葉叔華把天文當成一輩子的事業

文｜張建松 李海偉 丁 汀

在一年一度的上海科技節，有一項向科學家致敬、表達對科學家精神尊崇與弘揚的傳統節目——“科學家走紅毯”。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事！”

自從1951年進入上海天文臺，在長達70年的時間里，葉叔華用天文承載浪漫，用實干詮釋初心，至今仍在每天工作。全球五分之一的人口共用的“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研究領域的奠基人之一，開創性地提出建設中國甚長基線射電干涉測量網（VLBI），倡導并建成上海65米射電望遠鏡，推動我國成為世界最大望遠鏡列陣（SKA）的創始國，推動上海建設SKA數據中心。

建立中國世界時系統

盡管時間已經過去了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（現上海天文臺）第一天報到的情景。“當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，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，但報到還是挺順利的。”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時工作，是我國最早開展近代授時工作的天文臺。葉叔華進入徐家匯觀象臺的第一份工作是觀測恒星，計算恒星時，作為上海天文臺發播時間的依據。以后，她又根據前后三個月的觀測，定出發播時號的誤差，再把結果寄給國際時間局，參加全球合作。測時是一項枯燥細致的工作。觀測者需要一邊操作中星儀目不轉睛地跟蹤恒星，一邊需要記錄，跟星的好壞直接影響了觀測精度。中星儀是一個龐大的設備，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。當年的辦公條件十分艱苦，沒有地方吃飯，她就把報廢的汽油桶當成餐桌，在上面吃午飯。艱苦生活，并沒有阻擋葉叔華追求天文科學的熱情。有一次，國際時間局來信詢問：為什么徐家匯的測時結果每個月都有波動？帶著這個疑問，葉叔華逐步檢查計算步驟，最后發現原來是一個修正值沒有加進去。以前，大家覺得數值較小，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，細心的葉叔華從這些枯燥的數字背后，逐漸領悟到科學研究的真諦。

古今中外，對時間精確、統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。因為當時全國僅有三分之一的面積進行過精度較低的測量，而且成果質量參差不齊，測繪基準不統一，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”。當年我國主要使用蘇聯時號，中蘇兩國面積都很廣闊，如此遠距離接收蘇聯時號很不穩定，測繪部門迫切希望能用上中國自己發播的時號。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與徐家匯時號改正數得出的精度結果，進行了逐項比對，結果還是蘇聯的改正數比較好。相關負責人心里急了，忍不住大聲說：“測繪界不會使用徐家匯公布的數據的，不用你們的結果還好，用了你們的結果，反而把我們的工作搞壞了。”葉叔華聽到這番話，心里既委屈又難堪，也更加認識到自己工作的重要性、迫切性。不服輸的她暗下決心，決不能做得比蘇聯差。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行改進，使徐家匯發播的時號穩定度（精確度）不斷提高。

1957年，中科院數理化學部專門在上海召開授時工作會議進行鑒定，結果認為徐家匯發播的BPV 時號精確度好于正負0.003 秒，已滿足國內大地測量、航海、航空、工礦等各界進行測繪的需要。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，不再依靠國際時間局或蘇聯的時間系統。1958 年，32歲的葉叔華挑起了建立中國世界時系統的重擔。由于當時中國測時臺站的數量與國際時間局和蘇聯系統相差太遠，葉叔華采取一種獨辟蹊徑的數據處理方法，解決了技術難題。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”通過國家級技術鑒定。鑒定委員會一致認為，我國的綜合世界時的精確度已達到國際先進水平。1966年初，正式作為我國的世界時基準向全國發送，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準，但從長遠看，這項決策非常英明。一項事業會改變人的初衷，興趣也是可以改變和培養的，關鍵在于你真正了解事業的意義所在。然后在其中找到自己的定位，幾十年如一日地勤勉工作，做出自己的貢獻。”

胸中有韜略的天文學家

2007 年以來，中國科學院VLBI 網成為我國航天測控系統的一個分系統，在中國人艱辛而浪漫的探索太空征程中，一路護航、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現從地月系到行星際的跨越，這一路上就有VLBI 網的鼎力相助。VLBI 是“甚長基線干涉測量技術（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鏡聯合起來，達到一架超大望遠鏡的觀測效果。我國VLBI 測軌分系統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 數據處理中心（VLBI 中心）組成。這個觀測網絡構成的望遠鏡分辨率，相當于口徑達3000 多千米的巨大綜合口徑射電望遠鏡，測角精度可以達到百分之幾角秒，甚至更高。在國際上，我國是第一個將VLBI技術成功應用于航天測控的國家。

葉叔華是我國VLBI技術發展的開拓者和奠基人。從1973年提出建議到2003 年VLBI網二期工程通過驗收，整整30 年時間，她一直是我國VLBI工程建設的主要負責人，在爭取立項和經費支持、開拓和發展國內外合作、工程組織管理和人才培養等方面，都起到了關鍵主導作用。回憶這段歷史，葉叔華說：“這是一種歷史的責任。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的授時工作移交出去以后，作為一個老臺如何發展，必須尋找到一條更寬廣的道路。另一方面國際天體測量學發展日新月異，我們不能因循守舊。”上個世紀70 年代末，世界天體測量出現了一些巨大改變。隨著光速被精確測量，光速已經成為一個基本度量單位。隨著原子鐘的發明，測量時間頻率已經變得更加容易且更精確。這些新技術新方法的出現，使得天體測量從傳統意義上的角度測量轉化為距離測量。通過對國際天文學前沿的密切跟蹤，葉叔華敏感地覺察到：經典儀器與方法前景有限，只有發展新型觀測技術，才能在天體測量學立于不敗之地。經過深入研究，她認定甚長基線干涉技術是當時天文測量觀測中分辨率最高的技術。因為分辨率高，所以在天體測量和天體物理都可以用，前途不可限量。然而，當時對于新興的VLBI技術，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，技術難度也很大，遭到很多專家質疑。但對于自己認定的事，葉叔華就像一枚釘子，釘在自己想要達到的目標上，絲毫不退讓。對于提出質疑的專家和領導，她就跟在他們身后“軟磨硬泡”，用科學道理一個個耐心說服。沒有研制經費，她就想辦法將天文方面能夠動用的全部科研經費投入進去……上個世紀80 年代初，上海天文臺VLBI 項目終于正式上馬，需要建造一個25 米口徑的拋物面天線，當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。當時的她，已擔任上海天文臺臺長，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，第二天起來就繼續去碰釘子，繼續努力。我覺得寧愿這樣做。”

在葉叔華的眼里，國家利益高于一切，這是她不斷攀登科學高峰的動力之源。在她的倡導和推動下，此后上海又建成了65 米射電望遠鏡——“天馬望遠鏡”，從而使我國VLBI網的靈敏度提高至2.6 倍以上。葉叔華曾經說：“我平生做過最滿意的事情就是攀登計劃。”攀登計劃是國家“八五”期間基礎性研究的重大項目計劃。通過這一計劃項目十多年的實施，葉叔華把上海天文臺的天文地球動力學研究推到了全國，并培養了一大批人才。她不僅開創了我國天文地球動力學的研究，還倡導了“亞太地區空間地球動力學研究計劃”。落實這一計劃，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劃提出了很多問題，她“舌戰群儒”贏得了支持，國際大地測量協會確定由葉叔華領銜這項計劃。這是第一個由中國科學家主持的國際天文合作計劃。

天文是一輩子的浪漫事業

浩瀚星空，科學探索永無止境。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鏡列陣（SKA）的創始國，推動上海建設SKA 數據中心，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！”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，這個社會就一定進步很快、國家就會更加強大。”強烈的社會責任感，還使得葉叔華高度重視青少年科普工作。她曾擔任中國科協副主席、上海市科協主席，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。“如果把科學家的工作認為是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 伏電壓轉換成220 伏電壓，讓普通大眾都能接受科學知識、提高科學素養。”葉叔華說，“青少年進行科普更大的意義還在于培養未來的科技人才，因為創造力在青少年身上。”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。在她和一些科學家持之以恒的推動下，上海天文館終于將在今年夏季正式開館，今后將成為天文科學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，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，每一個人作為獨立的存在，都應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，這些真的微不足道也！”