3月2日,北京,晴。地理君忍不住晒一张早上拍的蓝得不像话的天空。




可就是这样的响晴薄日,想在晚上看群星闪烁,也是奢望。因为还没等它们出现,就会被埋没在恼人的光污染中,连城市中的天文台都不得不认输!败走麦城!


上海:中国最早的天文台早已被闹市淹没

1872年,法国传教士在租借地建立了徐家汇天文台。虽然名为“天文台”,其含义却和今天有所不同。在当时,天文台最主要的工作是负责气象预报和监测,此外才是天文观测与地磁、海事预报工作。当时的徐家汇并非上海城市繁华之所,只是市区十里之外的一个小村落。法国传教士为何要在这个当时名不见经传的地方建立天文台?

用于气象观测的台站,通常建设在城市的上风口,只需要躲避工厂矿山等污染严重的地方就可以了。徐家汇天文台选在上海西郊之外除了考虑到气象条件,还考虑到了城市灯光对天文观测的影响。在那个历史年代中,国际上的天文台大多建设在城市周边,一方面躲避城市光污染,另一方面也便于物资补给。当然,把天文台安放在这个村落,还有另一层原因。

西方传教士在传教的工作中很喜欢借力于西方科学,尤其是西方天文学。明朝末年,来到中国的传教士汤若望与当时已入风烛残年的徐光启通力合作,完成了中西合璧的天文著作《崇祯历书》。这部巨作修订而成,意味着中国开始接纳学习西方的天文知识,也意味着西方传教士在中国获得了成功。在这当中,徐光启无疑是给予传教士们大力帮助的人。为了纪念徐光启,法国人决定在当时上海市区的十里外、徐光启的故里徐家汇修建这个天文台。

到了1895年,教会募集了一大笔钱,购置了当时世界上最先进的双筒折射望远镜。但是他们发现,徐家汇并不适合安装这台望远镜。这倒不是说当时徐家汇受到灯光污染的影响,而是徐家汇地层太软,安装后无法保证大望远镜的精度。考虑到天文观测还需要更暗的夜空和更开阔的视野,1900年,法国传教士又在距离徐家汇25公里的上海第一高峰西佘山建立了佘山天文台,并把这部有着“远东第一望远镜”之称的天文利器架设在这里。有意思的是,这个望远镜样子非常奇特,它的镜筒不是圆形,而是一个棱角分明的十字形。

虽说是上海第一高峰,但佘山的海拔不足百米。尽管如此,这部望远镜还是记录下无数珍贵资料,为中国天文学的发展立下功劳。新中国成立之后,徐家汇天文台逐渐变得不为人知,而佘山天文台则更名为中科院上海天文台佘山站,观测活动一直持续至今。这里的观测内容大多与天体测量有关,相对而言对于灯光污染的敏感度要低一些。然而如今上海天文台也不得不为躲避光害寻找新的台址,上海的芦潮港、崇明岛都有尚未开发的地方,但仍然躲不开上海这座超大城市日益加强的光害。

于是,上海天文台找到了浙江天荒坪,并在那里建设了中国第一个暗夜保护区。


我的望远镜看不到星星了

星空之下,深圳西涌天文台无奈地面对着天际斑斓耀眼的城市灯光和海上渔火。天文台,是凝聚着人类浪漫情怀与理性梦想的地方,然而随着城市规模的日益扩大,很多天文台不得不远迁,去他处重新寻找没有被灯光污染的星空。摄影/潘慧恩

南京—昆明:紫金山天文台的双城变迁

上海徐家汇天文台和佘山天文台均为西洋人所建。在20世纪初,中国人独立建立了第一处天文台,这就是著名的南京紫金山天文台。

在中国历史上,天文台是皇权的象征,国家严禁私学天文,占星术也只占国家兴亡。基于这样的政治背景,当时的天文台对于中国来说绝不仅仅是一个科研机构,它必须建在一个国家的都城之中。一个非常矛盾的问题摆在这些全心建立一流天文台的科研人员面前:台址既要留在国都,又要躲避光害的污染。

当时国都在繁华的南京,哪里去找这样一个好地方呢?南京城边有绝佳的地方——紫金山。负责选址工作的是天文界的先驱高鲁先生,他最初的想法是将天文台建在紫金山第一高峰——这当然是出于海拔对于观测条件的重要意义考虑。海拔越高,受到天气的影响也就越小,视野也更加开阔。

让高鲁没有想到,政府一纸调令让他离开了令他眷恋的天文工作,接替他的是天文界的新锐余青松。余青松参观过世界上先进的天文台,对选址有一定经验。经他实地勘测,发现即便紫金山的最高峰海拔也仅有488米,对于躲避低云意义不大,不可能成为一流台址,应另谋佳所。再加上由于紫金山也是孙中山先生的陵寝所在,建造天文台会受到限制。而当时政府则坚持必须将天文台建在南京。

余青松想到一个折中的办法,将天文台修建在紫金山第三高峰天堡峰,虽然那里离城市较近,光害较为严重,海拔也只有200多米,但地势平坦,风向也有利于洗去尘霾。可以说,紫金山天文台从诞生之日,就面临着光污染的问题。余青松深知这一点,他希望接下来能寻找一个更好的台址,修建另一个天文台来进行更多天文专业观测。

在紫金山天文台建成之后不久,日本侵华战争开始,原属紫金山天文台的设备和资源被迫南迁,建设了云南天文台的前身,这是后话。在抗战结束后,紫金山天文台重新开始天文工作,几十年后再一次被迫“停工”——南京的灯光污染已经让紫金山天文台的光学观测无法进行下去,凭借肉眼,也只能看到一些亮星,山上的精良光学装备基本没有了用武之地。在这种情况下,紫金山天文台只好搬家了,新的观测站选在了江苏盱眙的一片森林之中,人们在那里建设了新的望远镜,用于发现宇宙中新的小行星。

转过头来再说当年一路西行的天文台台长余青松。路途漫漫,四处辗转,余青松惦记的还是真正适合观测的天文台站址。到达昆明之后,他四处考察,不久便发现了昆明东郊的凤凰山。在当时,随着抗战进程,大大小小的工厂在昆明周边建起,晚上灯火通明,而唯独东郊漆黑一片。余青松决定在那里修建永久天文台,这便是后来的云南天文台。

如今的昆明凤凰山,也逐渐灯火闪耀。昆明巫家坝机场与之毗邻,除去通明的跑道灯光,愈发繁忙的航线让这里的天空充斥着宛若繁星的飞机灯光。

如今云南天文台是国家天文台的一部分,也是南方基地的核心,这里承担了大量天文观测工作。一方面,工作人员们盼望着昆明机场的搬迁;与此同时,云南天文台也在有计划地撤离城市。现今我国最大的单镜面光学望远镜,已被安置于云南丽江的高美古观测站。远离城市灯光、海拔高、晴夜多、空气干燥、大气宁静等优良条件,使得天文学家有理由认为,在滇西北建造一个大家伙,是非常值得的。

兴隆观测站:离京城灯光还是不够远

在北京城区生活的人或许有这样的记忆:坐着公交车,沿途能看到不少屋顶上顶着“大鼓包”,这些大鼓包就是城市内的小天文台。在上世纪70年代,北京城内还没有那么多高楼,于是这些天文台非常显眼,比如北京天文馆、北京师范大学教学楼,甚至在西单闹市,师大实验中学的实验楼楼顶都装有天文观测设施。这些城区的天文馆和小天文台也曾承担过一些研究课题。不过到了今天,它们只能看看月亮、木星等明亮天体,一点科研工作也做不了了。


CBD旁的古观象台

明清两代神圣的皇家观象台,坐落在北京建国门立交桥西南角。世事无常,如今这一地段通宵灯火辉煌,早已是京城最繁华的商务区。星空远去了,古观象仪的灵魂也随之远去。摄影/唐志远

中国最厉害的那些大望远镜,都在哪儿呢?在河北兴隆。

这是北京东北燕山山脉中的一座小县城,在十多年前,坐一趟绿皮列车,从北京站出发后4个多小时方可抵达。从县城一路往南,沿着小河转过几道山谷便依稀可见山头上的望远镜圆顶。到了一个叫长河套的村落,沿小路便可上山,山脚下一排排简易的平房据说是当年国内顶级天文学家观测时常住的居所。兴隆观测站坐落于此,如今它是国家天文台最主要的观测站点之一,更被誉为“亚洲第一天文台”。

我曾和一个在兴隆火车站拉活儿的司机聊天,他多次拉过国外的天文学家到天文台去观测,还有熟识的人在天文台上班。天文台在兴隆人心中,是一个很特殊的地方。由于天文台的存在,县政府给予了很多支持,为了给天文台减少光污染,政府限制了部分产业的发展。另一方面天文台促进了当地的旅游,也给一些当地人提供了就业机会,他们甚至可以参与到天文观测科研之中。

在兴隆观测站有不少资深观测助手,和他们聊天可以发现很多故事,比如某某天文学家遇到连续晴好的观测夜晚,兴奋得蹦高;比如他们在观测时,忽然发现奇怪情况,之后确认是一个新天体,之后联名在国际刊物上发表……每次和当地人提到天文台,他们脸上总会出现一种特殊的神情,其中渗透着炫耀与自豪。

这里距离大城市不算很远,周边有县城补给,交通运输也很方便。但如今如果从观测条件来看,兴隆已非绝佳台址。如果在兴隆站拍摄一张夜空环境图,甚至可以从天际线上光的区域分布和强弱关系来判断各个城镇的位置。

城市迅猛扩张带来的光污染是兴隆建站时期难以预料的。中国天文台的西部选址工作启动了,人们将目光瞄准了中国最后几个灯光污染不严重,至今保留着真正黑夜的省和自治区——西藏、青海、新疆。交通运输的发达,使得将来天文台观测站的选址不必再眷恋城市县城,西部人迹罕至的高原将出现世界级的观星台。


国家级天文台难见灿烂星河

“天上星,亮晶晶,永相伴,长安宁。”如当地童谣所唱,广东韶关的九井十八弄,河水清宁,银河灿烂。这里也是当地观星者的聚集地,他们用较为廉价的设备所领略的星空,或许是大城市天文台上千万元的设备也无法观测到的(上图)。原因很简单,中国的天文台和观测站如今大多都受到灯光干扰。以大名鼎鼎的南京紫金山天文台为例,如今紫金山已被高楼广厦包围,南京的天空更是被灯光映得一派暗红,这座古老的天文台纵有精锐仪器,在此处又能看得见什么呢?(下图 摄影/王小华)

但这或许不是兴隆人希望看到的。如果天文台变得落寞冷清,不知当地人的生活会发生怎样的变化。早期由于基础设施条件的限制,大型天文观测设备难以安放到偏远的台址。天文台最初都建在城市周边,对光污染带来的影响特别敏感。经济发展和技术进步使得城市的夜晚亮了起来,丰富了人们的夜间生活。然而,天文观测却首当其冲受到了夜间照明的影响。面对光污染,天文台只能不断地搬家,搬到远离人烟的地方。

在我国目前的法律体系中,没有对光污染进行专门的规定和限制。当前,我国天文科研机构正在试图通过与国家主管部门和地方政府的合作,保护天文台周边的观测环境,改善观测条件。光污染不仅仅影响天文观测,还会影响到环境保护、人类的身体健康甚至生态系统的稳定。我国民众对光污染的认知度还非常低,这也是光污染防治工作中的重要障碍。光污染与经济发展之间的矛盾在近期还难以解决,增强民众对光污染的认知是解决问题的第一步。


文章来源:中国国家地理


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