Whistle Down The Wind

历史告诉我们，在一个天文台的发展，一个天文观测中心的形成过程中，往往可以看到几位卓越天文学家交织在一起的命运，看到他们筚路蓝缕，以启山林的身影。在Hawaii岛上现代天文台生根发芽的故事里，我们前面提到过的Walter Steiger显然是一位探路先驱：早在第二次世界大战期间，Steiger就深深的爱上了Hawaii岛，他暗自许下诺言，有朝一日一定重返这里。1953年，Steiger果然重返这里，加入了当时还仅有两人的Hawaii大学物理系，并很快担任起了系主任一职。而更富戏剧性的是Steiger本人并没有接受过任何天文学课程，他甚至对天文学都不太感兴趣，但是当他思考着该做些什么才能让这个小小的物理系有真正的科研工作时，Hawaii的蓝天征服了他，天文学，必然是天文学才能让Hawaii名垂青史。随后的故事我们前面已经讲过，Steiger亲手建立起了Hawaii岛上第一个真正意义上的天文台：Haleakala太阳天文台，然而我们也提到过，Haleakala并不是Hawaii这座太平洋皇冠上的明珠，海拔13784英尺的Mauna Kea依然披着她神秘的面纱，然而，这座天文观测圣地也在以她的方式召唤着属于这里的人，而故事同样充满了戏剧性…

Mauna Kea和Mauna Loa就像两颗点缀在夏威夷岛上的珍珠

1960年5月22日，一场让所有经历过的人都会铭记终身的灾难降临在Hawaii大岛上。在前一天，智利中南部附近海域发生了三次强烈的地震，前两次相隔了9个小时，均为里氏7.5级，第三次地震在前一次后的几秒钟内发生，而强度是前者的30多倍，最终被测定为里氏8.5级。由于地震发生在海底，海啸警报随即发出，当然也传到了Hawaii岛上。第一次地震产生的海啸于22日白天袭击了大岛，但并未造成显著的破坏。岛上的居民原定应该被疏散，但受到1952，1957年两次不准确的海啸预报的影响，以及刚刚并不可怕的第一波海啸的作用，大部分居民放松了警惕，午夜时分，就在预报的海啸来袭时刻，甚至还有很多人奔向海湾观看即将到来的”潮水”，殊不知，一场致命的灾难刚刚以每小时450英里的速度穿过太平洋，呼啸而来：这是三股相隔了15分钟的巨大海啸，最后面致命一击的海啸高度甚至达到了30英尺，位于海湾内部的Hilo城显然首当其冲，受到逐渐收缩的海湾的作用，海啸越来越高，以排山倒海之势冲过整个城镇，Hilo城被夷为平地，而同时被毁灭的还有Hawaii大岛的经济。Mitsuo Akiyama (秋山正雄)，一位美籍日本人当时担任着岛上商会的执行秘书长，在1960年灾难的后面几年里，他一直在苦苦的寻找着复苏岛上经济的手段，然而，各种方法似乎都并不奏效。有一天，Akiyama的一位朋友，Mauna Loa山上气象观测站的站长Howard Ellis在Akiyama的办公室里短暂停留，他无意中提到，在他们的气象观测中发现Mauna Kea的山顶总是高耸于云端之上，这意味着那里可能会是一个非常适合天文观测的地方。天文，Akiyama的脑海中突然闪过一个念头，对啊，就是天文，如果能够吸引天文学家来这里建设天文台，所需的人力物力必定会在一定程度上促进岛上的经济发展，虽然对天文学几乎完全没有概念，但Akiyama迅速的捕捉到了他需要的信息并展开了调查。1963年6月，Akiyama给美国和日本所有知名大学的相关机构都寄去了热情洋溢的介绍信，然而迟迟等不到回信…

Kuiper的贡献

Akiyama寄出邀请信中的一封出现在了美国亚利桑那大学月球与行星实验室的科学家Gerard Kuiper的桌子上。Kuiper 1933年毕业于荷兰Leidon大学，他后来在美国芝加哥大学工作过几年，随后又成为了叶凯士天文台的负责人，在1960年，他来到了亚利桑那大学建立了这个月球与行星实验室，也正是在这几年里，亚利桑那大学一跃成为了全美国天文设施最好的大学之一。和大多数痴情于恒星或星系的天文学家不同，Kuiper醉心的世界是我们所处的太阳系，他一生的成就无数，包括在火星大气中发现二氧化碳，在土卫六“Titan”的大气中发现了甲烷和氨，发现多颗天王星和海王星的卫星，以及最重要的，提出了一个现在仍然在流行的太阳系形成理论，这个理论中不仅有我们现在熟知的Kuiper带，还包括了在当时从未有人提出的原行星(protoplanets)概念，这些卓越的贡献成就了他“现代行星天文学之父”的称号。

现代行星天文学之父–Kuiper

为把Mauna Kea介绍给世界天文学家做出过重要贡献的秋山正雄

回到1963年，受专业的影响，Kuiper当时正痴迷于寻找一个适合于做行星红外观测的高海拔观测地点 (行星在红外波段的辐射更多，然而红外辐射却会被地球大气中的水汽显著吸收，因而一个高海拔的干燥观测地才适合于行星的红外观测)，他已经考察了美国加州，新墨西哥州以及智利的若干地点，而Hawaii岛上的高山也在他的兴趣范围之内，所以在收到了Akiyama的信后，Kuiper很快做出了回应，他回信说8月份就要赶到Hawaii探讨建立观测站的可能。也许这就是所谓的缘分吧，Kuiper最终成了唯一回复Akiyama信件的科学家。

好事多磨，原定8月份的会面一拖再拖，一直到1964年1月Kuiper才终于成行，除了一系列的会谈之外，Kuiper还亲自到半山腰海拔9200英尺的一个林业站进行了实地考察，这里也是当时公路能到达的最高处，由此往上，一片荒芜。Kuiper对这里进行了细致的考察，并在Akiyama的努力之下从Hawaii政府那里争取到了总计42000美金的经费用于修建道路，但修到什么地方？Kuiper说了算，最终，他决定把Mauna Kea的第一架望远镜安放在一个被称为Pu’u Poli’ahu的火山圆锥顶上，这里也是整个Mauna Kea的第二高处 (最高处是Hawaii文化中的神圣之地，Kuiper从尊重当地文化的角度避开了那里)，同年4月底，道路修建工程完成，6月初，NASA提供的12.5英寸望远镜和配套圆顶运抵Hawaii，开始建设工作，在整个施工过程之中，Akiyama一直在积极的帮助着Kuiper。在正式完工前，观测人员就已经开始用小望远镜和月面绘图的方法来监测大气视宁度，不久他们就发现这里的观测条件好得令人难以置信。6月20日，天文台正式竣工，一个200人参加的仪式在半山腰的林业站举行，仪式中，Kuiper总结道：“这座山顶，很可能是这个世界上最好的用来研究月球，行星和恒星的地方…”。后人可以作证，此言不虚。

Mauna Kea 争夺战

小望远镜显然不能满足Kuiper，他计划的下一步是在这里放置一架口径60英寸的反射式望远镜，这项大工程的实施显然需要NASA月球与行星计划的经费支持和Hawaii大学天文系的合作，然而，后面发生的一切却是让Kuiper没有想到的。其实早在合作的一开始，Kuiper就对Hawaii大学有一定的担心，Walter Steiger曾经告诉过他，虽然他是物理系系主任，并且负责着Haleakala天文台，但是他并没有得到Hawaii大学的特别支持，他没有自己的秘书，没有接送他上山的专门用车，而且大学也没有投入足够的精力用于Haleakala的台址保护，这一切都足够让Kuiper烦心的了。而且，当时Steiger已不再担任系主任和天文台负责人，接任的是澳大利亚人Jokn Jefferies，一位雄心勃勃但又有些自负的天文学家，和Steiger一样，他们都是太阳物理学家，但Jefferies从事的是理论工作，对观测，尤其是夜间观测并无太大的兴趣，加上他的第一次Mauna Kea之旅就是一场噩梦，颠簸肮脏的山路和严重的高原反应让Jefferies下山后就声称再也不会去Mauna Kea了，虽然后来他渐渐改变了自己的看法，但他的上任恰恰反映出了Kuiper与Hawaii大学间合作的不和谐一面。对Kuiper而言，压力和困难并不仅仅来自Hawaii这边，他很快就发现，NASA许诺的给60英寸反射镜的经费并不会天经地义的落在他的手里，而且NASA内部甚至有人给Hawaii大学写信说想要完成Mauna Kea的计划最好不要让过于热情的Kuiper参与进来，面对着流言蜚语和各种困难，愤怒和声辩并没有解决问题，Kuiper自己也心生犹豫了。就在这时，新的竞争者也加入了进来，来自哈佛大学的Donald Menzel对这片台址也发生了兴趣，当时的哈佛大学正因为缺少先进的望远镜而逐渐失去其在天文领域的重要地位，因而Mauna Kea对他们也是一份不小的诱惑。事情发展到最后已经彻底超出了Kuiper的控制范围，尤其是当他听说最初的合作伙伴Hawaii大学决定提出自己的计划的时候，要知道当时整个Hawaii大学从事天文工作的人只有Steiger, Jefferies等四位太阳物理学家，没有一个人熟悉夜间观测，更没有一个人熟悉大望远镜的设计建造，他们唯一的筹码就是Hawaii大学离台址更近，更方便天文台的管理。虽然在Kuiper看来Hawaii大学要建自己的大望远镜简直是天方夜谭，但坚定的Jefferies并不这么想，一直到1965年1月，他都在收集资料，辛苦工作，并提出了自己的计划，在Mauna Kea或者Haleakala安置一架84英寸口径的反射望远镜，除去望远镜本身，这份计划的另一个重要之处在于，他提出Hawaii大学必须有属于自己的天文学项目。事实上，就在这之后不久，Hawaii大学天文学研究所成立，而担任第一任所长的，正是Jefferies。

接替Walter Steiger担任Hawaii天文研究所负责人的John Jefferies

到这时候，Mauna Kea的争夺战已经全面展开，摆在他们面前的有三份提案：Menzel代表的实力雄厚的哈佛大学天文系，Jefferies代表的雄心勃勃的Hawaii大学以及已经失望到了极点的来自亚利桑那大学的Kuiper，三家之中，Kuiper是最早开始考察Mauna Kea的，他有一手的观测资料，手下有非常优秀的观测助手，而他背后的亚利桑那大学更是美国天文学界的后起之秀；然而，在长达数月的与行政官员和并不信任他的同行的周旋之中，Kuiper的兴趣和热情都被消磨殆尽，他寻求和Hawaii大学的最后希望破灭之后，实际上，他已经退出了这场争夺。Hawaii大学天文基础最薄弱，在他的竞争对手眼里甚至小得不值一提，然而占据了地主之利，加上一位坚定强势的领导者的投入，他们的项目提议雄心勃勃，在对手面前格外醒目。最终，在意料之外，但也在情理之中，NASA选择了Hawaii大学的提案，Kuiper和Hawaii，和Mauna Kea的缘分到这里似乎彻底结束了，他带着失望和愤怒离开了Hawaii，1973年Hawaii大学望远镜落成后刚刚三年，Kuiper在墨西哥去世。充满了戏剧性的Mauna Kea争夺战以Hawaii大学的胜利结束，其实在这场争夺之中，并没有真正的失败者，也并没有什么悲剧，只是Hawaii又一次以自己的方式选择了属于她的人

88英寸反射望远镜

然而，Hawaii自己望远镜的建设过程也并非一帆风顺，先是在Haleakala和Mauna Kea之间的选择，不少科学之外的声音介入让天文学家费尽了脑筋，Mauna Kea毕竟是Hawaii人心中的圣地，很多当地的官员不是持反对意见就是担心民众的抗议，当时还在Mauna Kea山上为Kuiper做视宁度监测的一位观测助手曾在信中写道：“现在这里充满了肮脏的政客…”。但是在Jefferies的努力下，台址还是定在了Mauna Kea，并且望远镜的口径也增加到了88英寸，政府的资金投入也比较顺利，但是，接下来迎接他们的却是岛上有记录以来最艰难的一个冬天，山上以100公里每小时的速度肆虐的风暴，堆积到膝盖的厚雪，被严寒深冻的地面让工程根本无法进行，加之当时还没有多少施工队伍有在如此高海拔作业的经验，工人们的体力也成了一个大问题。除此之外，道路刚刚修建好，当地的滑雪和狩猎爱好者就不请自来，占山为王，当政府为了工程安全封闭道路时，又遭到了这些人的强烈反对，而一起加入抗议行列的还有当地的环保主义者，他们一直以敌意的眼光注视着山上的任何现代化建设。就这样，圆顶的建设在各种各样的问题中缓慢进行着，而88英寸望远镜也在这个时候运抵了Hilo城。

2.2米望远镜的圆顶

2.2米望远镜内部

望远镜的建设在1967年秋天就已经完成了，但是受恶劣天气和各种因素的影响，直到1970年6月才正式完成在圆顶装配，天文台也在同时正式开始运行。出乎所有人的意料，Kuiper也接受邀请前来参加了望远镜的落成典礼，在仔细的考察了天文台和望远镜以后，Kuiper承认，这座天文台令他印象深刻。然而这架当时排名世界第八的天文望远镜并没有很快的加入科研的行列，事实上，在此之后的五年里，天文台的工作人员们都在努力调试它。与一架2米级的天文望远镜配套的是复杂的机械和电力系统，并且作为第一批完全使用电脑控制的望远镜，88英寸反射望远镜的电脑系统让操作他的人吃尽了苦头。直到1976年，一套全新的电力系统和计算机程序被安装到了88英寸望远镜上，他才终于能够完美的执行观测任务。尽管经历了一些不顺利，但是凭借着Mauna Kea的卓越条件，这架望远镜成了后来世界上效率最高，成就最多的两米级望远镜。必须要提到的是1990年，两位天文学家Dave Jewitt和Jane Luu用这架望远镜发现了第一颗Kuiper带天体–人类发现的第一颗冥王星外的天体。也许是Mauna Kea给了Kuiper太多的委屈和不舍，所以她决定用这样的方式来告慰这位天文学家的在天之灵吧，90年代初是Kuiper天体研究的一个黄金期，而大多数重要的工作，都是在Mauna Kea，用2.2米望远镜完成的。

2.2米望远镜的落成典礼

2.2米望远镜的观测控制室内部

在88英寸镜完工后的几年里，Jefferies一直致力于扩大天文研究所的规模和吸引更多的天文学家来到Mauna Kea。当时山顶之上还只是孤零零的矗立着88英寸的圆顶，还有大片的空地可以用于望远镜的建设，用今天房地产广告中常见的话说，风水宝地，虚位以待。果然，接下来的几年里，不少其他国家的天文学家们被吸引到这里，而最先到来的就是法国和加拿大。

CFHT-加拿大-法国-夏威夷望远镜

上个世纪60年代末期，加拿大的天文学家们正在努力寻找建造大望远镜的机会，因为自从1935年David Dunlap天文台建立以来，加拿大再没有建设过属于自己的大望远镜。科学家们已经成功的说服了政府投入资金建造一架3米到4米口径的反射望远镜，剩下的主要问题就是台址了。天文学家们在加拿大境内开展了拉网式的勘察，并找到了几个不错的台址，其中最好的一个位于Kobau山的山顶，一开始，天文学家们已经确定把这里作为新天文台的建设地，甚至已经将这座天文台命名为伊丽莎白二世天文台，然而后续的台址勘测却反映出了很多问题：首先，仅仅几千英尺的海拔让这里几乎无法进行红外天文研究；加拿大的气候决定了天文观测在冬季注定几乎无法进行；最主要的是，视宁度的测定显示这里的大气视宁度在加拿大数一数二，但在世界上仅可算二流水平。对这个台址的各种质疑让计划停滞了下来，天文学家们开始思考，如果加拿大本土确实没有合适的地方，那么海外呢？…

于此同时，相似的问题也在困扰着法国的天文学家们，他们也在做着大望远镜的梦，同样有政府的支持，同样在国内缺少良好的台址，但比加拿大人幸运的是，当时John Jefferies正好在法国休假，听说了异国同行们进退两难的困扰，他立刻邀请了法国人来Mauna Kea参观。毫无疑问，当他们第一次看到Mauna Kea的蓝天时，也马上被征服了。这时，一位在法国访问的加拿大天文学家Graham Odgers听说了法国人的计划，他马上联系了同行，说服他们让加拿大也参与进来，两个面临着同样问题，而在经费上多少都有些捉襟见肘的国家一拍即合。起初，加拿大的天文学家还有些失望和不解，干嘛花那么多钱到一个离加拿大如此远的地方去和法国人美国人分享观测时间呢？可是当他们对Mauna Kea的观测条件有所了解之后，这种顾虑不攻自破，有了世界上最好的观测条件，他们实际拿到的可用观测时间比在加拿大独享的还要多。

3.6米的CFHT

1973年10月25日，加拿大，法国和Hawaii大学签订了官方协议，以3000万美元的造价在Mauna Kea建造一架3.6米(142英尺)口径的反射望远镜，加拿大提供镜坯，法国负责望远镜其他部分建造，两国分摊建设经费并各自承担45%的运行费用，Hawaii大学提供台址和附属设施，并承担剩下的10%的运行费。在观测时间上，Hawaii大学享有15%，剩下的时间法国，加拿大平分。1974年7月，奠基典礼举行，Hawaii和Mauna Kea上的天文学翻开了新的一页，岛上最大望远镜的记录也即将被刷新。同样经历了艰苦的建设过程，克服了无数的苦难之后，1979年9月29日，望远镜正式落成，来自法国和加拿大的政要都出席了落成典礼。望远镜被命名为加拿大-法国-夏威夷望远镜(Canada-France-Hawaii Telescope)，这个拗口的名字有一个后来广为人知的缩写；CFHT。

夕阳中的CFHT圆顶

星空下的CFHT

在Hawaii大学88英寸望远镜建成之时，她排名世界第八；CFHT落成之时，排名也仅是世界第六，也就是说一直到80年代初期，真正的顶级望远镜还没有出现在Mauna Kea的山顶之上。在当时，充满了天文大发现的60年代，以黑洞，类星体为标志的风云激荡的70年代已经悄然过去，天文学正走向一个连天文学家都无法预见的美好未来，而Mauna Kea，这所天文观测圣地还在静静的等待着她的黄金时代。