葉叔華：從北京時(shí)間到嫦娥奔月

王泠一+陸天鍇

如今她最大的心愿就是能夠?yàn)樯虾３蔀镾KA（平方公里陣列望遠(yuǎn)鏡）的亞太區(qū)域數(shù)據(jù)處理中心做一些推進(jìn)工作，希望中國(guó)在這個(gè)迄今全球最大的天文國(guó)際合作項(xiàng)目中不要缺席。

中國(guó)是天文學(xué)的故鄉(xiāng)。在中華神話里有著太多仰望星空的傳奇：夸父追日、嫦娥奔月、后羿射日、開(kāi)天辟地……而三千多年前的甲骨文、二千五百多年前的青銅器銘文和二千多年前的漢簡(jiǎn)，留下了更多謎一樣的天文觀察記錄。科技史還顯示：中國(guó)人最早發(fā)現(xiàn)了北斗星、最早發(fā)現(xiàn)了月食和日食、最早能夠預(yù)測(cè)大海上的風(fēng)云突變、最早能夠根據(jù)時(shí)間來(lái)安排空間（如農(nóng)歷二十四節(jié)氣）……中國(guó)人在天文（氣象）領(lǐng)域的成就長(zhǎng)期居世界領(lǐng)先地位。而中國(guó)近代科技的衰落，天文（氣象）學(xué)也是一面清晰的鏡子。

天文（氣象）學(xué)，不僅和社會(huì)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，而且也是國(guó)防的關(guān)鍵元素。鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)之后，破天荒地允許天文、歷法、物理、化學(xué)等西方科技成果公開(kāi)傳入上海等地。上海開(kāi)埠后不久，天文臺(tái)、氣象站等新鮮認(rèn)知工具就落戶徐家匯了。新中國(guó)成立后，一位叫葉叔華的天文學(xué)家在徐家匯開(kāi)始“仰望星空”。

“精確授時(shí)”北京時(shí)間

90年前的6月21日，葉叔華降生于廣州一位清貧、善良的基督教牧師的家庭。1935年，全家遷往香港。1941年日本侵占香港，次年她隨父親的朋友到廣東樂(lè)昌，進(jìn)入國(guó)立華僑第三中學(xué)。1944年，又因日軍迫近，全家被迫逃往粵北連縣，她在培英真光聯(lián)合中學(xué)高三至畢業(yè)。隨后，她考入孫中山創(chuàng)辦的中山大學(xué)理學(xué)院天文系，1949年在廣州畢業(yè)。

在戰(zhàn)亂不斷的20世紀(jì)前半葉，自小聰穎的葉叔華經(jīng)歷了顛沛的青少年階段和求學(xué)時(shí)光。這種刻骨銘心的磨難，讓她在新世紀(jì)會(huì)對(duì)青年科技工作者這樣發(fā)出肺腑之言：“只有體會(huì)過(guò)什么是亡國(guó)奴滋味的人，才會(huì)知道什么是科技工作者的愛(ài)國(guó)熱忱；才會(huì)理解我們?yōu)槭裁丛趪?guó)內(nèi)歷次的政治運(yùn)動(dòng)中棒打不走、棒打不散；才會(huì)明白科學(xué)沒(méi)有國(guó)界，但科學(xué)家有祖國(guó)?！?/p>

大學(xué)畢業(yè)后，葉叔華并沒(méi)有接受父親的建議——“在香港謀個(gè)中學(xué)教師的職位、安穩(wěn)地度過(guò)多事之秋”。1950年暑假，葉叔華與志同道合的人生伴侶程極泰從香港到南京紫金山天文臺(tái)求職。令葉叔華沒(méi)想到的是，當(dāng)時(shí)天文臺(tái)只招男不招女。這對(duì)初入社會(huì)的葉叔華來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)打擊，但倔強(qiáng)的她沒(méi)有退縮，而是給紫金山天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)寫(xiě)了一封長(zhǎng)信，列舉了五個(gè)“不應(yīng)該不用自己”的理由。幸運(yùn)的是長(zhǎng)信起了作用，臺(tái)長(zhǎng)被葉叔華的執(zhí)著和追求感動(dòng)；她走進(jìn)了徐家匯觀象臺(tái)。

離開(kāi)香港到上海來(lái)服務(wù)新中國(guó)，是要有非凡勇氣的。直至2017年的6月23日，剛過(guò)90大壽的葉叔華院士還和我們這樣感慨：“我當(dāng)時(shí)的想法是，既然學(xué)了天文專業(yè)，就應(yīng)該從事天文工作，所以就想回來(lái)。當(dāng)時(shí)都知道，國(guó)內(nèi)還是比較困難的，所以離開(kāi)香港前，我的老伴就對(duì)我說(shuō)，回到國(guó)內(nèi)，可能要穿草鞋、住草房，你行不行??？我說(shuō)可以?。?shí)際上回上海后，我們也沒(méi)有穿草鞋、住草房。但當(dāng)時(shí)的上?？芍^百?gòu)U待興，科研條件很艱苦。”

當(dāng)時(shí)她發(fā)現(xiàn)，徐家匯觀象臺(tái)與心中想象中的探索宇宙奧秘的天文科研機(jī)構(gòu)完全不一樣：只有4名從事業(yè)務(wù)的人員，而且設(shè)備簡(jiǎn)陋、工作單調(diào)，每日刻板地觀測(cè)、計(jì)算、接收時(shí)號(hào)，校對(duì)天文鐘，發(fā)播時(shí)號(hào)；辦公條件簡(jiǎn)陋，吃飯時(shí)就拿報(bào)廢的汽油桶當(dāng)桌子，在上面放飯碗、菜碗……

建國(guó)初期，國(guó)務(wù)院把建立我國(guó)時(shí)間基準(zhǔn)的任務(wù)下達(dá)給新興的中國(guó)科學(xué)院，又從紫金山天文臺(tái)落實(shí)到了徐家匯觀象臺(tái)。在徐家匯最初的二十年，葉叔華最重要的工作就是“精確授時(shí)”。

“時(shí)間及其精確性”，是歷史很悠久的課題了。中世紀(jì)的天朝大國(guó)以自己為世界的中心，計(jì)時(shí)方式必然也是以自己為中心的，所以每個(gè)皇帝登基以后必做的一件事就是更改年號(hào)，確定新的計(jì)時(shí)方式。這是皇帝維護(hù)皇權(quán)的一個(gè)重要手段，也是皇帝給臣民安排生活的社會(huì)依據(jù)。從清光緒二十八年（公元1902年）起，中國(guó)就開(kāi)始實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)制度，中國(guó)海關(guān)曾制定東海沿岸的海岸時(shí)，這個(gè)海岸時(shí)就是以東經(jīng)120度的時(shí)刻為標(biāo)準(zhǔn)的。到1939年，中華民國(guó)內(nèi)政部將全國(guó)分為五個(gè)時(shí)區(qū)，北平位于中原時(shí)區(qū)。1949年中華人民共和國(guó)定都北平，改北平為北京。隨即將當(dāng)時(shí)的北平新華廣播電臺(tái)改為北京新華廣播電臺(tái)。于是，相應(yīng)的廣播報(bào)時(shí)信號(hào)也就從原來(lái)的“中原時(shí)間”改為了“北京時(shí)間”。

1958年起，徐家匯觀象臺(tái)便著手籌建我國(guó)自己的“精確授時(shí)”系統(tǒng)，葉叔華勇敢地挑起了這個(gè)擔(dān)子。由于精確時(shí)間是重要任務(wù)，隨即除原來(lái)的上海、南京之外，武漢、北京、西安和昆明的天文臺(tái)也陸續(xù)參加合作。在天文測(cè)時(shí)儀器方面，還創(chuàng)建了多架光電中星儀、光電等高儀等設(shè)備。

自1964年起，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間測(cè)量精度便躍居到世界第二位，并在此后一直保持國(guó)際先進(jìn)水平。1965年我國(guó)“精確授時(shí)”系統(tǒng)通過(guò)國(guó)家鑒定，正式作為時(shí)間基準(zhǔn)向全球發(fā)布。從1970年開(kāi)始，中央人民廣播電臺(tái)是這樣報(bào)時(shí)的：“剛才最后一響，是北京時(shí)間某點(diǎn)準(zhǔn)”！

戰(zhàn)略眼光

北京時(shí)間的精確播報(bào)，極大地促進(jìn)了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的日常時(shí)間安排概念。在采訪中，葉叔華回憶道：“最初，徐家匯中午有個(gè)報(bào)時(shí)，報(bào)時(shí)的辦法就是通知外灘觀象臺(tái)的一個(gè)金屬顯示球降下來(lái)。那時(shí)好多城市都這樣做，即‘落球報(bào)時(shí)；即中午12點(diǎn)整，讓那個(gè)球落下來(lái)。我差不多干了一年這樣的工作，每天12點(diǎn)整，通過(guò)電話對(duì)外灘那邊的人喊話。當(dāng)時(shí)外灘那邊和我通話的那個(gè)男同志聲音很洪亮?？斓?2點(diǎn)時(shí)，我就通過(guò)電話對(duì)他說(shuō)‘準(zhǔn)備好！他說(shuō)‘好。然后，我看著鐘喊‘一、二、三！，馬上喊到‘三，對(duì)方就在外灘那邊把球落下去。這樣大概有一年，很有意思，但對(duì)方是誰(shuí)現(xiàn)在都不知道。當(dāng)時(shí)外灘觀象臺(tái)承擔(dān)著其中一項(xiàng)重要的工作就是‘落球報(bào)時(shí)，就是把中午12點(diǎn)的這個(gè)時(shí)刻告知當(dāng)時(shí)的漁船、漁民”。而有了“北京時(shí)間”和統(tǒng)一廣播，獲知時(shí)間就不是難事了。

不僅僅是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活，國(guó)防工程、探索太空以及國(guó)家威望，更需要仰仗精確授時(shí)。如果沒(méi)有這一自主系統(tǒng)，我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星就不可能準(zhǔn)時(shí)在太空播放《東方紅》樂(lè)曲，同時(shí)地面也無(wú)法順利接受樂(lè)曲傳輸信號(hào)。

最近二十年來(lái)，“北京時(shí)間”已經(jīng)成為一個(gè)獨(dú)立、繁榮的主權(quán)國(guó)家的象征。尤其是“香港回歸”“澳門(mén)回歸”“北京奧運(yùn)”“上海世博”“一帶一路”等影響世界的重要時(shí)刻，全球媒體包括西方媒體和臺(tái)灣媒體都是以“北京時(shí)間”來(lái)報(bào)道和記錄的。

對(duì)于天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，“時(shí)間和空間”是一對(duì)孿生姐妹；精確把握時(shí)間是為了更好開(kāi)發(fā)空間、尤其是浩瀚的太空。老科學(xué)家也并不忌諱，“文革”中她也在牛棚里被耽誤過(guò)幾年。但她一被恢復(fù)工作上的權(quán)利，就立即來(lái)到徐家匯（那時(shí)已經(jīng)叫天文臺(tái)，和氣象臺(tái)分離）工作樓和圖書(shū)室；迫切地找出覆蓋著灰塵的進(jìn)口天文學(xué)術(shù)刊物，她想知道中國(guó)天文學(xué)被世界甩下了沒(méi)有。

還好，差距不是太大。而甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）技術(shù)和激光測(cè)距等空間技術(shù)，就此進(jìn)入了她的國(guó)際視野。這些空間新技術(shù)將測(cè)量精度一下子提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上；葉叔華真切地感受到：隨著這些新技術(shù)和新方法的出現(xiàn)，如果再墨守成規(guī)，遲早要被世界所淘汰。

但在1970年代中期，就要建立我國(guó)的VLBI系統(tǒng)，面臨著諸多實(shí)際困難。例如：對(duì)于新技術(shù)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)、高檔的電子元器件和測(cè)量?jī)x器歐美國(guó)家對(duì)我國(guó)禁運(yùn)、天文界同行對(duì)于在我國(guó)是否發(fā)展VLBI有不同看法以及科研經(jīng)費(fèi)不足等等，葉叔華必須全力以赴去解決這些問(wèn)題。她自然想到了“請(qǐng)進(jìn)來(lái)、派出去”的策略，即走國(guó)際合作路線，不僅親自前往國(guó)外向同行學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也邀請(qǐng)國(guó)際著名專家來(lái)華講學(xué)，從很大程度上直接推動(dòng)了我國(guó)VLBI課題研究工作的進(jìn)展。

為此，葉叔華感恩鄧小平。她談到電視劇《歷史轉(zhuǎn)折中的鄧小平》：“我看了很感慨，都流淚了。我有切身的感受，要不是改革開(kāi)放的政策，鄧小平把人才大批派到國(guó)外，中國(guó)天文界就不會(huì)取得這么好的天文成果，跟上國(guó)際先進(jìn)的步伐?！?/p>

跟上的步伐是這樣的：1979年，6米射電望遠(yuǎn)鏡在上海建設(shè)完成。25米射電望遠(yuǎn)鏡也于1987年建成，次年即開(kāi)始參與美國(guó)NASA、歐洲網(wǎng)及中日VLBI合作項(xiàng)目等國(guó)際聯(lián)測(cè)，引起了國(guó)際同行的高度關(guān)注。1986年1月，在葉叔華的帶領(lǐng)下，上海天文臺(tái)完成了“關(guān)于發(fā)展中國(guó)VLBI網(wǎng)的建議書(shū)”，規(guī)劃了中國(guó)VLBI網(wǎng)的概貌：新建烏魯木齊VLBI站、改建昆明10米天線為VLBI站、升級(jí)上海VLBI數(shù)據(jù)處理中心等。該建議經(jīng)過(guò)專家委員會(huì)推薦，中國(guó)科學(xué)院同意立項(xiàng)，確定為天文口“七五”期間重大項(xiàng)目，項(xiàng)目命名為“VLBI網(wǎng)二期工程”，并確立了工程總負(fù)責(zé)人為葉叔華。

正是她不懈的努力和戰(zhàn)略的眼光，讓上海天文臺(tái)和中國(guó)天文界，迅速趕上了上世紀(jì)八九十年代國(guó)際天文從經(jīng)典觀測(cè)轉(zhuǎn)向空間觀測(cè)的潮流。

嫦娥奔月

科學(xué)史這樣記載：1988年，全球放棄傳統(tǒng)的時(shí)間觀測(cè)技術(shù)，改用人造衛(wèi)星激光測(cè)距技術(shù)、人造衛(wèi)星多普勒技術(shù)等新技術(shù)來(lái)進(jìn)行時(shí)間測(cè)量。此時(shí)，上海天文臺(tái)已發(fā)展起了包括射電干涉在內(nèi)的各項(xiàng)新技術(shù)。正因?yàn)槿~叔華當(dāng)初的魄力，中國(guó)天文界不僅保持了天文測(cè)時(shí)的領(lǐng)先地位，還發(fā)展起了精度達(dá)到厘米級(jí)的大地觀測(cè)系統(tǒng)，開(kāi)辟出天文地球動(dòng)力學(xué)的新方向。她參與倡導(dǎo)將VLBI技術(shù)用于我國(guó)空間探測(cè)，2007年VLBI技術(shù)成功應(yīng)用于“嫦娥一號(hào)”探月工程中。在施行中國(guó)VLBI網(wǎng)工程的同時(shí)，葉叔華院士依據(jù)射電天文和深空探測(cè)的開(kāi)展需求，于2008年高瞻遠(yuǎn)矚地提出了建立“65米全波段射電望遠(yuǎn)鏡”的倡議，得到了決策層的關(guān)注。

2012年，上海65米口徑全方位水準(zhǔn)的天馬望遠(yuǎn)鏡，得以在佘山矗立。2013年12月，“天馬”全程參與了嫦娥三號(hào)VLBI實(shí)時(shí)觀測(cè)任務(wù)，使得我國(guó)VLBI觀測(cè)網(wǎng)靈活度進(jìn)步至2.6倍以上，以5厘米靈活度檢測(cè)出月球車的挪動(dòng)、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，為探測(cè)器在月球的軟著陸做出了杰出奉獻(xiàn)。接下來(lái)，我國(guó)將在2017年發(fā)射首顆地月采樣往復(fù)探測(cè)器嫦娥五號(hào)；2020年，還將發(fā)射火星探測(cè)器，與地球最遠(yuǎn)間隔超越4億公里。上海的“天馬”，則將在丈量這些探測(cè)器位置上大顯神通。

老驥伏櫪，志在千里，更在無(wú)窮。2017年6月，中科院上海天文臺(tái)為葉叔華院士舉行了90華誕學(xué)術(shù)研討會(huì)。她在接受采訪時(shí)說(shuō)，如今最大的心愿就是能夠?yàn)樯虾３蔀镾KA（平方公里陣列望遠(yuǎn)鏡）的亞太區(qū)域數(shù)據(jù)處理中心做一些推進(jìn)工作；這個(gè)項(xiàng)目建成要在2030年，運(yùn)行的時(shí)間可達(dá)50年。她看得更遠(yuǎn)：希望中國(guó)在這個(gè)迄今全球最大的天文國(guó)際合作項(xiàng)目中不要缺席。

SKA是世界上最大的綜合孔徑望遠(yuǎn)鏡，作為一個(gè)特大型國(guó)際聯(lián)合科學(xué)工程，它由分布在南非及南部非洲8個(gè)國(guó)家的2500個(gè)高頻蝶形天線，以及分布在澳大利亞西部沙漠無(wú)線電寧?kù)o區(qū)域的上百萬(wàn)個(gè)偶極子低頻天線組成，并將在各大洲設(shè)科學(xué)數(shù)據(jù)分中心。這些相隔3000公里的望遠(yuǎn)鏡建成后，將組成比目前世界上最先進(jìn)望遠(yuǎn)鏡靈敏上百倍、巡天速度提高上萬(wàn)倍的超級(jí)望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家們希望借此實(shí)現(xiàn)探尋“宇宙第一縷曙光”、利用脈沖星測(cè)引力波、檢驗(yàn)引力理論等科學(xué)目標(biāo)。

該項(xiàng)目預(yù)計(jì)耗資65億歐元，需要全球募集。而作為純科學(xué)項(xiàng)目如此大手筆地投入，客觀上是存在著分歧的。而葉叔華院士目光如炬——很多基礎(chǔ)研究都是“無(wú)用之中有大用”！

我們也認(rèn)為，中國(guó)已經(jīng)具備了投入基礎(chǔ)科研的雄厚實(shí)力。何況規(guī)律也已經(jīng)表明：天文學(xué)家探索宇宙，會(huì)提出很多極高的技術(shù)需求，這些高難度技術(shù)一旦挑戰(zhàn)成功，就會(huì)帶來(lái)更多的應(yīng)用可能，在為人類獲得更多新知的同時(shí)，也推動(dòng)了社會(huì)發(fā)展。同時(shí)，正在向全球科創(chuàng)中心邁進(jìn)的上海，在天文學(xué)領(lǐng)域和探索太空的新旅中又豈能旁觀和彷徨？

而熟悉葉叔華院士的人，都能背得出她的一句口頭禪：“辦一件事，假定只有40%的把握，假如停在那里不動(dòng)，就會(huì)漸漸變成20%的把握，最后變到零。但積極爭(zhēng)取，能夠?qū)⑵渥兂?0%、70%，最后將事情辦成?！?/p>

有志者，事竟成！我們愛(ài)戴的葉叔華院士，還曾任中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)、全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)科協(xié)副主席、上海市科協(xié)主席等職。1994年經(jīng)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)有關(guān)委員會(huì)批準(zhǔn)，紫金山天文臺(tái)把該臺(tái)發(fā)現(xiàn)的小行星3241號(hào)命名為“葉叔華星”；這是業(yè)界給予民族精英的最高榮譽(yù)。

如今九十高齡的她，依然在每個(gè)工作日出現(xiàn)在徐家匯上海天文臺(tái)的工作室里，間或接待一下青少年學(xué)子和天文愛(ài)好者。接待中，她常說(shuō)：“我自認(rèn)為還是一個(gè)比較努力的人，一個(gè)比較敢做的人，凡是想做的事情，就會(huì)不顧一切地去做。我所做的一切，都是為了國(guó)家！”高風(fēng)亮節(jié)，光鑒后學(xué)！她又說(shuō)：“相比于廣袤的宇宙，我們每個(gè)人都是滄海一粟，我更欣慰后繼者在工作上取得的成就，我們這么多年的奮斗還是值得的。”