北京天文館(中國北京市境內國家級科學博物館)

北京天文館位於北京市西城區,是國家級自然科學類博物館、國家一級博物館、國家AAAA級旅遊景區。北京天文館佔地面積20,000平方米,建築面積26,000平方米,分為A館(老館)及B館(新館)。A館於1957年建成開放,是中國第一座大型天文館,也是當時亞洲大陸第一座大型天文館;B館於2004年底建成開放。

截至2021年,北京天文館共有藏品773件(套),其中珍貴文物15件(套);重要展品有鎮館之寶「南丹鐵隕石「、1957年建造的傅科擺、1972年美國阿波羅17載人宇宙飛船的宇航員采自月球的半克月岩等。天文館A館中央是球幕內部達直徑達23米的地平式天象廳,廳內有鎮館之寶「蔡司九型光學天象儀」和極高分辨率的全天域數字投影系統。B館設有宇宙劇場、4D劇場、3D劇場3個科普劇場,其中直徑為18米的宇宙劇場擁有標準半球全天域銀幕。天文館還開設了宇宙暢遊展覽、宇宙穿梭展覽、宇宙風景展覽等主題展覽。

北京天文館的下屬單位「北京古觀象台」是明清兩代皇家天文台,是保存得非常完整的天文古迹,於1982年2月被列入全國重點文物保護單位。觀象台台頂展出的八件古天文儀器是中國天文國寶,國家一級文物。

北京天文館以人造星空模擬表演、天文知識展覽、天文觀測等形式宣傳普及天文學知識;是國家級科普教育基地、科學與和平教育基地、青少年愛國主義教育基地,曾多次被評為國家和北京市級「科普先進集體」。天文館的《奔向月球》榮獲國際科教影視2019「中國龍獎」金獎,《宇宙大爆炸》獲第七屆「中國科普作家協會優秀科普作品獎」科普影視動畫類金獎,原創4D影片《童年太陽系》榮獲第十三屆北京國際電影節「最佳國產影片」和「最佳觀眾推薦4D影片」兩項大獎。

歷史沿革

北京天文館籌備與建設

1923年,德國蔡司廠製造了世界上第一台天象儀,名為「假天儀」,隨後世界第一座假天館在德國建成。1932年中國天文學會出版的《宇宙》期刊刊登了《假天—就是一架天象儀》,這是中國天文學會的創始人高魯寫的介紹天象儀和天文館的講演稿。后張鈺哲、陳遵媯、李曉舫等天文學家陸續發表有關世界上天文館的發展概況,一定程度推動了中國天文館事業的發展。

1954年9月中央文委決定籌建北京天文館,並由中國科學院負責辦理,醞釀多年的天文館達到成熟階段。隨後中國科學院向中央文委提交《北京假天館(天文館)籌建計劃》獲批,籌建計劃中北京天文館建設包括天象廳,演講廳、展覽廳、圖書館、天文台、天文廣場、辦公樓、實驗室、宿舍樓等。

1955年10月24日,在中國科學院和北京市人民政府的協助下,北京天文館在北京西郊動物園附近開始動工興建,民主德國專家卡爾博士和庫尼斯工程師參與了天文館的設計。首先建辦公樓和宿舍樓,1956年6月開始建設天象廳、展覽廳、演講廳等主體工程。1957年5月天文館建設工程基本完工。天象儀於1955年6月由民主德國蔡司廠運到北京,1957年主體工程完工後開始安裝。

1957年9月29日,北京天文館建成。在新建成的北京天文館前的廣場上舉行了開幕典禮,時任北京市副市長吳晗致祝賀詞。北京天文館建成時,世界上先後建有二十幾座天文館,但其中有一半毀於第二次世界大戰。

北京古觀象台回歸

北京古觀象台位於北京市東城區建國門立交橋西南角,始建於明正統七年(公元1442年),是明清兩代的皇家天文台。1911年辛亥革命后,改組為中央觀象台,設天文、歷算、氣象、地磁四科。除了從事天文觀測,還增加了氣象觀測活動。1929年改名為國立天文陳列館,不再從事觀測,成為中國第一座天文博物館,至此觀象台持續天文觀測487年。

1931年「九·一八」事變爆發,為了保護文物,明制的渾儀、簡儀、漏壺、圭表以及小地平緯儀和折半天體儀等天文儀器被迫遷往南京,至今存於南京紫金山天文台。觀象台台上的八架清制古儀因拆裝運輸的困難未能同行,明清古儀分離。

1955年12月,觀象台劃歸北京天文館。1956年5月,以「北京古代天文儀器陳列館」的名稱對外開放。

1956年9月,觀象台在火星大沖時進行了大規模的觀測火星科普活動,共有13000多人參加,陳毅同志等領導到場用望遠鏡觀測火星。

1982年2月觀象台被列入全國重點文物保護單位,1983年4月重新對社會開放,同時更名為「北京古觀象台」,中國著名天文學家張鈺哲題為觀象台寫了台名。

籌建新館

1991年,基於世界其他國家天文館的發展,以及北京天文館老館設備和建築出現了不同程度的老化,北京天文館的改造被提上議事日程。圍繞北京天文館是拆是留,曾經引起熱烈的社會爭論,其中一個商業化方案「在天文館原地將建起超高層的現代化大樓」在當時引起了軒然大波,同時遭到李元等天文館元老及張開濟等建築師明確反對。

1998年暑假,北京市民和公眾聽說可能拆除天文館,紛紛前往參觀,參觀觀眾是往常的三四倍。2000年9月8日,決定由北京市政府投資2億修建新館,保留老館,新館建設與老館建築相互呼應。

2004年12月,北京天文館新館(B館)正式建成開放,總建築面積為21000平方米,設有科普劇場、天文展廳、太陽觀測台、大眾天文等。其中,宇宙劇場直徑為18米,擁有標準半球全天域銀幕,能同時容納200名觀眾。

2007年7月,經國際天文學聯合會小天體命名委員會批准,編號為59000號的小行星被命名為「北館星」,標示了北京天文館對中國的天文科普事業做出的貢獻。

2008年7月,北京天文館老館(A館)經過改造后重新開放。重點對天象廳進行了改造,廳內擺放的光學天象儀是先進的蔡司九型光學天象儀,還配備了先進的光學天象儀和全天域數字投影系統等;另外還增設了《玩轉星空》和《奧運星空》大型專題展覽。

設計布局

建築設計

北京天文館佔地面積20,000平方米,建築面積26,000平方米,包含A館(老館)、B館(新館)兩館。

1957年建成的北京天文館是二戰結束以後亞洲興建的第一座大型天文館,它的設計對照莫斯科天文館進行,也取法了美國的先例,主要由北京市建築設計研究院張開濟、宋融、邱聖瑜等設計,民主德國專家及工程師也參與了天文館的設計。

北京天文館場館造型遵循形式服從功能原則,建築正中布置門廳,天象廳高起,兩翼是展覽廳和講演廳。門廳的八角形外觀處理契合了平面布局。同時沖淡了建築正立面朝北帶來的陰暗感,立面處理採用西方古典建築手法,莊嚴穩重,在牆面、檐頭部分還運用了中國傳統雲紋圖案,室內裝飾強調思想性與藝術性結合,在門廳的質部及周圍都裝飾有大量與天文有關的繪回,浮雅。

北京天文館主館(A、B館)包括天象廳,展覽廳和講演廳三個主要部分,及天文台、氣象台、天文廣場和其他附屬建築。主館中心以八角形門廳為樞紐,室內安放高約10米的傅科擺。門廳與天象廳之間通過廊道聯繫。天象廳外層屋頂選擇了技術先進成熟的鋼筋混凝土薄殼結構,直徑25米,薄殼厚6厘米,由民主德國專家設計;內頂為直徑23米的半圓球應。

館內布局

A館(老館)

A館主要設有天象廳及東、西兩個展覽廳。天象廳為圓形平面布局,分內外兩層,天象廳中央放置的是蔡司天象儀。展覺廳與講演廳平面均為長方形,可單獨對外使用,講演廳的放映室和管理辦公用房安置於建築二層。

天象廳位於北京天文館A館中央,球幕內部直徑達到了23米,能容納400名觀眾同時觀看影片,內部採用紅、綠、褐、藍四區排列,確保每一位觀眾都有一個良好的欣賞體驗視角。

B館(新館)

B館有地下一層、地上一層及地上二層共三層。設有宇宙劇場、4D劇場、3D劇場3個科普劇場,以及天文展廳、太陽觀測台、大眾天文台、天文教室等各類科普教育設施。其中,B館地下一層設有宇宙穿梭展廳、3D劇場、餐廳,B館地上一層設有太陽展廳、月球隕石展廳、宇宙暢遊展,B館地上二層設有宇宙劇場、4D劇場、星空咖啡吧等。

天文展覽

基本展覽

宇宙暢遊展覽

宇宙暢遊展覽位於天文館B館地上一層。展覽從地面觀星開始,將身邊的星星「隕石」作為起點,逐漸深入至宇宙空間,去了解月球、行星,以及太陽系之外的空間,甚至人類尚未解開的宇宙謎題。展覽共設有太陽家族、月球漫步、隕石部落、星座顯形、宇宙之謎、挑戰島、多彩宇宙、巨眼觀天、星星相伴、宇宙燈塔、太陽科學廳等十一個主題展廳。

宇宙穿梭展覽

宇宙穿梭展覽位於天文館B館地下一層。以「宇宙穿梭」為主題,分為宇宙演化、宇宙尺度、系外行星、引力透鏡、逃離黑洞、天體系統、時空穿梭等七個主題展廳。從「宇宙演化」開篇,用極具視覺衝擊力的造型將宇宙演化各階段呈現出來,同時配以宇宙演化「年曆」,將漫長的宇宙演化史壓縮為一「年」,以「年」為單位標識出宇宙發展歷程中的大事件。

宇宙風景展覽

宇宙風景展覽位於天文館B館地上二層。主要以大幅精美圖片的形式展現星系、星團、星雲等部分深空天體。展示了看似渺小而實際長度有1光年左右的「馬頭」星,形狀像草帽的「旋渦星系M104」,北天球夜間肉眼可見天體「昴星團M45」等。

臨時展覽

「鏡圖史話」展覽:2022年1月,北京天文館推出了全新原創展覽「鏡圖史話——早期望遠鏡與黃金時代的古典星圖」,該展覽展出了二十餘件18、19世紀的古董望遠鏡精品,並再現了黃金時代的歐洲古典星圖,還設置了一批原創互動展項,帶領觀眾領略天文學發展的望遠鏡時代。

古台展覽

北京古觀象台設紫微殿和東、西廂房三個展廳,分別陳列「中國星空」、「西學東漸」和「靈台儀象」三個主題展覽。古台的院內陳放着明代銅製渾儀和簡儀的1:3複製品,以及郭守敬正方案1:3複製品。後院陳放有日晷和圭表等古代計時儀器,原比例複製的明制渾儀和簡儀等天文測量儀器。

「中國星空」主題展覽

「中國星空」主題展覽位於紫微殿,是古台最大的展廳,集中展示了中國古代在天文學各個方面取得的輝煌成就。

「西學東漸」主題展覽

「西學東漸」主題展覽位於西廂房,主要展示明末以來西方天文學傳入中國,並與中國傳統天文學融合碰撞的曲折過程。

「靈台儀象」主題展覽

「靈台儀象」主題展覽位於東廂房,主要展示古觀象台的歷史沿革,以及古台所藏天文儀器與家國命運密切牽絆,被拆分、歸還和轉運的歷史。

科普劇場

天象廳

天象廳位於A館中央,擁有先進設備能夠在球幕上模擬出真實的自然星空、天象變幻、太陽系穿梭、宇宙探索等天文畫面。上映影片內容涵蓋星座、太陽、月球、星系等基礎天文學概念,其中《宇宙大爆炸》是以宇宙的誕生和演化為主題,從「大爆炸」小火球開始到劇變,講述宇宙100多億年的演化歷程;《奇妙的星空》中可以觀看北斗七星、牛郎星織女星、飛馬座、獵戶座等四季星空變幻閃耀;《走近黑洞》是一趟走近黑洞的極端冒險之旅,探秘黑洞這個宇宙中神秘天體在極端的物理條件下如何演化而來。

宇宙劇場

宇宙劇場位於B館地上二層,劇場直徑為18米,擁有標準半球全天域銀幕,球幕系統擁有龐大的天文數據庫,啟用實時模式,通過立體顯示,將複雜的天體運動清晰呈現出來。上映影片主要有:《系外行星:發現新世界》通過逼真的3D特效,跟隨鏡頭解開系外行星的謎團,用科學的方法探尋宇宙空間的奧秘;《古瑪雅的天文:宇宙的觀測員》是由墨西哥科蘇梅爾天文館引進的球幕科普節目,展現古瑪雅人在天文、曆法、建築等方面的成就;《迷離的星際》講述星際間的恆星、行星的演變、爆發能量及毀滅,星雲內部的細節變化等。

4D劇場

4D劇場位於B館地上二層,擁有200席座位,能夠呈現立體影像及產生噴水、噴風、拍腿等多種特效;上映影片主要有:《撞擊與生命》講述40億年前的小天體撞擊揭開了地球生命的序幕,地球保護着生命,抵禦着來自宇宙空間的威脅;《穿越寒武紀》結合化石仿真復原技術,再現了寒武紀時期中國雲南澄江生物群的真實面貌,呈現「寒武紀生命大爆發」;《消失的土星光環》是以科幻宇宙探索為主題的4D影片,主人公小帆與發明家爸爸起駕駛新發明的星際飛行器,駛向遙遠的土星,開啟一場未知的土星冒險之旅。

3D劇場

3D劇場位於B館地下一層,共設座椅116席,銀幕寬12米、高9米,是個階梯型的小巨幕影院。上映影片有:《奔向月球》是天文館自製3D影片,榮獲國際科教影視2019「中國龍獎」金獎,介紹了中國月球探測計劃的探月、登月、駐月等內容;《海獅:生存空間告急》是一個關於瀕危海獅的生存故事,呼籲人類保護海獅,保護生態環境,促進人與自然和諧共生;《小行星:極端任務》》通過逼真的視覺效果和電腦繪圖技術,展現宇航員發掘小行星對太空漫遊的潛在作用,並排除萬難到達小行星的太空歷險等。

古迹及館藏

天文館館藏

截至2021年,北京天文館共有藏品773件(套),其中珍貴文物15件(套);藏品分為石質類、鐘錶儀器類、銅器類、紙質類、望遠鏡類及隕石類等。重要藏品有鎮館之寶「南丹鐵隕石「、1957年建造的傅科擺、1972年美國阿波羅17載人宇宙飛船的宇航員采自月球的半克月岩等。

南丹鐵隕石

南丹鐵隕石是北京天文館的鎮館之寶,安放於北京天文館老館(A館)的正後面。此隕石1516年6月降落於一場較大的鐵隕石雨,1958年發現於廣西南丹,重680千克,屬於鐵隕石中粗粒八面體類型,外形秀美,表面存有大小不一的氣印,通體覆蓋暗黑色的熔殼。

傅科擺

傅科擺是用來證實地球自轉的儀器,由法國青年傅科於1851年發明的,故稱為「傅科擺」。北京天文館的傅科擺是1957年建館時一起建造,位於老館(A館)的大廳,黑色大理石貼面的圓形圍牆,白色大理石擺盤上刻着時間和角度,擺錘是內部灌鉛的銅球,重約170公斤。

月岩(半克)

月岩:重0.5克,屬於高鈦月海玄武岩,是1972年12月美國阿波羅17載人宇宙飛船的宇航員采自月球澄海東南着陸區的樣品,1978年美國總統卡特的安全顧問訪華時,送給中國領導人1克重的月球岩石。其中半克用於科研,剩下的半克,存放於北京天文館B館一層展區。

清代石碑

清代石碑立於光緒三十一年(公元1905年),高2.2米。正面記載了因庚子構變而制折半天體儀和小地平經緯儀的史實,背面列出了修造儀器所用的各類款項。

清代日晷

日晷是中國古代普遍使用的計時儀器。此日晷造於清代,長13cm,寬11.7cm。

漢代昭明鏡

此昭明鏡直徑9.5cm,造於漢代,為銅鏡中比較普遍的鏡種,流行區域較廣。

郵票

此郵票為2011年由中國和丹麥聯合發行,繪有赤道經緯儀。

Adams折射望遠鏡

此為1796年英國製造的測量折射望遠鏡,物鏡直徑:3/4-inch (19-mm) 鏡筒長度(OTL): 21 3/4″。

古觀象台古迹及館藏

北京古觀象台(包括儀器和附屬建築群)是世界上保存得非常完整的天文古迹,距今約七百年的歷史,1982年2月被列入全國重點文物保護單位,觀象台台頂展出的八件古天文儀器是國家一級文物,堪稱中國天文國寶。觀象台台高14米,東西長約24米,南北寬20餘米。台上南、西、北三面放置的清代天文觀測儀器有:天體儀、赤道經緯儀、黃道經緯儀、地平經儀、象限儀、紀限儀、璣衡撫辰儀、地平經緯儀等8件,均為用青銅鑄造,刻有龍、雲圖案,是科學和藝術的結晶。

天體儀

天體儀位於古觀象台台頂。是中國曆朝唯一存世的渾象,制於康熙八年至十二年(公元1669-1673年),由比利時傳教士南懷仁監製。儀重3850千克,儀高2.735米。天體儀是一種用於演示天象的儀器,無論是白天還是夜晚都可以隨時了解當時天空的實際星象。

璣衡撫辰儀

璣衡撫辰儀位於古觀象台台頂。是乾隆九年(公元1744年),乾隆皇帝到觀象台,看到台上的儀器都是西洋的構造和制度,遂下令欽天監按照渾儀的制度、西法的刻度鑄造一架中西合璧的新儀。由當時任職欽天監的傳教士戴進賢和劉松齡設計監製,於乾隆十九年(1754年)竣工。儀重5145千克,儀高3.379米。

學術科研

北京天文館是北京地區成立的第一家天文科普、教育及研究機構。2019年成立了科學研究部,研究方向涉及時域天文學、高能天體物理、星系宇宙學、恆星物理、星際介質以及隕石和行星科學等。天文館擁有類型豐富的隕石樣本,以及台址海拔在5000米以上的阿里望遠鏡等科研資源,並開展大視場巡天平台等觀測設備建設工作。

北京天文館主辦的《天文愛好者》雜誌於1958年創刊。2001年,《天文愛好者》發起「全國中學生天文知識通訊賽」。2003年,《天文愛好者》與北京天文館共同組織「全國中學生天文奧林匹克競賽,后每年舉辦一次。2005年,《天文愛好者》發起並舉辦了年度「天文愛好者星空大會」,並連續舉辦至今,已成為中國天文科普品牌活動。

文化活動

社教活動

北京天文館集展示與教學於一體,舉辦了天文知識展覽、天文科普講座、組織中學生天文奧賽、組織公眾觀測等各項活動,向學生等廣大公眾宣傳普及天文知識,讓北京天文館真正成為沒有圍牆的學校。天文館的科普活動有宇宙少年團、冬夏令營、天文小主播、宇宙觀察員、天文小講堂、天文競賽、流動天文館等多種類別多個項目。其中「星星是我的好朋友」、「天文館里過大年」等已成為品牌活動。

文創設計

北京天文館的文創產品涵蓋了繁星故事、飛向天空、仰望星空等主題,有天文書籍、星圖教具、創意產品、活動教具、科學實驗、望遠鏡及配件等產品類別,經典熱門產品有太空計時器、DIY60望遠鏡、活動星圖等。

2020年在北京文化創意大賽中,北京天文館兩件文創產品在文博創意設計複賽中入選「優勝作品。一是「北京古觀象台書籤套裝」,由雕版非物質遺產傳承人張永林先生所親手雕刻了古觀象台一套線稿,北京天文館以此為基礎推出了文創產品「古觀象台書籤套裝」,展現八架古天文儀器的風采。二是「跟着天文館去探秘」系列文創產品,根據館藏及天文知識,設計製作了一系列文創產品:宇宙探秘系列、多彩星球系列筆記本、最初的夢想(東方紅一號)筆記本封套護照夾、最初的夢想(土星)筆記本封套護照夾、多彩星球彩鉛筆、速寫宇宙彩鉛筆、飛向月球系列環保袋和筆袋、小小宇航員系列 T 恤等。

北京天文館全新研發了「全天星座系列」文創產品,並展出在2022中國國際服務貿易交易會,此產品是以北京天文館的全天88星座圖為藍本製作的一系列全天星座衍生文創產品,主要產品有《全天88星座撲克》《紙工天球儀》等。

所獲榮譽

1958年6月,國家發行了一套特種郵票「特23 北京天文館」,含北京天文館、人造星空各一張。

2015年3月,北京天文館榮獲北京科普基地優秀活動展評三等獎。

2016年4月,北京天文館被評為「全國百家優秀信息化科普教育基地」。

2016年9月,北京天文館榮獲「北京市科學技術普及工作先進集體」稱號。

2016年9月,北京天文館入選「首批中國20世紀建築遺產」名錄。

2017年5月,北京天文館入選第三批國家一級博物館。《奔向月球》榮獲國際科教影視2019「中國龍獎」金獎,《宇宙大爆炸》獲第七屆「中國科普作家協會優秀科普作品獎」科普影視動畫類金獎。

2017年6月,北京天文館在豐寧「科技創新·科普惠民」活動榮獲「特別貢獻獎」。

2018年11月,北京天文館入選「全國中小學生研學實踐教育基地名單」。

2020年4月,北京天文館入選北京市首批新時代文明實踐基地名單。

2023年4月,北京天文館原創4D影片《童年太陽系》榮獲第十三屆北京國際電影節「最佳國產影片」和「最佳觀眾推薦4D影片」兩項大獎。6月,北京天文館科普劇《凝望蒼穹——天文國寶 百年紀實》獲得2022年度北京地區博物館「優秀教育案例」榮譽。