北大天文60周年纪念册 11.10

量子效率差一点，只有 40%左右。
然后，我们就开始改造望远镜，从望远镜的传动开始改造，到焦面仪器改

成 CCD，后来又发展了一套有中国特色的滤光片系统。过去滤光片都装在一
个滤光片转轮上，使用时将滤光片转到光路上，不要的就排到光路外面。但是
我当时要做的不是几个颜色，而是 19 个颜色，相当于获取有 19 个采样点的低
分辨率光谱。有缝光谱观测一次只能拍一个天体，但用我这样的光度学方法，
一次可获得视场内上千个天体的“光谱”。

19 块滤光片装在转轮上挡光就很厉害。后来我就发明了一个滤光片系统，
叫做“打字机”式，就像把滤光片放在“打字机”的端头。不用的时候“打字机”的
臂就躺在镜筒上，所以不挡光，要用的时候把它举起来，放进光路上。施密特
望远镜装 CCD 在国际上是第一家，所以尽管这个望远镜很小，完成不了做全
面巡天的任务，但至少可以做一部分有特色的巡天。这个望远镜在国际上评价
蛮高的，很多朋友来看了后就很积极参与。以前这台施密特望远镜自安装后只
发表了一篇文章，我们改造后每年有将近 20 篇论文的产出。

陈建生院士与兴隆 60/90cm 施密特望远镜（1989 年）

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我们做的星团赫罗图，被英国大英百科全书收录，作为标准图。这是很高
的荣誉，因为赫罗图是恒星演化最重要的图。利用这套设备我们发现很多恒星
演化初期产生的赫比格-哈罗（Herbig-Haro）天体，把世界上当时这类天体的
样本翻了一倍。我们发现美国人发表在《自然》上一篇关于星系 NGC5907 的
观测文章，他们认为不存在暗物质的问题。我们花了几十个夜晚的观测，把图
片叠加起来，面亮度达到 30 等，与哈勃望远镜观测深度差不多。我们发现这
个星系有暗的结构，引起国外的轰动。

我们还发现了很多小行星。小行星不是我们的主课题，当时因为在天文昏
影和晨光这两段时间不适合做比较深的曝光，就拿来做小行星。我们做了三年
小行星观测，没想到发现量在全世界排第三。我们用 CCD 和一套先进的寻找
小行星的计算机程序，效率非常高。后来因为美国有一个专门的小行星望远镜
运转起来了，我们就停止了小行星的项目。即便如此，我们三年里发现了 2000
多颗小行星，现在很多命名的小行星都是我们发现的。

这个望远镜到现在还在工作，已经观测了差不多三十年。最近又改去做超
新星巡天，效率也很高，每年大概会发现 50 颗超新星。当时这个望远镜改造
后，引起了台湾地区和美国一些天文学家的兴趣，来参加我们的合作，这就是
所谓的 BATC（Beijing－Arizona-Taipei-Connecticut）巡天。这套设备解决不了
宇宙演化这样的大问题，但是培养了一批中国做大样本天文学的人才，他们是
中国第一代会用大样本来做天文研究的人才。

BATC 巡天的数据库也是中国第一个被法国斯特拉斯堡（Strasbourg）国际
天文数据库收录的数据库。我在 1997 年后基本上不管 BATC 巡天的具体事务，
因为那时我的社会任务太多了，曾担任全国人大常委、北京市政协副主席等，
社会任务很繁重。我的接班人周旭把 BATC 巡天做的很好，做的比我还好。

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BATC 巡天二十周年学术研讨会合影（2013 年）

说起我这一生，我觉得做的最重大的事情就两件事。第一件事就是对大样
本天文学的贡献，应该说我在国际上还是很早预见到天文领域的方向变化，现
在你们可以看到世界上都非常重视巡天工作了。美国十年规划里，排在地面天
文学第一个优选项目，就是造一台 8 米级的地面巡天望远镜 LSST。

空间项目排在第一位的是做一台叫 WFIRST 望远镜，现在已经改名叫
Nancy Grace Roman Space Telescope，也是大视场的红外巡天望远镜。目前
LSST 已经基本快建好了，WFIRST 的状态跟我们中国空间站望远镜状态差不
多。欧洲最优选的项目也是大巡天，说明大家都已经看到了宇宙演化需要大样
本。

除了类星体和微波背景辐射，还有两个对天文学发展影响很大的重大发现，
一个是暗物质，一个是暗能量。暗物质实际上在上世纪四十年代就发现了，但
天文界普遍认可的还是七十年代由 Vera Rubin 通过观测星系旋转曲线证实了
暗物质的存在；暗能量是九十年代被发现的。

这两个发现当然更加大了对大样本天文学的研究力度。因为无论是暗物质
也好，暗能量也好，都是一种大尺度现象，所以这些问题都变成世界最重大的
难题了。在美国《科学》杂志“世界 100 大科学难题”排名中，暗物质、暗能量
都是排在前列的，它们是全世界科学家都关注的问题。现在，大的巡天项目就
像雨后春笋一样发展起来了。所以，我觉得研究方向的战略转移是一个很重要
的事情，代表着整个学科方向的转变。

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对中国天文，
我做过的两件重大事情、发现的三个问题

受访/自述人 | 陈建生（中国科学院院士，北京大学天文学系创系系主任）
采访/整理 | 傅煜铭、王超、余捻坤、庞宇萱、郑沄、段晓苇（北大天文
学系博士研究生）
校对 | 吴学兵
图片提供 | 陈建生、吴学兵
责编 | 韩越扬、吕浩然
转自： 赛先生

01 重视人才培养，推动大学天文学科发展
除了对中国开展大样本、大视场天文学的一些贡献，我自认为做的第二个
最重大的事情，就是推动大学天文的发展，这是很值得做的一件事。1997 年以
后，我实际上承担很多社会工作，第一线的科研已经做的不多了，主要指导研
究生和年轻人在做。我的关注点就转到大学天文，因为我深感一个国家天文学
的发展有两个最重要的条件，一个是大望远镜，这是必须的；另一个是人才，
没有人才什么也谈不上。
中国的天文人才是非常匮乏的。上世纪九十年代的时候，真正有天文系的
大学，只有南京大学和北京师范大学，北大天文系那时还没有，只有地球物理
系的天文专业。这么大一个国家就两个天文系，这怎么可以呢？而且北大是中
国最好的综合性大学，最好的综合性大学里天文系都没有，这在世界上是说不
过去的。世界上所有顶尖的大学都有天文学科，所以我非常关心北大天文学科
的建设。
我是北大天文专业毕业的，但在上世纪六十年代，这个专业办了几年就基
本停止。中间偶尔招生，等到九十年代末的时候，退休的教师多了，没剩下几

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个人。当时乔国俊、吴鑫基老师也快退休了，乔国俊老师来找我，说能不能帮
帮北大天文专业？我说当然可以。

所以，在 1998 年的时候，我首先筹建了一个中科院跟北京大学的联合天
体物理中心，就是北京天体物理中心。这个中心成立的时候很隆重，我记得那
天邀请了（时任，下同）中科院院长路甬祥、北大校长陈佳洱，最难得的是教
育部副部长韦钰也参加了。成立仪式很简单，签署协议合办北京天体物理中心，
由我担任中心主任。中心开展了一系列学术活动，每年还出 Annual Report（年
报），主办了很多学术会议，开拓了很多研究方向。

陈建生院士与北京大学、广州大学部分青年教师合影（2007 年）
2000 年，北京天体物理中心成立两年后，我就动员北大成立了天文系。
当时校长是许智宏，他很支持，聘我做系主任。我把天文系定义为中国科学院
—北京大学联合天文系，是两个单位合办的，我就等于代表中科院来出任天文
系系主任。
天文系刚开办的时候，人是很少的，第一件事情就是引进人才，期间从国
外引进了 4 个人：一个是吴学兵，现在的天文系主任；一个是刘富坤，也当过
系主任；还有刘晓为和范祖辉。4 个年轻老师加入到天文系后，大大改善了天
文系的师资状况。

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后来，我又促成美国科维理（Kavli）基金会与北大合作，在 2006 年成立
了国际化的科维理天文与天体物理研究所，从全球招聘所长和师资，并成立由
国内外著名学者组成的理事会和科学咨询委员会，对研究所的运行和发展给予
指导。这一新体制研究所成立后吸引了很多海外优秀的青年学者加盟，使北大
天文学科走上了迅速发展的快车道。

同时我还致力于招生。北大最大的优势是本科生，因为全国最好的中学生
都要考北大清华，所以我们必须把本科生培养做好。北大天文系成立后每年独
立招生 30 名本科生，但两年后因天文系合并到物理学院，学校停止了天文系
的单独招生。大部分学生在物理学院都学物理了，导致学天文的很少。

所以，后来我就要求恢复天文系独立招生，但学校以通识教育、大类招生
为由不同意，我跟学校说我们要办的必须定位是小而精的一个系，要办精品，
学生是关键。经过三年停招后，学校到第 4 年终于同意天文系独立招生。独立
招生后我怕生源不够，就在 2008 年发起全国中学生天文夏令营，针对的对象
就是刚上完高二、暑假后进入高三的优秀中学生。

当时北大还有政策，通过夏令营可选拔推荐优秀中学生，高考时可获得加
分，这样就很有吸引力。天文夏令营办起来后在国内很有影响，后来又与国家
天文台、北师大天文系和北京天文馆联合举办，到现在已经办了 13 年了。学
生报名参加的越来越多，甚至多达上千人。但因为规模限制，每年只能招收 100
个夏令营学生。

夏令营里我们给学生讲课，组织参观天文台站，开展各种活动，最后通过
笔试面试考核来选拔优秀学生。采取这个方法我们吸引了一批喜欢天文的优秀
中学生报考国内大学的天文系，也改善了北大天文系本科生的生源质量。

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陈建生院士等与 2010 年全国中学生天文夏令营同学合影（2010 年）

除北大外，我还很关心全国的大学天文。因为光北大天文系办起来还不够，
所以后来广州大学也想办天文来请我帮忙，我就答应了，并从 2003 年开始举
办京广天体物理年会，每两年举办一次，主要是帮助培养广州大学的师资和学
生。这个京广会也办得很成功，后来参加的单位越来越多。现在已经扩展为京
广厦会议了，包括厦门大学、广西大学、中山大学都参加了，已办了十三届，
越办越好。

去年我又提出来，以后京广厦会议能不能以学生为主来办？让学生们去办
他们自己喜欢的会议，老师只给予帮助，特别是资金、学术上要给帮助。今年
的一届将在中山大学举行，由学生们自主筹划组织，自己考虑这个会议怎么开。
这既是对学生的锻炼，也是鼓励他们早一点成长起来。

2009 年是国际天文年。联合国定义 2009 年为国际天文年，理由是纪念伽
利略在 1609 年第一次使用望远镜观察宇宙之后 400 周年，这是一个标志性的
日子。为纪念国际天文年，在北京京西宾馆开了一次纪念大会，有 3000 人参
加，要我做主题演讲。

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我在演讲时除了强调大型望远镜的国际合作外，另外一条就是人才问题。
而且我讲中国天文的人才问题光靠中科院是不能解决的，因为中科院只有 5 个
天文台，人员再多也多不到哪里去。我们需要的人才不是几十个，是成千上万，
天文人才的培养就只能靠大学。

2009 年我做报告的时候，全国大概有 2000 多所大学，但当时有天文学科
的大学只有 5 所：北京大学、南京大学、中国科学技术大学、北京师范大学、
广州大学。在 2000 所大学中只占 2.5‰，这个比例太小了。在美国差不多重点
大学都有天文，比例占 1/3。所以我说能不能提出一个希望，经过 10 年努力，
我们把 2.5‰增加到 1%，即有 20 所大学。

10 年过去了，我们中国也确实差不多 20 个大学有天文学科了。而且一些
名牌大学，像清华大学、上海交通大学、厦门大学、中山大学都办起来了。现
在像华中科技大学、武汉大学等也要建，大都是中国 985 大学。所以一下子我
们到了 1%了，但 1%够不够呢？其实不够。

前不久在国家天文台举行的中国空间站工程巡天望远镜科学工作联合中
心和国家天文台科学中心的揭牌仪式上，要我做一个报告，我就讲中国空间站
巡天望远镜占“天时、地利、人和”。“天时”当然不用说了，是科学需求，现在
大家都知道大巡天重要；“地利”我也讲了，正是技术的进步使得这样的大科学
工程成为可能，包括探测器、大数据、还有航天技术等。所以，“天时”“地利”
是没得说的，现在还面临“人和”的问题，就是人才队伍。

中国空间站望远镜数据量是非常大的，每天下来的数据都将是 TB 量级的，
数据分析不是几十个人、上百人能解决的，需要上万人来解决。所以，我认为
大学发展到 1%有天文学科还是不够的，我希望能够再通过 10 年努力，能从
1%变成 10%。如果能实现的话，我们就有希望。这是我所做的大学天文方面
的事情，也是我后一半人生里做的最重要的事情，现在看来还是很有希望的。

02 中国天文发展仍面临的问题

中国天文发展到今天，应该说是突飞猛进。从设备上来看，我们有一些即
使在国际上也有一席之地的望远镜，比如说 LAMOST（郭守敬望远镜）。

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LAMOST 是大样本的思路，同时也是一种时域巡天的思路。另外 FAST（中国
天眼）已经建成，还有一个最重大的项目，就是我们的中国空间站望远镜。

空间站望远镜应该说是非常重要的一个项目。2009 年开会时说要做一个空
间望远镜，我马上就建议这个望远镜必须要做大视场巡天。我的看法是，现在
是大巡天进入空间领域最佳的黄金时代。前不久我在中国空间站工程巡天望远
镜科学工作联合中心和国家天文台科学中心的揭牌仪式大会上做了一个报告
——“光学巡天的黄金时代”。

我讲到对于地面巡天，上世纪八十年代时我们错过了机会，后来美国斯隆
（SDSS）望远镜做了，现在 LSST 也将开始做。但是空间上的光学巡天还没开
始做，而空间巡天又太重要了。因为它可以达到比地面巡天好一个数量级的像
质，所以如果有机会能够做空间巡天，意味着中国天文进入了一个非常了不起
的时代。

陈建生院士在国家天文台作报告（2021 年）
如果我们利用空间站望远镜能够拿到 17500 平方度的高质量巡天数据，所
能产出的成果简直是不可估量的！哈勃望远镜有一幅产出很多成果的图，几乎
全世界天文学家都知道。这幅图差不多有 10 平方角分大小。而我们空间站望
远镜的巡天面积比它多 500 万倍，我们能够出多少成果？同时，在国家十三五

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规划的时候，我们还讨论要建一个 12 米的地面光学大望远镜。中国天文要发
展，这些重要观测设备都是很必要的。

对现在中国天文学的发展我有几个比较关心的问题，国家天文台现任台长
也找过我，我给他提了几点意见：

第一个问题，中国天文发展缺乏一个非常权威的、被国家认可的规划。我
曾经担任过中科院天文规划委员会的主席，知道做这个规划非常困难，为什么
困难？主要是因为本位主义。规划委员会里都是来自各个领域的专家，带着自
己领域的色彩。规划委员会很难做出一个不受这些专家个人背景影响、站在国
家利益上的规划。这个问题怎么解决，我到现在还没想出办法。

缺乏科学的规划以后，整个领域发展就显得无序。比如从中国天文的布局
来看，现在射电天文的分量占得很重。而且我认为现在实际上射电天文设备的
国际主流，已经不是做单口径望远镜，因为单口径望远镜有它克服不了的缺点：
口径大可以提高灵敏度，但解决不了空间分辨率和视场小的问题。

目前国际射电领域发展方向是综合口径，做天线阵。望远镜有三个大指标，
一是灵敏度，二是空间分辨本领，三是视场。天线阵可以把这三个指标都予以
满足，所以像 SKA（平方公里阵列）是国际上的一个大方向。我们没有一个非
常权威的发展规划，是中国天文今后发展非常令人忧虑的一件事情。

第二个大瓶颈就是国际合作。大望远镜建造费用动辄都是几亿到几十亿美
元的量级，而且技术非常先进，对台址的要求越来越高。然而中国还没有较好
的台址，技术储备也达不到国际水平，仅中国一家出几十亿美元来做设备也是
非常困难的，所以国际合作势在必行。

可是中国在大望远镜建设的国际合作道路上阻碍却很多，首先是我们观念
上的问题。我经常听到的话是，我们中国出钱建望远镜，为什么要建到外国土
地上？一些人不知道大望远镜一定要放在世界最好的地方，还需要全世界技术
力量的整合，需要共同努力来造一个全世界共享的望远镜。接受不了这种国际
化的思想，这是很大的障碍。

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国际化问题不光是表现在设备上面，还包括我们的研究机构，比如说，我
们的大学和研究所里，外国人非常少，而北大的科维理天文与天体物理研究所
可能是中国天文界外籍学者最多的单位。但是大学招生和教研人员招聘，基本
上都还是中国人来应聘，外籍的很少。我们的口号是创建世界一流大学，实际
上做的还不是国际一流的事情，国际一流必须是国际化的。而在中国实行国际
化，还需要在相关政策上多加考虑，解决好外籍人员的很多实际问题。

所以，我觉得目前中国天文发展面临的问题，一个是发展规划问题，一个
是国际化问题，再一个就是人才问题。人才问题要不解决，我们没法从根本上
解决中国天文发展的瓶颈。我觉得这些都是比较严重的问题，中国天文要想有
大发展的话，这些问题都是绕不开的。

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我的北大学术生涯

（彭秋和）

我自幼热爱自然科学，特别是迷恋天文学。我这一生能够忍受一切苦难与磨练，
坚持刻苦学习近代数学、现代物理学和天体物理学知识的唯一动力就是对天文学的
迷恋。

我的幼年是在孤儿院 (重庆北碚缙云山 “北泉慈幼院”)成长的。正是在这个教
学水平相当高的孤儿院中(教小学的老师全都是当年从日本占领区逃出来的流亡大
学生)，在老师的引导下，我迷恋上了天文学。

在中学年代我就迷醉于自学数学。1956 年进入南京大学数学天文系天文专业
后, 自己又全力自学数学专业的各门基础数学课，如数学分析、实变函数、复变函
数、泛函分析、微分几何等等。由于迷醉于数学,我私下常默想数学问题，再加上
(因无钱回家) 我大多数寒暑假都留在学校里继续自学数学专业的教科书，我的数
学基础基本上可以与当时数学专业的毕业生相当。在南京大学念书时，我们天文专
业同南京大学物理系的理论物理班同时听课，正规地学习了普通物理和理论物理中
的“四大力学” (理论力学、电动力学、热力学与统计物理、量子力学)。幸运的是，
1959 年施士元教授(居里夫人的博士研究生)被派来为我们天文专业学生开设“原子
物理与量子力学”课程。他讲的微观物理和相对论的概念非常清晰，我的微观物理
概念和狭义相对论的知识完全是他灌输的。

当时中国只有南京大学有一个人数很少的天文专业。为了“全民办天文”的需要,
高教部决定，1956 年入学、原计划读五年本科应于 1961 年毕业的我们班 30 多人
提前于 1960 年毕业。1960 年夏天，我从南京大学数学天文系天文专业毕业，被分
配到北京大学地球物理系天体物理专业教书。

北京大学天体物理专业于 1960 年夏天正式开办。成立之初，连我在内一共只
有三位教师：讲师杨海寿(1952 年清华大学物理系毕业)、从南京大学天文系专门借
调来的一位助教孙凯和刚刚毕业的我。从 1960 年下学期直到 1963 年暑假，我承担
了北京大学天体物理专业最主要的专业课程“天体物理方法”和“恒星物理与恒星天
文学”的教学, 持续两年多，每周 6 学时讲课、晚上两次去学生宿舍答疑。北京大学
原规定助教不能正式讲课，但是由于天体物理专业是新办专业，我属于例外。我讲

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课的对象是与我同年高中毕业的部分北京大学物理系 56 级学生和后来的 57 级学
生。1958 年，这部分学生被分到“应用地球物理专业”。1960 年，又全部转到天体
物理专业。这两届北大才子中后来出了三位中国科学院院士和一批优秀的天体物理
学家。

自 1960 年以来，我就在北京大学天体物理专业承担着繁重的教学任务，是主
要的骨干教师。除教学外，我还非常希望旁听一些名教授的物理课。当年为防止过
多的人去旁听名教授讲课，北京大学明文规定所有非本班学生听课必须要申请并经
领导批准获得听课证。本专业分管行政工作的孙凯给我提供了很大帮助，帮我办理
了这些课正式的听课证。使我能够得天独厚、正规地学习了当时国内最前沿的多门
理论物理学课程。对于近代数学我基本上是自学的。不过,1972 年我在北京数学所
参加的“现代微分几何学”讲习班收获非常大,它使我从数学上更加深刻理解了广义
相对论。近代物理学的基本概念是源自各种物理实验基础上，自学是相当困难的。
鉴于此, 现在我还特别感谢孙凯的帮助。

1960 年开始我在北京大学一边教书，一边去正式选修各种理论物理专门化课
程(当年北京大学改为 6 年制，专门化课程就是现代的研究生课程)。由于我自己学
习了数学专业的不少近代数学基本知识，再加以施士元教授以前在讲授过程中给我
们建立了较正确的微观物理学和相对论的概念, 这使得我后来在北京大学学习一
系列深入的理论物理课程(“广义相对论”、“量子力学 II”、“量子场论与粒子物理”、
“原子核理论”、“固体理论”、“原子光谱理论”、“分子光谱理论”、“群论”以及“等离
子物理”、“磁流体力学”、“高速气体动力学”等)就没有特别的困难。自 1960 年开
始，除了文化大革命初期三年我遭到残酷迫害期间和 1969-1970 年在江西鄱阳湖鲤
魚州北京大学农场劳动一年之外, 我几乎每天都刻苦学习近代数学、理论物理的前
沿课程。这些理论物理学的基本知识使得我几乎能全面理解天体物理学中最重要的
核心内容，如恒星(包括中子星)结构与演化、核天体物理学等。

文化大革命中后期(1970－1976 年)，我被动地卷入了一场批判与捍卫爱因斯坦
相对论的斗争旋涡中。我最早接触广义相对论是 1960 年冬天，我阅读了一本从俄
文翻译成中文的“黎曼几何学和广义相对论”书籍(上、下冊)。这本书是我初步自学
的。而 1961 年上学期我正式去聆听北京大学物理系名教授胡宁讲授的“广义相对

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论”，使我进一步从物理观念上学习广义相对论。1974 年我参加北京数学所举办的
“现代微分几何讲习班”(每周一个下午，持续近一年)才使我真正从现代微分几何学
理解广义相对论。虽然我 1961 年正式学习广义相对论，而且还学习了相关的宇宙
学知识，但是后来我的主要精力花在去学习微观物理学(量子场论、粒子物理学、
原子核理论)和固体理论(凝聚态物理学、原子光谱理论、分子光谱理论等)，而且
1965 年我们北京大学师生被派往北京郊区农村参加“四清运动”，1966 年又爆发文
化大革命。所以多年之后，我对广义相对论和宇宙学知识早己经荒疏了。

1970 年春夏之交，“中央文革”在北京掀起了一股在科学中批判爱因斯坦和相
对论的浪潮, 并且命令全国最高学府的北京大学专门组织教师班子来批判相对论
和爱因斯坦。由于广义相对论本来是理论物理学家研究的科学内容，但是它应用于
天体物理和宇宙学，于是北京大学领导就把这个“重大政治任务”转交给理论物理专
业和天体物理专业的教师。当时北京大学天体物理专业的教师中只有我学习过广义
相对论，所以在江西鄱阳湖的北京大学鲤鱼洲农场就抽调理论物理专业教师宋行长
(粒子物理学)、夏梦飞(等离子体物理)和我(天体物理)三人组成了一个专门的“批判
相对论小组”。实际上，我们三人共同学习过并且完全赞同广义相对论(1961 年我选
修胡宁教授讲授的“广义相对论”课程时, 同物理系理论物理专业 1956 级学生一起
上课, 正好他们两人在这个班上, 宋行长是班长)。当时, 我们趁着执行学校领导布
置下来这个“政治任务”机会，重新复习广义相对论，并进一步学习现代宇宙学。通
过这个特殊的“政治任务”,使我有机会真正深入理解广义相对论，这对我后来从事
科学研究起了关键的作用。

1974 年，北大天体物理专业为了专门给各个天文台在文化大革命中期(1969-
1970 年间) 招收的那些因停课而影响课程学习的大学 “毕业生” 重新补课, 开设
了一届 “回炉班”。我被安排给“回炉班”讲授了一学期的 “高等数学”课，每周 20 学
时，另一位老师帮助我辅导学生做习题。此外， “高等数学”的教学讲义和后来一
学期另外的老师讲授的“普通物理” 课讲义也安排给我负责编写，任务极为繁重。
如此大的工作量在当时是罕见的。

自 1972 年美国总统尼克松访华以后，中美关系松动。一些著名的华裔美国科
学家陆续访华，极大地推动了中国科学研究的发展。但是，对于从来未进行过学术

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研究、而且年龄己经接近 40 岁的我来说，要跨进科学研究殿堂的大门是相当困难
的。对于英文非常差的我(以前学的是俄文)，最多只能看懂英文论文中的数学公式
与推导。由于文字障碍, 英文文献的引言、结论和讨论都难以看懂。对于我来说, 更
为严重的困难在于学术研究的选题。关键在于如何选择国际上前人从未探讨过的、
有创新而且有意义的研究课题,对此我却是茫然失措。

1973 年美国著名的流体力学专家和天文学家林家翘教授访华，不仅详细介绍
了他和他的学生徐遐生创建的 “旋涡星系旋臂的密度波理论”, 而且还帮助和培养
了一批中国学者进行关于星系旋臂密度波理论维持机制的研究。在 1973 年春夏之
交当林家翘教授第一次访华时，周培源先生(他早年是林家翘的导师，1973 年名义
上仍是北京大学副校长)把接待林家翘的任务交给了北大天体物理专业。而当时北
大天体物理专业全体教师中只有我的专业方向是恒星与星系。为了在同林家翘打交
道时不致于在学术业务上完全陌生，我被要求去查阅林家翘关于星系旋臂密度波理
论的论文。当林家翘搭乘的飞机到达北京机场时由我去迎接，第三天又由我去他住
的高级宾馆接他前来北京大学做学术报告。

在林家翘第一次回国访问前夕，我托中国科学院力学研究所的胡文瑞(他当时
也正在阅读林家翘的有关论文)帮忙，介绍了林家翘和徐遐生两人关于“旋涡星系旋
臂的密度波理论”的三篇奠基性论文。虽然由于英文语言障碍使得我阅读起来很吃
力，但是对其中每一篇论文的数学内容我都是从头至尾进行了详细推导，连细节上
也读懂了数学上的来龙去脉。可是，令人头痛的是，对于这些用英文撰写的论文的
绪言、结论与讨论部分，我都是似懂非懂(实质上并未真正读懂)。在林家翘学术报
告会上，我用中文壮着胆子提了两个并非关键的一般问题。我真正弄懂林家翘的旋
涡星系密度波理论,并在其基础上进行自已的学术探讨是四年之后进行的。

林家翘第一次回国访问期间给我留下了终生难忘的、内心感到极为受伤的深刻
印象。当我从北京飞机场迎接到林家翘后，在小汽车行进途中, 林家翘首先询问我
的专业方向。我告诉他, 我主要学习恒星内部物理与恒星演化。他直接问我发表了
多少学术论文。我相当尴尬地回答说没有。他听了以后，对我非常冷淡, 再也不同
我交谈了。我在心灵上受到了伤害，当时林家翘对我冷淡的原因是无可非议的。因
为它使我认识到:没有进行学术研究、没有发表学术论文的人是没有地位、没有发

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言权的。这件事在我心灵上刻上了一个深深的烙印，不断鞭策我今后一定要刻苦钻
研。我有充分的自信心：凭借着我在文革之前五年在北京大学刻苦学习理论物理和
近代数学的功底，将来我肯定能够进行现代的天体物理学术研究。

四年以后的 1977 年春天，为了能够力争参加于 8-9 月在安徽黄山举行的“全国
天体物理讨论会”，我绞尽脑汁地寻找具有重要意义的科研课题。当时对我来说，
唯一可能进行研究的方向是从林家翘和徐遐生的三篇基础论文寻求突破口。前面已
述，我仅仅看懂了这些论文的数学内容和来龙去脉的详细握导，物理论述与讨论部
分对我来说则是腾云架雾、稀里糊涂。经过反复的仔细琢磨，我至少搞懂了这些论
文的核心内容：旋涡星系的旋臂是物质密度的一种螺旋型波动的思想。这是林家翘
用一套理论把瑞典天文学家 Lindblad 在 1960 年提出的观念具体地描述出来。其关
键在于他的学生徐瑕生在数学上寻找到了无限薄盘状星系的二维(平面)引力 Poison
方程的短波近似的渐近解。实际的旋涡星系盘虽然很薄，但是它们不是无限薄盘，
而是有一定厚度的星盘。徐瑕生把旋涡星系盘当作薄盘（即二维平面）来处理，只
是一种数学上的近似。

我当时反复琢磨: 徐瑕生在数学上寻找到无限薄盘状星系的二维(平面)引力
Poison 方程的短波近似的渐近解，我能否直接寻求具有一定厚度的三维旋涡星系盘
的引力 Poison 方程的解。凡是在大学里学习过高等数学与理论物理的人都了解，
二维与三维问题的求解方法几乎完全不同、难以借鉴。从 1977 年春天到夏天，我
绞尽脑汁地苦思苦想了近四个月。真正是吃饭乏味，每天凌晨四、五点钟醒来躺在
床上反复琢磨。受到美国学数学出身的天文学家 A. Toomre 一篇研究论文的启发，
利用引进我比较熟悉的 Dirac 的 δ-函数, 通过 Green 函数方法与 Fourier-Bessel 变
换，我终于寻找到了研究具有有限厚盘三维旋涡星系的独特方法。在此基础上，后
来在 1988 年我们提出一种测定非侧向旋涡星系厚度的方法，己经确定了五百多个
旋涡星系的厚度。1977 年夏末,在黄山召开了文化大革命结束后第一次大规模的“全
国天体物理学术讨论会”。我在会议上报告了我提出的“引进 -函数和利用格林函
数方法将二维平面引力泊松方程的引力势解来尋求三维空间引力泊松方程的引力
势解的方法”三篇论文, 后来这些论文也很快在全国性学术刊物上发表。

1978 年后，在改革开放带来的科学春天里，获得了真正学术自由的我把学习

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的近代数学和现代各种理论物理学知识自由尽情地应用于天体物理学的学术探索。
在 1978 年调到南京大学教书后，我继续进行有限厚三维盘状星系结构的研究，还
利用凝聚态物理并结合粒子物理和核物理来进行中子星和脉冲星的一系列研究，利
用核物理学进行星际放射性元素 26Al 的天体核合成问题和超新星爆发机制等研究。
自 1983 年以后，我利用粒子物理学有关磁单极的新观念, 并结合原子核物理学、
广义相对论、等离子体与磁流体物理学知识，提出了“含磁单极超巨质量天体”模型。
在 2017 年及以后我还研究了“核心坍缩型超新星爆发机制”、“地球核心处于高温熔
融状态的物理原因”、“宇宙热大爆炸的物理机制”等问题。我虽然知道，我的学术
拼搏中这些所谓的“主要学术成就”可能只能自我欣赏，但已经耄耋之年的我, 不管
别人是否理解，只要自我欣赏、高兴愉快、身心健康我就能够长命百岁了。我这一
生最高兴的事情就是我认为我实现了青年时代的理想:我要把学习过的各种理论物
理知识全部应用在天体物理学各个领域的探索中，即随心所欲大胆地闯荡。

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我的爸爸杨海寿和北大天文

（杨强）

从清华到北大，从物理到天文

我们家住在北大燕东园，位于北大小东门的东面，位置在北大和清华之间。这
里住着很多北大教授们，前后左右的邻居们往来频繁。在我的记忆里，这里一到中
秋节，我们家前面就会排起一个队，周边的邻居们和小朋友都过来看我爸爸的望远
镜。这个古董望远镜是爸爸的珍藏，是一个长达 1.5 米的单筒望远镜，镜头的直径
有十多厘米，裹着锃亮的铜皮，架在地上有一米多高，从铜皮上的印刷字看，是 1920
年左右英国生产的。 从望远镜里可以看到月亮上的环形山和土星的光环。邻居们
把头弯下来，一边看，一边惊叹。爸爸也不厌其烦的解释：“这个环形山是流星撞
击的结果，因为月球没有大气，所以撞的很厉害。”每到这个时候，我都很自豪，
我俨然就是一位天文学专家了。

我们家和天文学有很深的渊源，小时候家里的客人几乎都是搞天文学的，小
时候玩耍的地方大多是在北京大学的东门外，白色的物理大楼，在天文馆或实验室
里。爸爸从小就给我和我姐姐讲很多天文故事，包括星座的希腊传说和天文学家的
小故事，印象很深的是大熊座, 里面有北斗七星。大熊以前是个美女，被天后因嫉
妒用魔咒变成熊。她帅气的儿子在狩猎时刚好看到这只熊，在将熊射杀而发生悲剧
的那一刻，被宙斯变成小熊，和他妈妈永久在一起了。这个故事在我心里留下了很
深的印象，也因此会常去夜空中认不同的星座。有些故事让我有点害怕，比如射手
座的人头马，摩羯座的半羊半鱼，尤其是到了晚上。那个时候在海淀，在晚上还可
以看到银河和星座。但我又特别想知道更多的细节，所以就这样，我从小就被爸爸
培养了对天文学的好奇心。除了天上神话故事，他还特别喜欢讲天文学家的故事，
比如伽利略和比萨斜塔，还讲他如何发明望远镜。小学的时候，有一次我在路上捡
到一块玻璃，就照着爸爸讲的方法试图磨成棱镜，却发现真的很难。

维基百科上是这样介绍我爸爸的： 杨海寿，（1927 年 6 月 15 日 – 2013 年 10
月 6 日）云南石屏人，中国天文学家，北京大学教授，1954 年至 1987 年在北京大
学任教 33 年，1960 年北大地球物理系天文专业正式成立，成为第一任教研室副主
任（主任暂缺）。曾任北京天文学会第三、五届理事（1956～1959，1978 ～1981）

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主要从事天体物理的相关研究。退休后前往美国定居。曾就读云南大学附属中学，
毕业于北京清华大学物理系，导师戴文赛。著作：《球面天文学教程》，《月球和
行星上物理条件的研究》。

我出生的地点是北大的 6 公寓 202 号，这座楼处于北大和清华中间的成府路，
离爸爸和妈妈各自的工作地都很近，周边也都是北大和清华的老师和家属。后来我
8 岁的时候，爸爸去了江西鲤鱼洲好几年，我们家考虑一楼不安全，就搬到燕东园
22 号，住在小楼的 2 楼。

北大燕东园 22 号，满载了我小时候的回忆。
我爸爸就在这条小路上架起望远镜，给邻居们讲解天文学

从我记事起，就不断有各种人到家里来拜访爸爸，问天文学的问题或者一起做
科研讨论。过去没有电话和微信，来的人总是在楼下大声喊：杨海寿在吗？也有喊
错的，“杨海涛，杨海涛，有人找”。 我有次好奇，问他为什么不叫杨海涛，杨
海波，杨海山，这些个名字不是更有诗意吗？ 他告诉我，他出生的时候，家里有
过两个哥哥都生病没有钱治，他们家是工人，所以他出生的时候，奶奶就给他取了
这个名字，保佑他长寿。后来，在谷歌百度上搜索的时候，发现这个名字的一个好
处是叫的人非常少，很好找到他的资料。

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爸爸常讲到中国的天文学家，其中最多的就是他的导师，戴文赛教授。 戴先
生一直是爸爸最崇敬的老师，在 1940 年代从英国毕业，回到中国开始系统性地建
立了中国的天文学科研和教学及科普体系。他前期在燕京大学和北京大学教书，后
期一直在南京大学任教。当时爸爸在清华大学的物理系上本科，戴先生是北大的教
授。他致力于中国天文学工作，所以并被没有受制于北大和清华的界限。就这样，
爸爸在戴先生的支持下，和清华的物理系同学组织了一个天文兴趣小组，叫“大众
天文社”，面向全北京市，爸爸做社长，戴先生为顾问。他们经常在清华校内组织
活动，进行天文观测，讲解科普和科学报告。 毕业后，经戴先生介绍，爸爸来到
北大教书，在数学力学系做了一段周培源先生的助教。 北大的天文学专业在其后
正式成立。

前面提到，爸爸和同学们成立了北京市第一个天文爱好者协会。在 1952 年的
《科学大众:科学教育》杂志上，可以找到他写的一篇中国天文学会大众天文社北
京分社成立的新闻稿：“经过一个半月的筹备工作，大众天文社北京分社（简称北
京大众天文社）已於 1952 年 4 月 20 日在北京正式成立了。四月二十日的下午，汇
文中学的大教室中挤满了大众天文社的新旧社员，包括清华及北大天文学习会的代
表，汇文、育新、师大附中、崇实、新中、女四中、男二中等中学天文小组的组员，
和南京天文台及北京一些机关的工作同志，共约 60 余人”，可见当时天文学的学
习气氛浓厚。

作为社长，爸爸发表了一系列的科普文章。在 1952 年的《科学大众：中学版》
杂志上，发表了《有趣的潮水》的文章：“太阳和月球对于地球的最大影响之一就

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是潮水，潮水每天升降两次，对于住在海滨或航海的人来说，除了昼夜和四季以外，
与日常生活关系最密切的自然现象就是潮水了...”。 他又在 1952 年的《科学大众:
中学版》期刊上，发表了《一九五二年八月六日的月偏食》一文：“一九五二年的
日月食概况每年中日月食最多可達七次：四次或五次日食，三次或兩次月食。最少
也有兩次，都是日食。比較普遍的情形是每年四次...”。在 1953 年，在《科学大
众》杂志上，他和他的苏联导师费森柯夫发表了《地球的气体尾巴》一文：“地球
的大气我们所居住的这个星球的周围，有一层空气包围着，其中主要地有两种气体：
氮和氧。从地球的表面往上去，空气的密度很快就减小了。在高山上,氧气已经不够
呼吸了...”。

北大天文专业一开始很多教科书都没有，需要从俄语翻译。那个时候中苏友好，
北大天文专业有一位苏联天文学家在协助学科建设。爸爸就利用这个机会学俄语。
他们那是真正的俄语突击。据说每天进食堂，先要在门口给一位老师背诵那一天学
习的俄语新词，背下来才能进去吃饭。 就这样，他们以每天几百个单词的速度速
成，最后没有多少时间，就开始翻译俄语的天文学书。爸爸翻译的一本书叫做“球
面天文学教程”。现在在旧书市场还买得到。

爸爸早年的合作者易照华教授在回忆录里提到：“（1952 年）十月底学校突然
决定：教师和研究生都要参加为期一月的俄语突击学习，要求学后能顺利阅读俄语
专业书刊。俄语突击期间，每天至少要学习 12 小时，星期天也学。”—指的就是
这段经历。

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1962 年北大天文专业的图片。后排右五是杨海寿。
来自吴鑫基，乔国俊的《北京大学天文学科风雨兼程》一文。

北大天文专业成立的时候，需要吸收不少新的教师和学生。教师就从物理，数
学和地球物理系抽调，爸爸就从数学系来到了地球物理系的天文专业。南京大学的
易照华教授回忆道：“1952 年是我国全面向苏联学习的开始，教育战线也不例外。
按照苏联教学计划，综合大学和师范学院的数学、气象和地理系一年级，都有半年
四个周学时的天文学课程；图书馆系的“科学概论”课中也有天文学内容（约 20 学
时），这些课全部要由戴先生一人承担，可是在北大从未开过天文课，既无教材，
也无教学设备，而且 1952 年是院系调整后首次扩大招生，数学、气象、地理系各
招有 140 多人，都要用大教室才能上课，故有时连教室安排也有困难”，这也反映
了当时的一些困难情况。

也是在那个时间，爸爸遇到了在北大图书馆系读本科的妈妈。他们结婚以后，
妈妈去了清华大学图书馆系，一直工作到退休。

爸爸和妈妈早年在北大的照片

爸爸那时教的学生很多是从物理、数学和力学系转过来的，很多后来成为北大
天文专业的支柱，比如乔国俊教授。我记得乔教授那时候很年轻英俊，带着一副黑
边眼镜。后来发生了四清运动，爸爸妈妈都下乡去了，我就随着乔教授睡宿舍。 有

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一次，为了抗拒去幼儿园和乔教授进行了“搏斗”，把他的那副黑边眼镜的腿给拉
掉了。 再后来，也看他们在经常一起做科研，写文章。

虽然研究和教学工作很忙，但爸爸做科普的兴趣一直很旺盛。我记得从小学起，
我就经常和他去动物园边上的北京天文馆，他讨论问题时，我就去看天文电影。那
个电影是在一个大圆顶上展现的天体的变化，太阳系的变迁，非常的神奇。我上中
学的时候，北大举办了一系列的科普大讲堂，每个专业都有老师来讲，地点就在北
大西门里面的办公楼大堂。记得天文学讲座是爸爸主讲的。当时办公楼里面挤满了
人，讲座结束后是大家提问的时间，人们纷纷用小纸条提问。我记得最后一个问题
是：老师你太辛苦了，快喝点水吧。 当时我觉得很自豪。

在 1950 到 1960 年代，报社经常来找爸爸写有关天文的文章。后来有个杂志还
专门开了一个天文学的专题，让爸爸写关于天文学和物理学的小故事。我记得很早
我就看过其中一些插图，都很好玩，有一些漫画也是他和一些画家一起完成的。可
惜到后来这些这些积累的文章和杂志全没了。

潜心科研，探索宇宙

爸爸的一个做科学研究的习惯是动手做实验，这也体现在工作的方方面面。比
如，他曾经和我说：学物理要做习题，否则只能称作哲学家，不能称作物理学家。

天文学需要很多观测，收集数据，这就需要他经常去天文台出差。那个时候去
一趟云南天文台要坐三天三夜的火车。所以他经常是一去就几个月才回来。每一次
我都争取去北京火车站接他，帮他提东西。 经常是回来时人已经变得又黑又瘦，
但是更有精神了。他也经常去南京的紫金山天文台观测，每次去南京也去拜访他的
老师戴文赛先生。可能是出于一个小孩子的好奇，我非常羡慕他能出差，但具体他
做啥工作我却知道不多。当时觉得能出差去天文台生活工作是人生一个乐趣，这跟
后来我选择北大天体物理专业有很大关系。有次我和我姑姑说，我长大要做天文学
家，我爸爸听了以后就哈哈大笑。

在北京有两个地方爸爸经常去做观测的。 一个是北大未名湖上的湖心岛。北
大天文专业为进行太阳观测设立了一个射电望远镜，观测仪器就放在湖心岛上的亭

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子里。 那个亭子有个地下室，夏天非常凉快。我记得有次我爸爸去做观测，我就
跟着去未名湖上过夜，晚上就睡在湖心岛的地下室里，觉得有点害怕，又有点兴奋。

爸爸经常出差去的一个地方就是河北兴隆的北京天文台。那里的大山很深，要
坐很久的汽车才能到达，我小的时候没有太多的机会去那里，印象比较深的倒是在
北大天文 78 级的时候，和全班同学一起去了兴隆天文台一次，那是后话。

他有不少学生来自各行各业。有个学生是空军的，学完天文学就被分配到北京
机场当领导。后来每次我们去机场他都来迎接。还有一个学生是中印反击战的英雄，
学到一半的时间开始生病了， 病根是几天几夜在雪地里趴着落下的。我们都很惋
惜。

上世纪 70 年代，周总理号召知识分子开始做基础研究，终于在停顿了大概 10
年左右，在 1970 年代又重新开始鼓励做科研了。 我们家的书桌上也开始出现英文
期刊和论文了。 爸爸开始长时间的坐在书桌前，一边读，一边算，当时的计算是
靠计算尺进行的。 计算尺在我们小孩子开来是很神奇的，但我们谁都不能碰。

有时候爸爸休息的时候，会和我坐下来说，你知道脉冲星是什么吗？ 原来，
脉冲星是高速旋转的中子星，会周期性的发出电磁信号。一开始人们以为是外星生
命发来的信号，后来发现是当恒星在演化末期，缺乏继续燃烧所需要的核反应原料，
由于其自身的引力作用逐渐坍缩，电子被压入原子核，形成中子星。它的电磁辐射，
就像旋转的灯塔一样，周期性的向我们发来信号。

听了这些解释以后，一方面对天体物理更感兴趣了，另一方面，有时候会想到
太阳在多少年以后，会从红巨星变成白矮星，然后最后整个太阳系都要消失。一想
到这里，我就非常的悲哀，我经常在午睡的时候，看阳光下的尘埃，觉得每个漂浮
的尘埃也可能就是一个太阳系，进而想到人生的意义在哪里呢？可能像有些名人说
的，人生的意义在于过程吧？ 但我从来没有和爸爸说过这些想法。 现在爸爸人已
经作古，他只有活在我的思想里，会提示我人生的短暂，要珍惜时光。所以现在想
一想，可能人生的意义在于影响下一代吧？

科学研究开始了，我们家也开始热闹了起来。有好多学生过来讨论研究题目，
也有很多青年研究员来家里访问。记得当时来访的有方励之教授，乔国俊教授，尹

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其丰教授，吴鑫基教授等。 还有他的老朋友，张厚枚老师。张老师是爸爸在清华
物理系的同学，一起推动过中国的天文学，可惜因为家庭的缘故，不能把清华的学
业完成找到好的工作。他祖上是清朝时慈禧的左右手“香帅”张之洞，今天看来应
该算是中国近代开放的先驱，但在当时是反动落后的标志。张厚枚老师在当时被看
来是“出身不好”，也因为他们家的事，一直没有人敢雇用张老师。他没有正式的
工作，只能靠在美国的姐姐们帮忙周转生活费度日，但即使这样张老师也没有间断
对天文学的研究。 在别人都躲之不及的日子里，爸爸经常把张老师请到家里来吃
饭，提供天文资料，讨论科研，在他生命低谷时候，给予很多温暖和关怀。

张厚枚老师非常有才华，在我家的时候，经常出一些有趣的小物理题来考我，
给我讲他如何做研究。有一次他问我如果把冰箱门打开，是不是可以给家里冷却？
那么和热力学定律有没有矛盾？我一直记得这个问题。张老师后来去了美国，在他
60 岁的时候拿了 Georgia Tech 佐治亚理工大学的一个计算机博士，在快 80 岁的时
候还打电话给我，说他做了一个数据挖掘的初创公司，帮助银行处理数据。他是我
一生的榜样。

爸爸 2013 年去世以后，我试图找他过去的论文来读。幸亏有了互联网，在上
面可以找到他从一开始进入学术界就做的工作。 他有一篇文章在 1956 年发表在
“自然辩证法通讯” 杂志上，题目是 《天文学新成就的哲学意义》。 那一年爸
爸 29 岁，应该还是北大的一名青年老师。文章里面探讨，在宇宙中除了地球以外，
还有没有别的生命的可能性的问题。 他的观点是，只要条件满足，有适合的条件
如日照，空气，温度，就不能排除有第二个地球的可能性。甚至在太阳系里也有可
能在未来的某一天，在水星上有满足生命发展的可能。并且，太阳系以外有很多的
恒星有可能有像地球这样的行星在周边，有高等智能动物的出现。 这个问题 Fermi
(费米) 也问过，是为费米悖论，就是：既然有可能有那么多外星生命的可能地，而
且这些生命中的很多应该已经是非常智慧了，那为什么我们到现在还没有接触到外
星人？

早在 1954 年，他和易照华翻译了一本“布拉日科”教授写的《球面天文学教
程》的教科书。之后，他又在 1959 年“地质论评”杂志上，和苏联教授巴拉巴谢
夫一起写推荐文章介绍《月球和行星上物理条件的研究》一书，讨论关于月球表面

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的地质条件和月面发展史。在 1961 年，他在《北京大学学报:自然科学》上发表了
《天琴座 RR 星的质量》的文章。造父变星是一种类型的恒星，当他们到快消亡的
时候，亮度会有周期性的变化，周期从一天到 50 天不等。通过这个变化的周期和
质量，可以确定变星所在的星系离我们地球有多少光年的距离。造父变星也成为了
一个天上的距离灯塔，一旦发现了一个变星，就可以确定离它的距离, 所以也被天
文学家叫做量天尺。 所以，研究造父变星的质量很重要。爸爸的这篇文章，介绍
了根据苏联的天文学家日瓦金教授的的造父变星理论来间接确定“造父变星”质量
的一个新方法，并且利用这方法求解了天琴座 RR 变星的质量，把这个变星的质量
和其物理测量联系起来。

他在北大后期主要的科研工作集中在太阳物理和脉冲星的研究上。在 1980 年
的《天文学报》上，他和好朋友张厚玫，李维宝一起发表了《太阳双极黑子的无力
磁场理论和耀斑能量》的文章。太阳黑子是太阳上的一个物理现象，在照片上会看
到有部分的地区比其他地方暗。而这些地方也往往会产生大量的辐射，就像爆炸一
样，吹出一系列的辐射粒子形成的“风”。这些粒子到达大气层的时候，会和地球
磁场发生作用，形成北极光，看上去非常壮观，五颜六色的非常好看。 同时，这
些所谓“太阳风”也会对地球上的通信系统造成破坏，形成暂时的失效。所以，如
果能够像天气预报一样预测太阳耀斑的爆发，将会意义重大。天文学家们提出各种
模型来解释太阳黑子和太阳风。他们的这篇文章提出一种新的方法，可以根据已有
的电磁场的理论, 求出太阳黑子周边磁场的表达式, 并且给出这个磁场南北两极的
具体公式，同时可以用这个公式为太阳耀斑爆发提供预测。

虽然年代已经久远了，但我还是可以记得当时有不少天文专业的老师来家里讨
论论文的场景。这些老师里有胡景耀老师，吴鑫基老师，还有南京紫金山天文台的
叶式辉老师等。每一次他们讨论以后，爸爸都把他房间门关上，在屋里计算和写作。
我后来在美国马里兰大学念天体物理学的硕士，终于能看懂他们写的文章了。在
1979 年的《天文学报》上，他和吴鑫基、乔国俊一起，发表了 《关于中子星辐射
部位的一些探讨》的文章。

关于中子星爸爸给我讲过，这是一颗像太阳一样的恒星，在它老了以后，能量
消耗得差不多了，万有引力就会把带负电的电子压到原子核里和带正电的质子中和，

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形成不带电的中子。因为压力很大，所以中子星的密度极高，一小粒土就像整个地
球一样重。同时，中子星会像转动的灯塔一样，一边快速转动，一边有辐射光从两
级射出。这种中子星就叫脉冲星。那么，脉冲星的辐射是为什么会发生呢？ 这篇
文章就给出了一个物理模型，解释这个辐射的产生原理，指出在光速圆柱附近, 通
过磁场可以产生高能粒子束, 从而可形成脉冲辐射。

1979 年以后，按照郭沫若的话，中国迎来了“科学的春天”。媒体对科学的兴
趣一下浓了起来。在 1980 年的时候，云南瑞丽发生日全食。文汇报报道：1980 年
2 月 16 日傍晚 6 点左右，云、贵地区发生日全食，最长食延接近 2 分钟，太阳地
平高度等观测条件也比 1968 年好得多。其实改革开放伊始，科学界春意盎然，中
国科学院组织各路队伍，进行太阳的光学和射电观测，地球电离层、地磁和引力场
测量，以及研究日全食期间的天气变化。光学观测地点选择在瑞丽县境内的营盘山，
射电观测点在云南天文台凤凰山观测站，上海科教电影制片厂在现场拍摄了日食观
测活动全过程的纪录片。中国科协还组织了京沪等地的中学生到云南观测，而当地
村村寨寨的人们都带着墨镜观测日食，场面委实感人。

记得这一次日全食，爸爸很早就带队奔赴瑞丽，并担任这个纪录片的科学顾问。
还很清楚的记得爸爸带来的黑白照片，里面有很多村民都拿着墨镜看日全食的景象。
之后在北大的办公楼，我们同学一起观看这次日全食的纪录片，看到最后鸣谢的文
字里有爸爸的名字，同学们还都过来询问。

这是我在旧书市场找到的一张照片。前排左 5 是杨海寿。

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时间是 1983 年 5 月 23-26 日，天文科普会议。

地点：北京东直门外，国防科委招待所

到了 80 年代初的时候中国和美国的学术交流多了起来，有不少美国教授来中
国访问，北大也是他们必经之地。记得那些专家大多住在友谊宾馆，我有时也随他
去探访。在网上看到一篇他在 1983 年和张厚枚同一位美国教授共同协作的文章：
Theory of quadrupolar sunspots and the active region of August, 1972（Hai-Shou Yang,
Hou-Mei Chang & J. W. Harvey），发表在国际权威期刊 Solar Physics 上（volume
84, pages139–151，1983) 。这篇文章给出了有关太阳黑子的形成机制。爸爸和两位
老师的文章给出了一个太阳黑子的物理模型。形象来说，他们提出太阳的部分磁场
像电池一样，可以储存能量。 当太阳耀斑爆发时，磁场所储存的能量就释放出来，
而释放多少可以根据一下用望远镜观察到的结果进行定量的计算。他们的模型做了
这个运算，并且取得了和 1972 年的一次太阳黑子观测相一致的结果。

爸爸在 1981 年去了美国几个天文学的中心访问，包括 Kitt Peak 国立天文台，
亚利桑那大学和加州伯克利大学。 Kitt Peak 天文台有个四米直径的望远镜，当时
是全球第二大的光学望远镜。 除了和美国同事进行了许多在太阳物理和脉冲星方
向的合作研究，他也带来了一个新的技术的概念：计算机。虽然当时的计算机技术
还靠打卡和纸带作为输入，速度很慢，但已经可以编程。这个新观念给了我很多思
路。在北大做毕业设计时，我也和同学选择了一个利用计算机和天文学的结合来分
析太阳观测的题目。这段经历也为我后来从事计算机和人工智能研究打下了基础。

热爱生活，充满好奇

爸爸很早就分享给我们教育和研究的乐趣。 他有一次对我说：做科研就像进
入一个大花园， 那里繁花盛开，你可以任意地采摘，挑一朵你最喜欢的花。这种
对科学的好奇心和快乐感也体现在他在生活上的点点滴滴。

爸爸喜欢做实验，比如夏天的晚上下暴雨打雷，全家停电。我们坐在黑漆漆的
屋子里听天上打雷，爸爸就出题问我们：“你们算一下这个雷离我们的距离？” 我

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和姐姐就得根据闪电和雷声的时间差，和声音传播的速度，算雷的距离。后来变成
我们的一个竞赛，看谁先算出来。有一次在清华校园里，他骑车带着我经过一个篮
球场。他指着篮球框问我为什么上面要挂一些网，在得到了满意的答案后就给予鼓
励。

在很艰苦闭塞的日子里，爸爸都一直悄悄地对我说，做科学研究一定要知道别
人在做什么，外国在做啥。 二楼窗户外面的一个晾衣服的铁丝，他就把它改装成
一个短波收音机的天线，这样他可以在家里听到一些国外有关天文学的报道。他第
一次听到了美国探月成功的报道，可惜他不太谨慎，就在他北大的课上和学生说了，
有些学生就告到系里，说他崇洋媚外。这件事也让他觉得很无奈。

爸爸和大部分学生的关系其实是很好的。我们家经常会有北大的学生来做客。
那个时候没有电话，学生们往往是不请自来，我们都会热情招待。记得有个冬天来
了十几个学生，爸爸就把火炉搬到屋子中间，大家一边烤火，一边聊天。 我那个
时候在迷水浒传，自己正在用竹子做一副弓箭。好几个学生也在帮忙把我的竹皮烤
弯，我和他们聊的特别好。 后来在美国留学的时候，有个留美学生来信问候，就
是那个班的。

爸爸和北大的渊源不止于北京大学。爸爸还去当过北大附小的小学老师。这个
事要从文革说起。文革中很多北大和清华的老师都被送去江西鲤鱼洲进行劳动生产。
爸爸因为是老教师就被选择去教鲤鱼洲的北大子弟小学。那些北大子弟都要住校，
所以他就带了一个班的小学生，给他们讲文化课，带他们去访问渔民，教他们过集
体生活。 他还带他们步行走到井冈山，发来的照片都是一个个晒的黑黑的形象。
他留给学生们很深的印象，他们还经常回忆起，爸爸教他们如何正确的刷牙。他们
后来长大以后还用云南口音跟我学：“牙要上下刷，不要左右刷。”

后来，他又被调去当食堂的司务长，帮助改善小学的学生们的伙食。这个时候
他做了几件事。首先，他养了很多鹅。他说江西的鹅叫狮头鹅，很厉害，会看家认
识主人。他养了一些鸡，但有黄鼠狼经常来偷鸡吃。他就用他的物理实验技术，做
了一个活捉黄鼠狼的笼子，竟然把周边的黄鼠狼收拾干净了。 他又去鄱阳湖里为
学生们打鱼。他的办法是建一个水坝，然后用抽水机抽干，再发动小学生们去捡鱼。
学生们既得到了劳动锻炼，又觉得有意思。记忆很深刻，在美国碰到一位他以前的

73

小学生，还记得爸爸那只大锅，从食堂前面走到后面，一边走，一边给学生们盛粥，
还带着口音说：“快来喝新鲜的臭（稠）粥”。

北大和清华都有锻炼身体的习惯。听爸爸说，得益于他在清华的一个体育老师，
叫马约翰，看百度百科介绍，他是中国近代体育史上的著名体育教育家。中国体育
界的一面旗帜，发表过《体育运动的迁移价值》、《我们对体育应有的认识》等论
著，1954 年起任中国田径协会主席，中华全国体育总会副主席、主席。这个老师给
爸爸做过体育老师，他在清华物理系的时候，马约翰就带着他们在清华操场跑步。
他也经常和同学在清华的校外体育场做双杠运动。

后来来到北大以后，他传承了这个习惯。几乎每一天，他会去北大东操场跑步
打篮球，或者去五四运动场打球。他非常喜欢滑冰，一到冬天，他就拿着冰鞋去未
名湖滑冰。我也常和他一起去，在东操场旁边的体育楼里借冰鞋。 有时候我用他
的大冰鞋滑冰，要穿上好几层厚袜子才行，还滑得摇摇晃晃，脚很痛。 有一次他
带我去参加地球物理系举办的运动会，他参加系里的手托乒乓球跑步比赛，还在年
龄组里拿了第一名。

我们也常去北大或清华的游泳池游泳。记得他常给我看他在云南的高中参加横
渡滇池的一张发黄的照片，可见他喜欢游泳是从中学开始的。 在我小时候，颐和
园还开放游泳服务，可以在知春亭边上下水，他也是在那里教会我游泳的。 那时
他常说：“看，这片水就像一张床，躺在上面多么舒服。”

爸爸也我们大家一样，曾经是一个热血青年。早年在大学的时候他就冒着生命
危险，参加了地下的进步社团，帮助新中国的建立。这使得他最后退休的时候，被
定为“离休”的级别。1949 年解放军在北京围城的时候，清华在城外。他和几个清
华的同学去五道口找解放军取得联系，提供帮助，碰到几个解放军首长，为首的就
是著名的陶铸将军。解放军爱惜学生，劝他们回学校等待，不要来前线。 后来开
国大典的那天，他和清华的学生一起在天安门广场，听毛主席宣布新中国成立。后
来他很得意的说，毛主席的这几句湖南话他听懂了。他也有幸多次在北大的各种场
合见到周总理。

有次他在清华的运动场上和同学聊天，说“我只管天上事，不管人间事”，被
同学传开还被迫写了自我批评。这个事后来他无意中给我提起，也就淡淡一笑，好

74

像在谈论别人的事情。 在北大，他也是从一开始就担任天文专业的副主任，负责
科研。他反而觉得能专心做科研挺好。我后来 2015 年在香港科技大学的计算机系
当了几年的系主任，也是受他的影响。

爸爸从小对我们的教育是各方面的。 他有一次给我讲对人和工作的态度， 他
说到他的一个中学老师， 曾经给他讲过一个古代的故事。 后来， 我还专门去查
了那个故事， 发现他的记忆非常准确。 这个故事讲的是王羲之的儿子王子猷. 有
一天， 大雪：“命酌酒，四望皎然”， 想到朋友戴在剡， 便乘小舟前往。快到
时，天已微白，到门前时，忽然决定不去了。“人问其故，王曰：吾本乘兴而行，
兴尽而还，何必见戴？” 《世说新语》里讲述的这个故事， 是中国南北朝时期的
人们所想往的旷达境界与对人生的顿悟，也是他一直追求的那种境界。也是因为他
从小的熏陶，我一直对古文和诗词有兴趣。

快退休的时候，大约 80 年代末，电视里在放《动物世界》，同时在放《西游
记》。 这两个都是他很喜欢的节目，可是电视台安排在同时播放。他就写了一封
信给电视台，说这两个节目都有助于青少年培养他们的好奇心和想象力，应该错开
时间播放。后来，电视台果然把时间错开了。虽然我们并不知道是不是因为他写信
的缘故，但他还一直是很得意，他写了这封信。

文革的时候，教授们大多都躲起来。那时他经常带着我和姐姐去北京西郊的运
河，把一张鱼网从运河的一边拉到另一边，然后就坐在岸边给我们讲西游记的故事。
有时也会哼一曲京剧。《朝霞映在阳澄湖上》 是他最喜欢的一首。 因为在当时，
里面所描述的捕鱼捉蟹也是他那时能够向往的理想境界了。

还有一天，天晚了，爸爸说：我们去颐和园散步吧。 在昆明湖的岸边，落日
的余光在湖水上荡漾, 他一句一句地教我唱《黄水谣》。 记得他说过冼星海曾经在
云南做过音乐老师。 跟着爸爸，我学会了唱黄河大合唱。

爸爸从来不抽烟不喝酒。可是科研紧张的时候，有时候爸爸彻夜不睡，到第二
天就会有些烟味。爸爸以前是不抽烟的，可见他科研遇到了难题。一到这个时候，
姐姐就会拷问他：你是不是抽烟了，并且把藏起来的烟找到，然后没收。

爸爸从 1950 年代就一直骑着一辆破自行车上下班，一直到 80 年代，他从北大

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离休都没有换过。经常是他出去的时候带着我坐在车架后座，在北大校园里，在去
颐和园的路上，在圆明园里。现在想起来，这辆车他一直骑到 80 年代，一直也没
换新的。所有的有关车子的问题，他都能修，而且这辆车也变成了他的一个物理实

验室，在上面加了一个发电器，可以在车子行进的时候发电，由此又做了不少物理

实验。久而久之，我也会修理自行车了。 这对我以后独立生活很有用。

附录：杨海寿发表的部分文章和书籍（参考维基百科）

著作

• 《球面天文学教程》
• 《月球和行星上物理条件的研究》

论文

• 《有趣的潮水》
• 《一九五二年八月六日的月偏食》
• 《天文学新成就的哲学意义》
• 《潮汐》
• 《天琴座 RR 星的质量》
• 《太阳的对流层》
• 《恒星质量的确定》
• 《同 1972 年 5—6 月的太阳质子事件有关的大黑子群分析》
• 《太阳黑子的威耳孙效应》
• 《脉冲星的一种分类方法及辐射部位的统计研究》
• 《关于中子星辐射部位的一些探讨》
• 《太阳和恒星的对流层》
• 《太阳单极黑子的无力磁场理论和耀斑能量》
• 《太阳双极黑子的无力磁场理论和耀斑能量》
• 《类星体的 X 射线辐射研究》
• 《类星体 X 射线辐射的性质》
• 《大尺度上类星体各向同性分布的一个证据》
• 《X 射线选择类星体的一些性质》
• 《射电宁静类星体 PHL938 的长期光学性质》

参考文献

1. 北京大学天文学系 - 往事悠悠 互联网档案馆的存档，存档日期
2013-10-14.

76

2. 北京天文学会 - 历届理事会名单. [2013-10-14]. （原始内容存档于
2016-03-04）.

3. 布拉日哥. 《球面天文学教程》. 易照华﹑杨海寿译. 北京: 高等教
育出版社. 1954.《球面天文学教程》

4. 布拉日哥. 《月球和行星上物理条件的研究》. 杨海寿译. 科学出
版社. 1957.《月球和行星上物理条件的研究》

5. 杨海寿. 有趣的潮水. 科学大众. 1952, 08.《有趣的潮水》
6. 杨海寿. 一九五二年八月六日的月偏食. 科学大众. 1952, 07.《一九
五二年八月六日的月偏食》
7. 杨海寿. 天文学新成就的哲学意义. 自然辩证法研究通讯. 1956, 00.
《天文学新成就的哲学意义》
8. 杨海寿. 潮汐. 天文爱好者. 1959, 03.
9. 杨海寿. 天琴座 RR 星的质量. 北京大学学报(自然科学). 1961, 02.
《天琴座 RR 星的质量》
10. 杨海寿. 太阳的对流层. 天文学报. 1963, 02.《太阳的对流层》
11. 杨海寿. 恒星质量的确定. 天文爱好者. 1963, 04.
12. 杨海寿. 同 1972 年 5—6 月的太阳质子事件有关的大黑子群分
析. 北京大学学报(自然科学). 1977, 02.《同 1972 年 5—6 月的太阳质子事
件有关的大黑子群分析》
13. 杨海寿. 太阳黑子的威耳孙效应. 北京大学学报(自然科学).
1978, 03.《太阳黑子的威耳孙效应》
14. 杨海寿. 脉冲星的一种分类方法及辐射部位的统计研究. 天文学
报. 1979, 03.《脉冲星的一种分类方法及辐射部位的统计研究》
15. 杨海寿. 关于中子星辐射部位的一些探讨. 天文学报. 1979, 03.
《关于中子星辐射部位的一些探讨》
16. 杨海寿. 太阳和恒星的对流层. 北京大学学报(自然科学). 1980, 04.
《太阳和恒星的对流层》
17. 杨海寿. 太阳单极黑子的无力磁场理论和耀斑能量. 天文学报.
1980, 02.《太阳单极黑子的无力磁场理论和耀斑能量》
18. 杨海寿. 太阳双极黑子的无力磁场理论和耀斑能量. 天文学报.
1980, 02.《太阳双极黑子的无力磁场理论和耀斑能量》
19. 杨海寿. 类星体的 X 射线辐射研究. 空间科学学报. 1983, 02.《类
星体的 X 射线辐射研究》
20. 杨海寿. 类星体 X 射线辐射的性质. 空间科学学报. 1983, 03.《类
星体 X 射线辐射的性质》
21. 杨海寿. 大尺度上类星体各向同性分布的一个证据. 中国科学技术
大学学报. 1984, S1.《大尺度上类星体各向同性分布的一个证据》
22. 杨海寿. X 射线选择类星体的一些性质. 空间科学学报. 1985, 02.
《X 射线选择类星体的一些性质》
23. 杨海寿. 射电宁静类星体 PHL938 的长期光学性. 天文学报.
1986, 01.《射电宁静类星体 PHL938 的长期光学性》

77

我的“天文”路

（胡岳风1）

新中国初期北京没有天文台和大学的天文专业，后来有二件事凸显了天文的重
要！一是美国利用了太阳耀班爆发短波通讯中断，古巴海岸与哈瓦那失去联系而进
攻古巴！又一是周恩来总理出访亚非拉在飞机上，有一个多小时与国内失去联系，
非常着急！后来才知道也是有太阳耀班爆发 ，中断了短波通讯！据传由此加速，
决心要在首都成立天文台，1957 年建立了北京天文台。但是人才稀缺！近水楼台，
就想在北京大学建一个专门化。如果从一年级开始培养时间太长了，当时就相中了
地球物理系的应用地球物理专门化，那时我们已经是四年级下了！无论从专业规模，
学生人数，还是数理基础，是非常合适的！于是我们从五年级就转为天体物理专门
化了。

1956 级校友照片

1 1956 级天文专业本科生

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我是 1956 年由上海市西中学包考到北京大学物理系，后来分到地球物理系应
用地球物理专门化，主要是搞物理探矿仪器。三年级下全班去云南个旧松树脚实习，
59 年底，60 年初学校把我调到中科院原子能所科研，设计研制用于原子能探矿仪
器——静电加速器。半年后，60 年暑假学校突然通知我回学校，说要改专门化了！
原来入地改成天上去了！我们许多同学都想不通！后来经过工作，国家需要嘛！全
体服从安排！自 60 年下学期开始有了地球物理系天体物理专门化，开始了我的“天
文”路！不过直到今天我还是觉得应用地球物理专门化的消失是我国的一大损失！
有得必有失啊！

天文专业成立初期师资力量不足，从全国各地调来老师，或从北京天文台聘请
兼职老师。我印象最深的是从南京大学调来彭秋和老师教普通天文学，第一节课他
刚从南京坐火车赶来，满头大汗！抱着厚厚的二本讲义给我们讲课，太令人感动了！
还有从云南调来的杨海寿老师，一口云南口音，因为我们到云南实习过，所以听着
怪亲切的！还有北京天文台的林元章老师给我们教授太阳物理学非常认真。

我入北大时是五年制，后来改成五年半，最后变成六年制了。当时正值三年困
难时期，饿着肚子，得了浮肿也要好好学习，粮食不够，大食堂给我们做柳树叶，
槐树叶馒头吃。有槐豆时，采了槐豆用搓板把槐豆搓出来，在暖壶里用开水泡熟了
吃，以充饥！有桑椹时，西校门二颗大桑树的桑椹是最甜的！这是最好的季节！

二年时间从普通天文学，球面天文学，到太阳物理学，磁流体力学，理论天体
物理都学了个遍！在全体师生努力下，作为北大第一届天体物理学生，总算 62 年
顺利毕业了！

分配到北京天文台的六名，王家龙和我分在太阳组，郭成光，郑怡嘉分在射电
组，郭玉莲，翟迪生分在恒星组！我从此踏上了“天文”路！

毕竟过了一个甲子！回忆可能有误，或有遗漏！敬请谅解，或与指正！

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天文是我一生的追求

（夏晓阳）

1963 年我从四川的一个小县城考入北师大天文系，实现了我的梦想。说来也
奇怪，要学天文只是因为在我 6 岁的一个夏夜，在母亲工作校园的一个小山坡上，
仰望着繁星密布的夜空母亲对我讲述了牛郎织女的故事。那之后我对神秘的星空就
充满了兴趣。高中毕业时，我自己把北师大天文系作为我的第一志愿。顺利地入学
后感觉像是踏进了天堂。那时的大学生真是天之骄子，无论是学习还是生活条件都
是做梦也没有想到的。虽然由于处于特殊时期在北师大期间只上了三年课，即只上
完了普通物理，理论力学和热力学，天文专业课上了普通天文和天体物理方法。但
是老师讲课的音容笑貌至今记忆犹新。尽管被分配去内蒙后先后在农村劳动，在中
学和包头师专做教师，我一直没有忘记我的专业是天文。其实在北师大天文系学习
的三年期间我们真说不上有好的专业基础。但是就是念念不忘自己的专业是天文。

1978 年初终于有了机会回北京再学习。初衷只是想学完电动力学和量子力学。
刚巧那个学期曾谨言老师给北大物理系理论物理专业的工农兵学院讲量子力学。期
间听说北大地球物理系天文专业在给全国天文台的年轻人办等离子体进修班。因为
大部分学员没有理论物理基础，所以一年的进修班期间把四大力学都讲一遍。这对
我是多好的机会啊。在大学班主任马文章老师的帮助下我得以去北大天文专业旁听。
那一年我在北大除了蹭物理系的课还全程旁听了等离子体进修班的全部课程。用如
饥如渴学习来形容那时的状态真是贴切。之后又有机会上了北师大物理系进修班，
到北大天体物理专业读研究生。研究生期间乔国俊老师希望我做脉冲星磁层，后来
完成了对强磁场下的逆康普顿散射的研究，并用来解释脉冲星的辐射。研究脉冲星
的辐射机制后来成了乔国俊老师的主要研究方向。从 1978 年初回到北京到 1982 年
拿到天体物理硕士学位的近 5 年期间其实并没有真正学会做天体物理的研究，但是
这期间充分享用了北大的资源，听了北大物理系和数力系的一批非常牛的老师的课，
包括郭敦仁的数理方法、胡宁的量子场论、吴林襄的理论力学、磁流体力学和吴望
一的流体力学等，还听了陈秉乾的热统、等离子体物理。应该说这一个阶段给我尔
后的研究打下了坚实的数理基础。

80

研究生毕业后到天津师范大学物理系任教。在一次学术会议期间认识了科大的
老师，他们建议我和他们合作做宇宙大尺度结构的研究。那时正巧是哈佛的第一个
星系红移巡天的 CfA 样本（只有 2401 个星系！）释放，而北京天文台又正好买了
VAX 计算机，于是我们做了不同光度的星系相关函数的计算和比较，发现光度越
大的星系成团性越强。这个工作在 1986 年北京举办的 IAU 124 大会上被选为口头
报告。之后在英国 Durham 大学和德国马普天体物理所访问期间基于更大的红移巡
天样本又合作完成了一些星系大尺度结构分布的工作。在这个阶段科大老师教会我
的是做研究就是大家一起讨论，不需要做一个方向的研究就得去读一大堆相关的书。
其实有了基本的数理和天文基础，和老师，和同行讨论（包括读相关文献）就可以
比较快地进入一个新的领域。这种方法与最近读到的著名美国物理学家 Steven
Weinberg 教导研究生的箴言一样：“没人通晓一切，你也不必如此”。这是因为他读
研究生时指导他的资深物理学家坚持认为必须先开始研究，在研究过程中获取相关
知识。这种研究方法也使得我尔后从星系大尺度结构的研究领域顺利地转向星系形
成和演化的观测研究。

1987-1988 年在中英奖学金的支持下，王綬倌先生推荐我去英国 Durham 大学
访问（是陈建生和邹振隆两位老师建议的）。很有意思的是我在 Durham 有三个“老
板”，分别是 Richard Ellis，Carlos Frenck 和 Tom Shanks。他们对我都有指导和帮
助，现在 Carlos 还总说我是他的第一个中国学生。原因是去 Durham 之前，邓祖淦
老师希望我学习数值模拟，邹振隆老师希望我学习做光纤。但是 Richard 对我说你
只在这里一年学会数值模拟有困难。所以实际上在 Durham 期间是按 Richard 的建
议参加了从 IRAS 卫星样本中选出的 60 微米流量极限为 0.6 央斯基的红移巡天工
作（QDOT 红移巡天样本）。我和 Inn Parry 合作完成了样本的处理并参与了基于
这个样本的大尺度结构的研究工作。在完成这个红移巡天样本的过程中，我参与了
观测（南天部分用的是当时英澳天文台的 AAO 望远镜），那是我第一次看见那么
大的望远镜--事实上 80 年代 4m 级望远镜是用得最好的口径最大的地面光学望远
镜。特别是在处理数据过程中我注意到了极亮红外星系（远红外光度大于 10^12 太
阳光度的星系）。回国后开始了对星系的观测研究。所以应该说这一年的访问给我
打开了一扇窗户，真正地接触天文观测和一手观测数据。而且真正知道天文研究该
怎么去做。事实上回国后，甚至一直到现在我都非常关注 Richard Ellis 团队的工作，

81

对我选择研究课题有重要的引导作用。

1988 年底回国马上参加了苏州的一个天文学术会议。在这期间，我和胡景耀
老师讨论，他建议我们用兴隆的 2.16m 做这些红外极亮星系的图像。虽然没有成
功，但是我们开始了对这类星系的形态，光谱性质的系统研究。而且也开始了对星
系的多波段研究，包括亚毫米波，红外（近红外，中红外到远红外），光学和 X-
ray。我们在对极亮红外星系的形态分类，光谱分类和多波段研究等方面的研究应
该是国际上这个领域的最早的一批工作，也是用 2.16m 望远镜完成的第一批星系
研究的工作。和国内外年轻学者合作我们申请到了 JCMT，ROSAT，Chandra 和
IRAM，以及最近的 ALMA 观测时间，完成了一系列有一定影响的工作。所以在本
世纪初的 IAU 的两次大会期间的 Symposia 上都有我的口头报告，这应该是国内关
于星系观测研究的最早的报告。

在八五，九五的科技部攀登计划执行期间，我和邹振隆合作组织了对星系上的
恒星形成，星暴的研究。而在十五，十一五的科技部 973 项目执行过程和基金委的
重点项目执行期间和国内外年轻学者广泛合作开展了对星系相互作用，星系和黑洞
共同演化的系列研究工作。从和老一代的老师们合作到和年轻一代的合作过程中，
从对星系的大尺度结构的研究到星系上恒星形成的研究，星系相互作用和并合过程
的研究方向上完成了一系列工作，这些成果曾经获科学院，教育部自然科学二等奖，
天津市自然科学一等奖。而且培养了一批优秀的学生。最终在天津师范大学成立了
天体物理中心。

有一位年轻朋友的一句话我非常认同：“国家给我们提供各种条件让我们做我
们自己喜欢的事情，我们真的是精神贵族”。做研究非常有趣，真的是一种享受。
所以在和老一代，年青一代的合作过程中，我们从来不去争什么文章，奖项的排名，
不去争名夺利。大家有共同的兴趣走到一起，完成一项工作的过程中每个人都有自
己的想法和贡献，怎么能够秤得出来谁的贡献占的百分比？

我的经历让我深深地体会到人一生中导师很重要。我这辈子有幸遇到了几位睿
智、有胸怀有眼光的导师真是我的幸运。那种指导就是在关键问题上画龙点睛，让
你茅塞顿开。同时合作也非常重要。从 1982 年离开北大之后，我和国内外的老师
和年轻学者有过广泛的合作，从合作者那里也学到了很多很多。现在更多的是和年

82

轻学者合作，继续基于各种样本研究星系的形成和演化，真是其乐无穷。

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我国脉冲星观测研究的故事

（吴鑫基）

1967 年英国天文学家休伊什和他的研究生发现脉冲星，被称为 20 世纪
60 年代射电天文四大发现之一，休伊什因为这一发现获得 1974 年诺贝尔物
理学奖。脉冲星的观测研究成为国际最热门的研究领域之一。我国在 1976 年
后才开始有脉冲星和中子星的研究成果发表。到 1990 年，世界各国已经发现
约 400 颗脉冲星，然而，我国的射电望远镜还不具备观测脉冲星的能力，落
后了 20 多年。

第一个故事：在密云观测站进行的脉冲星观测实验

我和乔国俊在 1978 年开始研究脉冲星，只能利用国外学者发表的观测资
料，局限性很大。1988 年我实现了利用澳大利亚 64 米射电望远镜观测脉冲
星的愿望，与澳大利亚 Manchester 教授和英国 Lyne 教授合作，获得了南天
脉冲星偏振观测的最大的一个样本。在澳观测期间，我产生了一个强烈的想
法，那就是我国射电天文的发展已经具备观测脉冲星的潜力，应该努把力，
把国内脉冲星观测研究搞起来。我虽然有这个心，但却没有这个力。北大天
文专业很小，没有研制射电望远镜的能力和打算。

1990 年，北京天文台 15 米射电望远镜基本建成，王绶琯院士召开座谈
会，讨论这台射电望远镜做什么课题。大家出谋划策，提了很多观测课题。
我提出进行脉冲星观测实验，得到王綬琯院士首肯，很快就拍板敲定。王先
生让我写一个报告，阐述方案、计划和可行性。随即他就找金声震博士，问
他有没有兴趣。金声震博士是王綬琯院士得意门生，欣然接受这个任务。王
先生让我们俩负责实施，之后邀请密云站的康连生参加。这时，金声震博士
正要指导北大天文专业毕业生黄茂海做毕业论文，于是脉冲星观测实验就成
为黄茂海的论文题目。大概进行半以后，韩金林和吴海娃加入，我的研究生
贺龙松也曾加入一段时间。

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图 1 密云 15 米口径射电望远镜

15 米射电望远镜并没有完全建好，不能跟踪，只能当中星仪使用，需要
手动调整天线，以观测不同的脉冲星。由于研制这台射电望远镜的负责人出
国，一时半会回不来。也只能这样用了。当然还要研制接收机，北京天台有
基础，只需要研制一块脉冲星观测专用的单频率通道数据采集板就行。在金
声震博士的指导下，黄茂海完成成了这个关键部件，还编了一套观测和数据
处理用的软件。我当时就感到这位学生能力很强，工作态度也好。他于 1991
年北大毕业，然后在北京天文台脉冲星组工作，1992 年去美国读博和工作，
2003 年 9 月从意大利回国，进入国家天文台工作,为国家天文台 WSO 团组首
席研究员、博士生导师。

韩金林当时是王綬琯院士的博士生，加入后重新研制了接收机的低放部
分，还编了资料处理软件。观测实验结束以后，王綬琯院士邀请乔国俊老师
合作指导韩金林博士论文，他从此进入脉冲星研究领域，干得非常出色。

接收机准备停当后就开始观测，发现电磁干扰严重，只能到晚上 12 点以
后才安静一些。走遍东西南北查找干扰源，通过北京市无线电委员会去交涉
也不起作用。我们只好每天午夜以后进行观测，没有观测室，只能在附近的
小木屋里工作。当时是冬天，夜晚气温很低，有时还要在寒风中爬到天线上
手动操作。年轻人每个晚上都是如此工作的，我只参加过 2 次观测，亲身感
受到北京寒冬夜晚室外工作的艰苦。

我们多次在王绶琯院士家中汇报和讨论。终于观测到两颗脉冲星，结果
发表在北京天文台台刊上。这是我国脉冲星的首次观测，当然很高兴。然
而，由于电磁干扰严重，信噪比比较差，能观测的脉冲星数目太少，脉冲星

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信号还时有时无。经过慎重考虑，认为不仅无法扩大战果，而且也无法积累
观测资料，不具备观测研究条件。遗憾地决定停止脉冲星的实验观测。这次
观测实验不能说成功，也不能说是失败。万事开头难，它开了一个头，看到
了脉冲星，并没有绝望。有了这个开头，才有后续的故事发生。

第二个故事：在新疆乌鲁木齐天文站观测脉冲星
在北京天文台进行的脉冲星观测实验，虽然观测到 2 颗脉冲星，但无法
形成观测研能力，只能作罢。在这几年我是非常繁忙的，1990 年到波兰参加
国际天文学会脉冲星学术会议，提交了 5 篇论文。1992 年，赴巴西国家空间
研究所、德国马普射电天文台、美国威蒙特州立大学和英国剑桥大学访问进
行合作研究。但令我放不下心的还是国内的脉冲星观测。
那时，我是中科院射电天文联合实验室的学术委员，与上海天文台的钱志
瀚研究员、乌鲁木齐天文站站长张晋讨论过脉冲星观测之事，他们都表示欢迎。
我先拜托钱志瀚研究员测试一下低频段电磁干扰情况，他尽心尽力做了许多观
测实验，发现干扰比较大。于是决定去乌站，张晋表示欢迎，什么时候去都行，
越早越好。
1996 年初春节前 2 周，我和北京天文台康连生高工来到乌站。与一群年
青人合作，应用 25 米射电望远镜在 327 兆赫频率上观测脉冲星，一举成功，
观测到 10 颗脉冲星，信噪比都比较高。观测时实时进行数据处理，可以展示
脉冲星观测过程中形成平均脉冲轮廓的过程，PSR B0329+54 只要观测几秒钟
就会出现完整的轮廓，有的脉冲星需要 10 几分钟，甚至半个小时的累积。取
得成功的关键是这里电磁干扰非常小，望远镜口径又比较大。很快就在天体物
理学报发表了第一篇 4 颗脉冲星观测成果的论文。这是北京大学、北京天文台
和乌鲁木齐天文站合作的成果，作者中有 6 位乌站成员，其中王娜和加尔肯后
来成为北大天文专业的博士生。

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图 2 乌站脉冲星观测的第一篇论文和一个脉冲星信噪比很高的平均脉冲轮廓

乌站的脉冲星观测成功了，大家都很高兴，最高兴的要数站长张晋。25 米
射电望远镜于 1994 年建成并投入观测，很快就成为欧洲 VLBI 网的成员，任
务很明确也很单纯：维护好射电望远镜和参加欧洲网每一次联测。乌站执行到
很好，但是张晋却笑不起来。心中有很多“苦水”。他告诉我，射电望远镜完成
欧洲网联测仅用去很少一部分时间，其他时间闲置着，非常可惜，于心不忍。
再就是，没有自己的研究课题，没有学术带头人，不仅吸引不来人才，而且已
有的队伍也很不稳定。送出去读硕读博的，毕业后都不愿意回来。没有自主的
研究课题，年轻人缺乏努力方向，论文少得可怜，申请不到基金，出国机会很
少。长此以往，后果不堪设想。他特别欢迎我们来合作，是发自他强烈的责任
感，发自他的内心深处的期望。他是下定了决心，一定要发展单天线观测。我
们的目标一致，心灵想通，我感到他的真诚。

脉冲星观测成功了，我在思考如何发展。这次观测所采用的技术比较简单，
已经过时了，我们不能停留在这个水平上，乌站必须研制具有国际先进水平的
脉冲星观测设备，就像我 1988 年在澳大利亚国家射电天文台那样先进的观测
设备。我和张晋达成了共识。我们没有签订书面的合作协议，但我们都知道对
方是真心实意地要干好这件事。君子口头协议、相互信任胜过一切。他拜托我
张罗乌站脉冲星课题的发展事宜，我还得到授权，我可代表乌站与国内外同行
讨论有关脉冲星研究合作的事，可以邀请外宾访问乌鲁木齐天文站。

这次合作观测中，我看中了李素琴和王娜 2 个年轻人，她们虽然初次接触
脉冲星，但是进入情况很快，灵性十足。观测实验完成后，她们各自回到原来
的岗位。李素琴负责欧洲网的观测安排和联系，脱不了身，王娜也有去处。紫
金山天文台的王京生研究员早就看上了乌站 25 米望远镜，希望合作观测分子
谱线，由于研制频谱仪需要时日，让脉冲星的观测捷足先登了。为了配合分子

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谱线的观测，乌站准备派王娜去澳大利亚一年，已经得到中科院的批准，但还
没有找到接收单位。我建议派她去澳大利亚学脉冲星，脉冲星研究正需要培养
骨干。张晋同意并拜托我帮助联系。我给澳大利亚 Manchester 教授写信，立即
得到答复，同意接收。这一建议，改变了王娜的研究方向，当然也成为乌站开
展脉冲星观测研究重要的一步。1996 年 10 月王娜就去了澳大利亚。

1997 年初，中科院射电天文联合实验室学术委员会开会。会前学术委员
会副主任王京生委托我做一个报告，对我国脉冲星观测研究的发展提出建议，
他自己则做一个我国分子谱线观测的发展建议的报告。我的报告就是建议乌鲁
木齐天文站 25 米射电望远镜 18 厘米波段进行接收设备的技术改造，开展脉
冲星观测研究，需要 200 万的经费。得到会议的支持，写了推荐意见。但是，
联合实验室没有经费提供。乌站发展脉冲星观测的计划跨出的重要的一步，然
而 200 万的经费从何而来？研制脉冲星观测设备的先进技术如何引进？在那
时，很难申请到这样大数目的经费支持。我们不知道乌站的计划何时可以实现？

第三个故事：三国五方合作助乌站提高观测脉冲星能力

1996 年是幸运的一年，脉冲星观测研究完成三件大事：北大、北台和乌站
三家合作观测脉冲星获得成功；进一步发展的计划得到上一级学术委员会的认
可和推荐；顺利地把王娜送到澳大利亚 Manchester 院士那里，学习脉冲星脉
冲到达时间的观测研究。

1988 年我到澳大利亚的观测脉冲星的合作访问是成功的。不仅获得南天
脉冲星偏振观测最大的一个观测样本,先后发表 5 篇论文，还建立了非常好的
合作关系。这两位学者很不简单，他们发现的脉冲星占了全世界发现总数的 2/3
以上。Manchester 是澳国家射电天文台的首席科学家，而 Lyne 则是英国焦德
尔班克天文台台长。后来他们都成为他们国家的科学院院士。

1997 年 2 月，我第二次到香港大学物理系郑广生教授那里工作访问。我
送给他一份在天体物理学报发表的乌站观测脉冲星的论文，意想不到引起郑教
授强烈的反应，他非常兴奋，自言自语地说“国内能够观测脉冲星了！”原来他

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也像我一样有着希望国内能够观测脉冲星的情结。他对脉冲星研究的兴趣是很
浓厚的，他的博士论文就是著名的脉冲星辐射外间隙模型。郑教授接着问我下
一步怎么做，我介绍了计划，目前为缺经费而苦恼。他问，要多少钱？我说，
要 200 万，近期要 2 万美元。他不假思索地说，2 万美元我可以马上给你，其
他的钱明年我去申请基金。第一笔资金的需求特别紧迫，因为 Lyne 教授答应
给我们做一台消色散接收设备，需要 2 万美金，我做梦也没有想到，如此快就
解决了。

我立即让王娜转告 Lyne 教授，第二天，郑教授亲自发电子邮件确认此事。
然后，我与张晋站长通话，他非常兴奋地说，香港大学支持 2 万美元，中科院
就会匹配大约 20 万人民币的经费。我们的项目可以正式启动了。

我们送王娜到 Manchester 教授那里时就讨论了乌站准备研制 18 厘米脉冲
星观测设备的计划，Manchester 和 Lyne 两位教授都很支持，Manchester 教授
于 97 年初给我来信他说：“I certainly am happy to support the pulsar timing project
at Urumqi as much as I can.”

郑教授建议签订一个五方合作协议，我当然完全赞成，大家都同意，由
我起草、Manchester 教授修改定稿，这就是“三国五方协议”的由来。协议由
乌站张晋、北大吴鑫基、港大郑广生、澳 Manchester、英 Lyne 签字，北大和
乌站还盖了公章。协议把王娜到澳大利亚学习工作一年也纳入，也就是说合
作从 1996 年 10 月开始。

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图 3 Manchester（上图）、Lyne（左下图）、郑广生（右下图）和我
访问乌站时与张晋的合影

协议要点是：研制一套 18 厘米波段脉冲星观测接收设备，与乌站的 25 米
天线一起组成中国的脉冲星观测系统，并进行脉冲星的观测研究。澳和英方将
无偿提供先进技术和软件系统以及观测样本，香港大学提供部分经费的支持。
分二大阶段实现：第一阶段包括建立，室温双偏振消色散脉冲星观测系统，灵
敏度比单频率通道系统提高 15 倍，观测并取得资料，发表论文。第二步则是
研制制冷式接收系统，灵敏度再提高 5 倍，达到 1mJy 的灵敏度。第一阶段最
关键，所需经费约 50 万。第二阶段需经费 150 万。之所以分二步走，是因为
第一步花钱不多，进展可能比较快，可以尽快投入观测研究，取得成果。这将
帮助我们获得所缺的 150 万经费。

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图 三国五方协议书上 5 方负责人的签字，北大和乌站还盖了公章

第一阶段的任务是兵分四路：在英国研制消色散接收系统和数字化系统，
由 Lyne 教授负责；乌站派高级工程师艾力·玉去澳大利亚 3 个月，在 Manchester
教授指导下研制降频转换器，还要用澳大利亚 64 米射电望远镜对降频转换器
和消色散接收系统进行联测；在乌鲁木齐天文站由张晋站长负责，组织技术人
员研制双偏振前置放大器、标准时间系统等。最后进行整个脉冲星接收系统的
调试；在北京大学王娜承担更重要的任务，我邀请 Manchester 教授作为合作
导师进行指导。

王娜的勤奋和聪明，学得很快。脉冲星观测研究中脉冲到达时间的资料处
理最复杂，非常难。她不仅学会，运用自如，而且还处理了 Manchester 教授给
的七年的观测数据，分析研究结果发现一批罕见的脉冲星星震事件，成为乌鲁
木齐天文站第一个在国际重要期刊发表论文的人。王娜从澳回来后，就来到北
大成为我的博士生。这是我和张晋站长的策划，是为了让她接受北京大学浓厚
学术氛围的熏陶，而且把三国五方合作协议中最核心、最重要的任务作为她的
博士论文研究的任务，她不仅要负责引进、消化澳英提供的全部软件，全都改
写为 C 语言，而且在观测系统建成后，更是负责观测、积累资料、处理数据、
写论文、投稿发表。她成为整个合作项目的核心人物，也可以说大家围绕她的
博士论文努力奋斗。

三国五方合作协议进展是否顺利？王娜的博士论文能否达到预期的目标？
下个故事再说。

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第四个故事：三国五方协议实施，乌鲁木齐脉冲星观测基地建成

正当中国天文工作者纷纷去国外进修、访问、观测的时候，乌站的脉冲
星观测项目却将两位国际脉冲星观测研究顶尖学者 Manchester 和 Lyne 吸引
来了,当然他们是来帮助我们的。他们太忙了，不会花时间和精力来做一件意
义不大的事情。

脉冲星的脉冲到达时间的观测，将提供自转参数、位置参数、双星轨道
参数，以及磁场、年龄、内部发生的星震。对研究中子星内部和广义相对论
的验证有重要意义。这种观测要求长时间的监测，对大样本的观测来说，需
要非常多的观测时间，大型射电望远镜很难做到，而乌站的 25 米射电望远镜
却容易做到，这就是参与国际竞争中我们具有的优势。

三国五方合作协议进行得很顺利，张晋站长倾全力自不待言，
Manchester 教授和 Lyne 教授提供先进技术和软件、帮助研制设备和培养人
才，郑广生教授提供第一笔经费，而我也是不可或缺。然而担子最重的却是
王娜，三国五方合作协议的成果要用她的博士论文来体现。这个博士论文涉
及的研究任务太大，时间紧迫。虽然有国际著名脉冲星学者坐镇，不会出现
克服不了的困难，但对王娜乃至中国天文学家来说，这是第一次，没有经
验，要学的新知识和新技能太多，要做的事太多。

王娜负责对从澳引进的脉冲星观测、资料处理和存储软件进行改造，全
部改写为 C 语言，并采用 PC 机 Linux 操作系统，仅这个任务的成果就足够
一份博士论文。在 1999 年末，在乌站进行了整机联测，射电望远镜可以对
74 颗脉冲星进行脉冲到达时间的观测。合作协议的第一阶段的接收机研制完
成，2000 年初王娜开始进行为时一年的观测，大获成功。

王娜于 2001 年按期毕业，共发表 14 篇论文，其中 8 篇为第一作者，非常
丰硕。这 8 篇中，属于 SCI 论文 5 篇，代表作是 2001 年发表在 MNRAS 的“脉
冲星脉冲到达时间观测：系统和结果”，全文共 11 页。这是中国望远镜脉冲星
观测进入世界行列的开始和标志。北大对博士论文的要求是发表 2 篇 SCI 论
文，而王娜却确有 5 篇这样的论文，有些重要成果不能以论文的形成展现，如
脉冲星观测和数据处理软件的引进。论文涉及脉冲星的自转特性、星震和脉冲

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星星际闪烁，每一种都有一套严格的理论体系和参数计算的方法。要阅读的文
献很多，要学习很多处理方法。仅撰写 8 篇论文就需要付出很大的精力。王娜
用刻苦、努力、智慧和高效完成了博士论文。

王綬琯院士给王娜的博士论文以高度评价，指出“这篇博士论文的重要学
术意义还在于，用小望远镜作了一项重要的学科开拓，带动了我国脉冲星实测
研究。”

2000 年，在新疆召开《哈纳斯脉冲星观测与研究学术讨论会》，40 多位
代表参加。王綬琯、叶叔华、李惕碚三位院士亲临。会后参观和考察了南山脉
冲星观测设备。大家对乌站脉冲星观测基地的建成表示肯定，王綬琯院士对乌
站实现多个波段脉冲星观测特别赞赏，也特别高兴。1990 年他大力支持在北
京天文台进行脉冲星观测实验，如今在乌鲁木齐天文站开花结了果。

第一阶段设备研制任务完成后，我们没有立即启动第二阶段研制致冷式
双偏振消色散系统的任务，原因是 150 万经费还没有着落。1998 年郑广生教
授在香港申请，我填写的申请书，没有成功。我和张晋商量，等 74 颗脉冲星
观测一年，有了出色的成果后，再申请经费把握大一些。在观测论文陆续发
表以后，乌站向中科院申请 150 万经费，在众多项目中脱颖而出，一举成
功，获得批准。

第二阶段开始后，乌站派出孙正文和王维侠两位高级工程师去澳大利亚
国家射电天文台，研制双极化制冷接收机的关键设备，由澳方提供设计并给
于指导。费时 11 个月完成了研制，并在 64 米射电的望远镜上进行测试，性
能超过规定的指标，2002 年 6 月运抵乌鲁木齐，澳方工程师 M. P. McColl 访
问乌站以帮助安装。从此乌站观测脉冲星的灵敏度又提高了 5 倍，立即开展
对 280 颗脉冲星的监测，观测研究又上了一层楼。

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图 4 在澳研制完成的前置放大系统，使脉冲星观测灵敏度提高 5 倍

2002 年 7 月 1 日在乌鲁木齐隆重举行了三国五方第二个合作协议签字仪
式，Manchester、张晋和我参加仪式，签了字。乌站以很快的速度建成为我
国第一个以 18 厘米波段为主的具有多波段观测能力的脉冲星观测基地，实现
跳跃式的发展，实现观测设备、观测成果和人才成长三个方面的丰收。我们
的脉冲星观测接收系统已经达到国际最先进的水平，由于天线口径较小，灵
敏度比国际上大型射电望远镜还是低了不少。但是我们紧紧地抓住脉冲到达
时间的监测，投入大量的观测时间，并持之以恒，这是大型射电望远镜做不
到的。我们的小型射电望远镜不断发现的罕见的脉冲星星震事件，体现了我
们的优势。观测论文不断在国际著名期刊 MN、ApJ、AA 等上发表，我国脉
冲星观测开始进入国际行列。

2004 年，“乌鲁木齐 25 米射电望远镜脉冲星观测系统”入选年度国内十
大天文科技进展。2005 年，“乌鲁木齐 25 米射电望远镜脉冲星观测系统”获
新疆维吾尔自治区人民政府“新疆科学技术进步一等奖”。

2005 年召开的喀纳斯脉冲星国际会议，来自国内外的学者和研究生 130
余人。这是国际脉冲星学者的一次大聚会，很多国际著名学者都来了。叶叔
华院士和 Manchester 院士任科学委员会主席。中科院副院长白春礼院士致词
说：乌站已经拥有了独具特色的脉冲星研究团队，是科学院知识创新工程实

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