Husun型六分仪

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  • 藏品名称:Husun型六分仪
  • 藏品尺寸:长:24cm 宽:24cm 高:11cm
  • 材料质地:黄铜、光学玻璃、铝
  • 藏品年代:20世纪30-40年代
  • 藏品来源:袁帆先生(清华大学1975级建工系地下建筑专业海军学员)捐赠
  • 产地厂家:英国伦敦,Henry Hughes & Son Ltd
        本架六分仪由袁帆先生(清华大学1975级建工系地下建筑专业海军学员)捐赠。
六分仪是18世纪发明的航海仪器,在八分仪基础上进一步改良而来,用途是测量各种角度。借助它,航海人员可以在陆地视线之外的海上保持正确方向和航路。之所以叫做“六分仪”,是因为其量角刻度弧板为一个圆周的六分之一。即使在科学技术高度发达的现代航海实践中,六分仪仍然是一种基本的定位仪器。
        在使用六分仪时,需要手持手柄,移动指标套杆,通过望远镜观察影像,再读取指标,获得角度信息。得到天体的地平高度后,还需要根据航海天文历的数据计算观测点的地理坐标。本架六分仪缺少望远镜和望远镜套圈,但指标套杆等部分仍可正常使用。
        这架六分仪的制造商英国的 Henry Hughes & Son,是当时英国两家最大的六分仪制造商之一(另一家是同在伦敦的 Heath and Co.),型号为Husun。Husun六分仪在英国海军中装备极多。英国产六分仪的仪箱箱盖内部,均有英国国立物理试验所(National Physical Laboratory)颁发的检验证书,其上会载明编号和制造商,在需要送厂修理时,可根据这一信息追溯其来源。
        根据捐赠者袁帆先生推测,这架六分仪可能最初装备于二战期间同盟国海军舰艇,后移交给国民政府海军,最后成为了新中国海军的财产。本架六分仪被新中国海军接收后,前述检验证书所在处亦改为了国内的检修卡。
附:捐赠者袁帆先生札记一则
一架六分仪背后的故事
文/袁 帆
        六分仪(sextant)属于光学仪器范畴,是英国人在长期航海实践的基础上,利用天文学和测量学的原理,凭借先进的工业制造能力,于十八世纪完成的一项重要发明,标志着人类在认识海洋、征服海洋的过程中科学意识的不断完善,在科学史上具有一定地位。这种发明已久的航海仪器由于受外界人为因素干扰小、操作简单、可靠性强,因此具有长久的实用价值。即使在科学技术高度发达的现代航海实践中,仍然具有不可替代的作用,是世界上所有大中型舰船必须配置的装备。
        一、六分仪的发明、原理、构造与使用方法
人类在从陆地走向海洋的过程中,首先要解决在茫茫大海中的定位问题,只有弄清楚自己在什么位置,才能知道怎么去到理想中的彼岸。在海上没有陆地和已知岛屿作为参考点时,只有天体是人们最好的参照物。虽然日月星辰等天体都在随时运行,但它们毕竟有运行规律可循,只要宇宙不爆炸,人们就可以根据自己相对天体的位置推算出自己在海上所在何处。当人类懂得了这个道理之后,就一直在寻求航海时通过观测天体确定自身位置的方法。
        在六分仪出现以前人们曾使用过多种精度较低的测天工具。据史料记载,中国元代就使用过“量天尺”,明代使用过“牵星板”。阿拉伯人在十五世纪前后的数百年间使用过“拉线板”。欧洲人在十五世纪使用过四分仪和星盘,十六世纪使用过“十字杆”,十七世纪以后使用过“反测器”。这些发明无论出自哪个民族、哪个时期,都充分显示了人类航海先行者们的不懈探索与高度智慧。
        人类进入工业文明时代以后,英国的 J.哈德利(John Hadley,1682—1744)于1730年发明了“双反射八分仪”,这种光学仪器因其刻度弧约为圆周的八分之一而得名。八分仪大大提高了观测精度,在航海史上具有划时代意义。后来为了便于观测月距,人们将刻度弧加长为圆周的六分之一,这就是“六分仪”。以后六分仪成了观测天体高度的航海仪器的通称。到了现代,刻度弧长约为圆周五分之一的观测天体高度的仪器,仍被称作“六分仪”。
        航海六分仪是测量天体高度的手提式光学仪器,也可以用来测量地面两物标之间的夹角,为提高读数精度,实际的六分仪活动臂上还附有鼓轮和游标尺,使观测精度可达±0.1′~±0.2′。六分仪的基本结构是一个扇形框架,框架上装有活动臂和望远镜,活动臂最上端装有指标镜;正对望远镜装有半反射式地平镜,安装在六分仪的左侧中部,地平镜旁边还配有滤光片供测量太阳等明亮天体时使用。
        六分仪的主要原理是几何光学中的反射定律。测量天体的地平高度时,观测者手持六分仪,让望远镜镜筒保持水平,并从望远镜中观察被测天体经地平镜反射所成的像;同时要调节活动臂,使被测天体与望远镜中所见的地平线上重合。根据反射定律,此时该天体高度等于地平镜与指标镜夹角的二倍,六分仪圆弧标尺上的刻度显示的就是这一结果,这样观测者就可以直接读出天体高度。
        必须说明,得出观测点的天体高度后,还需要配合使用“航海天文历”中提供的有关数据,再根据球面三角学中的定理,最终才能计算出观测点的地理坐标。因为六分仪设计原理可靠,轻便易用,所以它一经发明就能够迅速取代之前操作复杂的星盘,成为在海洋上测量地理坐标的利器,也彻底解决了“精确确定海上位置”这一曾经困扰历史上无数航海家的难题。
        二、一架具有历史价值的六分仪
2017年10月,我向清华大学科学博物馆捐赠了一架航海六分仪。这架“六分仪”是由英国制造的,保存完好,十分精致。注册商标铭牌标着“Husun”,具体的制造时间没有表明,但从仪器包装箱中一张检测记录上记载的“1950.10.10”来看,肯定是在1950年代之前。因此这架六分仪的寿命至少应该有七十年以上,是二十世纪上半叶英国航海仪器制造水平的直接见证。
        这架“六分仪”是我1990年代在海军某基地司令部担任航海保证部门军官时收藏的,包含着多重历史信息。首先,它应该是“二战”期间反法西斯同盟国军舰上的装备,很可能经历过战争的硝烟。其次,它见证了中国人民解放军海军的发展历程。“二战”结束后,美国和英国援助给国民党海军一批舰艇,成为国民党打“内战”的工具。1949年4月23日,人民海军正式成立。但那时中国根本没有现代化造船工业,建国初期的军舰大部分都是国民党海军“起义”后收编的。因此可以推断,这架“六分仪”是某艘起义舰艇的装备。
        人民海军成立七十年来,舰艇和装备不断更新,维护国家海洋权益的能力不断提升,正在朝着建设“世界一流海军”的目标迈进。尽管那些历经改朝换代,服役了几十年的外国造老旧舰艇以及各种装备早已被逐步淘汰退役,但每当看到这架六分仪,都会唤起我们对那些历史往事的深刻记忆。
        而这架曾经“屈身”在废品仓库中的“洋文物”,偶遇了慧眼识珠的我,于是被我果断“截留”,并由此改变了命运。我清楚地知道这架六分仪的历史价值,所以在我看到“她”的第一眼起,就想着未来有一天应该把“她”放到博物馆去。令人无比欣慰的是,在跟随我二十多年以后,“她”竟然真的被清华大学科学博物馆永久收藏!
        因为年代久远和历史档案的缺失,造成我们今天无法详细了解这架六分仪的来龙去脉。但根据历史常识,我们仍然可以基本确定它的来历。遥想当年,这架六分仪诞生于英伦三岛,以后随着军舰飘洋过海来到中国,经历了二十世纪的历史巨变,并成为人民海军发展的历史见证。更为幸运的是,它不仅被保存了下来,最终还能进入科学的殿堂,继续为人类科学事业的发展服务,这是一段多么富有意义的传奇呀!这正是:
        科学激发创造力,航海发明六分仪;
        历经风浪被珍藏,永存清华续传奇!

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百年器象筹备展展签信息

徕卡(Leica)正置荧光显微镜

•藏品尺寸:长:62cm 宽:38cm 高:51cm •材料质地:金属、玻璃 •藏品年代:2001年 •藏品来源:清华大学生命科学学院捐赠 •产地厂家:德国,Leica         本藏品为徕卡显微系统2001年生产的Leica DMLB 正置荧光显微镜,型号为020-519-503,为生命科学学院捐赠,设备处协助捐赠,是清华大学科学博物馆最早接收的仪器之一。该仪器上标有“DEV”字样,为发育生物学(Development Biology)的简写。         物质吸收电磁辐射后进入激发态,而受到激发的原子或分子在去激发过程中再发射波长比激发光波长更长的光,这种再 发射的光称为荧光。生物体内有些物质有自发荧光,如叶绿素 或细胞壁的某些成分,受紫外线照射后发出荧光;生物体内大 部分物质本身不能发出荧光,但如果用特异性的荧光染料标记 后,经紫外线或其他波长的光照射后也可以发出荧光,这种荧 光可以被荧光显微镜捕获,并进行定量分析。因此,荧光显微 术就是基于荧光对这类物质进行研究的技术。荧光显微镜依 据观察物体大小及原理又可以分为多种。常用的有体式荧光 显微镜、荧光显微镜和激光共聚焦扫描显微镜等等。
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IBM个人电脑

•藏品尺寸:长:50cm 宽:50cm 高:40cm •材料质地:金属、塑料 •藏品年代:1983年 •藏品来源:清华大学航天航空学院捐赠 •产地厂家:美国,IBM         自从1946年第一台电子计算机问世之后,电子计算机经历了一个飞速发展的时期。到20世纪60年代,电子计算机先后抛弃了电子管和晶体管,开始采用集成电路作为其主要部件。1970年,IBM公司首次在计算机中使用大规模集成电路,开启了第四代计算机的时代。1981年,美国IBM公司推出第一台微型计算机,称之为个人电脑(Personal Computer,简称PC),开始采用Intel的CPU,使用Ms-DOS操作系统,成为民用个人电脑发展的里程碑。         本藏品为IBM PC的升级型号IBM PC/XT计算机,产于1983年。它采用与前代产品相同的Intel 8088 CPU,但其特点是拥有一个10M内置硬盘,这是内置硬盘首次成为个人电脑的标准配置。
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M65型炮队镜

•藏品尺寸:长:47cm 宽:18.5cm 高:21cm •材料质地:金属、光学玻璃 •藏品年代:1943年 •藏品来源:清华大学电子工程系捐赠 •产地厂家:美国明尼阿波利斯,Honeywell         M65型炮队镜是一种双筒望远镜,可用于观察和测定炮兵火力瞄准角和方位角。这一M65型炮队镜制造于1943年,据推测,应是二战期间盟军军用器材,后辗转归属于清华大学无线电工程系,供教学和研究使用。
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扫描隧道显微镜示意装置

•藏品尺寸:长:44cm 宽:31cm 高:18cm •材料质地:金属 •藏品年代:不详 •藏品来源:清华大学物理系捐赠 •产地厂家:美国,Park Scientific Instrument         本藏品是美国Park Scientific Instrument公司(后被Veeco收购)的一款扫描隧道显微镜。薛其坤教授回国后在中国科学院物理研究所建立研究组,于20世纪90年代后期至21世纪初使用该设备对多种材料表面的原子结构进行了表征和研究,比如高定向热解石墨。         扫描隧道显微镜是一种利用量子理论中的隧穿效应制备的用来探测物质表面原子结构的设备。与宏观世界不同,微观世界中量子理论允许针尖电子的穿过真空壁垒,达到物质材料的表面,实现量子隧穿,隧穿电流大小与真空壁垒大小关系密切且敏感。利用这种效应,可以将物质表面原子排列的情况通过电信号表达出来,形成直观的实空间图像信息。