“九旬院士”葉叔華：天文是一輩子的浪漫事業(yè)

張建松 李海偉 丁汀

在一年一度的上海科技節(jié)，有一項(xiàng)向科學(xué)家致敬、表達(dá)對科學(xué)家精神尊崇與弘揚(yáng)的傳統(tǒng)節(jié)目——“科學(xué)家走紅毯”。今年，我國首位女天文臺臺長、94歲高齡的中國科學(xué)院院士葉叔華手捧鮮花，精神矍鑠、微笑慈祥地第一個走上了紅毯。

面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(diǎn)緊張。但看到這么多年輕人，真的很開心。我要趁著還能走得動，為中國科技再多做點(diǎn)事！”

自從1951年進(jìn)入上海天文臺，在長達(dá)70年的時間里，葉叔華用天文承載浪漫，用實(shí)干詮釋初心，至今仍在每天工作。全球1/5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(xué)研究領(lǐng)域的奠基人之一，開創(chuàng)性地提出建設(shè)中國甚長基線射電干涉測量網(wǎng)（VLBI），倡導(dǎo)并建成上海65米射電望遠(yuǎn)鏡，推動我國成為世界最大望遠(yuǎn)鏡列陣（SKA）的創(chuàng)始國，推動上海建設(shè)SKA數(shù)據(jù)中心。

32歲挑起建立中國世界時系統(tǒng)的重?fù)?dān)

盡管時間已經(jīng)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臺（現(xiàn)上海天文臺）第一天報(bào)到的情景。

“當(dāng)時新中國剛成立不久，百廢待興，徐家匯觀象臺還處于軍管狀態(tài)，大門緊閉。我過去拍了拍門，只聽見里面有人大聲問：誰？干什么的？我回答是來報(bào)到參加工作的。然后門縫一開，一個帶著刺刀的槍就伸了出來，真的嚇了我一大跳。不過解放軍雖然管得嚴(yán)，但報(bào)到還是挺順利的。”葉叔華說。

徐家匯觀象臺由法國傳教士建立，早在1844年就開始了天文測時和報(bào)時工作，是我國最早開展近代授時工作的天文臺。葉叔華進(jìn)入徐家匯觀象臺的第一份工作是觀測恒星，計(jì)算恒星時，作為上海天文臺發(fā)播時間的依據(jù)。以后，她又根據(jù)前后三個月的觀測，定出發(fā)播時號的誤差，再把結(jié)果寄給國際時間局，參加全球合作。

測時是一項(xiàng)枯燥細(xì)致的工作。觀測者需要一邊操作中星儀目不轉(zhuǎn)睛地跟蹤恒星，一邊記錄，跟星數(shù)據(jù)直接影響觀測精度。中星儀是一個龐大的設(shè)備，身材嬌小的葉叔華操作起來十分困難，于是她加了一塊木板，站在上面跟蹤觀測恒星，無論寒暑、一絲不茍。當(dāng)年的辦公條件十分艱苦，沒有地方吃飯，她就把報(bào)廢的汽油桶當(dāng)成餐桌，在上面吃午飯。

篳路藍(lán)縷的艱苦生活，并沒有阻擋葉叔華追求天文科學(xué)的熱情。有一次，國際時間局來信詢問：為什么徐家匯的測時結(jié)果每個月都有波動？帶著這個疑問，葉叔華逐步檢查計(jì)算步驟，最后發(fā)現(xiàn)原來是一個修正值沒有加進(jìn)去。以前，大家覺得數(shù)值較小，未加以考慮。后來隨著觀測精度提高，加不加就有影響了。這個修正值，20多年都沒有人注意到，細(xì)心的葉叔華從這些枯燥的數(shù)字背后，逐漸領(lǐng)悟到科學(xué)研究的真諦。

“欽若昊天，敬授民時?！惫沤裰型?，對時間精確、統(tǒng)一的度量是一個國家頭等大事。新中國成立后，國家對高精度的授時工作有迫切需求，尤其是測繪部門。因?yàn)楫?dāng)時全國僅有1/3的面積進(jìn)行過精度較低的測量，而且成果質(zhì)量參差不齊，測繪基準(zhǔn)不統(tǒng)一，致使許多省與省之間的地形圖都不能拼接。

高精度的測繪工作需要高精度的“時號”。當(dāng)年我國主要使用蘇聯(lián)時號，中蘇兩國面積都很廣闊，如此遠(yuǎn)距離接收蘇聯(lián)時號很不穩(wěn)定，測繪部門迫切希望能用上中國自己發(fā)播的時號。在國家需求推動下，徐家匯觀象臺購置了儀器、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，在一次工作會議上，測繪部門人員將蘇聯(lián)與徐家匯時號改正數(shù)得出的精度結(jié)果進(jìn)行了逐項(xiàng)比對，結(jié)果還是蘇聯(lián)的改正數(shù)比較好。相關(guān)負(fù)責(zé)人心里急了，忍不住大聲說：“測繪界不會使用徐家匯公布的數(shù)據(jù)的，不用你們的結(jié)果還好，用了你們的結(jié)果，反而把我們的工作搞壞了?！?/p>

葉叔華聽到這番話，心里既委屈又難堪，也更加認(rèn)識到自己工作的重要性、迫切性。不服輸?shù)乃迪聸Q心，決不能做得比蘇聯(lián)差。她和同事們一起晝夜奮斗，不斷在測時、收時和播時工作中進(jìn)行改進(jìn)，使徐家匯發(fā)播的時號穩(wěn)定度（精確度）不斷提高。

1957年，中科院數(shù)理化學(xué)部專門在上海召開授時工作會議進(jìn)行鑒定，結(jié)果認(rèn)為徐家匯發(fā)播的BPV時號精確度好于正負(fù)0.003秒，已滿足國內(nèi)大地測量、航海、航空、工礦等各界進(jìn)行測繪的需要。但還需要在中西部建立新的授時臺，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系統(tǒng)，不再依靠國際時間局或蘇聯(lián)的時間系統(tǒng)。

1958年，32歲的葉叔華挑起了建立中國世界時系統(tǒng)的重?fù)?dān)。由于當(dāng)時中國測時臺站的數(shù)量與國際時間局和蘇聯(lián)系統(tǒng)相差太遠(yuǎn)，葉叔華采取一種獨(dú)辟蹊徑的數(shù)據(jù)處理方法，解決了技術(shù)難題。

此后，在全國5個天文臺的通力合作下，1965年上海天文臺主持的“綜合時號改正數(shù)”通過國家級技術(shù)鑒定。鑒定委員會一致認(rèn)為，我國的綜合世界時的精確度已達(dá)到國際先進(jìn)水平。1966年年初，正式作為我國的世界時基準(zhǔn)向全國發(fā)送，這就是后來的“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：“剛開始并不完全理解國家為什么一定要搞自己的時間標(biāo)準(zhǔn)，但從長遠(yuǎn)看，這項(xiàng)決策非常英明。一項(xiàng)事業(yè)會改變?nèi)说某踔裕d趣也是可以改變和培養(yǎng)的，關(guān)鍵在于你真正了解事業(yè)的意義所在。然后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(xiàn)?！?/p>

胸中有韜略的天文學(xué)家

2007年以來，中國科學(xué)院VLBI網(wǎng)成為我國航天測控系統(tǒng)的一個分系統(tǒng)，在中國人艱辛而浪漫的探索太空征程中，一路護(hù)航、大顯身手。今年5月15日，我國首個自主火星探測器“天問一號”成功著陸火星，我國星際探測成功實(shí)現(xiàn)從地月系到行星際的跨越，這一路上，就有VLBI網(wǎng)的鼎力相助。

VLBI是“甚長基線干涉測量技術(shù)（very long baseline interferometry）”的縮寫。簡單來說，VLBI就是把幾個分布在各地的望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來，達(dá)到一架超大望遠(yuǎn)鏡的觀測效果。

我國VLBI測軌分系統(tǒng)以上海天文臺為牽頭總體單位，由國家天文臺密云站、上海天文臺天馬站、云南天文臺昆明站、新疆天文臺烏魯木齊站以及位于上海天文臺的VLBI數(shù)據(jù)處理中心（VLBI中心）組成。這個觀測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡分辨率，相當(dāng)于口徑達(dá)3000多千米的巨大綜合口徑射電望遠(yuǎn)鏡，測角精度可以達(dá)到百分之幾角秒，甚至更高。在國際上，我國是第一個將VLBI技術(shù)成功應(yīng)用于航天測控的國家。

葉叔華是我國VLBI技術(shù)發(fā)展的開拓者和奠基人。從1973年提出建議到2003年VLBI網(wǎng)二期工程通過驗(yàn)收，整整30年時間，她一直是我國VLBI工程建設(shè)的主要負(fù)責(zé)人，在爭取立項(xiàng)和經(jīng)費(fèi)支持、開拓和發(fā)展國內(nèi)外合作、工程組織管理和人才培養(yǎng)等方面，都起到了關(guān)鍵主導(dǎo)作用。

回憶這段歷史，葉叔華說：“這是一種歷史的責(zé)任。一方面要為上海天文臺找出路，由于地理位置等原因，上海天文臺原先承擔(dān)的授時工作移交出去以后，作為一個老臺如何發(fā)展，必須尋找到一條更寬廣的道路。另一方面國際天體測量學(xué)發(fā)展日新月異，我們不能因循守舊。”

20世紀(jì)70年代末，世界天體測量出現(xiàn)了一些巨大改變。隨著光速被精確測量，光速已經(jīng)成為一個基本度量單位。隨著原子鐘的發(fā)明，測量時間頻率已經(jīng)變得更加容易且更精確。這些新技術(shù)新方法的出現(xiàn)，使得天體測量從傳統(tǒng)意義上的角度測量轉(zhuǎn)化為距離測量。

通過對國際天文學(xué)前沿的密切跟蹤，葉叔華敏感地覺察到：經(jīng)典儀器與方法前景有限，只有發(fā)展新型觀測技術(shù)，才能在天體測量學(xué)立于不敗之地。經(jīng)過深入研究，她認(rèn)定甚長基線干涉技術(shù)是當(dāng)時天文測量觀測中分辨率最高的技術(shù)。因?yàn)榉直媛矢?，所以在天體測量和天體物理都可以用，前途不可限量。

然而，當(dāng)時對于新興的VLBI技術(shù)，即使在國際上也還處于探索階段，而且需要口徑25米以上的大型拋物線天線，造價高，技術(shù)難度也很大，遭到很多專家質(zhì)疑。但對于自己認(rèn)定的事，葉叔華就像一枚釘子，釘在自己想要達(dá)到的目標(biāo)上，絲毫不退讓。

對于提出質(zhì)疑的專家和領(lǐng)導(dǎo)，她就跟在他們身后“軟磨硬泡”，用科學(xué)道理一個個耐心說服。沒有研制經(jīng)費(fèi)，她就想辦法將天文口能夠動用的全部科研經(jīng)費(fèi)投入進(jìn)去……

20世紀(jì)80年代初，上海天文臺VLBI項(xiàng)目終于正式上馬，需要建造一個25米口徑的拋物面天線，當(dāng)時我國制造這樣大口徑天線并不容易。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里被“晾”了15分鐘。當(dāng)時的她，已擔(dān)任上海天文臺臺長，也是我國首位女天文臺長。

后來，有人問葉叔華為什么如此執(zhí)著。她說：“我所做的一切，都是為了國家，必須全力以赴。只有所有的路都走絕了，才會放棄。如果覺得自己還沒有盡力，第二天起來就繼續(xù)去碰釘子，繼續(xù)努力?！?/p>

在葉叔華的眼里，國家利益高于一切，這是她不斷攀登科學(xué)高峰的動力之源。在她的倡導(dǎo)和推動下，此后上海又建成了65米射電望遠(yuǎn)鏡——“天馬望遠(yuǎn)鏡”，從而使我國VLBI網(wǎng)的靈敏度提高至2.6倍以上。

葉叔華曾經(jīng)說：“我平生做過最滿意的事情就是攀登計(jì)劃。”攀登計(jì)劃是國家“八五”期間基礎(chǔ)性研究的重大項(xiàng)目計(jì)劃。通過這一計(jì)劃項(xiàng)目十多年的實(shí)施，葉叔華把上海天文臺的天文地球動力學(xué)研究推到了全國，并培養(yǎng)了一大批人才。

她不僅開創(chuàng)了我國天文地球動力學(xué)的研究，還倡導(dǎo)了“亞太地區(qū)空間地球動力學(xué)研究計(jì)劃”。落實(shí)這一計(jì)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(lián)合會在美國召開。葉叔華組織了一個討論會，各國專家針對這一計(jì)劃提出了很多問題，她“舌戰(zhàn)群儒”贏得了支持，國際大地測量協(xié)會確定由葉叔華領(lǐng)銜這項(xiàng)計(jì)劃。這是第一個由中國科學(xué)家主持的國際天文合作計(jì)劃。

天文是一輩子的浪漫事業(yè)

浩瀚星空，科學(xué)探索永無止境。步入鮐背之年的葉叔華，依然是老驥伏櫪、志在千里，絲毫沒有停下探索的腳步。她積極支持我國成為世界最大望遠(yuǎn)鏡列陣（SKA）的創(chuàng)始國，推動上海建設(shè)SKA數(shù)據(jù)中心，推動我國天文觀測向太空、向月球不斷拓展。

“每個人把自己的工作做好，都是一份很珍貴的貢獻(xiàn)！”這是葉叔華的話，也是她懸掛在自己辦公室的座右銘。

她說：“這個社會由各方面構(gòu)成，有各方面的需要，每個人的處境都不一樣。但我們每個人的工作都是國家的一部分，如果每個人都能夠把自己的工作做好，這個社會就一定進(jìn)步很快、國家就會更加強(qiáng)大。”

強(qiáng)烈的社會責(zé)任感，還使得葉叔華高度重視青少年科普工作。她曾擔(dān)任中國科協(xié)副主席、上海市科協(xié)主席，并身體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(xué)家的工作認(rèn)為是380伏的電壓，而普通大眾只能接受220伏，那么科普工作就是要把380伏電壓轉(zhuǎn)換成220伏電壓，讓普通大眾都能接受科學(xué)知識、提高科學(xué)素養(yǎng)?！比~叔華說，“開展青少年科普教育更大的意義還在于培養(yǎng)未來的科技人才，因?yàn)閯?chuàng)造力在青少年身上?！?/p>

作為一座國際化的大都市，上海一直沒有一座天文館，是壓在葉叔華心里40多年的一個結(jié)。在她和一些科學(xué)家持之以恒的推動下，上海天文館終于正式開館，今后將成為天文科學(xué)普及和教育的重要場所。

在葉叔華的心里，天文是一輩子的浪漫事業(yè)，她希望讓更多的人了解這份浪漫。她說：“天文有助于拓寬一個人的世界觀宇宙觀。宇宙如此浩瀚，人只是滄海一粟，每一個人作為獨(dú)立的存在，應(yīng)該珍惜自己短暫且唯一的生命。在有限的時間和空間里，盡可能地去做一些事情，做有價值的事情。人啊，總難免會遇到各式各樣的不如意，但與浩瀚的宇宙相比，這些真的微不足道！”