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"观测"中学天文社团 "看天一族"没想象中浪漫

虽然是暑假,但中学天文社的师生们却格外忙碌。今年夏天,上海的蓝天白云引得路人驻足,天文发烧友们更没有理由轻易错过大好的观测时机。

随着城市大楼高度和夜晚灯光亮度的不断增加,市区天文观测条件日益窘迫,而对于中学天文社团来说,更担心的是人员青黄不接。

彻夜守候流星雨,长途追赶日全食,“看天一族”的举动可谓浪漫,但野外观测的艰苦和日常训练的枯燥,加之挥之不去的学业压力,让这种“浪漫”只是“看上去很美”。

今年夏天,上海的天空格外引人注目。

坐落于人民广场附近的格致中学沉浸于暑假特有的宁静之中。顶楼天象厅外,隔热铝箔反射着骄阳,毫无遮挡的水泥地蒸腾着滚滚气浪。“天气不错。”张跃军老师抬眼看了下天空,擦擦汗,继续指挥几位弟子装配新买的望远镜。他们是天文社的师生,一群校园里的追星族。

夜观天象还得先签“生死状”

忍受烈日暴晒和寒风侵袭,是“观星族”必须具备的入门童子功。罕见天象的成功观测常常是通宵作战,更是对动手实践能力和个人意志力的极大考验。

趁着夏天的大太阳,张跃军老师组织学生观测日珥和太阳黑子。看太阳,似乎成了天文社的入门童子功,也是大多数天文社成员能真正摆弄望远镜的机会。这不仅仅是练习专业技巧,更是对意志力的考验。

“如果早上观测,迎着烈日待上三小时那是家常便饭,而晚上观测就是在伸手不见五指的地方待个通宵。”张跃军如此概括他们的野外天文观测生活。格致中学天文社对11月狮子座流星雨的连续观测,有两次是在东海边上。刺骨的海风中,即使穿上棉军衣,仍然冻得双唇发紫。在这样的环境下,学生一晚三四次连续1小时躺在地上,目不转睛注视上方的天空,在睡意和寒冷的双重考验下完成观测记录。每颗流星经过只有零点几秒,同时必须记录下10项内容——时间、高度、方位角、亮度、方向、长度、颜色、余迹、声音、是否火流星。顺利完成观测,需要平日里长时间的训练。

“天文观测很艰苦,但是学生吃得起苦。”延安中学地理老师杨骏常常感叹学生的忍耐力超出了他的想象。“夏天还好,虽然野蚊子多得会直接撞到手臂上,但冬天的半夜最难熬。”延安中学天文社前任社长、高三学生朱双韵至今还记得与同学第一次在崇明熬夜,12月的天裹着毯子躺在水泥地上,在伸手不见五指的夜里只能讲着鬼故事互相打气。

观测还常常会遇到考试,这些持续到半夜的天文观测活动对师生都是一种煎熬。为了观测流星,朱双韵曾签过被他们戏称为“生死状”的承诺书,其中一条为:“我在参加天文社团观测活动后,保证第二天上课不打瞌睡。”

天文社活动可以分为两部分:知识普及与野外观测。前者是基础,后者是特色。罕见天象的成功观测常常是通宵作战,是对学生天文知识、技能和个人意志力的极大考验。

“天文照片是用废片垒起的金字塔的顶点。现在有数码相机好多了,在以前,拍摄难度大得不可想象。”张跃军拿出一组天文社学生拍摄的日全食倍利珠照片举例,“这一组15张倍利珠照片拍摄于日全食生光一瞬间。在这么短的时间里要从拍摄食甚状态马上转为拍摄倍利珠状态,镜头前的滤光片取下时间要恰到好处,需要非常娴熟。早拿下,拍摄出的照片就一片白;晚拿下,就会全黑。”

由于技术和设备的制约,用望远镜拍摄天象照片需要掌握许多技巧,如极轴校准、目标定位、对焦技巧、微调跟踪、滤镜运用、底片选择、曝光时间等,学生必须经过较长时间的严格训练和反复实践才能掌握要领。一次成功的观测通常包含了几个月的前期准备和至少五六次的预拍。

灿烂星空越来越遥远

20年改变的不仅仅是大楼的高度和天空的亮度。现在许多高中硬件条件大为改善,但学生对天文投入的精力和热情比20年前少了很多。

“我现在的位置连日出日落都看不到。”观测太阳之所以成为格致中学天文社的热门项目,是因为他们在学校只能看到太阳。站在楼顶,张跃军举目四望,在人民广场一片高楼和广告牌的环抱中,可以仰望的天空被逼仄在头顶的一角。

而上世纪90年代格致中学刚完成改建时,这幢10层楼高的教学楼还是人民广场地区的制高点,晚上可以用肉眼看到最微弱的六等星。但当时负责天文社的地理特级教师向学禹依然坚持不造固定式天文望远镜,而要造一个天象厅。这在旁人看来有点不可思议——不去看真实的星空,反而在室内用光学天象仪放映9000颗画出来的星星。“望远镜绝对不能买固定式的,要能带着走。上海会继续发展,想在市中心观测星星肯定是死路一条。”向学禹固执地坚持。

这个颇有远见的决定,令20年后延安中学的杨骏老师很是佩服。“我们学校地理位置比格致中学好点,可以晚上拍点月相的照片。”即使是地处市区边缘的延安中学,在中环线建好以后,黑夜也变得珍贵起来。

地理环境使得现代人与星空越来越远,而对中学天文社而言,队伍的萎缩却是一个更迫切需要解决的问题。

20年改变的不仅仅是大楼的高度和天空的亮度,学校社团生活的丰富和学生课余生活的变化,给天文社带来了意料之外的打击。“二三十年前学校哪有现在这么多课余活动!”向学禹至今说起上世纪80年代的学校天文社依然难掩兴奋之情。“那时物理化学实验室都很简陋,也没有计算机,有个望远镜看看月亮,学生就觉得很新奇了。”向老师坦言,相比20年前,现在许多学校硬件条件大为改善,有的还造了天文馆,但是活跃的天文社团却屈指可数,学生对天文投入的精力和热情比20年前少多了。

在杨骏老师看来,天文社在时间上的不可预测,使之成了现在学校课程体系中尴尬的异类。“不像其他学科,老师可以安排固定的上课时间。天文观测只能按照日历来,一个日全食,而且还在澳大利亚,我们去还是不去?某个天象碰到期末考试,能不能让学生通宵观测?这都很让人纠结。”

天文社人才断层的另一个重要原因是初高中分离。天文观测需要很强的专业知识、操作技巧和经验积累,张跃军不无遗憾地说:“以前学生可以从初中开始培养,用两年时间学习基础知识,学习观测记忆星图,到高一开始野外观测,逐渐过渡到高二独立观测。而现在我们只有高一高二两年时间,很难开展大型活动。”

此外,与物理、化学、计算机等学科相比,天文作为一门小众学科,在比赛加分和升学中的弱势,也打消了一些学校和学生的参与热情。

留一粒仰望星空的种子

能从事野外观测的学生毕竟是少数,以后走上天文相关工作岗位的更是凤毛麟角,但是能了解一些天文学基础知识,能保持对天文的爱好,应该是学生中的大多数。

中国天文学会曾在部分中学对师生做问卷调查,统计结果显示,渴望学习天文知识的学生占97.5%,赞同在中学里开设天文课程的占100%。这个调查结果似乎与现在高中开展天文活动的冷落现实相差甚远。但对学生来说,天文的吸引力似乎永远存在。

上南中学张正国老师将天文看作是学校中的一门大众科学:“古老的天文学相比其他学科,学生更感兴趣。人的本性是好奇和探索,天文学是无穷无尽的,永远有新的未知。同时天文又包含许多新兴的科学知识,和现代科学结合也非常紧密。”

“能从事野外观测的学生毕竟是少数,以后走上天文相关工作岗位的更是凤毛麟角,但是能了解一下天文的基础知识,能保持对天文的爱好,应该是学生中的大多数。”张跃军老师每年开设高一“天文学基础”和高二“天文实践”两门选修课,学生中既有能把整首《步天歌》背下来,在天象馆对着星图讲解的发烧友,也有只想听星座故事的普通爱好者。

“我希望对天文的爱好能成为学生心中的一粒种子。”张正国老师计划在普及天文知识的同时,尽可能结合其他学科。“天文学的渗透好,又有直观性和可操作性,可以用它来延伸到天文学史、物理学和哲学等。”

上南中学张之希同学在参加完天荒坪的观测后写道:“从猎户座到双子座,从北河三到南河三。这些星星在城市之中输给了路灯和霓虹灯,但是在这里,它不会输给任何人——它们就是这里的主角。”

他的同学杨若嫣也产生了在课堂里不曾有的感慨:“看着大犬座、小犬座、御夫座、仙后座在遥远的星空闪烁,那种震撼无以言表。我仰望着它们,它们也在注视着我。它们带着独有的宁静,千百年来的闪耀记述着宇宙发展的历程。”

今年过年,格致中学杨融儒同学和母亲并肩走在老家冬日的夜里。当鞭炮的喧嚣过去,伴随他们的只有沙沙的脚步声和不经意间被他认出的猎户座——“那一刻,头顶的星空,真的很美。”

很多时候,天文学对学生的震撼和感受会埋藏在他们的心里,在未来发芽、生长。

那些与追星有关的苦与乐

“我们是一群爱看天的孩子”,这是七宝中学天文社新浪微博的签名。但“看天”远没有大家想象中的浪漫。成为一个天文爱好者可能需要很多条件,但能扛经晒是入门必须具备的素质:能背着如火箭炮般笨重的望远镜行走在漆黑的荒野,面朝烈日半蹲着晒上三个小时,在刺骨的寒夜肆无忌惮说鬼故事提神,等等。除此之外,还必须特别提醒:追星,要有辛苦数月而功亏一篑的心理准备。

看日全食碰上了“龙王”

经历过多次啥都看不见的灰蒙蒙天,格致中学的杨融儒现在挺看得开:“就当享受过程嘛,对天文的探索更吸引我”。不过说归说,心里总还是“耿耿于怀”,他和同学们给老师张跃军起了一个“龙王”的别名。下雨是天文的永恒之敌。不知从何时开始,只要是张老师带队,走到哪里,哪里就会下雨。

2009年的那次日全食,格致中学天文社原本计划去观测条件比较好的老基地——浙江安吉天荒坪。不过在临出发前,张老师得知安徽铜陵为日全食准备的条件似乎更为诱人:“据说当地不仅聚集了全国大批天文专家,还准备下血本打驱云弹。我想这样一来应该没啥问题了吧。”社团一行从上海出发颠簸了7小时,又接着花4小时寻找住宿。晚上下起了雨,张老师心里还是有点得意——“明天天气应该很好,雨过天晴嘛!”不料人算不如天算,第二天云层把天空裹得严严实实。而更令师生们哭笑不得的是,最后的杀手锏驱云弹尽管打出了一个观测窗口,结果却很不靠谱,“我们眼睁睁地看着西风吹着云,把云中的那个缺口吹到安吉去了。”

当然,有时候老天爷也会送上意外惊喜,所谓人品也是守恒的。某次张老师在芦潮港遇到大雾,他只能下车摸着路沿,给身后的车引路。“那次比较神奇,雾很低,我们到了观测点正好可以透过雾看到清晰的星空。”这件事被张老师作为正面宣传得意了好长一段时间。

望远镜架在了坟地上

除了天气之外,“环境很好”在天文社成员这里也有特别的含义。延安中学杨骏老师将良好的天文观测地概括为三无——无光、无物、无人烟。他有一次带队去上海南汇观测流星雨,到了当地才发觉原来联系的一所中学操场周围灯光太亮。于是他就打着手电沿着田埂到处查看地形,发觉有块空地视野开阔,没什么人,关键还特别黑灯瞎火,当即决定就地观测。直到观测完他们才吓一跳,原来自己把望远镜架在了坟地上。

“在坟地上观测一点也不稀奇。”张跃军老师也有多次类似经历。一次,他带学生在野外观测,突然开来了几辆警车。因为有过路人看到漆黑一片的半夜有十几个人默不作声躺在地上,赶忙去报了警。

“要找个好点的观测点真不容易,有时候就是一棵树正好挡住了,这时就要想各种办法。”张老师在一次观测中,望远镜角度始终差了点,他找了半天终于颇为得意地架在了村民房子外空调外机上。不知算是运气好还是不好,半夜雨停,他开始了观测。这时村民家的空调竟然也开动了!整个望远镜随着空调外机的转转停停而剧烈颤抖,再换地方已经来不及,张老师只好咬咬牙扑在了架子上,用自重保维稳。

天文摄影比谁更业余

“同学们以为看到流星雨很难得,很浪漫,会是哗啦啦掉下一大片那种,所以一听到我们要看流星雨就会很激动。”延安中学天文社的朱双韵并不否认自己在宣传中经常会“忽悠”同学。“每年流星的次数很多,而我们只要说某一个天象奇观是百年一遇,今生唯一,大家的兴趣都来了——其实,只要是稍微特殊点的天文现象都可以这样说。”

朱双韵和陆毅帆两任社长对他们天文社的宗旨概括得非常简洁:“拉人”——通过各种渠道、各种方式让同学们能接触到天文的魅力,了解天文的知识。在他们的苦心经营下,延安中学天文社的规模已经相当可观了,理论上的社员人数甚至占到了学校所有学生的三分之一。他们把天文社活动重心放在了人人都可参与的天文摄影比赛上。“我们也会有讲座,也有培训,但是都和活动结合起来。对大部分学生来说,天文的理论太高深,平时的实践也太少,所以我们每次都会举办摄影大赛。”

相比专业摄影,他们组织的摄影大赛显得非常“业余”,照相器材自备,单反机、卡片机都算好的了,学生们最常使用的是手机。但这样的摄影比赛每次都能成为校园中的热点。

“我们的社团比较松散,只要有兴趣,就是我们的成员。”讲解黄道十二星座的神秘,开展文科讲座,在微博上发布观测新闻,天文社甚至还拉拢实力颇为强大环保社一起搞活动,“反正都是一起的同学,早上属于环保社调查水质,晚上就是天文社一起看星星。”

【相关链接】

中学天文社之“最” 最老牌:格致中学天文协会

岁数最大:成立于1979年。

资格最老:是美国太平洋天文学会和香港观天会的团体会员,上海市十佳明星社团。

跑得最远:观测地点除上海各郊县外,红旗插遍海南、黑龙江等十几个省市,并远至美国、德国、法国、泰国观测和考察。

花样最多:主要观测项目有太阳黑子、日全食、环食、环形山、月全食、月掩星、月地距离,狮子座、双子座、宝瓶座、猎户座流星雨,水星凌日、金星位相、火星大冲、木星条纹、大红斑、土星光环,哈雷、奥斯汀、百武、海尔—波普彗星及彗木相撞,还有星云、星团、星系、变星等等。

最大众:延安中学天文爱好者协会

延安中学天文爱好者协会以科学、理性为基本守则,开展系列天文知识讲座,以及天文观测活动。为延安中学的天文爱好者们打开一扇与天文学亲密接触的窗户。活动形式以讲座带观测,从理论与实际结合的角度向会员普及基本的天文知识。暑假中安排一次流星雨观测。

协会特别注明:对任何对天文感兴趣的同学敞开大门。

最普及:上南中学天文爱好者俱乐部

1996年6月上南中学天文台与上南天文爱好者俱乐部同时成立,会员在上海市第17届、第19届、第21届英特尔创新大赛中,获优秀科技实践活动一、二等奖。第四任理事长施韦,现任上海市工程技术大学教师兼网上天文台版主;第五任理事长朱达一,在同济大学就读时创立了300多人的天文社团,现任职于上海天文台,从事科普工作。上南中学还在全校开设普及型的天文观测课程。

最亲民:洋泾中学天文协会

1998年洋泾中学天文协会组建,并成为上海市天文协会会员。多年来,该协会一直没闲着,开展丰富多彩的科普活动和研究型拓展型课程,观测足迹遍布江浙地区,曾在佘山、南汇芦潮港两地同时观测“狮子座流星雨”。近年来,天文协会还积极参与社区科普活动,组织开展“陆家嘴昆虫馆科普活动”、“水星凌日”观测活动等。多次参加全国天文奥林匹克竞赛和上海市区天文竞赛,屡获市、区团体一等奖,学生一、二、三等奖。

最科研:七宝中学天文社

七宝中学天文社于1998年9月正式成立。天文社为每一个天文爱好者提供了一个学习、成长、交流的舞台。社员拥有自己的天文工作室和校园天文台,配备了22cm折射式天文望远镜等设备。与美国斯坦福大学合作共建的SID实验室也是天文社社员的主要科研场所之一。SID项目全称为电离层突变监测计划(Sudden

Ionospheri Disturbance),由美国航空航天总局与斯坦福大学太阳中心联合发起,是全球范围内的检测活动,主要对象为各地高校学生。

最地利:南汇中学“星之旅”天文社

“星之旅”天文社建于2000年5月,是中国科学院紫金山天文台“上海南汇天文科普推广中心”,是中国科学院上海天文台“科学普及试验基地”,是南汇区青少年科学研究院“天文科技创新实践基地”。因为地处远郊,他们的观测环境羡慕死其他学校。“星之旅”社团连续三次被上海市团委、教委评为“特色社团”、“明星社团”、“优秀社团”。学校连续三次被上海市科普工作联席会议评为“科技教育特色示范学校”。

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来源:文汇报  2014-06-10  13643 0
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