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集邮艺术品中的“国际地球物理年”及其主要成就

刘 闯

中国科学院地理科学与资源研究所 2011.10

 

“国际地球物理年”科学计划标-1

 

“国际地球物理年”科学计划标-2

(法、英二种文字注记)

“国际地球物理年”科学计划标-3

(法、俄二种文字注记)

“国际地球物理年”科学计划标-4

(日、英二种文字注记)

1. 前言

“国际地球物理年”(International Geophysical Year - IGY) 计划是国际科学理事会(ICSU)组织的、继第一次“国际极地年”(1882-1883)和第二次”国际极地年“(1932-1933)基础上的第三次国际极地年计划。来自67个国家、5万余名科学家直接参加了这项第二次世界大战以后最大规模的国际科学合作计划,这一国际科技合作被称为是“人类对其生存环境研究最雄心勃勃的国际科技合作计划” (National Geography,1957)

“国际地球物理年”在时间序列上打破了50年一次的极地年计划,采取了间隔25年的时间序列。在内容序列上,扩大了“国际极地年”以极地为考察和研究目标的内容,将考察和研究内容扩大到全球,甚至日地关系也包括在内。由于第一颗人造卫星的发射成功,它也被誉为人类太空时代的开始。它在地球系统科学、原子能破冰船新时代、极地研究与南极条约签署、世界数据中心、以科学为主题的世界博览会等诸多领域均留下了宝贵的历史遗产。各国邮政界发行一系列纪念邮品纪念这次人类科技史上的大事件。

根据国际科学理事会的决议,国际地球物理年正式实施是1957年7月1日至1958年12月31日,共计18个月的时间。如果从国际地球物理年的准备到总结大会的召开,国际地球物理年先后经历了从1950年到1961年间12年时间完成,包括准备阶段(包括1950年倡议的提出和1952年计划被批准二个阶段)、计划实施(包括1957年7月1日至1958年12月31日正式实施和1959年后续实施的国际地球物理合作年二个阶段)和后续总结(包括1960年总结大会召开和1961年南极条约签署二个阶段)三个阶段。

表1:“国际地球物理年” 计划从提出到总结系列活动阶段表(1950-1961)

 

目 标

年 月

主要内容

准备期

提出并获得批准实施计划
全面建设观测站

1950.04.05-1952.10

提出设想、完善计划、获得ICSU批准、成立领导组

1952.11-1957.06.30

各国成立国家委员会、全面建设观测站

观测期

18个月的全球观测和遗留项目延续1年观测

1957.07.01-1958.12.31

全球联合观测

1959.01.01-1959.12.31

火箭卫星组、苏联等国延续观测

总结期

科学总结与南极条约签署

1960.01.01-1960.05.20

莫斯科和哥本哈根大会

1959-1961

南极条约签署

 

2. “ 国际地球物理年” 准备期第一阶段-计划提出与批准 (1950.04.05 - 1952.10.)

2.1 议题的提出

在第二次世界大战结束以后,国际科学和学术界对恢复国际交流的呼声不断,这种呼声通过不同的学术团体不断地反映到国际科学联合会理事会(现名国际科学理事会)(International Council for Sciences – ICSU)。ICSU于1931年在比利时布鲁塞尔成立,其前身国际研究理事会(international Research Council)成立于1919年,是世界最大的非政府科学学术组织。目前,国际科学理事会有27个国际科学联合会会员,101个国家或地区的科学团体会员(包括73个成员,15个附属成员和13个观察员)、26个国际科学联系成员和4个地区性联系成员。国际科学理事会虽然是非政府国际组织,但它同联合国及其许多专门国际机构有密切的联系。在第二次世界大战以前,无论在国际研究理事会期间,还是国际科学联合会理事会期间,ICSU都保持了每3年一次的最高审议大会(General Assembly)制度。1939年第二次世界大战爆发,直至1945年第二次世界大战结束,ICSU已经连续7年都没有能够组织召开一次国际科技大会。直到1946年7月,战后首次ICSU最高审议大会在伦敦召开,才终于使ICSU恢复了正常的国际大会制度。1949年10月,ICSU最高审议大会在哥本哈根举行。大会认为,为了促进全球科技界的交流和合作, ICSU应采取促进全球性科技合作的新战略,大会同时号召全世界科学家们就如何促进全球性科技合作向ICSU提出建议。

根据英国皇家科学院院士、美国阿拉斯加大学西尼.查普曼(Sydney Chapman)教授的回顾和美国科学院Hugh Odishaw教授的记载,1950年4月5日晚,住在美国马里兰州銀泉市(Silver Spring,Maryland)的美国著名天文物理学家J.A. Van Allen博士邀请了美国科学院L. V. Berkner院士,著名科学家J. W. Joyce博士, S. F. Singer博士, E. H. Vestine博士和英国科学院院士、著名地球物理学家和数学家西尼.查普曼(Sydney Chapman)教授在自己的家中聚会。在聚会中,L. V. Berkner院士畅谈了自己对开展全球科技合作的想法。他的具体建议是在第二次国际极地年基础上(1882年第一次国际极地年和1932年第二次国际极地年),不要等到50年后再搞第三次国际极地年活动,而在25年后,即1957-1958年间搞第三次国际极地年计划。他同时建议,这个计划科学涉及的面要拓宽一些。他的理由是:

  • 目前全球性的科学技术的发展非常迅速,世界各国对极地的研究的兴趣,特别是极地周边国家对极地的重视程度在逐渐增强;
  • 第二次世界大战后冷战的趋势也在增加,如果在这样的世界发展背景下,搞第三次国际极地年计划有助于促进全球性科学发展和科技交流;
  • 从地球物理学角度看,由于第二次世界极地年期间是太阳耀斑(sunspot)发生量最小的时期,据估计,1957-1958年间,有可能是太阳耀斑发生量最大时期,这对于研究太阳风暴对地球的多方面影响来说非常有利。

L. V. Berkner院士的这个建议立即得到在场的几位专家的一致赞同。查普曼院士建议把1957-1958年定为国际地球物理年(International Geophysical Year – IGY)。查普曼院士对第一次国际极地年的情况比较熟悉,也发表过有关的论文,他本人又是第二次国际极地年的组织和参加者之一,所以,大家建议由L. V. Berkner和查普曼联名起草建议书。

2.2 国际科学理事会(ICSU)批准启动 “国际地理物理年”计划

一份由二位院士起草的建议由ICSU组织开展“国际地球物理年”的建议书于1950年底递交到由国际无线电科学联合会(URSI)、国际地质与地球物理联合会(IUGG)和国际天文学联合会(IAU)组成的联合委员会。很快,这个建议被三个联合会组成的联合委员会批准,同年分别报送到国际科学理事会(ICSU)和国际无线电科学联合会(URSI)、国际地质与地球物理联合会(IUGG)和国际天文学联合会(IAU)。在多次反复讨论和修改的基础上,建议书最终版本的审议被列上了1952年10月在阿姆斯特丹举行的ICSU第六次最高审议大会的日程上。大会对这个建议报告给予了积极肯定的评价,ICSU正式做出决议:启动1957-1958年国际地球物理年计划,即第三次国际极地年科学计划,该计划由ICSU组织领导,参加的国际组织包括:国际无线电科学联合会(URSI)、国际地质与地球物理联合会(IUGG)、国际天文学联合会(IAU)国际地理联合会(IGU)、国际理论和应用物理学联合会(IUPAP)和世界气象组织(WMO)。

1953年ICSU国际地球物理年特别委员会(CSAGI - Comité Spécial de I’Année Géophysique Internationale, Special Committee for the International Geophysical Year)正式成立。根据ICSU年鉴(The Year Book of the International Council of Scientific Unions, 1955, London)记载,ICSU国际地球物理年特别委员会(CSAGI, 1953)组成成员如下:

执行局(Bureau)(代表ICSU):

  • 主席:S.Chapman 教授(英国)
  • 副主席:L.V.Berkner 博士 (美国)
  • 秘书:M. Nicolet (比利时)

委员(Members):

  • ICSU 代表: Colonel E. Herbays (比利时)
  • 国际天文学联合会(IAU)代表:
    • A. Danjon 教授 (法国)
    • Harold Spencer Jones 先生(英国)
  • 国际地质与地球物理联合会(IUGG)代表:
    • J. Coulomb 教授 (法国)
    • V. Laursen 博士 (丹麦)
    • G. Laclavére 教授(法国)
    • P.Tardi 教授 (法国)
  • 国际无线电科学联合会(URSI)代表:
    • W. J. G. Beynon 博士(英国)
    • M. Boella 教授 (意大利)
  • 国际地理联合会(IGU)代表:
    • J. M. Wordie 先生 (英国 )
  • 国际理论与应用物理学联合会(IUPAP)代表:
    • J. A. Simpson 博士(美国)
    • S. Vallarta 博士(墨西哥)
  • 世界气象组织(WMO)代表:
    • J. van Mieghem 教授(比利时)
    • T. E. W. Schumann 博士(南非)

秘书处: 秘书处设在比利时 ( Service du Rayonnement (IRM), 3 Avenue Circulaire, Uccle, Belgium), 秘书处工作人员包括:

  • Paulette Doyen
  • Phillip Mange
  • Michael Baker
  • Maurice Hautfenne
  • Francine Nautfenne

由于国际地球物理年计划中,深海研究的特殊性,1954年,ICSU又成立了由五位专家组成的”深海研究特别委员会“(Special Committee on Deep-Sea Research),以配合国际地球物理年海洋研究任务组的工作。

深海研究特别委员会成员组成:

  • A. F. Bruun 博士 (丹麦)
  • H. U. Sverdrup 教授 (挪威)
  • G. E. R. Deacon 博士 (英国)
  • Th. Monod 教授 (法国)
  • R. Revelle 教授(美国)

1955年,国际地球物理年特别委员会增加成员以加强委员会的组织和协调能力(ICSU 1956年年鉴, The Year Book of the International Council of Scientific Unions, 1956, London),增加的代表包括:

(a)在联合会委员席位中增加国际生物学联合会(IUBS)席位,代表是A. F. Bruun (丹麦)

(b) 在国际地质与地球物理联合会(IUGG)四名代表的基础上,增加二名俄罗斯专家,他们是”

  • V. Beloussov 教授
  • N. Pushkov 教授

(c) 在国际无线电科学联合会(URSI)原二名代表的基础上再增加二名代表,他们是:

  • Father P. Lejay (法国)
  • A. H. Shapley 博士(美国)
此外,ICSU完全赞同建议书中成立14个任务组的计划,委任了包括查普曼教授在内的 14名科学家分别担任14个工作组的书记(Reporters),负责组织、协调和报告该领域的合作和进展。 根据查普曼教授(IGY - The Year of Discovery, 1959)的记载,这14个工作组和书记分别是:

  1. 世界日与联络工作组 (World Day and Communications), A.H.Shapley
  2. 气象工作组 (Meteorology):J. Van Mieghem
  3. 地磁工作组 ( Geomagnetism) :V. Laursen
  4. 极光 和气辉 工作组 ( Aurora and Airglow):S. Shapman
  5. 电离层工作组 ( Ionosphere):W. J. G. Beynon
  6. 太阳活动工作组 (Solar Activity):H. Spencer Jones, Y.Ohman,M. A. Ellison (继任)
  7. 宇宙射线工作组 (Cosmic Rays):J. A. Simpson
  8. 地球经纬度工作组 ( Longitudes and Latitudes):A. Danjon
  9. 冰川工作组 (Glaciology):J. M. Wordie
  10. 海洋工作组 (Oceanography):G. Laclavére
  11. 火箭与卫星工作组 (Rockets and Satellites):L. V. Berkner
  12. 地震工作组 (Seismology):V. V. Beloussov
  13. 重力测量工作组 ( Gravity Measurements):P. Lejay,P. Tardi (继任)
  14. 原子射线工作组 (Nuclear radiation):M. Nicolet

其中,世界日与沟通工作组和火箭与卫星工作组是二个综合性的并涉及到各个组研究内容的特殊工作组。国际地球物理年科学框架完成后,特别委员会和各个工作组开始了紧张并激动人心的准备工作。 二次大战以后最大规模的全球性科技合作的序幕即将拉开。

1953年,特别委员会(CSAGI)做出决定,国际地球物理年起始于1957年7月1日,结束于1958年12月31日,联合观测历时18个月,联合研究的范围将包括全球及其太阳对地球影响。

“国际地球物理年”后续总结阶段有二个会议十分重要,其一是1959年12国参加的、在美国华盛顿举行的关于南极条约签署的讨论会,该南极条约在1961年正式生效;其二是1960年在芬兰举行的“国际地球物理学会”第12次最高审议大会(之前,1959年在莫斯科举行的“国际地球物理年”大会也是“国际地球物理年”计划综合性成果总结和交流规模最大的一次学术会议)。

2.3 “国际地球物理年” 参加国家(67个)

表2: “国际地球物理年” 参加国家(地区)一览表

....................................
美洲
美国
加拿大
墨西哥
秘鲁
委内瑞拉
阿根廷
玻利维亚
巴西
智利
哥伦比亚
 
古巴
多米尼加
厄瓜多尔
危地马拉
巴拿马
欧洲
奥地利
比利时
保加利亚
捷克斯洛伐克
丹麦
芬兰
法国
西德
东德
希腊
 
匈牙利
冰岛
爱尔兰
意大利
荷兰
挪威
波兰
葡萄牙
罗马尼亚
西班牙
 
瑞典
瑞士
泰国
苏联
英国
南斯拉夫
亚洲
缅甸
锡兰
中国(台北)
印度
印度尼西亚
伊朗
以色列
日本
朝鲜
马来亚
 
蒙古
巴基斯坦
菲律宾
越南(北越)
越南(南越)
非洲
东非
埃及
埃塞俄比亚
加纳
摩洛哥
突尼斯
南非
乌拉圭
大洋洲
澳大利亚
新西兰
罗德西亚与尼亚萨兰

3. “国际地球物理年” 各国发行的纪念邮票

“国际地球物理年”执行期间各国发行纪念邮品是这次国际科技合作集邮历史上最大的亮点。虽然各国邮品主题各有侧重,但是,“国际地球物理年”主题和14项主要任务通过不同文化为背景的集邮艺术反映得淋漓尽致。

表3:“国际地球物理年” 发行纪念邮品的国家(地区)一览表

美洲

阿根廷

加拿大 海地 厄瓜多尔 多米尼加 哥伦比亚 智利  
  古巴 巴西 美国          
欧洲 比利时 挪威 法国   荷兰   匈牙利 德国
  波兰 保加利亚 英国(英属南极领地) 捷克斯洛伐克 芬兰(格陵兰) 冰岛 罗马尼亚 南佐治亚
  圣多美普林西 前苏联(俄罗斯) 南斯拉夫          
非洲 南非              
亚洲 中国 (注) 日本(琉球) 朝鲜 印度尼西亚 蒙古      
大洋洲 澳大利亚 新西兰            

4. “国际地球物理年”人造卫星计划的成功实施标志着空间时代的开始

“国际地球物理年”火箭与卫星计划是最重要的实施计划之一。虽然日本、英国、挪威等国家均参加到这个计划中,但是,最终成功发射卫星的只有苏联和美国二个国家。然而,日本、秘鲁等国配合苏联和美国卫星发射建设了卫星地面跟踪系统。第一颗卫星发射成功的是苏联于1957年10月4日发射的斯普特尼克1号。随后,苏联又陆续发射了斯普特尼克2号和3号,月球系列1号、2号和3号等2个系列。美国于1958年1月31日发射美国第一颗人造卫星探索者1号后,先后发射探索者3号、4号、7号(2号、5号和6号先后发射失败),先锋系列,包括先锋1号、2号、3号,司寇通讯卫星和前驱号(pioneer) 1号4个系列。二个国家总计成功发射6个系列、16颗卫星,其中,11颗为人造地球卫星,5颗为人造月球卫星。

表4:“国际地球物理年” 期间成功发射的卫星一览表

1957年(2颗)
1958年(9颗)
1959年(14颗)

表5:为纪念“国际地球物理年”期间成功发射卫星发行纪念邮品的国家(地区)一览表

美洲 美国 海地 厄瓜多尔 秘鲁 阿根廷 蒙特塞拉特 古巴 尼加拉瓜
欧洲 苏联 阿森松 法国 波兰 塞尔维亚 保加利亚 匈牙利 德国
  马其顿 南斯拉夫 捷克斯洛伐克 罗马尼亚 车臣 乌克兰 阿尔巴尼亚 波斯尼亚和黑塞哥维纳
非洲 尼日尔 坦桑尼亚 马里 索马里 科麦隆 几内亚比绍 吉布提 莫桑比克
  刚果 几内亚 乍得 圣多美普林西 科摩罗      
亚洲 中国 朝鲜 蒙古 越南 柬埔塞 阿塞拜疆 哈萨克斯坦 老挝
  阿富汗 阿曼            
大洋洲 澳大利亚 马尔代夫            

5. “国际地球物理年” 第一艘原子能破冰船下水

1959年人类第一艘原子能破冰船 - 苏联的“列宁号” - 在圣彼得堡(原列宁格勒)港下水,并完成对北极的科学考察。”列宁号“原子能破冰船的成功开创了破冰船的新时代,成为极地考察成功的重要保障条件之一。苏联、罗马尼亚等国为人类第一艘原子能破冰船的成功建造发行了纪念邮品。

6. “国际地球物理年”的延续 - 国际宁静太阳年

地球不是孤立的,地球各个圈层的变化均与太阳息息相关。因此,人类研究自身的生存环境,不能脱离对日地关系的研究,这是“国际地球物理年”另一个重要的科学结论。鉴于1957-1958年期间是太阳黑子活动相对活跃时期,科学研究需要观测太阳黑子相对平静时期的日地关系。为此,继续“国际地球物理年”的科学研究,全世界于1964-1965年期间开展了国际宁静太阳年(IQSY)观测计划。28个国家的邮政为这项继“国际地球物理年”的后续科学考察计划发行了纪念邮票。事实上,国际宁静太阳年“与”国际地球物理年“是一脉相承的二个科学计划。

表6: 发行纪念国际宁静太阳年(IQSY 1964 - 1965 )邮品的国家(地区)一览表

美洲 美国 阿根廷 巴拿马 古巴    
欧洲 苏联 法国 捷克斯洛伐克 波兰 保加利亚  
  葡萄牙 阿尔巴尼亚 德国 匈牙利 法国  
非洲 马里 加蓬 多哥 尼日利亚 毛里塔尼亚 中非
  巴拉圭 高沃尔塔 加纳 尼日尔 达荷美  
亚洲 蒙古 越南        
大洋洲 马尔代夫          

7. “国际地球物理年”的重要遗产 - 世界数据中心

世界数据中心体系的建立是“国际地球物理年”另一个主要成就。为了共享各国在同一时段、不同地点观测到的资料、数据和信息,为了长期保存这些数据和信息以便后人的应用,国际科学理事会和“国际地球物理年”科学委员会决定成立世界数据中心。世界数据中心议题于1955年提出,截至1957年7月1日“国际地球物理年”全球联合观测正式起动,世界数据中心体系中包括A、B、C三部分。其中,北美地区的数据中心称为A,欧洲地区的数据中心称为B,亚洲和大洋洲地区的数据中心称为C。二十世纪八十年代以后,中国加入到世界数据中心体系中(世界数据中心D)。在国际科学联合理事会的领导下,2003年世界数据中心体系讨论将其转为世界数据系统(WDS),2011年世界数据系统在日本召开了一次世界大会。

8. “国际地球物理年” 的重要成果 - 南极条约

南极条约的签署是“国际地球物理年”重大贡献之一。这个条约以法律的形式确定了人类和平利用南极的法律地位。随之历史的延续,南极条约的历史意义和对人类发展的贡献越来越被世界各国所认识。南极条约的签字国1961年12个国家签署,之后,陆续签署的国家不断增多。至今有21个国家邮政发行纪念邮品。

表7:发行纪念 “南极条约” 邮品的国家(地区)一览表

美洲 美国 阿根廷 智利 乌拉圭  
欧洲 俄罗斯(前苏联) 挪威 法国 比利时 德国
  捷克斯洛伐克 罗马尼亚 英国 波兰  
非洲 南非 莫桑比克      
亚洲 日本 中国 韩国 印度  
大洋洲 澳大利亚 新西兰      

9.“国际地球物理年”对社会产生的重要影响 - 以科学为主题的布鲁塞尔世界博览会(1958)

“国际地球物理年”在全世界各界产生了极大的影响。这是在第二次世界大战以后不仅在科技界,而且在社会各界均产生重要影响的世界性事件。除了新闻界外,在社会经济领域也对此积极响应。其中,最突出的是世界博览会。世博会自诞生之日起,至已经规划到2015年止,在世博会年的历史中,先后有个世博会主题。但是,以科学为主题的只有一次,这就是1958年在布鲁塞尔举行的世界博览会。在这次博览会上,“国际地球物理年”的科学思想-地球的图案被设计在世博会会徽上,以原子结构为模型的标志性世博会建筑被作为历史遗产被永久性地保存下来,“国际地球物理年”主要成就之一-人类第一颗卫星(斯普特尼克1号)的模型在苏联馆展出引起轰动等。31个国家以及联合国16个所属国际组织为此此世博会发行了纪念邮票。

表8:发行纪念以科学为主题的世界博览会(1958,布鲁塞尔) 邮品的国家(地区)一览表

美洲 美国 多米尼加 海地 巴拿马 尼加拉瓜 巴西    
欧洲 比利时 苏联 法国 捷克斯洛伐克 匈牙利 保加利亚 意大利  
  梵蒂冈 卢森堡 西班牙 葡萄牙 列支敦士登 圣马力诺    
非洲 莫桑比克 圣多美普林西 佛得角 安哥拉 摩洛哥 突尼斯 几内亚  
亚洲 伊朗 阿富汗 东帝汶 印度 澳门      
联合国组织 联合国总部 教科文组织 原子能组织 世界气象组织 世界卫生组织 世界货币基金会 联合国邮局 国际电讯联盟
  世界劳工组织 国际难民组织 世界贸易组织 粮农组织 世界银行      

10. 结束语:

“国际地球物理年”的伟大成就使人类第一次全面地认识自己生存的家园 - 地球-这个美丽和奇妙的世界。1982年,在纪念“国际地球物理年”25周年时,美国作曲家、音乐家、歌手窦纳尔德 珐根(Donald Fagen)作词、作曲并亲自演唱、制片人加里.卡特兹(Aarry Katz)制片、霍讷拨劳斯(Warner Bros Records Inc.)公司发行了这首被称作”多么美妙的世界 - “国际地球物理年”之歌“的唱片。这首歌曲(从歌词、歌曲至演唱)从听觉独特的角度,颂扬在世界现代科技发展史上具有里程碑意义的国际科技大合作的不朽业绩。

“国际地球物理年”计划继承了第一次和第二次”国际极地年“的科学和国际合作传统,发展和开启了以空间科学技术支持下的现代地球系统科学的新时代,同时,它也为第四次国际极地年(2007-2008)乃至未来序列国际地球科学合作计划奠定了坚实的基础。

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