
葉叔華院士前往上海天文台辦公室(3月18日攝)
記者張建鬆攝
在一年一度的上海科技節,有一項向科學家致敬、表達對科學家精神尊崇與(yu) 弘揚的傳(chuan) 統節目——“科學家走紅毯”。今年,我國首位女天文台台長、94歲高齡的中國科學院院士葉叔華手捧鮮花,精神矍鑠、微笑慈祥地第一個(ge) 走上了紅毯。
麵對受到明星般的夾道歡迎,葉叔華說:“今天是我第一次走紅毯,有點緊張。但看到這麽(me) 多年輕人,真的很開心。我要趁著還能走得動,為(wei) 中國科技再多做點事!”
自從(cong) 1951年進入上海天文台,在長達70年的時間裏,葉叔華用天文承載浪漫,用實幹詮釋初心,至今仍在每天工作。全球五分之一的人口共用的“北京時間”,在她的主持下誕生。宇宙中,有一顆小行星是以她的名字命名。
她還是我國天文地球動力學研究領域的奠基人之一,開創性地提出建設中國甚長基線射電幹涉測量網(VLBI),倡導並建成上海65米射電望遠鏡,推動我國成為(wei) 世界最大望遠鏡列陣(SKA)的創始國,推動上海建設SKA數據中心。
32歲挑起建立中國世界時係統的重擔
盡管時間已經過去了70年,葉叔華至今仍清楚地記得,1951年11月19日她到上海徐家匯觀象台(現上海天文台)第一天報到的情景。
“當時新中國剛成立不久,百廢待興(xing) ,徐家匯觀象台還處於(yu) 軍(jun) 管狀態,大門緊閉。我過去拍了拍門,隻聽見裏麵有人大聲問:誰?幹什麽(me) 的?我回答是來報到參加工作的。然後門縫一開,一個(ge) 帶著刺刀的槍就伸了出來,真的嚇了我一大跳。不過解放軍(jun) 雖然管得嚴(yan) ,但報到還是挺順利的。”葉叔華說。
徐家匯觀象台由法國傳(chuan) 教士建立,早在1844年就開始了天文測時和報時工作,是我國最早開展近代授時工作的天文台。葉叔華進入徐家匯觀象台的第一份工作是觀測恒星,計算恒星時,作為(wei) 上海天文台發播時間的依據。以後,她又根據前後三個(ge) 月的觀測,定出發播時號的誤差,再把結果寄給國際時間局,參加全球合作。
測時是一項枯燥細致的工作。觀測者需要一邊操作中星儀(yi) 目不轉睛地跟蹤恒星,一邊需要記錄,跟星的好壞直接影響了觀測精度。中星儀(yi) 是一個(ge) 龐大的設備,身材嬌小的葉叔華操作起來十分困難,於(yu) 是她加了一塊木板,站在上麵跟蹤觀測恒星,無論寒暑、一絲(si) 不苟。當年的辦公條件十分艱苦,沒有地方吃飯,她就把報廢的汽油桶當成餐桌,在上麵吃午飯。
篳路藍縷的艱苦生活,並沒有阻擋葉叔華追求天文科學的熱情。有一次,國際時間局來信詢問:為(wei) 什麽(me) 徐家匯的測時結果每個(ge) 月都有波動?帶著這個(ge) 疑問,葉叔華逐步檢查計算步驟,最後發現原來是一個(ge) 修正值沒有加進去。以前,大家覺得數值較小,未加以考慮。後來隨著觀測精度提高,加不加就有影響了。這個(ge) 修正值,20多年都沒有人注意到,細心的葉叔華從(cong) 這些枯燥的數字背後,逐漸領悟到科學研究的真諦。
“欽若昊天,敬授民時”。古今中外,對時間精確、統一的度量是一個(ge) 國家頭等大事。新中國成立後,國家對高精度的授時工作有迫切需求,尤其是測繪部門。因為(wei) 當時全國僅(jin) 有三分之一的麵積進行過精度較低的測量,而且成果質量參差不齊,測繪基準不統一,致使許多省與(yu) 省之間的地形圖都不能拚接。
高精度的測繪工作需要高精度的“時號”。當年我國主要使用蘇聯時號,中蘇兩(liang) 國麵積都很廣闊,如此遠距離接收蘇聯時號很不穩定,測繪部門迫切希望能用上中國自己發播的時號。在國家需求推動下,徐家匯觀象台購置了儀(yi) 器、增添了人手,授時工作有了很大提高,但一時還是滿足不了需求。
1955年,在一次工作會(hui) 議上,測繪部門人員將蘇聯與(yu) 徐家匯時號改正數得出的精度結果進行了逐項比對,結果還是蘇聯的改正數比較好。相關(guan) 負責人心裏急了,忍不住大聲說:“測繪界不會(hui) 使用徐家匯公布的數據的,不用你們(men) 的結果還好,用了你們(men) 的結果,反而把我們(men) 的工作搞壞了。”
葉叔華聽到這番話,心裏既委屈又難堪,也更加認識到自己工作的重要性、迫切性。不服輸的她暗下決(jue) 心,決(jue) 不能做得比蘇聯差。她和同事們(men) 一起晝夜奮鬥,不斷在測時、收時和播時工作中進行改進,使徐家匯發播的時號穩定度(精確度)不斷提高。
1957年,中科院數理化學部專(zhuan) 門在上海召開授時工作會(hui) 議進行鑒定,結果認為(wei) 徐家匯發播的BPV時號精確度好於(yu) 正負0.003秒,已滿足國內(nei) 大地測量、航海、航空、工礦等各界進行測繪的需要。但還需要在中西部建立新的授時台,以滿足全國各地都能收到播時訊號。此外,還需要盡快建立中國自己的世界時係統,不再依靠國際時間局或蘇聯的時間係統。
1958年,32歲的葉叔華挑起了建立中國世界時係統的重擔。由於(yu) 當時中國測時台站的數量與(yu) 國際時間局和蘇聯係統相差太遠,葉叔華采取一種獨辟蹊徑的數據處理方法,解決(jue) 了技術難題。
此後,在全國5個(ge) 天文台的通力合作下,1965年上海天文台主持的“綜合時號改正數”通過國家級技術鑒定。鑒定委員會(hui) 一致認為(wei) ,我國的綜合世界時的精確度已達到國際先進水平。1966年初,正式作為(wei) 我國的世界時基準向全國發送,這就是後來的“北京時間”。
回憶起那一段激情燃燒的青春歲月,葉叔華感慨地說:“剛開始並不完全理解國家為(wei) 什麽(me) 一定要搞自己的時間標準,但從(cong) 長遠看,這項決(jue) 策非常英明。一項事業(ye) 會(hui) 改變人的初衷,興(xing) 趣也是可以改變和培養(yang) 的,關(guan) 鍵在於(yu) 你真正了解事業(ye) 的意義(yi) 所在。然後在其中找到自己的定位,幾十年如一日地勤勉工作,作出自己的貢獻。”

出席第四屆世界頂尖科學家論壇的葉叔華院士
圖源 news.dayoo.com
胸中有韜略的天文學家
2007年以來,中國科學院VLBI網成為(wei) 我國航天測控係統的一個(ge) 分係統,在中國人艱辛而浪漫的探索太空征程中,一路護航、大顯身手。今年5月15日,我國首個(ge) 自主火星探測器“天問一號”成功著陸火星,我國星際探測成功實現從(cong) 地月係到行星際的跨越,這一路上,就有VLBI網的鼎力相助。
VLBI是“甚長基線幹涉測量技術(very long baseline interferometry)”的縮寫(xie) 。簡單來說,VLBI就是把幾個(ge) 分布在各地的望遠鏡聯合起來,達到一架超大望遠鏡的觀測效果。
我國VLBI測軌分係統以上海天文台為(wei) 牽頭總體(ti) 單位,由國家天文台密雲(yun) 站、上海天文台天馬站、雲(yun) 南天文台昆明站、新疆天文台烏(wu) 魯木齊站以及位於(yu) 上海天文台的VLBI數據處理中心(VLBI中心)組成。這個(ge) 觀測網絡構成的望遠鏡分辨率,相當於(yu) 口徑達3000多千米的巨大綜合口徑射電望遠鏡,測角精度可以達到百分之幾角秒,甚至更高。在國際上,我國是第一個(ge) 將VLBI技術成功應用於(yu) 航天測控的國家。
葉叔華是我國VLBI技術發展的開拓者和奠基人。從(cong) 1973年提出建議到2003年VLBI網二期工程通過驗收,整整30年時間,她一直在是我國VLBI工程建設的主要負責人,在爭(zheng) 取立項和經費支持、開拓和發展國內(nei) 外合作、工程組織管理和人才培養(yang) 等方麵,都起到了關(guan) 鍵主導作用。
回憶這段曆史,葉叔華說:“這是一種曆史的責任。一方麵要為(wei) 上海天文台找出路,由於(yu) 地理位置等原因,上海天文台原先承擔的授時工作移交出去以後,作為(wei) 一個(ge) 老台如何發展,必須尋找到一條更寬廣的道路。另一方麵國際天體(ti) 測量學發展日新月異,我們(men) 不能因循守舊。”
上個(ge) 世紀70年代末,世界天體(ti) 測量出現了一些巨大改變。隨著光速被精確測量,光速已經成為(wei) 一個(ge) 基本度量單位。隨著原子鍾的發明,測量時間頻率已經變得更加容易且更精確。這些新技術新方法的出現,使得天體(ti) 測量從(cong) 傳(chuan) 統意義(yi) 上的角度測量轉化為(wei) 距離測量。
通過對國際天文學前沿的密切跟蹤,葉叔華敏感地覺察到:經典儀(yi) 器與(yu) 方法前景有限,隻有發展新型觀測技術,才能在天體(ti) 測量學立於(yu) 不敗之地。經過深入研究,她認定甚長基線幹涉技術是當時天文測量觀測中分辨率最高的技術。因為(wei) 分辨率高,所以在天體(ti) 測量和天體(ti) 物理都可以用,前途不可限量。
然而,當時對於(yu) 新興(xing) 的VLBI技術,即使在國際上也還處於(yu) 探索階段,而且需要口徑25米以上的大型拋物線天線,造價(jia) 高,技術難度也很大,遭到很多專(zhuan) 家質疑。但對於(yu) 自己認定的事,葉叔華就像一枚釘子,釘在自己想要達到的目標上,絲(si) 毫不退讓。
對於(yu) 提出質疑的專(zhuan) 家和領導,她就跟在他們(men) 身後“軟磨硬泡”,用科學道理一個(ge) 個(ge) 耐心說服。沒有研製經費,她就想辦法將天文口能夠動用的全部科研經費投入進去……
上個(ge) 世紀80年代初,上海天文台VLBI項目終於(yu) 正式上馬,需要建造一個(ge) 25米口徑的拋物麵天線,當時我國製造這樣大口徑天線並不容易。葉叔華不停地四處奔波、四處碰壁,最尷尬的一次,在北京一位處長辦公室裏被“晾”了15分鍾。當時的她,已擔任上海天文台台長,也是我國首位女天文台長。
後來,有人問葉叔華為(wei) 什麽(me) 如此執著。她說:“我所做的一切,都是為(wei) 了國家,必須全力以赴。隻有所有的路都走絕了,才會(hui) 放棄。如果覺得自己還沒有盡力,第二天起來就繼續去碰釘子,繼續努力。我覺得寧願這樣做。”
在葉叔華的眼裏,國家利益高於(yu) 一切,這是她不斷攀登科學高峰的動力之源。在她的倡導和推動下,此後上海又建成了65米射電望遠鏡——“天馬望遠鏡”,從(cong) 而使我國VLBI網的靈敏度提高至2.6倍以上。
葉叔華曾經說:“我平生做過最滿意的事情就是攀登計劃。”攀登計劃是國家“八五”期間基礎性研究的重大項目計劃。通過這一計劃項目十多年的實施,葉叔華把上海天文台的天文地球動力學研究推到了全國,並培養(yang) 了一大批人才。
她不僅(jin) 開創了我國天文地球動力學的研究,還倡導了“亞(ya) 太地區空間地球動力學研究計劃”。落實這一計劃,需要尋求國際組織的支持。1995年,國際大地測量和地球物理聯合會(hui) 在美國召開。葉叔華組織了一個(ge) 討論會(hui) ,各國專(zhuan) 家針對這一計劃提出了很多問題,她“舌戰群儒”贏得了支持,國際大地測量協會(hui) 確定由葉叔華領銜這項計劃。這是第一個(ge) 由中國科學家主持的國際天文合作計劃。

94歲的葉叔華院士在辦公室工作(攝於(yu) 2021年3月18日)
新華每日電訊記者張建鬆攝
天文是一輩子的浪漫事業(ye)
浩瀚星空,科學探索永無止境。步入鮐背之年的葉叔華,依然是老驥伏櫪、誌在千裏,絲(si) 毫沒有停下探索的腳步。她積極支持我國成為(wei) 世界最大望遠鏡列陣(SKA)的創始國,推動上海建設SKA數據中心,推動我國天文觀測向太空、向月球不斷拓展。
“每個(ge) 人把自己的工作做好,都是一份很珍貴的貢獻!”這是葉叔華的話,也是她懸掛在自己辦公室的座右銘。
她說:“這個(ge) 社會(hui) 由各方麵構成,有各方麵的需要,每個(ge) 人的處境都不一樣。但我們(men) 每個(ge) 人的工作都是國家的一部分,如果每個(ge) 人都能夠把自己的工作做好,這個(ge) 社會(hui) 就一定進步很快、國家就會(hui) 更加強大。”
強烈的社會(hui) 責任感,還使得葉叔華高度重視青少年科普工作。她曾擔任中國科協副主席、上海市科協主席,並身體(ti) 力行地組織科普活動、開展科普講座,投入了很多精力。
“如果把科學家的工作認為(wei) 是380伏的電壓,而普通大眾(zhong) 隻能接受220伏,那麽(me) 科普工作就是要把380伏電壓轉換成220伏電壓,讓普通大眾(zhong) 都能接受科學星空体育官网入口网站、提高科學素養(yang) 。”葉叔華說,“青少年進行科普更大的意義(yi) 還在於(yu) 培養(yang) 未來的科技人才,因為(wei) 創造力在青少年身上。”
作為(wei) 一座國際化的大都市,上海一直沒有一座天文館,是壓在葉叔華心裏40多年的一個(ge) 結。在她和一些科學家持之以恒的推動下,上海天文館終於(yu) 將在今年夏季正式開館,今後將成為(wei) 天文科學普及和教育的重要場所。
在葉叔華的心裏,天文是一輩子的浪漫事業(ye) ,她希望讓更多的人了解這份浪漫。她說:“天文有助於(yu) 拓寬一個(ge) 人的世界觀宇宙觀。宇宙如此浩瀚,人隻是滄海一粟,每一個(ge) 人作為(wei) 獨立的存在,都應該珍惜自己短暫且唯一的生命。在有限的時間和空間裏,盡可能地去做一些事情,做有價(jia) 值的事情。人啊,總難免會(hui) 遇到各式各樣的不如意,但與(yu) 浩瀚的宇宙相比,這些真的微不足道也!” (記者張建鬆、李海偉(wei) 、丁汀)
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