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(tuán)隊(duì)贈(zèng)送自傳，并在扉頁(yè)上題詞。

南丹路80號(hào)，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(jiǎn)潔有序的陳設(shè);不普通，在于門口那塊牌子上的兩個(gè)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(xiàn)。她不戴老花鏡，閱讀時(shí)泰然自若，沉浸在自己的世界，以至于推門的聲音都未察覺(jué)。

這位老者，名叫葉叔華，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)名譽(yù)臺(tái)長(zhǎng)，我國(guó)天文地球動(dòng)力學(xué)的奠基人之一。在中國(guó)，大家習(xí)慣叫她“葉先生”;在國(guó)際科學(xué)界，人們尊稱她為“Madame Ye”;在浩渺的宇宙，小行星3241號(hào)被命名為“葉叔華星”。

葉叔華的職業(yè)生涯，意味著對(duì)世界科學(xué)研究最高峰的不懈攀登。1958年，葉叔華挑起了籌建我國(guó)世界時(shí)綜合系統(tǒng)的重?fù)?dān)。到了1964年，我們的世界時(shí)系統(tǒng)達(dá)到世界第二名，1966年初正式作為我國(guó)的時(shí)間基準(zhǔn)向全國(guó)發(fā)送，這就是后來(lái)的“北京時(shí)間”。70年代初，她提出了發(fā)展VLBI（VLBI，very long baseline interferometry的縮寫，簡(jiǎn)稱甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)，就是把幾個(gè)小望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái)，達(dá)到一架大望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效果）的計(jì)劃，后來(lái)在她的努力下，該項(xiàng)目正式啟動(dòng)和推進(jìn)，并在我國(guó)“探月”和“探火”等深空項(xiàng)目中發(fā)揮了重要的作用。她不僅在天文地球動(dòng)力學(xué)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(gòu)想，在距離地球9000公里外的太空，建兩個(gè)口徑30米的射電望遠(yuǎn)鏡;仍在努力著，讓中國(guó)在SKA項(xiàng)目建設(shè)中不缺席。專訪的時(shí)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(diào)整機(jī)位，待到葉先生坐定，一個(gè)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(wú)珠，這才是真正的寶貝。”原來(lái)，這個(gè)月球儀是探月“鐵三角”中國(guó)繞月探測(cè)工程“嫦娥一號(hào)”總指揮欒恩杰、總設(shè)計(jì)師孫家棟和首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)贈(zèng)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(hào)”衛(wèi)星發(fā)射的歷史性一刻。而走出聚光燈下，回歸生活，當(dāng)《新民周刊》記者與葉先生交談時(shí)，我們看到了這位天文界“90后”不按照常理出牌的可愛(ài)另一面。

比如，人們通常認(rèn)為被命名為一顆小行星是件浪漫的事，葉叔華卻覺(jué)得被命名毫無(wú)意義——反而認(rèn)為小行星們長(zhǎng)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(guān)“水逆”會(huì)預(yù)測(cè)人的運(yùn)勢(shì)之類的謠言，葉叔華覺(jué)得很無(wú)聊，完全沒(méi)有科學(xué)道理。

有人贊葉叔華是中國(guó)天文界最亮的那顆星，她卻說(shuō)：“我只是一粒小小的芝麻，在漫漫宇宙長(zhǎng)河中，不值得一提。”

主持建立中國(guó)世界時(shí)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(zhǔn)備好回答，也不是她的風(fēng)格。葉叔華說(shuō)，天文學(xué)并不枯燥乏味，但少年時(shí)代的她還不知道這門學(xué)科到底意味著什么，也從來(lái)沒(méi)想過(guò)，長(zhǎng)大后會(huì)在這個(gè)領(lǐng)域耕耘一輩子。

時(shí)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(zhēng)和生計(jì)，葉叔華跟隨家人經(jīng)歷了多次遷徙才完成學(xué)業(yè)。1945年，抗戰(zhàn)勝利，中山大學(xué)來(lái)中學(xué)招生，熱愛(ài)古文的葉叔華執(zhí)意選擇文學(xué)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(xué)古文的葉叔華，遭到父親的阻撓，兩人三改志愿達(dá)成折中方案：數(shù)學(xué)系。由于當(dāng)時(shí)的中山大學(xué)沒(méi)有單獨(dú)的數(shù)學(xué)系，只有數(shù)學(xué)天文系，葉叔華便被理學(xué)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(shí)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(xué)畢業(yè)后，葉叔華并沒(méi)有接受父親“當(dāng)個(gè)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(guó)到南京紫金山天文臺(tái)求職。

當(dāng)時(shí)，工作人員卻回答她“天文臺(tái)只招一個(gè)男的”。吃了“閉門羹”的葉叔華并不服氣，提筆寫了一封長(zhǎng)信給當(dāng)時(shí)的臺(tái)長(zhǎng)、天文學(xué)家張鈺哲，列舉五個(gè)“不應(yīng)該不用自己”的理由，成功說(shuō)服了臺(tái)長(zhǎng)。1951年底，葉叔華進(jìn)入當(dāng)時(shí)紫金山天文臺(tái)所屬的上海徐家匯觀象臺(tái)。

這里，恰恰是葉叔華天文事業(yè)的開始。“當(dāng)時(shí)全國(guó)就這么一家完備的時(shí)間工作站，上午11點(diǎn)，下午17點(diǎn)，通過(guò)電臺(tái)發(fā)布時(shí)間訊號(hào)，我們條件艱苦，在半地下室辦公，員工就四個(gè)人。”葉叔華說(shuō)，進(jìn)入觀象臺(tái)的第一項(xiàng)工作是觀測(cè)恒星，計(jì)算恒星時(shí)，再換算成世界時(shí)。

每逢夜晚觀測(cè)，葉叔華都要打開觀測(cè)室的活動(dòng)屋頂，讓室內(nèi)外溫度達(dá)到一致，減少熱輻射對(duì)觀測(cè)造成的影響。觀測(cè)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(shí)不能戴手套，葉叔華常常凍得手指發(fā)僵。

建國(guó)之初，還沒(méi)有一份統(tǒng)一的全國(guó)地圖，影響到大型的工程建設(shè)。很多省份還沒(méi)有精確測(cè)量，3萬(wàn)測(cè)繪工作人員奔波在全國(guó)各地。而測(cè)繪離不開天文授時(shí)，如果天文時(shí)間測(cè)得不準(zhǔn)，地圖就拼不起來(lái)。葉叔華知道，當(dāng)時(shí)的條件根本無(wú)法滿足國(guó)家對(duì)高精度授時(shí)工作的迫切需要。國(guó)務(wù)院要求科學(xué)院首先做好時(shí)間工作。1955年，紫金山天文臺(tái)調(diào)來(lái)領(lǐng)導(dǎo)骨干人員，又加強(qiáng)了人員設(shè)備，工作馬上改觀。

徐家匯天文臺(tái)購(gòu)置和改裝了一些儀器，在守時(shí)方面，從德國(guó)購(gòu)買了一具大型石英鐘，使時(shí)號(hào)發(fā)播的均勻性馬上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;又從俄羅斯學(xué)到光電中星儀技術(shù)，觀測(cè)精度馬上就提高了。

1957年秋，中國(guó)科學(xué)院召開時(shí)間工作會(huì)議，同意授時(shí)工作精度已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但徐家匯觀象臺(tái)在我國(guó)東端，發(fā)播的時(shí)號(hào)在西部不容易收到。會(huì)議決定在中西部建立大型授時(shí)臺(tái)，并且建立中國(guó)的世界時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，不依賴國(guó)際合作。后來(lái)經(jīng)過(guò)在西部選址，決定在西安附近建設(shè)新的授時(shí)臺(tái)，即今日的國(guó)家授時(shí)中心。1958年，籌建我國(guó)世界時(shí)綜合系統(tǒng)的重?fù)?dān)，落在了32歲的葉叔華身上。

“我衡量了一下，一定要做得和國(guó)際上一樣好，最主要是保持?jǐn)?shù)據(jù)平穩(wěn)，要搞一套自己的方法。”葉叔華說(shuō)，他們最先計(jì)算綜合時(shí)號(hào)改正數(shù)的處理方法遵循了國(guó)際時(shí)間局的原則，即假設(shè)若干臺(tái)站系統(tǒng)差之和為零，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)授時(shí)臺(tái)站的數(shù)量與國(guó)際時(shí)間局和蘇聯(lián)系統(tǒng)相差太遠(yuǎn)，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(gè)原則試下來(lái)，確實(shí)比較好，后來(lái)就一直用這個(gè)方法了。”葉叔華回憶，到了1964年，中國(guó)世界時(shí)系統(tǒng)達(dá)到世界第二名，1966年初正式作為我國(guó)的時(shí)間基準(zhǔn)向全國(guó)發(fā)送，這就是后來(lái)的“北京時(shí)間”。

拓荒“無(wú)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(shè)只有40%的把握，如果停在那里不動(dòng)，就會(huì)慢慢變成20%的把握，最后變?yōu)榱恪５e極爭(zhēng)取，可以將其變成60%、70%，最后將事情辦成。拓荒“無(wú)人區(qū)”，一直是她性格中的重要特質(zhì)。

“當(dāng)西安接管了時(shí)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(shù)的話，就要被消滅掉了。”那時(shí)，葉叔華感覺(jué)肩上擔(dān)子更重了。1970年，她恢復(fù)工作的第一件事，就是跑到圖書室看國(guó)外同行在做什么。

上海天文臺(tái)VLBI 團(tuán)隊(duì)部分成員與臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)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(cè)儀器提高了幾十倍，而且不需要電纜，各個(gè)天文臺(tái)站借助原子鐘就可以連接起來(lái)，相距可達(dá)幾千公里。更讓葉叔華振奮的是，這一技術(shù)利用空間射電源，銀河系外也能觀測(cè)到。VLBI技術(shù)可以用在天文的許多方面。

由于這是一項(xiàng)新技術(shù)，成本又比較高，即使在一些發(fā)達(dá)國(guó)家也鮮有人問(wèn)津。但葉叔華敏銳地看到了它的應(yīng)用前景，1973年，她提出了發(fā)展VLBI的計(jì)劃，從自己的隊(duì)伍里頭，挑選了一批“骨干”出來(lái)，決定先試制6米望遠(yuǎn)鏡。

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

當(dāng)然，建設(shè)很花錢，好在上海天文臺(tái)工作有序，天文口每年有一筆錢，沒(méi)人用過(guò)，這個(gè)錢便歸了葉叔華。但“麻煩”也隨之來(lái)了，當(dāng)時(shí)的經(jīng)費(fèi)只夠建兩個(gè)，這就意味著烏魯木齊和昆明只能二選一。對(duì)此，葉叔華想得長(zhǎng)遠(yuǎn)，上海到昆明1000多公里，到烏魯木齊是3000多公里，要力爭(zhēng)盡可能高的分辨率，這個(gè)聯(lián)網(wǎng)的距離就要盡可能遠(yuǎn)，如果以后還要和歐洲聯(lián)網(wǎng)，更應(yīng)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(lái)。” 1981年10月，葉叔華擔(dān)任上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)，VLBI項(xiàng)目正式上馬。1988年起，國(guó)際天文學(xué)會(huì)和國(guó)際大地測(cè)量學(xué)會(huì)宣布，世界時(shí)測(cè)定全部采用VLBI、激光測(cè)人造衛(wèi)星和GPS等新技術(shù)，如果當(dāng)初沒(méi)有預(yù)估到這一趨勢(shì)，我國(guó)的時(shí)間測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)將全軍覆沒(méi)。世界上還有幾十個(gè)授時(shí)臺(tái)都沿用了原來(lái)的技術(shù)，也都全軍覆沒(méi)。

上世紀(jì)90年代，VLBI一直用處不大，恰巧趕上我國(guó)啟動(dòng)“探月工程”，之前我國(guó)航天器最遠(yuǎn)只去過(guò)8萬(wàn)公里遠(yuǎn)的太空，而地月之間有38萬(wàn)公里。當(dāng)時(shí)面臨一個(gè)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(cè)量。“如果飛船沒(méi)有按照原定軌道走，要么撞上月球，要么飛到很遠(yuǎn)的地方，這兩個(gè)都是‘大失敗。”

葉叔華和上海天文臺(tái)同事跑到北京主動(dòng)請(qǐng)纓，接受了任務(wù)，后來(lái)在國(guó)際射電天文會(huì)議上，當(dāng)她說(shuō)出“10分鐘內(nèi)把VLBI測(cè)軌結(jié)果報(bào)到北京總部”時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)一片寂靜，有吃驚，更有懷疑。2007年，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射，由上海、烏魯木齊、北京和昆明4個(gè)站組成的VLBI聯(lián)測(cè)，從上海報(bào)到北京總部實(shí)際只用了6分鐘;到了“嫦娥四號(hào)”和“天問(wèn)一號(hào)”任務(wù)，將VLBI測(cè)軌結(jié)果報(bào)到北京的時(shí)間更是縮短至1分鐘。

佘山腳下，“天馬”望遠(yuǎn)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(yuǎn)矚地提出建設(shè)上海65米全方位可動(dòng)的射電望遠(yuǎn)鏡，成為中國(guó)科學(xué)院和上海市的合作計(jì)劃。2013年12月，“天馬”全程參加了“嫦娥三號(hào)”實(shí)時(shí)觀測(cè)，使我國(guó)VLBI網(wǎng)的靈敏度提高至2.6倍以上。“未來(lái)不管航天器到木星、土星或是太陽(yáng)系邊緣，測(cè)軌都不在話下。”葉叔華話里透著自豪。

推動(dòng)SKA 讓中國(guó)擁有更多主動(dòng)權(quán)

在VLBI夢(mèng)想成真后，目光長(zhǎng)遠(yuǎn)的葉叔華又開始為中國(guó)天文事業(yè)謀劃下一個(gè)“風(fēng)口”——建立SKA亞洲科學(xué)中心。如同40多年前，認(rèn)定不能錯(cuò)失“VLBI”一樣，葉叔華也認(rèn)定，中國(guó)不能錯(cuò)失“SKA”。

2019年，SKA上海大會(huì)的間隙與中國(guó)SKA首席科學(xué)家武向平院士對(duì)話時(shí)，92歲的葉叔華院士走了過(guò)來(lái)，笑著比了一下手勢(shì)：“SKA以后就靠他了，他是第一號(hào)人物。”武向平趕忙接道：“葉先生說(shuō)過(guò)，如果我做不成這件事，她不放過(guò)我，我記住這句話了。”

SKA（平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡，以下簡(jiǎn)稱“SKA”），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。

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)。

時(shí)間回到1994年，為了爭(zhēng)取SKA在中國(guó)落地生根，國(guó)家天文臺(tái)成立了國(guó)際大射電望遠(yuǎn)鏡中國(guó)推進(jìn)委員會(huì)，并提出了FAST工程概念。FAST即后來(lái)建成的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（天眼望遠(yuǎn)鏡）。用葉先生的話說(shuō)，F(xiàn)AST是中國(guó)自主建設(shè)的SKA先導(dǎo)項(xiàng)目，最大的技術(shù)是解決了球面鏡隨時(shí)變拋物面鏡這一難點(diǎn)。雖然首個(gè)大口徑射電望遠(yuǎn)鏡最早出現(xiàn)在美國(guó)，但是FAST作了許多重要改進(jìn)。它的成功，得到了國(guó)際同行的贊譽(yù)。

盡管中國(guó)付出了很大努力，但由于SKA的選址對(duì)無(wú)線電信號(hào)等方面要求極為苛刻，導(dǎo)致中國(guó)最終落選。但中國(guó)在籌建SKA方面一直貢獻(xiàn)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(tuán)隊(duì)完成了SKA核心軟件的聯(lián)合開發(fā)和大規(guī)模集成測(cè)試，并且建成了第一個(gè)數(shù)據(jù)接收和處理機(jī)，澳大利亞的先導(dǎo)觀測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)已經(jīng)傳送到上海做處理，獲得成功。

“這是一件很實(shí)際的事，有個(gè)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(xué)技術(shù)界，大家開會(huì)討論，進(jìn)步就很快， 否則一盤散沙。”葉叔華認(rèn)為，中國(guó)起步比較晚，科學(xué)隊(duì)伍看起來(lái)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(jīng)不容易，做到領(lǐng)頭，不是一兩句話的事兒。”

作為中國(guó)第一位女天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)，葉叔華也在身體力行地推動(dòng)中國(guó)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(jì)我國(guó)能觀測(cè)到的最后一次月全食，并對(duì)孩子們進(jìn)行科普。

當(dāng)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(chǎng)。她形象講述了時(shí)間的重要性：孫悟空拜師學(xué)藝，師父讓他三更去房間，他便靠數(shù)自己呼吸，計(jì)自己脈搏來(lái)估算時(shí)間。近年來(lái)，葉叔華不斷走進(jìn)中小學(xué)校園，科普天文知識(shí)，解答科學(xué)疑問(wèn)。而她提議建設(shè)的上海天文館也預(yù)計(jì)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(tái)上班，從早上9點(diǎn)，一直工作到下午。“每個(gè)人把自己的工作做好，都是一份很珍貴的貢獻(xiàn)！”辦公室墻上，有一幅根據(jù)葉叔華語(yǔ)錄創(chuàng)作的書法，這是葉叔華對(duì)自己的自勉，也是葉先生對(duì)忙碌在大小崗位上的你我，提出的期許。

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