第2章 宇宙浩瀚——天文研究之最(1)

最古老的星图

世界上最古老的星图是《敦煌星图》。这幅在甘肃省敦煌莫高窟藏经洞的经卷中发现的古星图，为世界现存古星图中星数较多而又最为古老的一幅。这幅星图约绘制于唐中宗至唐睿宗时期（705—712）。其画法从12月开始，按照每月太阳位置沿黄道、赤道带分为12段，先把紫微星垣以南诸星用类似墨卡托圆筒投影的方法画出，再将紫微星垣画在以北天极为中心的圆形平面投影上。全图按圆圈、黑点和圆圈涂黄等三种方式，绘制出1350多颗星体。

《敦煌星图》内容非常丰富，文字部分采用了《礼记·月令》和《汉书·天文志》中的材料。从图文上看，这份星图可能是一个古老的抄本。它比欧洲最早的星图还要早几个世纪。它不仅是中国古代人民观测天象的丰硕成果，也是世界天文学上的伟大发现。《敦煌星图》现藏于伦敦大英博物馆。

最早的日食记录

我国最早的日食记录，距今约4000多年，见于《尚书·胤征》：“乃季秋月朔，辰弗集于房……瞽奏鼓，啬夫驰，庶人走……”这是当时发生在房宿位置上的一次日食。这段文字描写了当时还没有认识日食规律的人们惊惶失措，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，约前2137年10月22日。这也是世界上最早的日食记录。

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，记录了发生在前14世纪至前12世纪之间的日食。在《春秋》这本编年史中，就记载了由前770年至前476年的244年中的37次日食。

到了汉代，人们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，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，时间是前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。在我国第一部诗歌总集《诗经·小雅》中有“彼月而食，则维其常”的记载，指的即是发生在前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

彗星，俗称“扫把星”，是太阳系中小天体之一类，由冰冻物质和尘埃组成。当它靠近太阳时，太阳的热使彗星物质蒸发，在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。由于太阳风的压力，彗尾总是指向背离太阳的方向。

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。

我国同时拥有关于哈雷彗星的最多的历史记录。从前1057年起计，在至1910年的第40次哈雷彗星的回归中，中国有32次的出现记录，记录之多为世界之冠。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。

最早的新星记录

新星是指原本暗弱，但后来亮度突然增大到几千甚至几百万倍的星星。如果亮度增加到一亿甚至几亿倍，那么它叫做超新星。而客星是指增亮以后又逐渐暗弱下去，经过几年或十几年又恢复到原来亮度的星星。

在秩序井然的星座之间，有时会突然出现一颗异常明亮的外来客，甚至在白天也能见到。但是好景不长，不过几个月，它又渐渐暗下来，最终悄然逝去，音讯全无，在我国古代曾经形象地称它为“客星”。

超新星并不是新出生的星，恰恰是垂死的恒星的辉煌“葬礼”。一些大质量的恒星，内部引力极强，当内部燃料耗尽燃烧停止时，星球不是慢慢地收缩，而是突然地坍缩。坍缩所引起的内部压力是如此巨大，以致球壳无力承受而发生爆炸，就像突然猛力挤压一个气球所发生的情况一样。剧烈的爆发犹如一颗超级原子弹爆炸一样，恒星向外放射出极大的能量，闪耀出异常明亮的光芒。于是，一颗本来很暗或根本看不见的恒星，亮度会一下子提高17个星等以上，成为一颗亮星，这就是超新星。

中国早在商代甲骨文中就有关于新星的记载，然而真正见于典籍的系统记录是从汉代开始的。《汉书·天文志》中记载：“天光元年（前134年）五月，客星见于房。”这便是中国关于新星的最早记载。

最早的流星雨记录

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，从摩擦生热发光，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，都一一备述。

这些流星雨和陨石记录在探索宇宙秘密方面起到了不小的作用。因为陨石是从地球外面飞来的实物标本，通过对流星雨和陨石的研究，对认识天体的起源和演化、彗星的轨道、天体的化学成分等皆有重要价值。可以说，我国古代人民对此作出了杰出的贡献。

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录源于《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，河平元年即公元前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100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，提供了非常宝贵的资料。

最早的陨石记录

陨石是指地球以外未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道或成碎块散落到地球或其他行星表面的石体，是从宇宙空间落到某个地方的天然固体，也称“陨星”。它们多半带有地球上没有或不常见的矿物组合，以及经过大气层高速燃烧的痕迹，是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本，极具收藏价值。大多数陨石来自小行星带，小部分来自月球和火星。

中国最早关于陨石的记录源于《春秋》，书中记载，在鲁僖公十六年即前644年，“陨石于宋五”。同时《左传》中进一步明确指出这是“陨星也”。《史记·天官书》则说得更加准确：“星坠至地，则石也。”

最早的风向计

中国东汉时期的科学家张衡，其一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献，是我国古代伟大的科学家之一。公元132年，他创造了一种测定风向的仪器——候风仪，又叫“相风铜鸟”。这种仪器制作简单，即在空旷的地上立一根5丈高的长竿，竿顶上安放一只衔着花的铜鸟，可以随着风向转动，鸟头所对的方向就是风向。人们可以根据铜鸟随风转动的方向，知道是什么风向，这是世界上最早的风向计。它与西方国家装在屋顶上的候风鸡相似，但候风鸡是在12世纪才出现的，比张衡的“相风铜鸟”晚了大约一千年。

张衡，字平子，汉族，南阳西鄂（今河南南阳市石桥镇）人，我国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、制图学家、文学家、学者，在汉朝官至尚书，为我国天文学、机械技术、地震学的发展作出了不可磨灭的贡献。由于他的贡献突出，联合国教科文组织曾将太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。

最早准确测量子午线的人

僧一行（673—727），中国唐代著名的天文学家和佛学家，本名张遂，河北巨鹿人。公元721年，唐玄宗命令他主持修订新历法。僧一行继承了我国天文学上的优良传统，主张在实测日月五星运行情况的基础上编制新历。为此，他和机械专家梁令瓒一起，依靠一批工匠，共同创制了黄道游仪、水运浑天仪等大型天文观测仪器和演示仪器，为修订新历准备了物质技术条件。

仪器制成后，从开元十二年（公元724年）起，一行发起组织了一次大规模的全国天文测量活动。为了测量北极仰角，一行还设计了一种叫“覆矩”的测量工具，并根据观测数据绘制了《覆矩图》24幅。根据测量数据，一行计算出：北极高度差一度，南北两地相隔351里80步（唐代尺度），折合成现代的长度后，这一数据实质上就是地球子午线（即经线）上一度的长，虽然不十分精确，却是世界上大规模测量子午线的开端。在国外，最早实测子午线的是阿拉伯天文学家阿尔·花剌子模等人在公元814年进行的，晚于我国90年。

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，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1000米以上的近地天体。

最大的卫星发射基地

酒泉卫星发射中心是科学卫星、技术试验卫星和运载火箭的发射试验基地之一，是中国创建最早、规模最大的综合型导弹、卫星发射中心，也是中国唯一的载人航天发射场。

酒泉卫星发射中心始建于1958年10月，位于中国西北部甘肃省酒泉市东北地区，海拔1000米，占地面积约2800平方千米。该地区地势平坦，人烟稀少，属内陆及沙漠性气候，年平均气温8.7℃，相对湿度为35％～55％，常年干燥少雨。春秋两季较短，冬夏两季较长，一年四季多晴天，云量小，日照时间长，生活环境艰苦。但可为航天发射提供良好的自然环境条件，每年约有300天可进行发射试验。

在载人航天飞行任务中，酒泉卫星发射中心主要承担发射场区的组织指挥，实施火箭的测试、加注、发射，逃逸塔测试，整流罩测试，人船箭地联合检查，船箭塔对接和整体转运，提供发射场区的气象、计量和技术勤务保障，并在紧急情况下组织实施待发段航天员撤离及逃逸救生。

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，由元代天文学家郭守敬创建，是我国现存最古老的天文台，也是世界上最著名的天文科学建筑物之一。

观星台是一座高大的青砖石结构建筑，由台身与石圭、表槽组成。台身上小下大，形似覆斗。台面呈方形，用水磨砖砌造。台高9.46米，连台顶小屋通高12.62米。台下边宽16米多，上边约为下边之半。在台身北面，设有两个对称的出入口，筑有砖石踏道和梯栏，盘旋簇拥台体，使整个建筑布局显得庄严巍峨。

观星台的作用是“昼参日影，夜观极星，以正朝夕”。它不仅保存了我国古代圭表测影的实物，也是自周公土圭测影以来测影技术发展的高峰。它反映了我国古代科学家在天文学上的卓越成就，在世界天文史、建筑史上都有很高的价值。1961年3月4日被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。

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，直至演变成人类的。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。

海拔最高的气象站

青海省沱沱河气象站，是世界上海拔最高的气象观测基本站。它坐落在海拔4700多米处，位于长江源头唐古拉山麓。

由于青藏高原总面积约250平方千米、平均海拔4000米以上，有“世界屋脊”和“地球的第三极”之称，对中国和亚洲甚至对整个北半球乃至全世界的气象变化有着明显的影响。因此成立于1956年的沱沱河气象站，就理所当然成为了中国国家气象站网中重要的测报、研究站，也是具有全球气象资料共享资格的交换站。

这里地势高寒，空气稀薄，全年冰冻期为331天。就是在这样艰苦的条件下，气象站的科学工作者们仍坚守岗位，为全人类观测风云。

古代规模最大的天文观测活动

至元十三年（1276年），元世祖忽必烈命杰出的科学家郭守敬等人负责制订新历法。这次历法的制订，主要以天文观测为依据。郭守敬制造了十多种先进的天文仪器，为进行大规模的天文观测活动提供了必要的仪器设备。