葉叔華院士：“只注意腳下的地球，恐怕不夠”

宋文芳　龐貝

葉叔華，1927年6月生于廣東廣州，籍貫廣東順德，天文學(xué)家。1949年畢業(yè)于中山大學(xué)。1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員（院士）。中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員。曾任中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)、中國(guó)天文學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、名譽(yù)理事長(zhǎng)、國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)副主席、上海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副主席。負(fù)責(zé)建立和發(fā)展我國(guó)綜合世界時(shí)系統(tǒng)，長(zhǎng)期保持國(guó)際先進(jìn)水平。從事地球自轉(zhuǎn)研究并推進(jìn)有關(guān)新技術(shù)在中國(guó)的建立。發(fā)展了上海天文臺(tái)與美國(guó)宇航局和多國(guó)研究所的科研合作。負(fù)責(zé)國(guó)家攀登項(xiàng)目“現(xiàn)代地殼運(yùn)動(dòng)和地球動(dòng)力學(xué)研究”。倡導(dǎo)并主持“亞太空間地球動(dòng)力學(xué)（APSG）”國(guó)際合作計(jì)劃。1982年獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，1981年、1987年先后獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，1997年，獲“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”，2002年獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

她是國(guó)際著名的天文學(xué)家，也是我國(guó)的戰(zhàn)略科學(xué)家;

她是我國(guó)綜合世界時(shí)系統(tǒng)的奠基者，也是天文地球動(dòng)力學(xué)的開拓者;

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)以她的名字命名;

她是中科院院士，第一屆全國(guó)十大女杰，曾任中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)副主席、上海市科協(xié)主席等職。

她說：“辦一件事，假設(shè)只有40%的把握，如果停止在那里不動(dòng)，也就會(huì)慢慢變成20%的把握，最后變到零。如果積極爭(zhēng)取，可以將它變成60%、700%，最后將事情辦成。”

她說：“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。遇到障礙時(shí)，不能退縮。有時(shí)，遇到挫折想退回去的時(shí)候也有。但是到晚上，平靜下來，我又想，我所做的一切，都是為了國(guó)家，那么我是不是所有的方法都嘗試過了？如果沒有，就不要放棄。”

憑著這種精神，她直接推動(dòng)了上?！?5米全波段射電望遠(yuǎn)鏡”的建設(shè)。如今，這臺(tái)被命名為“天馬”的65米射電望遠(yuǎn)鏡不僅在我國(guó)探月工程等航天任務(wù)中大顯身手，更讓我國(guó)天文學(xué)家在以VLBI（甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)）為基礎(chǔ)的科研領(lǐng)域有了國(guó)際話語權(quán)一一

北京時(shí)問4月10日21點(diǎn)，比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國(guó)上海和臺(tái)北、日本東京、美圍華盛頓等全球六地同步召開全球新聞發(fā)布會(huì)，公布了全球首張黑洞照片。參與拍攝這張科學(xué)新發(fā)現(xiàn)任務(wù)的，是6個(gè)國(guó)家的9臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，和許多天文界俊秀，上海天文臺(tái)也在其中。

她幾十年來矢志不渝推動(dòng)上海天文館建設(shè)。最終，經(jīng)過多次論證，全球最大的天文館上海天文館于2014年初獲得立項(xiàng)，2016年11月8日奠基并正式開工。3年后到2021年，這個(gè)能為參觀者帶來最新天文動(dòng)態(tài)的展館將會(huì)建成，面向社會(huì)開放。

她說，天文實(shí)際上影響到人的宇宙觀，甚至影響到人的人生觀。她希望無論婦孺老幼，不管專業(yè)背景，走進(jìn)天文館都能有所得，有所悟。

她今年92歲，仍有著“90后”的朝氣和干勁;

她是葉叔華，她的曰光從未離升過浩瀚星河。

她說：“我現(xiàn)在，想奮斗兩件事?！笔悄膬杉?/p>

她說，這個(gè)項(xiàng)曰做成了，國(guó)際同行都要贊一聲“啊！”這是什么項(xiàng)目？

心之所系一：SKA上海數(shù)據(jù)中心

3月12日，參與平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（SKA）項(xiàng)曰的7個(gè)圍家在意大利首都羅馬簽署了“羅馬公約”，由此成立了平方公里陣列滅文臺(tái)（SKAO）這個(gè)旨在交付及運(yùn)營(yíng)SKA的政府問組織。

此次公約簽署方有：澳大利亞、中國(guó)、意大利、荷蘭、葡萄牙、南非以及英國(guó)。中圍科技部副部長(zhǎng)張建國(guó)代表中方參與簽署儀式。

SKA天文臺(tái)公約是什么？是國(guó)際大科學(xué)工程——平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（Square Kilometre Array，以下簡(jiǎn)稱SKA），是國(guó)際天文界計(jì)劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，其接收面積達(dá)一平方公里，因此被稱為“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡”。SKA不是單臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，而是一系列被稱為陣列的、綿延數(shù)十公里的望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)。

記者：您曾提到，您現(xiàn)在想奮斗的兩件事之一就是讓SKA在中國(guó)落地。3月12日，中國(guó)作為創(chuàng)始成員國(guó)，簽署SKA天文臺(tái)公約?？梢哉f，這離您的心愿達(dá)成又近了一步。據(jù)了解，我國(guó)從2012年就已經(jīng)參與到SKA的國(guó)際合作中來。之前我國(guó)在項(xiàng)目的籌劃醞釀上發(fā)揮了哪些作用？

葉叔華：國(guó)際天文學(xué)界有SKA這個(gè)意向是在上個(gè)世紀(jì)90年代初期，應(yīng)該是1993年的一次圍際天文會(huì)議上。一些射電滅文方面的專家在會(huì)上提山，下個(gè)世紀(jì)射電滅文做什么事情，大家覺得應(yīng)該為射電天文做個(gè)大口徑的望遠(yuǎn)鏡，接收面積為一平方公里。

這樣大的射電天文望遠(yuǎn)鏡，大家之前都沒做過，具體應(yīng)該怎么做？各圍專家分別提山了不同的方案，中國(guó)提案是其中之一。后來經(jīng)過多次會(huì)議，大家各山奇招，最后形成的方案是：將直徑15米的2500個(gè)望遠(yuǎn)鏡排列組合在一起，合成一個(gè)接收面積一平方公里這么大的范同，這是中頻的方案;同時(shí)建設(shè)130萬桿狀滅線組成的低頻天線陣，共兩個(gè)部分，分別放在南非和澳大利亞四部。

當(dāng)時(shí)，北京滅文臺(tái)的幾位同行前玄參加會(huì)議，我國(guó)的滅文學(xué)者南仁東等代表中國(guó)提出的辦法就是，做一個(gè)大的地面望遠(yuǎn)鏡，然后將二三十個(gè)這樣的望遠(yuǎn)鏡合起米，接收面積達(dá)到一平方公里。這個(gè)方案雖然最終雖未被SKA采納，但后來以這個(gè)方案為雛形，我圍在貴州建成了500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST。

再回到SKA，這個(gè)計(jì)劃非常龐大，日前最大的令滅可動(dòng)射電望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)的單個(gè)110米口徑的。要做2500個(gè)15米的射電天文望遠(yuǎn)鏡，放在哪里呢？

應(yīng)該放在南半球，因?yàn)殂y河系正好對(duì)著南半球，而且南半球歷來望遠(yuǎn)鏡比較少。當(dāng)時(shí)有兩個(gè)圍家爭(zhēng)取這個(gè)項(xiàng)曰，最終決定將SKA真正的觀測(cè)基地分成兩部分，中低頻放在南非，低頻放在澳大利亞，選擇這兩個(gè)國(guó)家比較荒涼沒有人煙的地方，從而避免各種人為干擾，而將SKA總部設(shè)在英圍。

記者：SKA未來將有什么樣的建設(shè)規(guī)劃？成為SKA創(chuàng)始成員國(guó)，將為本國(guó)以后的科學(xué)探索帶來哪些益處？

葉叔華：SKA有7個(gè)原始發(fā)起圍，中圍也在其中，中國(guó)政府代表在羅馬簽了約。目前還有好幾個(gè)國(guó)家也準(zhǔn)備參加。

簽約之后怎么辦？ SKA將分階段建設(shè)，第一階段預(yù)計(jì)2020年開工建設(shè)，建設(shè)整個(gè)項(xiàng)目的約十分之一，建好覺得可用了，再把它推廣到整個(gè)項(xiàng)目;剩余望遠(yuǎn)鏡單元將在第二階段建設(shè)，到建成以后使用期約有50年時(shí)問。屆時(shí)它將是世界最大的望遠(yuǎn)鏡，也是國(guó)際上投入最多、規(guī)模最大、使用期最長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目。

為了避免項(xiàng)目空轉(zhuǎn)，并不是說一定要等它令部建起來再使用。大家都沒做過類似的事，要從頭學(xué)起，這對(duì)滅文學(xué)家也是一個(gè)很大的考驗(yàn)。因此，在建設(shè)SKA之前，將在幾個(gè)地方先做一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的模型。

現(xiàn)有幾個(gè)先行的小型項(xiàng)目已建成，包括我國(guó)新疆。建成之后先試用，小型的試驗(yàn)項(xiàng)目過關(guān)之后，早期的十分之一模型將投入建設(shè)，這樣邊建設(shè)邊摸索經(jīng)驗(yàn)，等到整個(gè)項(xiàng)目全建起來我們馬上就會(huì)用。整個(gè)項(xiàng)曰50年的使用期內(nèi)，將為我們培養(yǎng)一批中青年科學(xué)家。

國(guó)家參加這么大的項(xiàng)目，勢(shì)必需要很多投入，因此必須拿出對(duì)得起付山的科研成果，這是任務(wù)也是使命。所以，SKA項(xiàng)目對(duì)天文界既是鼓勵(lì)，也是鞭策。

SKA項(xiàng)曰是繼熱核聚變（ITER）原子發(fā)電項(xiàng)目之后，中國(guó)參與的第二個(gè)國(guó)際大科學(xué)工程。不同于前者，SKA所需突破的技術(shù)難關(guān)并不大，可操作性較高，問題在于需投入較高經(jīng)費(fèi)以確保項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行。

作為SKA成員國(guó)，自2020年底開始，其供應(yīng)商將可獲得近7億歐元的SKA建造合同，為這些國(guó)家的投資提供可觀的回報(bào)，可以說，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超山了天文學(xué)的范疇。比如要做口徑15米的望遠(yuǎn)鏡，在各國(guó)參與投標(biāo)的產(chǎn)品中，中國(guó)小型望遠(yuǎn)鏡的各項(xiàng)參數(shù)是其中最好的，因此中國(guó)中標(biāo)了！如果我們能夠承擔(dān)整個(gè)項(xiàng)日2500個(gè)望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)建造，那么前期投入的項(xiàng)目成本基本可以收回。

從科學(xué)角度而言，這是一個(gè)天文研究項(xiàng)目，最后要講科學(xué)效果。項(xiàng)曰運(yùn)行之后，全世界科學(xué)家都可以提要求，比如要觀測(cè)引力波、宇宙黎明，要找有沒有適合人居的星體等等，目前SKA列出的十個(gè)以上大項(xiàng)中，我國(guó)都有參與，這是科學(xué)引領(lǐng)性質(zhì)的。

SKA將設(shè)立一個(gè)專門的評(píng)審委員會(huì)，對(duì)來自世界各國(guó)的天文觀測(cè)需求加以評(píng)定，以評(píng)判哪些項(xiàng)日值得做，哪些在技術(shù)上、科學(xué)上均可行，從而管理SKA的運(yùn)行。這將是國(guó)際上一個(gè)很好的平臺(tái)，對(duì)天文學(xué)的發(fā)展是個(gè)很好的事情。

記者：我國(guó)在SKA項(xiàng)目中應(yīng)承擔(dān)哪些責(zé)任，發(fā)揮什么影響？

葉叔華：SKA是中國(guó)參加的從項(xiàng)日醞釀和發(fā)起、國(guó)際組織創(chuàng)建和規(guī)則制定，一直到項(xiàng)目管理和建設(shè)，均全程參與并扮演重要角色的國(guó)際大科學(xué)工程。

SKA產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常大，而SKA天文臺(tái)的建設(shè)規(guī)劃中只產(chǎn)生預(yù)處理的數(shù)據(jù)，無法直接開展研究，這就需要建設(shè)數(shù)據(jù)中心來承擔(dān)數(shù)據(jù)分析的工作。同時(shí)，并不是每個(gè)提出天文觀測(cè)要求的科學(xué)家都要到澳大利亞或南非去，因此，數(shù)據(jù)中心并不一定建在觀測(cè)中心附近。SKA準(zhǔn)備在全球范同建立4到5個(gè)數(shù)據(jù)中心，方便科學(xué)家就近獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)。

我們正在爭(zhēng)取在中國(guó)上海建立一個(gè)SKA數(shù)據(jù)中心，不僅提供中圍科學(xué)家使用，也方便亞洲科學(xué)家和國(guó)際同行的使用。

中科院上海天文臺(tái)很早就投入中國(guó)SKA區(qū)域中心的籌備。我們將牽頭國(guó)內(nèi)科研院所和企業(yè)，大力推動(dòng)在上海建設(shè)中國(guó)SKA數(shù)據(jù)中心。

上海要爭(zhēng)取做SKA的科學(xué)與數(shù)據(jù)的地區(qū)中心，這個(gè)地區(qū)最低限度是中國(guó)，再大一點(diǎn)是亞洲，再大一點(diǎn)是亞太。

今年11月，SKA工程大會(huì)也將在上海召開，來自世界各地的工程技術(shù)精英將在上海共商SKA的未來。

心之所系二：空間VLBI衛(wèi)星

記者：除了希望SKA在中國(guó)落地，您現(xiàn)在推動(dòng)的另外一件事是？

葉叔華：不是我一個(gè)人，我們的天文臺(tái)同行都在推動(dòng)這件事情。我們覺得，現(xiàn)在中國(guó)有能力走向空間，我們已經(jīng)是全球第二大航天大國(guó)，如果還只是注意腳下的地球，恐怕真的不夠。

我們想提議在空問里設(shè)置兩個(gè)口徑30米的射電望遠(yuǎn)鏡，專門做空間的VLBI。

這樣的規(guī)模國(guó)際上目前還沒有。日本是最先做類似實(shí)驗(yàn)的國(guó)家，它當(dāng)時(shí)放的望遠(yuǎn)鏡口徑是8米多一點(diǎn)?，F(xiàn)在俄國(guó)10米口徑的望遠(yuǎn)鏡還在天上。兩圍均得到了很好的觀測(cè)結(jié)果。如果我們放口徑更大的，而且是一對(duì)，在空間可以自己做長(zhǎng)基線觀測(cè)，避免地面上的干擾，得到的結(jié)果是很純凈的。將這兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來，就會(huì)達(dá)到一架大望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效果。對(duì)于我們觀測(cè)宇宙爆炸之后，怎么從黑暗走到黎明將十分有幫助。

在空間設(shè)置低頻射電望遠(yuǎn)鏡，也可以跟地面上的大望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合。例如和FAST聯(lián)合，這個(gè)空問項(xiàng)曰技術(shù)在中國(guó)就能實(shí)現(xiàn)，不需要去求別人，這也是對(duì)SKA項(xiàng)曰的重要補(bǔ)充。

一個(gè)是地面上的500米口徑望遠(yuǎn)鏡，一個(gè)是天上的兩個(gè)30米口徑望遠(yuǎn)鏡。我們要尋求在中低頻這個(gè)范圍里面，開辟我們的疆界。

這個(gè)空間項(xiàng)目真上去的話，國(guó)際同行都要贊一聲“啊”！

把SKA科學(xué)數(shù)據(jù)中心放到上海，在空間里搞兩個(gè)VLBL衛(wèi)星，能辦成這兩件事，我覺得就很好了。