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张钰哲:苍茫高天追星族

张钰哲,1902—1986,男,汉族,福建闽侯人,中国现代天文学事业的奠基人之一。1929年美国芝加哥大学天文系博士毕业,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年当选第三全国人大代表,连任四、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。1978年《国际小行星通报》公布国际编号第2051号小行星命名为“张”——2051 Chang.。1990年10月,中国邮电部发行第二组中国现代科学家纪念邮票,其中一枚为张钰哲头像。 

    心系国家 “中华”辉耀 

  1902年2月16日,张钰哲出生于福建省闽侯县一个职员家庭,是五兄弟中最小的。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。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,张钰哲随家人搬到北京,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堂的留美预科。1923年赴美国,先后在美国普渡大学机械工程系和康奈尔大学建筑系学习。期间,偶然读到的一本天文学科普书籍,促使他于1925年毅然再度转学到芝加哥大学天文系,并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,张钰哲通过观测发现了第1125号小行星,将之命名为“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,张钰哲回国受聘于南京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。1934年,中国第一座现代天文台-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。1937年抗战爆发后,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,留下老母和小他8岁的年青妻子及两个幼小的子女在重庆,抗战期间生活不安定,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,他仍以一台破旧的台式计算机和一些陈旧的仪器坚持工作。1941年9月21日,在战时极端困难的条件下,他率领中国日食西北观测队赴甘肃临洮开展我国境内第一次日全食的科学观测。 

  抗战胜利,1946年张钰哲率天文研究所回迁南京紫金山。当时,紫金山天文台在战争中遭到严重破坏,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,工作难以开展。张钰哲再度赴美考察进修,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。此时已近崩溃的国民党政府赖掉了原来要提供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》杂志封面刊登张钰哲照片。 

  1948年11月,中央研究院有些机构撤往台湾,张钰哲与天文研究所部分人员暂迁上海迎接解放。1949年9月,他返回南京,积极参与紫金山天文台的重建工作。1950年5月20日,张钰哲被任命为中国科学院紫金山天文台台长。他在紫金山天文台历任研究员、台长、名誉台长等职,一直工作到1984年2月22日。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、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,并积极支持南京大学和北京师范大学天文系的教学。新中国建国初期,张钰哲抽调骨干参与收回和发展上海徐家汇观象台和佘山天文台,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,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,坐汽车,骑毛驴,爬高山,过峡谷,不辞辛苦。1958年,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,得到妥善解决。 

  在张钰哲的推荐下,紫金山天文台一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的建设工作以及北京天文馆的筹建,并成为各单位的中坚。在各天文台(厂)发展初具规模后,张钰哲认为再由紫金山天文台继续领导上述单位,将有碍它们积极性的发挥。1962年起中科院直接领导北京天文台和上海天文台,其它台厂也相继成为中科院直接领导的独立建制单位。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”,感概自己作观革命,而又测天无补,栖迟病榻。 

  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。 

  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,并发表《中国天文事业的古代成就和近来情况》、《访问苏联天文研究所机构观感》、《天文学专科报告》等文。这些对制定我国天文学发展规划颇有影响。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。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、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。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的祝愿: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。 

  张钰哲始终高度重视天文观测工作。 

  1926年张钰哲从芝加哥大学天文系毕业后,留芝加哥大学叶凯士天文台从事纬度测定工作。1927年获硕士学位之后,张钰哲在该台著名教授樊比博(Van Biesbroeck)指导下,用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,并于1928年发现第1125号小行星 “中华”。1929年张钰哲回国之初,我国进行天文观测的条件很差,他一面担任大学教授,一面勤奋地自制天文望远镜,从国外购买光学玻璃,在学校地下室的小屋内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日我国西北部可见日全食。当时正值抗日战争最艰苦的时期,组织日食观测的条件极差。担任天文研究所所长不久的张钰哲任中国日食西北观测队队长。他和高鲁、李珩、陈遵姒、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食。观测队拍摄到中国境内中国天文学家自拍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。观测完成后,他们除提出科学研究论文和报告外,1941年10月张钰哲在兰州举行日全食展览,1942年在美国《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参加日食观测次数最多的人。 

  在整个五十年代直至六十年代前期,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,同时坚持天文观测和计算工作。当时使用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。在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,到每一阶段,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。” 

  对小行星、彗星等太阳系特殊天体的研究和探索,能够提供揭示天体物质运动规律和太阳系起源演化问题的重要线索,丰富人类对自然现象的认识,特别是一些近地小行星更有探索研究和开发利用的广阔前景。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,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。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,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。张钰哲领导的这项太阳系天体的基础研究,具有系统性和完整性,曾获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,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,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”卫星的发射成功起了重要作用。之后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,在张钰哲领导下提出了定性定量的研究成果,写出了《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,张钰哲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。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。在波士顿参加美国天文学会年会,宣读论文《一颗新的食变星的速度曲线》。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,提供了几个有关年代学问题的解决线索。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。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院(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》等,宣传天文科普知识。1945年12月16日,他在该报发表长文《你知道行星是如何发现的吗?》,向“用八卦发现木王星”的伪科学进行驳斥和抨击。 

  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,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,则请这方面有专长的同志回复。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。在该社改编的一本《大众天文学》中,张钰哲作序:“……大多数的天文台,是设在山上。在那里守着山头的人们,很容易犯了与群众脱离的毛病。现在服务于紫金山天文台的好几位大众天文社员,都参加了改编这本大众天文学的工作。它们大约可以幸免了孤芳自赏,脱离大众的批评。……张钰哲1950年3月”。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 

  张钰哲是位科学家,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,对仗工整,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。……” 1980年2月云南日全食观测,张钰哲以78岁高龄在昆明凤凰山上坚持等到云过天晴,再一次观测到日食,联想1941年在昆明任职和在甘肃观测日全食的往事,他兴奋地再次赋诗一首:“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、绘画等方面的修养甚深。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。”他亦为子女用中楷写下这样的警句:“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。” 






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