第2章 浩瀚的宇宙——天文研究之最

最早的日食记录

我国最早的日食记录，距今约四千多年，见于《尚书·胤征》：“乃季秋月朔，辰弗集于房……瞽奏鼓，啬夫驰，遮人走……”这是当时发生在房宿位置上的一次日食，描写了当时还没有认识日食自然规律的人们，惊慌失措，鸣鼓奔走的情况。据考证，这次日食大概发生于夏代仲康时期，约公元前2137年10月22日。这也是世界上最早的日食记录。

而且，我国古代对日食的观察，保持了记录的连续性。在出土的商代甲骨卜辞中，被认定的日食记载有五次，记录了发生在公元前14世纪至公元前12世纪之间的日食。在《春秋》这本编年史中，就记载了由公元前770年至公元前476年的244年中的37次日食。到了汉代，就不仅是简单地记载日食发生的时间了，还对日食时的太阳位置、日食时的起讫时刻和全部见食时间、日食的食分（即日面被食部分占整个日面的比例）以及日食初亏所起的方位等，都进行了明确的记录。仅从春秋时代算起到清代乾隆年间，我国史书记录的日食就约有近千次。这种从很早就开始的对于日食的记录，更是一直延续到近代，时间长达1600~1700年之久，可谓世界上最完整的日食记录。

国外最早的日食记录是发生在巴比伦的一次日全蚀，时间为公元前763年6月15日，比我国最早的日食记录要晚得多。

最早的月食记录

在农历每月的十五、十六，月亮运行到和太阳相对的方向，这时如果地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食。如果只有部分月亮进入地球的本影，就产生月偏食。当月球进入地球的半影时，应该是半影食，但由于它的亮度减弱得很少，不易察觉，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。

我国很早就有关于月食的记载。《诗经·小雅》中有“彼月而食，则维其常”的记载，指的即是发生在公元前776年的一次月食，此为世界上最早的月食记录，比国外相关记载早了55年。

最早的彗星记录

我国古代对彗星的称呼有很多种，如“星孛”“蓬星”“长星”等。很早以前，我国就有关于彗星的记录。《春秋》上有记载：“鲁文公十四年秋七月，有星孛入于北斗。”现代天文学家根据它的轨道和时间判断此星孛即哈雷彗星，这是我国也是世界上最早的一次哈雷彗星记录。

后来我国历代的史书对包括哈雷彗星之内的彗星现象多有记载，是全世界古代彗星记录保存最全的资料，这为现代对哈雷彗星的研究提供了方便。

最早的流星雨记录

在晴朗的夏天夜晚，经常可以看见美丽的流星划过天空。有时侯，甚至能看到一大片流星连续不断的划空坠落，宛如下了一场流星雨。其实流星或流星雨都是些天体小块从地球外部闯进了地球大气，因与大气磨擦燃烧而发光。那些没烧完的流星就落到地面上，这便是陨石。如果有许多块落到地上，就称之为陨石雨了。

中国最早的流星雨记录源于《竹书纪年》中所载：“帝禹夏后氏八年夏六月，雨金于夏邑。”这说的就是公元前213年降落在今河南省的一场铁陨石雨，是人类历史上最早的一次陨石雨记录。

此后，关于流星雨的记录，我国古书史料中就没有断过，计有二三百条之多。这之中对于流星雨的描述生动而形象，如常用“星陨如雨”“众星交流如织”“流星如织”等加以形容。有些记录很全面完整，包括时间、流向、个数、在天空中的位置，甚至有时还记录了颜色和响声。沈括曾在其名著《梦溪笔谈》中记载了陨石陨落的全部过程，从磨擦生热发光，光球的大小，爆炸声，陨石飞行的方向，余热，陨石的形状、大小，陨石坑，直到陨石的性质和收藏经过等等，都一一做了介绍。

最早的太阳黑子记录

如果通过一般光学望远镜观测太阳，观测到的就是光球层（太阳大气层的最里层）的活动。而在光球上经常可以看到的许多黑色斑点，叫太阳黑子，它们在日面上的大小、多少、位置和形态等，每日都不一样。太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域，是光球层活动的重要标志。

我国是世界上最早发现太阳黑子的国家，早在殷商甲骨文中就有与太阳黑子有关的记载，在战国时期及汉代也有不少与之相关的记载。

目前公认的世界上最早的太阳黑子记载，位于《汉书》卷二十七《五行志》中：“河平元年……三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”详细记述了黑子出现的时间和位置，河平元年即公元28年。

此外，我国古代非但有世界公认的最早黑子记录，而且数量很多，记录也很详细。从汉河平元年到明末为止，共有一百多次太阳黑子记录。这些记录既有准确的日期，又有黑子形状、大小、位置甚至变化的情况，这些对太阳黑子的活动及其对地球影响的研究，可谓提供了非常宝贵的资料。

最古老的天文钟

世界上最古老的天文钟诞生在我国。北宋哲宗元佑十一年（1097年），吏部尚书兼侍读学士苏颂和吏部会史韩公廉等人在开封研制成一种大型仪器设备“水运仪象台”，能用多种形式观测天体的运行。欧洲人把这种仪器称为“天文钟”，这是中国最早的“天文钟”，后世的钟表也是从这里演变出来的。

它高约十二米，宽七米，分作三层。上层放浑仪，用来观测日月星辰的位置；为了观测方便，上面覆盖了九块活动屋板，作用和现代天文台可以开合的球形台顶相同，堪称现代天文台圆项的鼻祖。中层放浑象，这是一个球体，在球面布列天体的星宿位置。浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪机械——转仪钟的祖先。下层设木阁，又分成五层。每层有门，到一定时刻，门中有木人出来报时。木阁后面装置漏壶和机械系统，起到控制水轮运转速度的作用，使水轮只能间歇运转，而转速由漏壶的流量决定。这是相当于今天的钟表机械中的关键部件——一组使机轮运转变慢、控制速度恒定的锚状擒纵器，因而，它又堪称钟表的祖宗。

最早的自动计时器

中国唐代的天文学家张遂和梁令瓒，对东汉张衡创造的水运浑天仪加以改进。改进后的水运浑天仪上具列二十人星宿，注水转动轮转，每昼夜自转一周，反映出日、月运行的周期。虽说这是一架天文仪器，但在它上边安装了两个木人，一个每刻击鼓，一个每辰敲钟，且是按时自动敲击，由此便使得这架天文仪器成为了世界上最早的自动计时器。现有一架水运浑天仪的模型陈列在北京中国历史博物馆内。

最大的近地天体望远镜

中国科学院紫金山天文台研制的施密特型近地天文望远镜，是中国目前最大的近地天文望远镜。

这台望远镜通光口径1米、球面反射镜1.2米，它的和以此为基础组建的盱眙铁山寺观测站，配备了新一代的CCD探测器，专门用以自动搜索、定位有可能接近地球的彗星和小行星，并计算出它们的精确轨道。

将之投入使用后，未来20年内可发现500~1000颗穿越地球轨道、有可能给地球带来危害的近地小天体，其中包括50~10颗直径在l000米以上的近地天体。

第一台太阳磁场望远镜

太阳磁场望远镜是我国科学家独立发明和独立研制的，处于世界领先水平，是进行太阳物理核心课题研究的关键仪器。其主要研究目标是研究太阳磁场、速度场以及相关的太阳物理现象。

由于太阳活动峰年的一个重要标志就是太阳耀斑爆发频繁，太阳耀斑等活动现象和太阳黑子群附近磁场的复杂性之间存在着本质的联系。太阳强磁场区域剧烈的爆发往往伴随着大量的高能辐射和带电粒子流，它对宇航安全、短波通讯、近地气象和人类生存环境均产生着重要影响。因此，长期以来，对太阳磁场的研究一直是太阳研究的主题。

这种太阳磁场望远镜于1985年安装于北京天文台怀柔太阳观测站，并于1988年获得国家科技进步一等奖。

现存最早的天文台

位于登封县城东南15千米的告成镇北周公庙内的河南登封观星台，是中国现存最早的天文台，也是中国的重点文物保护单位。登封山水环抱，风景宜人，不仅是中国进入阶级社会后第一个王朝建都的地方，也是中国历史上第一个农民起义领袖陈胜的故乡。

中国建造的第一座现代天文台

中国科学院紫金山天文台，是中国自己建造的第一座现代天文台。它位于南京市，是中国天体物理学家余青松于1934年创建的。

紫金山天文台是一座能对恒星、行星、人造卫星、空间天文学等各方面进行研究的综合性天文台。在这里，著名天文学家张钰哲和他的同事们发现并获得国际永久编号和命名权的小行星达102颗。紫金山天文台还保存着一批中国古代珍贵的天文观测仪器，其中包括中国现在仅存的浑仪和简仪等。

海拔最高的校园科普天文台

我国海拔最高的校园科普天文台位于西藏拉萨中学新校区。这座天文台距离西藏拉萨布达拉宫直线距离不足1000米，海拔约3600米，是由中科院南京中科天文仪器有限公司设计并担任制作的。

规格最高的天文科普园

目前国内海拔最高、设备最齐全、规格最高的天文科普园，屹立于广东省梅县雁单镇阴那山五指峰北坡。

走进这个神秘的科普园，首先映入眼帘的便是代表中国天文学起源的阴阳太极图和五行图腾柱，柱后则是象征世界天文学的罗马门楼。沿着这个中西式结合的天文景观拾级而下，是一条长7l米、宽12米的“生命演化”步道。伴着缓缓而流的山泉，可以看到远古时候诞生在水中的原始生命和动植物是如何逐渐演变、发展，直至演变成人类，数十亿年的生命演化长河就这样浓缩于短短的步道之中。在这里，我们不但可以领略南国山林千姿百态的生态景观，更可以一探宇宙的无穷奥秘，真正实现寓教于乐。

第一座天文馆

北京天文馆是中国第一座天文馆。位于北京西直门外，1957年9月建立。该馆有直径23.5米象征天穹的天象厅，中间安装精致的国产大型天象仪，可表演日、月、星辰、流星彗星、日食以及月食等天象，能容600人观看。门厅正中有反映地球自转的傅科摆，西侧展厅陈列天文知识展览，东侧演讲厅经常举行学术交流和普及天文科学知识报告。

庭院中有两座天文台，其中一座装有口径13厘米的望远镜，观众通过它观看月亮、行星、星云、星团，白天观测太阳黑子。该馆还用此镜进行研究性记录，参加全国太阳黑子联合观测项目。另一座是色球望远镜天文台，应用色球望远镜观测和拍摄太阳色球层的变化。西侧还有天文广场，陈列室外观测仪器，供观众观测。

该馆办有《天文爱好者》杂志及与紫金山天文台合编的《天文普及年历》杂志等。此外，位于北京东城建国门立交桥西南的北京古观象台也归北京天文馆管理，为全国重点文物保护单位。