天文界“霸道奶奶”葉叔華訪談我們從跟著跑，到并排跑

吳雪

葉叔華院士為《新民周刊》的記者團隊贈送自傳，并在扉頁上題詞。

南丹路80號，上海天文大廈里，有一間看似普通又不普通的辦公室。普通，在于它簡潔有序的陳設;不普通，在于門口那塊牌子上的兩個字“院士”。推門而入，一位94歲的老者，正埋頭在十幾摞書后，伏案閱讀科技文獻。她不戴老花鏡，閱讀時泰然自若，沉浸在自己的世界，以至于推門的聲音都未察覺。

這位老者，名叫葉叔華，中國科學院上海天文臺名譽臺長，我國天文地球動力學的奠基人之一。在中國，大家習慣叫她“葉先生”;在國際科學界，人們尊稱她為“Madame Ye”;在浩渺的宇宙，小行星3241號被命名為“葉叔華星”。

葉叔華的職業(yè)生涯，意味著對世界科學研究最高峰的不懈攀登。1958年，葉叔華挑起了籌建我國世界時綜合系統(tǒng)的重擔。到了1964年，我們的世界時系統(tǒng)達到世界第二名，1966年初正式作為我國的時間基準向全國發(fā)送，這就是后來的“北京時間”。70年代初，她提出了發(fā)展VLBI（VLBI，very long baseline interferometry的縮寫，簡稱甚長基線干涉測量技術，就是把幾個小望遠鏡聯(lián)合起來，達到一架大望遠鏡的觀測效果）的計劃，后來在她的努力下，該項目正式啟動和推進，并在我國“探月”和“探火”等深空項目中發(fā)揮了重要的作用。她不僅在天文地球動力學研究方面，還在“探月”等工程中，功勛顯著。

直到今天，葉叔華仍在構想，在距離地球9000公里外的太空，建兩個口徑30米的射電望遠鏡;仍在努力著，讓中國在SKA項目建設中不缺席。專訪的時間是珍貴的，趁著葉先生閱讀，我們清挪了桌子上三五樣物品，調整機位，待到葉先生坐定，一個有趣的事情發(fā)生了。

葉先生突然指著被挪到角落的月球儀打趣道：“你們真是‘有眼無珠，這才是真正的寶貝?！痹瓉?，這個月球儀是探月“鐵三角”中國繞月探測工程“嫦娥一號”總指揮欒恩杰、總設計師孫家棟和首席科學家歐陽自遠贈送給她的，她一直視若珍寶。

那年，葉叔華正值八十歲，在發(fā)射指揮中心，她親眼見證了“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射的歷史性一刻。而走出聚光燈下，回歸生活，當《新民周刊》記者與葉先生交談時，我們看到了這位天文界“90后”不按照常理出牌的可愛另一面。

比如，人們通常認為被命名為一顆小行星是件浪漫的事，葉叔華卻覺得被命名毫無意義——反而認為小行星們長得像洋芋、山藥，外形很丑，是宇宙空間的“廢物”。再比如，一些有關“水逆”會預測人的運勢之類的謠言，葉叔華覺得很無聊，完全沒有科學道理。

有人贊葉叔華是中國天文界最亮的那顆星，她卻說：“我只是一粒小小的芝麻，在漫漫宇宙長河中，不值得一提?！?h3>主持建立中國世界時系統(tǒng)

葉先生思路清晰，很健談，和她每一次公開發(fā)言不需要講稿一樣，按照采訪提綱事先準備好回答，也不是她的風格。葉叔華說，天文學并不枯燥乏味，但少年時代的她還不知道這門學科到底意味著什么，也從來沒想過，長大后會在這個領域耕耘一輩子。

時間回到1927年，葉叔華在廣東出生，那一年12月，廣州起義爆發(fā)，革命的火種迅速在這座城市蔓延。迫于戰(zhàn)爭和生計，葉叔華跟隨家人經歷了多次遷徙才完成學業(yè)。1945年，抗戰(zhàn)勝利，中山大學來中學招生，熱愛古文的葉叔華執(zhí)意選擇文學專業(yè)。

“如果你念古文，怕是以后連吃飯都吃不上。”一門心思想學古文的葉叔華，遭到父親的阻撓，兩人三改志愿達成折中方案：數(shù)學系。由于當時的中山大學沒有單獨的數(shù)學系，只有數(shù)學天文系，葉叔華便被理學院以全區(qū)第一名的高分錄取。

葉叔華告訴《新民周刊》，大一時鄒儀新教授講的天文課特別有意思，自己深深被吸引了。到了大二，她便決定主修天文。大學畢業(yè)后，葉叔華并沒有接受父親“當個老師安穩(wěn)度日”的建議，1950年暑假，她和人生伴侶程極泰一起回國到南京紫金山天文臺求職。

當時，工作人員卻回答她“天文臺只招一個男的”。吃了“閉門羹”的葉叔華并不服氣，提筆寫了一封長信給當時的臺長、天文學家張鈺哲，列舉五個“不應該不用自己”的理由，成功說服了臺長。1951年底，葉叔華進入當時紫金山天文臺所屬的上海徐家匯觀象臺。

這里，恰恰是葉叔華天文事業(yè)的開始?！爱敃r全國就這么一家完備的時間工作站，上午11點，下午17點，通過電臺發(fā)布時間訊號，我們條件艱苦，在半地下室辦公，員工就四個人?！比~叔華說，進入觀象臺的第一項工作是觀測恒星，計算恒星時，再換算成世界時。

每逢夜晚觀測，葉叔華都要打開觀測室的活動屋頂，讓室內外溫度達到一致，減少熱輻射對觀測造成的影響。觀測需要手眼并用、全神貫注，而身材矮小的葉叔華站在一塊小平板上才方便操作。冬天，操作儀器時不能戴手套，葉叔華常常凍得手指發(fā)僵。

建國之初，還沒有一份統(tǒng)一的全國地圖，影響到大型的工程建設。很多省份還沒有精確測量，3萬測繪工作人員奔波在全國各地。而測繪離不開天文授時，如果天文時間測得不準，地圖就拼不起來。葉叔華知道，當時的條件根本無法滿足國家對高精度授時工作的迫切需要。國務院要求科學院首先做好時間工作。1955年，紫金山天文臺調來領導骨干人員，又加強了人員設備，工作馬上改觀。

徐家匯天文臺購置和改裝了一些儀器，在守時方面，從德國購買了一具大型石英鐘，使時號發(fā)播的均勻性馬上達到國際先進水平;又從俄羅斯學到光電中星儀技術，觀測精度馬上就提高了。

1957年秋，中國科學院召開時間工作會議，同意授時工作精度已達到國際先進水平，但徐家匯觀象臺在我國東端，發(fā)播的時號在西部不容易收到。會議決定在中西部建立大型授時臺，并且建立中國的世界時標準，不依賴國際合作。后來經過在西部選址，決定在西安附近建設新的授時臺，即今日的國家授時中心。1958年，籌建我國世界時綜合系統(tǒng)的重擔，落在了32歲的葉叔華身上。

“我衡量了一下，一定要做得和國際上一樣好，最主要是保持數(shù)據(jù)平穩(wěn)，要搞一套自己的方法。”葉叔華說，他們最先計算綜合時號改正數(shù)的處理方法遵循了國際時間局的原則，即假設若干臺站系統(tǒng)差之和為零，但后來發(fā)現(xiàn)，中國授時臺站的數(shù)量與國際時間局和蘇聯(lián)系統(tǒng)相差太遠，不能照搬，最后改用了系統(tǒng)差的變化總和為零的方案。

“采用了這個原則試下來，確實比較好，后來就一直用這個方法了?！比~叔華回憶，到了1964年，中國世界時系統(tǒng)達到世界第二名，1966年初正式作為我國的時間基準向全國發(fā)送，這就是后來的“北京時間”。

拓荒“無人區(qū)” VLBI的變革

熟悉葉叔華的人，都能背得出她的一句口頭禪：辦一件事，假設只有40%的把握，如果停在那里不動，就會慢慢變成20%的把握，最后變?yōu)榱?。但積極爭取，可以將其變成60%、70%，最后將事情辦成。拓荒“無人區(qū)”，一直是她性格中的重要特質。

“當西安接管了時間發(fā)布工作，我們的重要性就掉了一半，如果不找出路、不發(fā)展新技術的話，就要被消滅掉了?！蹦菚r，葉叔華感覺肩上擔子更重了。1970年，她恢復工作的第一件事，就是跑到圖書室看國外同行在做什么。

上海天文臺VLBI 團隊部分成員與臺領導在VLBI 中心合影。圖中為葉叔華。

葉叔華了解到，1966年，新出現(xiàn)的VLBI的分辨率比傳統(tǒng)觀測儀器提高了幾十倍，而且不需要電纜，各個天文臺站借助原子鐘就可以連接起來，相距可達幾千公里。更讓葉叔華振奮的是，這一技術利用空間射電源，銀河系外也能觀測到。VLBI技術可以用在天文的許多方面。

由于這是一項新技術，成本又比較高，即使在一些發(fā)達國家也鮮有人問津。但葉叔華敏銳地看到了它的應用前景，1973年，她提出了發(fā)展VLBI的計劃，從自己的隊伍里頭，挑選了一批“骨干”出來，決定先試制6米望遠鏡。

“在上海建了一個6米望遠鏡，和德國的100米望遠鏡做了首個歐亞大陸的聯(lián)合觀測，果然成了。我就提出在中國建三個站，上海、烏魯木齊和昆明，都是25米的望遠鏡。”葉叔華清楚，提出這三個站組成全球最大的三角形，其他國家沒有這個魄力，只有把這件厲害的事做成，上海天文臺才有新生命。

當然，建設很花錢，好在上海天文臺工作有序，天文口每年有一筆錢，沒人用過，這個錢便歸了葉叔華。但“麻煩”也隨之來了，當時的經費只夠建兩個，這就意味著烏魯木齊和昆明只能二選一。對此，葉叔華想得長遠，上海到昆明1000多公里，到烏魯木齊是3000多公里，要力爭盡可能高的分辨率，這個聯(lián)網(wǎng)的距離就要盡可能遠，如果以后還要和歐洲聯(lián)網(wǎng)，更應該建在烏魯木齊。

“人很奇怪，先把難的吃掉，容易的就好弄。如果先做了容易的，難的就開展不起來?！?1981年10月，葉叔華擔任上海天文臺臺長，VLBI項目正式上馬。1988年起，國際天文學會和國際大地測量學會宣布，世界時測定全部采用VLBI、激光測人造衛(wèi)星和GPS等新技術，如果當初沒有預估到這一趨勢，我國的時間測量優(yōu)勢將全軍覆沒。世界上還有幾十個授時臺都沿用了原來的技術，也都全軍覆沒。

上世紀90年代，VLBI一直用處不大，恰巧趕上我國啟動“探月工程”，之前我國航天器最遠只去過8萬公里遠的太空，而地月之間有38萬公里。當時面臨一個棘手難題，衛(wèi)星飛到月球附近要改變軌道，需要非常精確的空間測量?！叭绻w船沒有按照原定軌道走，要么撞上月球，要么飛到很遠的地方，這兩個都是‘大失敗?！?/p>

葉叔華和上海天文臺同事跑到北京主動請纓，接受了任務，后來在國際射電天文會議上，當她說出“10分鐘內把VLBI測軌結果報到北京總部”時，現(xiàn)場一片寂靜，有吃驚，更有懷疑。2007年，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射，由上海、烏魯木齊、北京和昆明4個站組成的VLBI聯(lián)測，從上海報到北京總部實際只用了6分鐘;到了“嫦娥四號”和“天問一號”任務，將VLBI測軌結果報到北京的時間更是縮短至1分鐘。

佘山腳下，“天馬”望遠鏡靜靜矗立著。為更好地發(fā)揮VLBI網(wǎng)的作用，2008年，葉叔華再次高瞻遠矚地提出建設上海65米全方位可動的射電望遠鏡，成為中國科學院和上海市的合作計劃。2013年12月，“天馬”全程參加了“嫦娥三號”實時觀測，使我國VLBI網(wǎng)的靈敏度提高至2.6倍以上?！拔磥聿还芎教炱鞯侥拘?、土星或是太陽系邊緣，測軌都不在話下。”葉叔華話里透著自豪。

推動SKA 讓中國擁有更多主動權

在VLBI夢想成真后，目光長遠的葉叔華又開始為中國天文事業(yè)謀劃下一個“風口”——建立SKA亞洲科學中心。如同40多年前，認定不能錯失“VLBI”一樣，葉叔華也認定，中國不能錯失“SKA”。

2019年，SKA上海大會的間隙與中國SKA首席科學家武向平院士對話時，92歲的葉叔華院士走了過來，笑著比了一下手勢：“SKA以后就靠他了，他是第一號人物?！蔽湎蚱节s忙接道：“葉先生說過，如果我做不成這件事，她不放過我，我記住這句話了?！?/p>

SKA（平方公里陣列射電望遠鏡，以下簡稱“SKA”），作為一個特大型國際聯(lián)合科學工程，它由分布在南非及南部非洲8個國家的2500個高頻蝶形天線，以及分布在澳大利亞西部沙漠無線電寧靜區(qū)域的上百萬個偶極子低頻天線組成。

這些相隔3000公里的望遠鏡建成后，將組成比目前世界上最先進望遠鏡靈敏上百倍、巡天速度提高上萬倍的超級望遠鏡，科學家們希望借此實現(xiàn)探尋“宇宙第一縷曙光”、利用脈沖星測引力波、檢驗引力理論等科學目標。

時間回到1994年，為了爭取SKA在中國落地生根，國家天文臺成立了國際大射電望遠鏡中國推進委員會，并提出了FAST工程概念。FAST即后來建成的500米口徑球面射電望遠鏡（天眼望遠鏡）。用葉先生的話說，F(xiàn)AST是中國自主建設的SKA先導項目，最大的技術是解決了球面鏡隨時變拋物面鏡這一難點。雖然首個大口徑射電望遠鏡最早出現(xiàn)在美國，但是FAST作了許多重要改進。它的成功，得到了國際同行的贊譽。

盡管中國付出了很大努力，但由于SKA的選址對無線電信號等方面要求極為苛刻，導致中國最終落選。但中國在籌建SKA方面一直貢獻著力量，上海是亞太區(qū)域最積極承建SKA數(shù)據(jù)中心的城市，目前，上海團隊完成了SKA核心軟件的聯(lián)合開發(fā)和大規(guī)模集成測試，并且建成了第一個數(shù)據(jù)接收和處理機，澳大利亞的先導觀測項目的數(shù)據(jù)已經傳送到上海做處理，獲得成功。

“這是一件很實際的事，有個區(qū)域中心，數(shù)據(jù)都在我這里，就更容易召集很多的科學技術界，大家開會討論，進步就很快， 否則一盤散沙?！比~叔華認為，中國起步比較晚，科學隊伍看起來龐大，但真正集中做事的人并不多，這就需要為年輕人鋪路，讓他們走得更快。“我們從跟著跑，到并排跑已經不容易，做到領頭，不是一兩句話的事兒?！?/p>

作為中國第一位女天文臺臺長，葉叔華也在身體力行地推動中國天文的科普工作。記得1997年，70歲高齡的葉叔華，在黑龍江漠河地區(qū)觀察20世紀我國能觀測到的最后一次月全食，并對孩子們進行科普。

當天，由于天氣寒冷和連日勞累葉叔華發(fā)起高燒，但她仍然笑容滿面地出現(xiàn)在現(xiàn)場。她形象講述了時間的重要性：孫悟空拜師學藝，師父讓他三更去房間，他便靠數(shù)自己呼吸，計自己脈搏來估算時間。近年來，葉叔華不斷走進中小學校園，科普天文知識，解答科學疑問。而她提議建設的上海天文館也預計于今年6月中下旬擇期開放。

大可頤養(yǎng)天年的葉叔華，依舊每天到天文臺上班，從早上9點，一直工作到下午。“每個人把自己的工作做好，都是一份很珍貴的貢獻！”辦公室墻上，有一幅根據(jù)葉叔華語錄創(chuàng)作的書法，這是葉叔華對自己的自勉，也是葉先生對忙碌在大小崗位上的你我，提出的期許。

葉叔華說，自己還有一個愿望，希望能在太空放兩個30米口徑的射電望遠鏡，在深空開展精密低頻段射電觀測，空中的兩個射電望遠鏡一旦與地面上的SKA和FAST形成響應與配合，也許將為人類探索宇宙奧秘帶來更大的驚喜和變革。