当局派飞机支援日食观测。在抗战最紧张的情况下,将作战飞机用于观测日食,这似乎太不现实了!大家捏着一把汗!据《环球飞行》主编王宁生先生介绍:“1941年初的时候,我们中国人用于作战的飞机只有65架。”北京天文馆馆长朱进说:“按照一般的考虑,如果真的遇到类似情况,这事儿肯定就取消了。虽然说科学研究很重要,但是再重要也不至于动军用飞机。”高鲁先生

  9月16日,空军方面发来电报:同意飞机支援。9月18日,望眼欲穿的潘澄侯和李国鼎,带着三架摄影机和照相器材趁机飞抵兰州,见到了讲解日食的胡玉章。中央广播电台台长冯简也同机到达。9月19日,大雨瓢泼,毫无停止的迹象。一筹莫展的潘澄侯他们准备乘轿子去临洮,结果走了八里路,轿夫不去了。为什么?因为要走山路,山高路险,下雨路滑,无论说什么轿夫也不挣这个钱。正在无奈之际,经高鲁先生联系,由兰州空军李司令派飞机送到临洮!观测用BS轻型轰炸机

  9月20日下午,李国鼎、潘澄侯、胡玉章他们先后分乘兰州空军的教练机和轻型轰炸机飞抵临洮。当时的机场在今天的新添镇叶家坪,距县城20千米。据陈宗妫先生回忆:“日食前一天夜间,陆军的一个高炮团开抵临洮县,还有20架战斗机在兰州机场待命,随时准备拦截敌机。”

  正如张钰哲先生所言:“七年筹备,万里奔波,成败利钝,寄于一旦。”人员和设备到齐之后,天气就成为最揪心的问题。9月20日晚,天空一片阴沉。张钰哲和队友们彻夜难眠,几次起床仰望天空,直到后半夜见到繁星闪烁,才渐入梦乡。黎明起床一看,又是云遮雾罩,大家的心又悬了起来。

  上午8时,依然云雾弥漫,张钰哲命令轻型轰炸机做好起飞准备。金陵大学电影教育系学生区永祥,将摄影机放在机关枪的位置,承担了凌空拍摄的重任。潘澄侯和胡玉章在地面分别拍摄日食过程和地面观测情况,一架拍彩色影片,一架拍黑白影片。观测队员在工作

  9时29分42秒,全球瞩目的日全食初亏终于出现了。当时晴空万里,只见月亮的黑影从西侧开始侵入太阳。日全食过程

  临洮中学的肖剑琴老师写的《一次自然界的奇观》一文,对1941年日全食在临洮的情况作了精彩的描述:“1941年9月21日早9时29分42秒,www.64008b.com,太阳放出空前未有的强光,眼睛很不容易睁开。到了10时30分48秒,太阳成为初五、初六的凹瘪月牙形。随之微风习习,逐渐清凉,突然黄球消失了,球体全黑了,周围只有一丝白边。温度急剧地下降,寒风像是秋季的西风,鸡也叫起来了,犬也吠起来了。10时53分38秒,黑球白边生光了,地面复苏了,那黑球白边顶上哗地一下,放出了:红、橙、黄、www.133011.com绿、青、蓝、紫奇光。12时18分18秒,太阳又‘复原’了!”

  按照观测队的建议,临洮全县的师生、机关职员近万人涌上岳麓山,有的准备了茶色墨镜,有的用墨汁染的玻璃观看。师范学校的美术教师还组织学生作了日食写生,张壁原老师的一幅日食素描至今珍藏在儿子家中。远在马衔山麓的杨正江老人当时还不到六岁,当他跟随大人在山上放羊的时候,天色突然黑了下来。“我们很紧张,这是什么大难来临了吧?大家非常害怕。这时候大人们也喊我们了,这一喊我们更加害怕,一下子放声大哭。哎,怪的很,就在我们放声大哭、手足无措的时候,太阳‘忽’的又出来了,大家高兴的跳起来。”

  当时兰州城区处在日食带的背界面上,在城里看不到日全食。兰州市组织了100多人的观察团来临洮观看,大多数人则步行十几千米到兰州城郊的西果园、阿干镇一带观看。地势高峻的七道岭,成为兰州人民的最佳观测点。元老于右任先生,在天文学会会长高鲁、著名学者高一涵陪同下,前往七道岭观看。高一涵写了一首长诗,记述了从日食发生到结束的全过程,描写了当时“牛羊下山鸡入室,狐兔仓皇乱窜逃”的情形。

  当年出版的《科学》杂志这样报道当时的观测现场:“当食既与生光之际,欢声雷动,掌声震耳,莫不叹为宇宙奇观。”《中央日报》《民国日报》和《西北日报》,都对日全食观测情况作了重点报道。冯简先生

  中央广播电台台长冯简亲自作了现场直播。一大早,他就带领民工从泰山庙向电报局架设了一条专线,通过电话将观测实况传到兰州,再通过无线电广播传到重庆,最后向全世界转播。当时的冯简,既当工程师,又当播音员。他用汉语和英语每十分钟向听众播报一次日食情况。地面情况则由观测队员李珩和《中央日报》记者沈宗琳播报。

  同济大学教授赵惠康说:“这是我们国家第一次面向全球的无线电广播,很有历史意义。”北京天文馆馆长朱进说:“从天文学科本身来讲,这次观测为我们留下了非常难得的一次日全食资料,现在想也算是一个奇迹。”《中央日报》当时评价这次日全食观测,是在中华民族遭受外国侵略之时,在“中国本土进行的第一次有组织的观测,其成败之意义,远远超出了‘天文’范畴。”

  这次观测,捕捉到珍贵的天文资料170多项,拍摄照片200多张,“五彩”影片20卷。特别是日全食照片和电影胶片拍出来以后,证明了爱因斯坦的相对论完全正确。民国三十年日全食现象

  今天,当我们欣赏这些像葫芦串一样的太阳照片时,您也许不会想到,当年陈遵妫先生拍照时多么不易。原北京电影制片厂摄影师孙健三先生介绍:“用胶片拍摄的时代要先测光的,没有日食怎么测光呢?有了日食的过程中,每一瞬间亮度都不一样,你怎么来正确曝光?曝光时间要特别准确。”

  难得的摄影技术资料,也是这次日全食观测的巨大收获。张钰哲把所用摄影器材的型号、镜头、口径、焦距及曝光参数等做了详细记录。

  拍摄日全食电影胶片就更难了。朱进先生介绍:“它的难度是头一次,没有以前的参照。”原北京电影制片厂摄影师孙健三说:“当时全中国有很多拍电影的,但是没有一个人能在没有日全食的时候准确的测出曝光数,它每一瞬间的亮度都不一样,每一瞬间都要调光圈,否则这个就拍不好了,不是曝光过度就是曝光不足。”

  当区永祥完成航拍任务后打开机舱盖,向地面欢迎人群挥手致意时,并没有想到自己创造了“人类首次航拍日全食”的记录。区永祥完成拍摄任务后打开机舱盖,向地面群众挥手

  看了那次航拍的日全食电影后,著名化学家、教育家陈裕光博士说:“这次拍摄的电影,记录了人类依靠科学,不再脚踏大地,离开地球飞到天上去观测天文的时代的开始。”

  著名爱国人士钱昌照先生认为:“在我国天空完成的航拍日全食电影的壮举,不仅创造了人类天文史上的第一次,也创造了人类航空史上的第一次,还创造了人类科技史上的第一次,这也是人类电影史上的第一次呀,实在是可喜呀、可贺呀!”

  这次逐日临洮的壮举,也是一次科普宣传的长征。它穿越5个省20多个市县,往返一万二千华里,一路讲演日全食知识,使沿途百姓第一次听到了“天文”一词,并对“日食”有了正确理解。一路风尘中,观测队播下了“崇尚科学,反对迷信”的种子,使沿途百姓摒弃了“天狗吃太阳”的迷信思想。张钰哲在“观测报告”中写道:“按食时伐鼓鸣金救日之举,重庆成都均且不免,而临洮以边陲僻县,是日竟未闻一滴之锣鼓声”。

  五十年后,中国电影教育先驱孙明经先生,在他的八十岁寿宴上,对旁边的儿子孙健三说:“今天的人类已经可以到宇宙空间去观测各种天文现象,而人类离开地面对天文现象有影像记录的观测,却始于1941年日本空军经常去轰炸的甘肃临洮县的天空,这是每一个中国人不该不知道的。”孙明经先生的一席话,使在场的人第一次将“航拍日全食”与“临洮县”联系起来。孙明经先生

  八十年后的今天,当“神舟”“天宫”“天舟”等宇宙飞船遨游太空的时候,中国宇航员已经能够飞到太空观测天文现象了。随着中国宇航员走进空间站的成功,中国科学家可以把巨大的天文望远镜安放到太空,把观测器放到远达宇宙空间的宇航器上去观测,中国人探索太空的梦想正在变为现实。

  原标题:《你不知道的细节:八十年前的今天,中国科学家在临洮观测日全食!》

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