观察有助解开宇宙密码

观察有助解开宇宙密码——朱能鸿探索星空之路

良好的家教与贯通的学识

1939年，朱能鸿出生于苏州一个普通的职员之家。江南有教养、守礼节的家庭普遍所具有的传统美德——为人善良，待人宽厚，富有同情心，给孩提时代的朱能鸿烙下了深深的做人印记。父母对自己的几个子女一视同仁，毫无偏爱，他们对生活从没有过高的奢望，而是用自己辛勤的劳动换来全家的温饱。就记忆所及，朱能鸿从未挨过父母的责打，家里人说话都是和声细语。父母在苏州老家受过私塾教育，读过“四书五经”，却未曾涉略数理化等现代教育课程。

“因此，我从中学时代起在学习上就不可能得到家庭的帮助，这反倒对我形成良好的自学和独立思考能力起了促进作用。”父母也从不逼迫他不停地读书，至今回忆青少年时代的学习生活时，朱能鸿感慨地说：“大学之前，我不甚用功学习，成绩平平，觉得读书还是蛮轻松的。”

坐在童车中的朱能鸿

初中至高中，朱能鸿均就读于上海市五四中学。这所位于市中心的名校，其前身是大同大学附属中学和圣约翰青年中学。当年的五四中学拥有一批第一流的各学科教师，他们大多是大同大学或圣约翰大学的毕业生。朱能鸿至今对他的班主任兼数学老师吴其仁先生幽默的谈吐和精彩的数学教学记忆犹新。记得在教排列、组合的概念时，吴先生命同学以“做人难”三字作全排列，令全堂捧腹大笑。吴先生在讲台上有节奏地来回走动的姿态、抑扬顿挫的话音至今仍历历在目。那年头，朱能鸿还有一批很投缘的同窗好友，譬如郭伯农、顾文浩及张书年等，至今他们还保持着联系。课余时，他们经常谈论小说、绘画和音乐，一起憧憬未来。鲁迅、托尔斯泰、雷马克、克里玛申、列维坦、达·芬奇、贝多芬和肖邦是他们不厌的话题。当年，他们最向往的就是将来能成为一名建筑工程师，认为建筑学能集艺术与工程于一体，最符合自己的气质、爱好和理想。

仰望苍穹，思绪无限（2011，方鸿辉摄）

朱能鸿院士回母校，忆童年

l957年，他们这一届高中毕业生遇到建国以来最严峻的入学考试，结果仅朱能鸿一人进入了同济大学建筑系，他的同窗好友们则进了其他大学，日后均在各自的岗位上颇有建树，郭伯农曾任上海市成人教育局局长，顾文浩是核物理高级工程师，张书年则是上海交通大学数学系的著名教授……

忆及青少年时代的生活，朱能鸿觉得与当今的中小学生相比：“我们那时的学习氛围是相当自由与轻松的，没有太大的社会和家庭压力，优良的师资和学习环境使我们在不知不觉中为今后的人生打下了终身学习的基础。现在想想，中学时代的学习和生活对每一位青年来说都是至关重要的，毕竟一个人的人生观基本上形成于此，进而影响到整个人生。”

朱能鸿院士兴奋地回忆学生时代的生活（2010，方鸿辉摄）

朱能鸿中学六年就读于上海市五四中学，大学就读的是同济大学建筑系，在这两所名校中受到了良好的人文与科学素养的熏陶，同窗都是一批求学愿望强烈的尖子生。自由轻松的学习气氛、和谐优良的学习环境、大量名师的循循善诱、求知欲旺盛的同窗知己……这一切都为朱能鸿打下了成才的扎实基础，并引领他朝着科学殿堂的入口迈进。课余的大量阅读也开阔了他的视野，同伴间的探讨往往不是科学前沿、文学作品，便是各种艺术流派、古典音乐欣赏。通透的理性、贯通的学识，使他们的知识营养十分全面。

造化弄人的探索星空之路

“别人看到院士头衔，总爱问我的科学之路。其实，我从小不是天文爱好者，没有人们想象中的科学传奇，所走的‘探索星空之路’也没有很多动听的故事。”对朱能鸿这番感慨的解读，还得从他的大学毕业分配工作说起。

20世纪60年代毕业的大学生，基本没有自主选择职业的权利，“一切听从党安排”是烙进灵魂的行为准则。朱能鸿在同济大学建筑系读到四年级时，学校要选择一批尚未毕业的优秀生去充实中国科学院这个国家级研究梯队。谁又会料到，领导大笔一挥，竟让品学兼优的朱能鸿完全脱离建筑工程师的摇篮，而归入追求茫茫苍穹的天文学队伍。可以想见，中国的建筑大师队伍因此而少了一位名家。

真是造化弄人。朱能鸿没有被安排进物理所、力学所等与他所学专业有一点儿沾边的研究所，却被分配到上海天文台。从色彩斑斓的同济校园到肃穆深奥的科学殿堂，自然令朱能鸿一时感到无所适从。

“苟利国家生死以，岂因祸福避趋之。”既然“听从”了安排，唯一可做的“选择”就是尽快适应—— 改行。好在朱能鸿有改行的能耐——极强的自学能力、通透的学科悟性、心理的自适应调适力。

“被分配到上海天文台工作，我确有一段很长的不适应期。”好在朱能鸿遇到了伯乐，天文台的不少前辈科学家，诸如万籁研究员见他是学工程的，对他考察和分析后，引导他走上天文仪器设计的道路。

朱能鸿院士研制的30厘米光电望远镜（2008）

朱能鸿尽快地调整了心态，跟着万籁先生从头学起，朝天文仪器制造的道路迅跑起来。1961年春天，万籁先生亲自送朱能鸿去中国科学院上海分院的科学仪器厂接受培训。由于中学时代培养的自学能力，也由于同济四年所打下的扎实的数理基础和动手能力，朱能鸿很快学完了精密机械、光学、力学和普通天文学诸门课程，在理论知识的全副武装下，带着课题去工厂实践了。

朱能鸿院士在讲解光干涉望远镜构造

是名家自风流。以后整整6年，朱能鸿是在南京天文仪器厂度过的。在长期实践过程中，让这位有悟性的青年从建筑设计师朝天文仪器专家“蜕变”。双速月亮照相机、真空照相天顶筒以及月球望远镜的设计与相继研制成功，标示着这种“蜕变”已逐步完成。理论与实践相结合的成功体验，也奠定了朱能鸿进一步设计并制作大型天文光学望远镜的基础。

一米五六观星芒

众所周知，科学研究的目的在于探索人类的未知并揭示自然的奥秘，从而促进经济发展和人类社会的进步。天文研究的主要内容是宇宙的演化，当然也牵涉到生命的起源，诸如现在十分热门的外星生命的搜索即是如此。苍穹夜空中的点点繁星，惊鸿一瞥的流星，长尾拖曳的彗星，以及日蚀、月蚀等奇特天象，千百年来不仅使天文学家穷其毕生精力孜孜以求，就是文人骚客与平民百姓也常常为之联想翩翩。正因为天文学有如此广阔与丰富的内涵，从古至今的中外学者对天文的研究延绵不绝。著名的天文学家诸如哥白尼、伽利略、张衡、祖冲之以及物理学家牛顿、爱因斯坦等对天文学乃至整个自然科学所作的贡献及其深远影响，都是无可估量的。

天文学并非一种仅仅在实验室内可以进行研究的学问(至少在可见的将来还是如此)。17世纪之前，天文研究的主要手段是靠直觉，即凭借裸眼或通过一些构思巧妙的简单仪器对天象进行观测。这种状况直至1609年伽利略首次用光学望远镜观测天象后才被打破。伽利略之后的四百多年里，光学望远镜的发展突飞猛进，并形成了一门专门技术。与此同时，射电望远镜也如雨后春笋般地发展起来。

上海天文博物馆前留影

“天文望远镜技术把人类和宇宙的距离惊人地缩短了。20世纪末21世纪初国际上建成了近十架10米级大口径地面望远镜，现今正在研制的30米级超大望远镜有望‘看’到宇宙的边缘。至今还很难预料这些高新技术装备的望远镜将会把天文研究推进到何种程度。其实，在其他科研领域里也有相同的情况，如显微镜、X射线和核磁共振等技术对医学、生物学的影响，加速器对物理学的影响，超高速计算机、高功率激光和新型光纤材料等在各门学科间的相互渗透……这一切都说明一个事实：科学研究的证实、证伪及其发展都离不开技术的发展，而技术的另一头又直接与经济发展相连接，从而使科研成果得以转化为推动社会及经济发展的生产力，产生社会与经济的双重效益，以提高人民的生活水准。因此，那种认为科学研究高于技术或技术万能的观点均失之偏颇，实不可取。”

有鉴于这样的认识，在紧接着的十几年里，朱能鸿率领的科研团队以锲而不舍的努力，研制成当时我国最大的1.56米天体测量望远镜。

至今还可使用的1900年由法国制造的40厘米双筒折射望远镜（2011，方鸿辉摄）

70年代初，瑞典皇家科学院的天文学家阿尔芬首次访问中国，来到上海后他首先要访问的是已有一百多年历史的上海天文台。当时上海天文台藉以开展研究工作的设备仅是从德、法等国进口的几架年代久远的望远镜，其中最大的一架是1900年由法国制造的40厘米双筒折射望远镜。这架曾堪称远东第一的望远镜在上海天文台科研人员的精心维护下现在还能工作，但与70年代国际上口径已达五六米的大望远镜相比当然显得底气匮乏了。这位瑞典天文学家仅仅站在圆顶室外，隔着玻璃门望了一眼这架“古老”的望远镜便傲慢地说：“你们这架望远镜可以进博物馆了！”这句话深深地刺伤了上海天文学家的心。不过，理性地思考也确实感到：一架望远镜用了70年，也应该被淘汰了。若不发展先进的观测设备，要想在天文研究上做出新的成绩无疑是异想天开的。

上海佘山天文台（2011，方鸿辉摄）

1974年，上海天文台的万籁研究员向中国科学院提出制造一架1.5米口径的天体测量望远镜的建议，并获得了科学院的批准。工程下达给了台内的技术研究室。那时，技术研究室的工程技术人员都是三十多岁的年轻人。朱能鸿与几位同事虽然研制过一些天文仪器，但规模都不大，望远镜的口径只有二三十厘米，重量也不过几百千克。国内制造过的最大口径的望远镜仅为60厘米，其重量不超过10吨。而一架1.5米的望远镜会重达三十余吨，其指向精度、跟踪精度和光学成像质量却都要达到角秒级。因此工程在设计、制造和调试等方面的难度都是很大的。上海天文台近二十名工程技术人员怀着兴奋与激动的心情领受了这一艰难的任务，矢志为国、为天文界造出这架望远镜。研发团队的领衔使命也自然落到了时任上海天文台副台长的朱能鸿肩上。

研发小组首先面临的困难是资料匮乏，毕竟国内尚未设计过这么大尺寸和这么高要求的望远镜。望远镜工程涉及光学玻璃材料、光学设计与研磨、检测、力学计算、精密机械设计、电控伺服系统，以及光机电联调等，是一项地地道道的系统工程。朱能鸿团队所能得到的最详细的资料是当时世界上最大的天体测量望远镜——美国海军天文台的61英寸天体测量望远镜的两本台刊和一本大望远镜会议论文集。他们首先收集了两架国内制造的60厘米望远镜和两架德国蔡斯厂设计的60厘米望远镜的设计资料。其实，这些资料对设计一架新望远镜来说，是远远不够的，何况有的还缺少详细的计算结果，有的仅是文字说明而无细节图纸。尽管如此，反复研究这些资料后，他们还是获得很多教益。朱能鸿带领设计师们结合我国的具体情况拟定了总体设计方案。经过两年多夜以继日的辛劳，望远镜的设计方案逐步成熟：望远镜采用了当时国内尚未运用过的R-C光学系统，使镜筒比美国的那架短了一倍从而增加了集光能力；创造了一种叉轭式的跟踪机架增加了观测天空的范围；设计了一种特殊的调焦装置，使望远镜的焦平面不随温度变化而失焦；创新地应用两个1米直径的半球液压轴承，使整架望远镜浮在一层厚度仅为0.1毫米的油膜之上，从而大大地减少了转动的摩擦阻力，这种以液压轴承辅以高速数字脉冲的自动控制伺服系统和光电自动导星系统，只需一台普通的500瓦的直流电机就可以十分轻灵地转动32吨重的望远镜，并使其跟踪恒星的误差值仅相当于十分之一根头发丝粗细那么大小……

1.56米天文望远镜的优雅姿态（2011，方鸿辉摄）

为使方案的可靠性和可操作性更强，1982年，中国科学院批准研发组部分成员组成一个5人考察小组去考察建在智利的美国、欧洲共同体和加拿大的天文台(全世界最优良的台址之一在智利，因而许多国家把本国的望远镜建在智利北部的安第斯山脉的山峰上)。在一个多月的访问期间，他们甚至没有踏访过一处名胜古迹，而是充分利用这个机会和外国同行进行交流，把它当作一次最好的学习与交流的机会。

朱能鸿研究员与上海机床厂的技师检查大型轴承的精度

1985年在新西兰召开的国际天文学会上，朱能鸿报告了1.56米天体测量望远镜的设计方案，在会议论文集中，有一位外国天文学家评论这架望远镜方案中有着“独特的聪明设计”。

在伽利略相片前的思考（2011，方鸿辉摄）

“独特的聪明设计”必须要转换成可实现的制作，即具有可操作性才算有价值。从图纸到实物的跨越可谓千辛万苦。朱能鸿忆及当年的艰苦攻关，若有所思地说：“我的体会是只要在工作中抱着谦虚认真的态度，学习的机会是时时刻刻存在的。学习不仅仅是读书，看文献资料，实践也是很好的学习方式与过程。”

朱能鸿研究员经常下厂同工人师傅讨论技术问题

1.56米望远镜的加工分派到上海十几家有名的大厂。作为项目的总负责人，朱能鸿经常去这些单位同工人师傅讨论技术问题。许多工人师傅都积累了丰富的经验，从他们身上可以学到书本上根本不会记载的知识。例如，望远镜的南、北支承采用的是两个直径达1米的钢制超半球形静压油膜轴承，其椭圆度形状技术要求必须达到小于7微米，这是一件难度很高的超精度加工。任务落实在上海彭浦机器厂的军工车间。通过和工人师傅商讨，研发组提出了几条关键措施：第一条是不能为做半球而做半球，而是必须用两个半球拼成一个整球来加工，这样才可保证超半球的边缘不至塌边；第二条是改装一部车床并将其放在另一部立车上来车制球面(当时没有数控车床)；第三条是在一架精密车床上部加建一座装有研磨工具的龙门架，用以研磨球面；第四条是研制一台特大的球径仪，用以测量球面。正是有了这四条措施才确保完美地制成了这两个高精度的零件。类似这样的事例还很多，通过这些合作，不仅完成了任务，朱能鸿团队还结交了一批极优秀的工人师傅，他们个个身怀绝技，研发团队从他们的操作中学到许多宝贵的实践经验。

朱能鸿研究员在欧洲南方天文台3.5米新技术望远镜平台上

专业研究用的天文望远镜的研制数量通常仅为一两架，不太会有批量生产的可能。因此，继承中外的研制成果显得十分必要。继承外国的成果要结合中国的实际，既不可盲目自大，也不必妄自菲薄，在继承的基础上创新。由于1.56米天体测量望远镜要用于精密照相测量，因此其机架要有最小的重力弯沉，但同时又希望对天空有最大的覆盖。轭式望远镜机架能很好地满足前一要求，但对后一要求却不能完全满足；而叉式望远镜性能正好与轭式望远镜相反。经过仔细分析和反复计算，朱能鸿把叉式和轭式机架的优点结合起来，而又最大限度地规避了这两种望远镜机架的缺陷，创造出被称为“叉-轭式”的新型机架。实践证明这种机架确实能很好地满足上述要求并体现其优越性。

又譬如当时国外的望远镜已采用二维的CCD器件作星像接受器或利用CCD作自动导星的传感器，但当时国内只有上海技术物理所能做质量较好的一维CCD。朱能鸿就提出采用这种一维CCD设计望远镜的自动调焦系统，从而形成了自己的特色。望远镜的其他许多设计则大量采用了国外成功的先例。“根据我的体会，在一般情况下，一台仪器能有几项重要的创新就不容易了，全面改进很难，风险会很大。”

在上海光机所朱能鸿研究员（右二）与工人师傅一起推主镜箱（1982）

科学决策与民主管理

参与一项科学工程的人员往往来自互不相同的专业，有各级的领导、工程技术人员、工人、协作单位的人员和为工程服务的基建、行政后勤人员等。虽然大家在为同一个目标工作，但看问题的角度却因各人所处的位置、专业等限制而常常有所不同，因此难免会发生矛盾。朱能鸿认为：在工程进展中，遇见重大技术问题或者因技术而牵涉到某些行政决定时，一定要多方面实事求是地加以分析，及时地作出科学决策。切忌当断不断，影响工程进度。

在1.56米望远镜研制工作刚启动时，研发组就提出要在上海天文台本部（徐家汇)建一个250平方米的简易装配车间，以便将各厂协作制作的零部件在此车间里装配成整架望远镜，并进行光、机、电预调。当时有些领导从节约的角度出发，认为为此专建一个车间，是否会造成浪费？能否直接在佘山观测室内安装?面对这些问题，朱能鸿同几位主要技术负责人作了仔细商讨，认为由各厂家生产的部件的接口部分，可能会因计量器具的误差和其他原因而发生装配困难，届时需要作现场修配；而在佘山观测室内，吊装设备不宜起吊太重的部件，否则可能使圆顶本身变形；另外，佘山观测室内可以回旋的余地太小，望远镜在观测室内直接安装风险较大。在研发组据理力争下，1980年，上级领导终于同意建造一个简易装配车间。以后的事实证明这一决策是正确的。在装配调试的过程中确实出现了大大小小的技术问题，这些问题要是在佘山观测室内及时解决是绝不可能的。

朱能鸿院士如数家珍般介绍1.56米望远镜（2011，方鸿辉摄）

作为望远镜中最重要的光学元件——主镜的研制是另一次科学决策。主镜的有效直径为1.56米，厚为23厘米，重约1吨。鉴于天体测量的严格要求，朱能鸿团队决定采用国际上最常用的热膨胀系数接近零的微晶玻璃，但当时国内尚未研制过如此大尺寸的微晶玻璃。后来得知上海新沪玻璃厂的副总工程师钟奖生是中国科学院西安光机所调沪的一位光学玻璃专家，他正在从事这方面的研究。朱能鸿很快就与他达成了合作协议，并开始了艰苦而漫长的试制。最初是做小样试验，通过数十次试验才达到微晶玻璃的温度膨胀性能。浇铸大镜面时又多次失败了，究其原因是坩埚的材质较差，容量也不足。针对这些问题想了很多办法，如采用优质白泥制造坩埚；把坩埚的壁厚减薄，增加其高度，以扩大坩埚的容量；把镜面内部做成蜂窝型，以减轻镜子的重量等。美国的5米镜子就是蜂窝型镜面，不过用的是派勒克斯玻璃，这种材料可以和蜂窝内模堆在一起，在电炉内熔融成镜面，但微晶玻璃因其需要晶化，是不能如此熔融的。因此，有人提议用经过预热的石墨蜂窝模子在已熔化了的玻璃液上压出一块镜面。采用了这些措施后终于浇出了我国第一块天文镜面。镜面的正面质量很好，但背面却因模子和玻璃熔液的温差而形成大小不一的缩孔。试制工作至此可以说成败对半，是否继续这样的工艺试制下去?朱能鸿果断地认为，蜂窝模子的温度不可能加到和玻璃熔液一样高，再用这种方法不太可能获得一块完美的天文镜面，于是决定放弃这种技术路线。在中国科学院数理学部的支持下，在新沪玻璃厂投资了80万元人民币建造池炉来浇铸微晶玻璃。1980年终于浇出了两块l．6米的望远镜主镜的理想毛坯。由此可见，科学技术有其自身的规律性，科技人员必须由表及里、老老实实地弄清楚这种规律。技术路线不符合科学规律，工程进展必定受到影响；改变技术路线则必须作出科学决策，即便这种决策有时会使人感到痛苦。

朱能鸿院士在气势宏大的1.56米望远镜上调试（2011，方鸿辉摄）

朱能鸿院士与妻子孙国芳在苏州合影

朱能鸿哲理独到地说：“管理本身就是一门范围很广的科学。虽然我曾当过8年副台长，但对于管理没有深入研究过，仅仅是在多年的工作中涉及到一些。长期以来，我国存在着形形色色的管理样式，有从苏联搬来的计划经济的管理方式，也有如国防工程的一套绝对服从的管理方式。应该承认，以上这些管理方式在特定的年代和条件下也会有一定的效果。当然，因为这种管理而产生的工程周期拖延、金钱和物资的浪费，以及人才的埋没是无从计算的。近年来在改革开放的大潮下，出现了许多企业家，其中有不少是强者型的管理模式，实际上是片面强调了个人的魄力和才干，决策由一个人说了算。我想以上提及的所有的管理模式，在本质上都受到中国几千年来封建制度和思想的深刻影响，就是苏联模式也带有封建色彩。例如在20世纪五六十年代，苏联的李森科、米丘林都是不容置疑的。我相信真正有效的管理应该是科学和民主的管理。科学和民主是一对孪生兄弟，科学是对客观真理的追求，真理应经得起各种不同意见的辩驳，经得起实践的考验，这就含有民主的内涵。科学上要有成果就需要有民主精神的支撑。反过来，民主更能促进科学发展。一名有觉悟的知识分子应该自觉地把民主和科学的精神贯彻到工作中去。我自身离这种境界有很大的距离，但我明白重要的是身体力行。”

举个例子，1.56米望远镜进行到最后调试时出现了彷徨不安的气氛。传统的调试方法是在晴夜用望远镜对星观测来进行调试。这种调试的周期很长，在漆黑的圆顶里不易操作，有些在夜里发生的问题要到白天去解决，而且调试需要日夜进行，因此调试人员的精力不易集中。朱能鸿提出了利用光学工具在白天调试的方案，使工作不受气候的影响，同时可以改善工作条件，加快工作进度。但由于这是国内第一次调试这么大的望远镜，加之白天在室内调试的方案和传统调试方案之间有较大差别，很自然地要引起一些内行的疑虑，甚至有人提出请外单位擅长调试的工程师来调试。当时，朱能鸿没有仓促作出决定，而是发动课题组全体人员对方案作充分的讨论，同时利用学术委员会的学术活动，向全台的科研人员和天文学家报告此方案。经过民主决策后，意见趋向一致：由于望远镜的特殊性，请外面的工程师也不一定熟悉调试要求；我们做的设计理应由我们自己来做好调试工作。这件事虽然花了一些时间，但使大家享受到了充分的民主，感到了自己参与的力量，心情舒畅了，结果大家齐心协力高效地完成了调试。

在重庆召开的中国天文望远镜及仪器学术讨论会（前左三为朱能鸿院士）

朱能鸿院士向参观者介绍天体运行规律（2011，方鸿辉摄）

项目完成后，对朱能鸿技术上的创新，人们是很能理解的，毕竟是一位科学技术人员么！但他能在科学管理和民主决策上能有这么多创新举措，倒是令人刮目相看的。看来，朱能鸿不仅是一位战术性人才，还是一位战略性人才。对此，朱能鸿很有感慨：“我从小生活在这样的家庭中，无形中使我形成了平等待人的民主思想，很多和我一起工作过的同志都认为我平易近人。我想这是家庭影响的结果。”

1984年11月至1985年5月是哈雷彗星回归地球的时期。这个天象吸引着全世界天文学家和成千上万的天文爱好者。美、英、日等国还发射了卫星探测器去接近哈雷彗星，从各个角度去拍摄这颗天外来客。当时在上海天文台徐家汇简易安装车间里，1.56米天体测量望远镜正在紧张地进行着装配调试，原上海天文台台长、叶叔华院士有鉴于哈雷彗星是76年才呈现一次的罕见天象，提出能否可以用这台望远镜对哈雷彗星进行观察。要达到这个目的，必须使安装调试进度提前半年完成。另外，由于这次哈雷彗星出现时离开地面的高度角很低，而大气层的厚度较厚，安装车间又位于市中心，高层建筑的遮挡和夜间城市灯光的影响都会对彗星的观察增添不少困难。经过计算分析，朱能鸿认为，虽然条件恶劣，但坚信望远镜有强大的集光能力，有把握实现观察。为此，研发组的全体人员都以全副精力投入调试工作，不仅白天需要调试，而且晚上还要对着星星调整仪器。为了节省时间，调试团队的成员都放弃了休息，有的干脆搭个铺睡在安装车间的一角。作为工程总负责的朱能鸿，工作的辛劳更是可想而知了。偏偏在这节骨眼上，他的妻子因车祸受重伤，住进了医院，他不得不在傍晚去医院为妻子送饭，晚上八九点再返回车间继续工作直到深更半夜。

用1.56米天体测量望远镜看到的猎户星座（左）和哈雷彗星（1986）

中国科学院上海天文台用1.56米天体测量望远镜拍摄的彗木相撞照片

王大珩院士任1.56米天体测量望远镜的鉴定会主任

就这样，凭着对事业的挚爱，十年磨一剑，l985年望远镜在装配车间首次拍摄到了76年才回归地球一次的哈雷彗星。l989年11月中国科学院召开了望远镜的鉴定会，由时任技术科学部主任的我国光学界前辈——王大珩院士任鉴定会主任。当他看到在底片上密布着滴圆的尖锐星象时，十分兴奋，即兴赋诗一首：

一米五六观星芒，天体测量斯为纲。

自力更生全国产，大力协同机电光。

费尽心力十五载，赶超国际非寻常。

喜庆创议结硕果，犹看争妍在群芳。

实践表明，1.56米望远镜工作稳定，性能优良，定位精度高。在1994年7月的彗木相撞中，拍摄了600多张照片，为国际天文界所注目。

中国科学院院长路甬祥院士视察佘山天文台（右一为朱能鸿院士）

古人云：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”朱能鸿能从一位建筑设计师较快地成功“蜕变”为天文仪器制造的“乐之者”，除了自身的学术底蕴和努力外，与上海天文台的团队精神和单位文化不无关系。“进入上海天文台工作之后，我和老一辈的天文学家在业务上有很多接触(当时他们也仅是40岁左右的中年学者)，给我很多帮助。例如万籁先生的循循善诱，叶叔华台长敏捷的思路、明确果断的处事作风，都对我有很大的影响。特别令我怀念的是已逝世的我台原党委书记、副台长周尊博同志，人如其名，他一贯尊重科学知识，尊重知识分子。虽然他是抗日时期的红军干部，却满怀热情地长期学习天文科普知识，在1978年的全国天文学会年会上被选为中国天文学会的副理事长。80年代中期他因病离休，有一次我去他家看望，他正在听莫扎特的小提琴协奏曲。他告诉我他正在学听欧洲古典音乐。作为一名党的领导干部，他不仅积极支持我的科研工作，还谆谆教导我要走又红又专的道路。上述各方面的影响和数十年的工作实践，使我形成了现在的思想方法和工作风格。”

我们又一次站在打开宇宙大门的面前

“1.56米望远镜完成后，在我52岁时，经上海天文台原台长叶叔华院士和美国天文学家万普勒的介绍，到世界著名的欧洲南方天文台参加正在那里进行的国际上最大的l6米光学望远镜的工作。”

朱能鸿研究员在法国巴黎的留影

欧洲南方天文台地处德国慕尼黑市市郊的伽兴镇。伽兴镇有好几个科研所和一所技术大学，是个环境宁静、风景优美的科学城。天文台周围有大片森林，森林后面就是有名的伊萨河。天气晴朗时还可以遥遥望见欧洲人引以为豪的阿尔卑斯山的雪顶。朱能鸿在欧洲南方天文台度过了一段紧张而愉快的时光。开始的半年是很紧张的，由于那里早就实现了无纸化的工作方式，设计、计算或书写报告均要使用计算机，然而那时国内个人计算机还不普及，朱能鸿也只学过些许计算机入门知识。因此，他只得买了一台计算机放在住所，下班后继续学习。就这样，他很快掌握了CAD、Fortran77、Windows和Winword等软件，为及时顺利开展工作创造了条件。

欧洲南方天文台的16米光学望远镜课题是欧洲当时最大的项目。由德国、法国、意大利、丹麦、瑞典、瑞士等国的政府出资，并集中了世界各国近100名工程技术人员共同参与的一项系统工程。该望远镜由四架口径为8米的独立的望远镜(每架望远镜重达上百吨)组成，它有两种工作模式：一种是“非相干模式”，即把四架8米望远镜的口径综合成等效的16米口径的望远镜。这种非相干模式加上可克服大气影响的自适应光学系统后，可使地面望远镜得到与空间望远镜差不多优良的星像。另一种模式是“相干模式”(光学干涉模式)，即把四架8米望远镜和三架口径为1．8米的可移动的望远镜组成一个望远镜阵。将每一架望远镜所收集的星光转换为平行光束后再通过光学延迟线和合成器，使其以同一个波前在合成器的焦平面上形成干涉条纹，此干涉条纹经过软件处理后可复原出高角分辨率的星像，用相干模式工作时能以毫角秒的分辨率去观测恒星，从而使恒星不再是一个点。光学干涉观测的成功将成为天文望远镜研制和天文学研究的一个里程碑。

科普报告后，朱能鸿院士为听众题词释疑

朱能鸿在欧洲南方天文台参加的是光学干涉仪组的工作。当时，这个组正处于第一阶段的概念设计期。朱能鸿负责的工作是设计一架为合成四架8米望远镜的光线作光学干涉的口径为2米的望远镜方案，这是一个概念设计。在这个方案里，朱能鸿提出了采用机械手移动合成望远镜的馈入平面镜以达到和望远镜阵的入瞳相匹配的设想，并提出以围绕合成望远镜的三个方向馈入来自望远镜阵的光束的设想。以此为基础，朱能鸿用了一年的时间完成了这个方案设计并获得外国同行的好评。“在欧洲南方天文台期间，我不仅在技术上开阔了眼界，而且看到了国外科学家是如何组织并运营一个耗资达四五亿马克的科学工程的。”

继往开来，不断创新（2011，方鸿辉摄）

浩瀚的宇宙充满了未知的神秘，人类从未停止探索宇宙奥秘的脚步，天文望远镜使我们感受到了遥远星空的真切，借助这双慧眼，人类记录下了宇宙的瞬息万变。

20世纪70年代，国际天文界曾建造了一批4米级口径的光学天文望远镜，它们为近二十年的天文研究作出了很大的贡献。随着天文研究的进展，天文学家提出了更多的课题：太阳系是何时形成的；宇宙中的氢、重氢和氦是如何产生的；尔后的星系和恒星又是怎么产生重元素的；分子云如何经冷凝而生成新星的；宇宙是怎么开始的……这些问题，4米望远镜是没有能力回答的。要研究这些课题，所需要的最基本的条件，就需要具有更大集光能力和更高空间分辨本领的望远镜。

上海世博会演讲后，科协领导向朱能鸿院士表示感谢（2010，方鸿辉摄）

诚如康德所说：“无垠的宇宙有待探索，而只有观测是打开秘密的唯一的钥匙。”

从80年代末开始，世界上已建造了近十架8米至l0米的大口径地面光学望远镜。由于现代科技的发展，这些望远镜的设计中采用了许多新技术。如上所述，为了维持必要的刚度，一块1.56米的镜坯厚度为23厘米(直径厚度比约为6.8)，若按此比例来设计一块8米镜的话，此镜的厚度就需达1米多，其重量将达到l20吨！这样的镜面和望远镜显然是不可想象的。为了解决这个技术问题，就发展出了拼块镜面或单块薄镜面的制造技术，这样的一块8米单镜的厚度仅为l7厘米，重量为22吨。同时利用这种镜面很“软”的特点，可在其背面安置数百个称之为主动支承的加力器。当望远镜处于空间不同的位置时，受重力的影响，镜面会产生变形（其正常形状会异变），利用一个星像波前分析器和一个激光标准可以得到这个改变量，将此量反馈给加力器，加力器即可对主镜加力，形成一个闭环控制，以纠正主镜的偏差。这种技术被称作“主动光学”。与此同时，还发展了一种称之为“自适应光学”的技术，用来改善因地球大气而使望远镜分辨率降低的问题。除了地面光学望远镜之外，随着空间技术的迅猛发展，人类已多次成功地把望远镜发射出地球，实现了空间遥控观测，以彻底避免地球大气和重力的影响，诸如哈勃太空望远镜。展望未来，在月球上建造大型望远镜也是完全有可能的。不过由于空间观测的投资巨大、工程复杂、风险大等特点，可以预料未来的20年内，地面光学望远镜还将是天文研究的主要工具。

梅花香自苦寒来（2010，方鸿辉摄）

“如今，我已年愈七旬，生活之中仍然只有望远镜，可谓须臾难离。2006年，时隔20余载之后，我再次登顶智利安第斯山的欧洲南方天文台，考察了四架口径达8米的大望远镜，感慨发达国家在这15年间，大望远镜的口径几乎增大了一倍。眼下，我正从事国家自然科学重点基金项目——光学干涉望远镜关键技术的研究，参与我国二代导航卫星系统等项目，并为此研制了两架口径为1米的激光望远镜，虽然其口径比过去的1.56米天体测量望远镜小，但是望远镜的精度比前者有很大的提高，重量却相对减少很多。希望通过这两架望远镜将我国的太空 ‘监视能力’提高到新的水平。”

目前，国际天文学界的研究焦点是天体物理领域，而l0米级的超大型望远镜是其有力的研究工具。依靠这批望远镜，21世纪的天文学将会发生一场革命。届时要申请使用这些望远镜，必须有极具竞争性的课题思想；还要保证对投资国一定百分比的望远镜使用时间。据说非投资国的天文学家必须联合一位投资国的天文学家才可以获得申请。这些因素已引起我国年轻天文学才俊的极大忧虑。“我个人非常理解他们的忧虑，并希望国家在财力许可时尽快研制这样的超大型望远镜，使我们新一代天文学家得以赶上天文研究的世界水平。”

朱能鸿院士动情地说，“正像当年的伽利略一样，我们又一次站在打开宇宙大门的面前，开门的工具正是国际上可望在十年后完成的30米超大光学望远镜！”