蘇定強：天空有他一顆星

蘇定強：天空有他一顆星

范翔林

2009年7月21日下午，在浙江省海寧舉行的「第三屆海峽兩岸天文望遠鏡及儀器學術研討會」 召開期間，舉行了「蘇定強星」命名儀式，中國科學院、國家自然基金委、國家天文台、南京大學等單位的領導和來自海峽兩岸的天文學家、天文儀器專家等200多人，出席了命名儀式。

1959年，蘇定強從南京大學數學天文系畢業後留校任助教。1962年至2003年在中國科學院南京天文儀器廠（現南京天文光學技術研究所）工作，歷任技術員、副總工程師、研究員。2003年調回南京大學任天文系教授。蘇定強是我國著名的天文學家和光學工程專家，1991年當選為中國科學院院士，是第八屆、九屆全國人大代表。為表彰蘇定強為我國乃至國際天文事業發展做出的貢獻，中國天文學會提議，並經報請中國科學院和國際天文學聯合會小天體命名委員會批准，將1997年11月6日發現的獲得國際永久編號第19366號小行星命名為「蘇定強星」。

天文學是一門以觀測為基礎的科學，這種觀測是依靠望遠鏡來實現的。望遠鏡和技術的發展往往成為天文學重大發現的先導。

蘇定強先後參與了我國多個天文望遠鏡和儀器的研製，在光學系統設計、天文望遠鏡光學等多個方面提出了獨創性的概念和方法。

被譽為中國天文學發展史上一個里程碑的2.16米天文望遠鏡，從1989年建成到2007年一直是國內最大、也是遠東最大的光學望遠鏡，蘇定強曾多年投身於這架望遠鏡的研製，他和全體研製人員經過多年磨難，終獲成功。1998年榮獲國家科技進步一等獎，蘇定強是這一成果的第一獲獎人。

在天文望遠鏡中，折軸系統是三個主要光學系統之一。傳統天文望遠鏡的折軸系統和卡塞格林系統（1672年卡塞格林發明的一種反射望遠鏡系統，它由主副兩塊反射鏡組成。其中大的凹面鏡稱為主鏡，小的凸面鏡稱為副鏡。主鏡將平行於光軸入射的光會聚到副鏡，副鏡反射的光通過主鏡中央的孔成像於主鏡後面——筆者注）使用不同的副鏡，轉換時需要更換，這不僅會降低光學系統準直的精度，使像質變壞，也使機械結構複雜，並且轉換時需要花費一定的時間。為了使折軸系統和卡塞格林系統的轉換更簡單、精確和便捷，當時年僅30歲的蘇定強在考慮2.16米天文望遠鏡總體設計方案時提出了這樣的構想：折軸系統與卡塞格林系統共用同一個副鏡，並提出了一系列具體的方案，並在1966年召開的2.16米天文望遠鏡上海會議上作了報告。這些新折軸系統的優勢在於：能保持更好的準直，大鏡面減少，結構簡單，轉換快，但也有缺點，如增加的光學元件較多，光量損失增加，或用了折射元件波段受限制並有色差，或加工難度較大等。文革中，2.16米天文望遠鏡的研製停了下來，但蘇定強的探索卻沒有停止。

1972年，2.16米望遠鏡的研製工作恢復後，蘇定強在他原有的不更換副鏡的想法下，想出了僅在極軸上端增加一塊中繼鏡的折軸系統。這種折軸系統中沒有折射元件，只增加一塊反射鏡，加工也不難，卻能避免傳統折軸系統由於轉換副鏡帶來的一系列問題，在2.16米望遠鏡中被採納。

然而構想變為成果的轉化過程，往往有反覆。1973年，機械設計的同志對摺軸系統的結構提出了一些限制，這使得光學系統要作相應的修改。蘇定強發現改動前後彗差的符號變了，這啟發了他想到這中間會存在彗差為零(即消去彗差)的結構，經過仔細的計算，蘇發現只要轉換時將副鏡作大約11mm的小量平移，同時將中繼鏡面形取為適當的扁球面，就可以得到消去彗差的結構，2.16米望遠鏡中就用了這樣的結構，這是折軸系統設計中跨出的第二步創新。

1989年11月13日，2.16米望遠鏡舉行了落成典禮，緊接著就投入了天文觀測，從那時以來18年中保持是國內最大、出成果最多的望遠鏡，現在仍在使用。

1977年10月，以第15屆國際天文學聯合會主席、美國基特峰國家天文台台長為首，由包括6位美國科學院院士在內的10位美國著名天文學家組成的考察組訪問中國時，盛讚這樣的折軸系統：「世界上最優秀最獨特的設計」，並認為這一設計思想將被世界其他國家所效仿。美國基特峰國家天文台第一任台長、亞利桑那大學光學科學中心創始人邁納爾(Meinel)將該折軸系統中的中繼鏡命名為「SYZ」（SYZ是2.16米望遠鏡光學系統三位設計人蘇定強、俞新木、周必方姓名的第一個字母）中繼鏡；歐洲南方天文台(ESO)從上世紀80年代開始研製了由4個8米望遠鏡組成的世界最大的光學望遠鏡陣，其中每個8米望遠鏡都採用了與2.16米望遠鏡相似的共用副鏡和採用中繼鏡的折軸系統。

最近，我國下一步計劃研製的好幾架望遠鏡，也打算採用類似2.16米望遠鏡的帶中繼鏡的折軸系統。

關於2.16米望遠鏡蘇定強再三強調，上面講的只是他個人在其中做的工作，而這架望遠鏡的成功則是近百位科技人員和工人多年共同努力的結果，特別是我國著名前輩光學家龔祖同先生的關懷與領導，成績是屬於大家的。

蘇定強的貢獻還有：雙折射濾光器是法國天文學家李奧發明的太陽觀測儀器中的心臟設備，上世紀60年代他領導研製成功了我國第一個李奧雙折射濾光器，為我國多台太陽觀測儀器的研製奠定了基礎。70年代初，他和王亞男合作的光學系統優化工作，優化結果普遍與國外最好的相當有的並優於國外，這個程序一直用到上世紀90年代甚至本世紀初。1986年，蘇定強提出了透稜鏡改正器，它能消去大氣色散和獲得更好的像質，這類改正器已在國內外一些望遠鏡中應用。1993年蘇定強領導研製成功了我國第一個主動光學實驗系統。1994年王綬琯、蘇定強、崔向群、褚耀泉、王亞男共同提出的大天區面積多目標光纖光譜望遠鏡（LAMOST）現已建成，這是中國專家提出的一種新類型的望遠鏡，是當前世界上最大的大視場望遠鏡，有最高的光纖光譜獲取率。

天文儀器廠在南京紫金山北麓的櫻駝村。提及往事，蘇定強感慨地說，在上世紀六、七十年代，那裡是農村，宿舍在蔣王廟，起初連自來水也沒有，用水要到100多米外的水井去取，生活相當艱苦。那時候的科技人員，絕大部分沒有出過國，沒有見過國外的望遠鏡，為了國家，為了科學，他們和工人同志一起，把自己的智慧和青春獻給了中國的科技事業，這種精神是值得我們今天年青一代尊敬和學習的。

400年前，義大利科學家伽利略首次用望遠鏡觀測天空，開啟了天文研究的新時代。談及現代天文學的研究重點，蘇定強說，從研究的對象來講，最重要的是暗物質和暗能量，他們都是天文觀測中首先發現或感受到的。對他們的研究，很可能會導致人類對物質世界認識的一次新的飛躍。而探索暗能量、暗物質又主要地落在天文學和望遠鏡的肩上。當前，中國天文學正處於最好的形勢下，我國正在由一個天文大國走向一個天文強國，中國天文學趕上先進國家的日子不遠了！天文儀器與技術的發展還會激勵和帶動航天、無線電、光學、X—射線、γ-射線、微信號探測，計算機、大型精密機械、自動控制多項高技術的發展，對國家的科學技術、工業、國防具有重大意義。

2012.1《人民與權力》雜誌