PDF《百名院士科技 系列报告集》

20 亿美元,载有

12 大设备,对太 阳和日地空间环境将进行史无前例的重大探测.

21 世纪初,超大型月基和空基的直径

10 米~16 米的光学望远镜、卫星 群天文光学干涉仪、大型γ射线天文台等正在预研究.月基

16 米望远镜预计 花费

50 亿~100 亿美元(2015 年建成).笔者曾参加 COSPAR(国际空间科 学协会)1993 年汉堡会议,随后又参加 IAU(国际天文协会)海牙大会,深 感天文学在空间科学中的突出地位(我估计为 50%),感到参加 COSPAR 大 会的天文学家似乎已超过参加 IAU 大会的人数,而且级别高、费用多,看来 空间天文成了天文学的主要领域. 就第二次世界大战后的现代科学而言,从笔者不完全了解的情况来看, 似乎没有一项科学事业的规模和投资,超过了空间天文学.物理学关于基本 粒子的研究和加速器制造是耗资巨大的,但比之空间天文学,仍有明显差距, 可以夸张点讲,空间天文学是现代科学的 天之骄子 .空间天文学成了现 代科学十分突出的前沿.

二、空间天文学成了科技发展的前沿热点 1.空间天文观测的优势和困难 天文学是一门依赖观测的科学,观测台址则是天文学发展的最重要基础 之一.纵观天文台发展历史,观测台址有过四次变迁:市中心(北京建国门 古观象台、伦敦格林尼治天文台)――远郊(基特峰天文台、兴隆天文台) ――远山、远海(欧南台、夏威夷天文台、加纳利天文台)――太空. 天文观测走向太空,这是太空独有的最佳观测条件所决定的,也是天文 学发展的内部动力所需要的.空间天文观测的优点是,全波段、全时段、全 方位、无大气抖动和散射光、超长干涉基线.这些特点决定了天文观测向太 空发展的必然趋势.与传统天文观测相比,航天器提供的不仅仅是观测,它 还能游弋到行星际中去,实地采样和近距探测. 空间的天文探测是一项高科技事业,主要困难是技术难度大,投资大, 周期长,并且具有较大的风险.这些困难是对一个走向现代化,并将自立于 世界民族之林的国家,提出的严重挑战和考验. 2.天文学的第三次大发展 一门科学的发展,有其内部的运行规律和发展动力 (如到大气外去观测, 无疑是一种必然的趋势),但是一门科学的发展,只有与社会发展的大需要 结合之时,才会有突破性进展和辉煌成就的出现. 天文学发展的动力有两条,其一是人类已有的认识与天文学无穷无尽未 知世界之间的矛盾,推动人类不断去认识宇宙,这是天文学科长期存在和发 展的基础;

其二是社会发展的需要和强大作用,这是天文学能否获得巨大发 展的关键.历史上,天文学第一次辉煌的发展,是发达农业社会需要的结果, 为了农业季节、历法以及记时的需要.我国古代天文学的辉煌成果,是第一 次辉煌发展的典型代表.天文目标的神秘色彩,被统治阶级利用来维护其地 位,天文常被用于预测重大政治事件和朝代的兴衰变迁,这对天文学获得重 视和经费是有利的,但限制和束缚了对宇宙天体目标本质的科学研究.天文 学的第二次辉煌是从哥白尼―伽利略―牛顿―爱因斯坦关于日心说、望远 镜、牛顿力学、相对论力学建立和发展之中出现的.在现代科技的创建中, 天文学做出了巨大的贡献.第二次突飞猛进,充分体现了天文学对现代自然 科学的巨大贡献,并奠定了发展的基础,也是冲破神学对天文学(对自然科 学)束缚的胜利.这一进展不仅有重大科学价值,而且具有明显的政治和社 会意义(例如日心说的斗争),因此为社会广泛关注. 天文学发展的第三次辉煌出现在第二次世界大战后,人类进入了空间科 学技术的时代.在此期间,人类利用空间技术对于行星地球、太阳、太阳系 (行星及其卫星、彗星、小行星)、银河系及更为遥远的天体,获得了大量 崭新的知识和突破性进展.空间科技的产生,是伴随巨大的政治和军事的需 要而发展起来的.天文学为这个发展做出了显著贡献,反过来又借助空间技 术的发展,使天文学进入全波段天文学的时代,并构成第三次的辉煌发展. 3.天文学是空间科学技术发展的必要基础 天体力学为各种人造天体的轨道计算和设计,提供了理论基础和方法. 天体测量对人造天体观测、确定其轨道、方位和距离,并提供精确的时间. 恒星准确的方位和自行知识,卫星敏感器的制作,为人造天体的姿态控制提 供依据.天体物理研究关于太阳系物理(流星、小行星、月亮、大行星、彗星)的知识;