李璐璐
葉叔華
青年葉叔華,攝于1950年。
1964年,葉叔華在丹容等高儀上觀測
隨著科幻文化的崛起,人們對宇宙的關(guān)注也在熱切起來。一位仰望星空數(shù)十載的女天文學(xué)家引起了大眾關(guān)注,她便是“北京時間”的確立者葉叔華?!艾F(xiàn)在是北京時間7點整”“北京時間8點整”……人們對這個準點報時太熟悉了,路上、車上、家里看電視,隨時能聽到?!氨本r間”是怎么來的呢?2018年末,《環(huán)球人物》記者走進上海天文臺,拜訪了葉叔華先生。
此前,葉叔華在維也納參加了國際天文學(xué)聯(lián)合會第三十屆大會?!耙皇菫榱巳吓笥眩疫@個年紀,這可能是我和大家最后一次相聚了?!薄@是常理,可以想見;但令人驚訝的是,此行還有另一個重點,“二是我還有新的想法想要立項,也是去考察一下情況”。以90多歲高齡去談新立項,這真是出乎人意料。葉叔華就這樣向記者娓娓道來。她端坐沙發(fā)上,神情安詳,講話有條不紊。這位斯斯文文的女先生奮斗了六十余載,在現(xiàn)當(dāng)代天文學(xué)領(lǐng)域留下了濃墨重彩的一筆,至今科研生命力仍然“滿格”。
故事從葉叔華求職開始。1950年,新中國成立不久,23歲的葉叔華和丈夫程極泰懷著滿腔報國熱情,從香港來到南京,向紫金山天文臺求職。然而,得到的答復(fù)是只要一名男性。氣憤不已的葉叔華當(dāng)即提筆給時任紫金山天文臺臺長張鈺哲寫了封信,質(zhì)問為什么不能招她。她一口氣列舉了五大理由,為自己抱不平??上攵?,這封信給張鈺哲帶來了多大震動。最終,葉叔華如愿進入了位于上海的徐家匯觀象臺,成為這里的第一位女性工作人員。當(dāng)時徐家匯觀象臺是全國唯一的時間服務(wù)臺。“我們使用的時間是以地球自轉(zhuǎn)運動為基準,靠觀測恒星的位置來確定?!比~叔華向記者科普道,“當(dāng)一個已知星體到達子午線時,它在赤道上的經(jīng)度就是當(dāng)?shù)貢r間。我們晴夜觀星,把星體經(jīng)過子午線的時刻和鐘表的時間進行比較,以此來校正鐘表時間?!?/p>
由于晴夜不是每天都有,天文臺往往是根據(jù)之前的天文觀測結(jié)果,確定初步的天文鐘走向,然后從電臺發(fā)播時間信號,給出近似的標(biāo)準時間,再通過3個月的天文觀測,計算中間一個月天文鐘的準確時間,對已發(fā)播的時間加以改正,成為準確的天文時。
在徐家匯觀象臺,葉叔華和另一位年青人輪班觀測,通常一個晚上觀測20多顆星,每天上午11點整和下午5點整兩個時間點,再用無線電信號把準確的時間發(fā)播出去。觀測室的屋頂是可以移動的,天一黑,就得將屋頂打開,讓設(shè)備散熱。夏天蚊蟲叮咬還能忍受,到了冬天,觀測員在寒風(fēng)中凍得手腳發(fā)麻,也不能戴手套,否則操作望遠鏡時手指就不靈敏了。這樣的工作是葉叔華始料不及的。來上海前,她在香港一所中學(xué)擔(dān)任老師,工作、生活條件都很優(yōu)渥??伞盀樾轮袊暙I力量”的信念讓她日復(fù)一日、年復(fù)一年地在觀象臺堅持了下來,并且迎來了更大的挑戰(zhàn)。
新中國成立初期,國家進行大規(guī)模資源勘探、水利礦山建設(shè)、鐵路工程建設(shè)、精密地圖測繪……對授時工作提出了更高的要求。測繪人員在測量時必須知道精確的時間,一旦時間不準,經(jīng)度就測不準,測繪的地圖就拼不起來。而徐家匯觀象臺設(shè)備陳舊、人員也少,測量的時間精確度處于全世界末位水平,提供的標(biāo)準時間遠不能滿足需要。葉叔華回憶,在一次與測繪部門共同召開的會議上,有位專家在會上說:“不用你們的時間還好,用了你們的時間,反把我們的工作都搞壞了!”
1953年,國務(wù)院把加強我國時間工作的任務(wù)下達給中國科學(xué)院,徐家匯觀象臺的人員和設(shè)備都大大加強了,并于1957年開始使用大型石英鐘,使發(fā)播的時號每秒長度一致,達到國際先進水平。1958年起,徐家匯觀象臺著手籌建我國自己的世界時綜合系統(tǒng),葉叔華挑起了這個擔(dān)子。當(dāng)時國際上通用的“世界時間”,由21個國家共39個天文臺測算而來??芍袊偣仓挥猩虾?、南京兩個天文臺、4架觀測儀器。葉叔華苦苦尋求適用于我國綜合世界時的數(shù)據(jù)處理方法,經(jīng)過反復(fù)試驗,最終她采用了獨特的方法——對觀測員根據(jù)其誤差的變化而取平均值。
由于國家的需要,武漢、北京、西安、云南的天文臺陸續(xù)參與了這項工作,觀測儀器也越來越多,團隊發(fā)展到近百人,中科院南京天文儀器廠改進了光電中星儀,研制了光電等高儀,天文測時的精度顯著提高。1965年,我國綜合世界時系統(tǒng)通過國家鑒定,正式作為我國的時間基準,向全國發(fā)播。結(jié)果證明,我國世界時系統(tǒng)的精確度超越了由4個國家共17個臺站參加的蘇聯(lián)標(biāo)準時刻系統(tǒng),僅次于巴黎天文臺的“世界時”?!氨本r間”橫空出世,舉世震驚,我國綜合世界時的數(shù)據(jù)處理方法持續(xù)延用了20多年。葉叔華也被稱為“北京時間”之母。
中國的世界時綜合系統(tǒng)剛剛建成就遭遇了“文革”浩劫。葉叔華也被關(guān)入“牛棚”不能回家?!肮ぷ鞅黄戎袛?,我只能住在天文臺的廚房里,每天打掃衛(wèi)生,寫檢查和受批判?!焙髞硭o臺里的一名油漆工當(dāng)徒弟,那名油漆工安慰她說:“你用心做,以后可以做個漆工師傅?!?/p>
慶幸的是,由于時間工作的重要性,幾年后,葉叔華恢復(fù)了工作。她第一時間跑到積滿灰塵的圖書室,在書堆里翻閱國外天文學(xué)雜志,了解新的研究進展——幾年間,國際上出現(xiàn)了很多新儀器、新技術(shù),其中,甚長基線干涉儀(VLBI)的精確度比傳統(tǒng)觀測儀器提高了幾十倍,而且可以用在天體物理領(lǐng)域。直覺告訴她,“如果不能追上去,我國時間工作的優(yōu)勢將不復(fù)存在”。
1973年,葉叔華提出要發(fā)展我國甚長基線干涉測量技術(shù)。她跑到電子工業(yè)部,找到一位處長,詢問能否造一個25米的射電望遠鏡,對方一口回絕了。葉叔華心里很急,“這是個生死關(guān)頭,我就在那位處長的辦公桌前不遠處,默默地站了足足15分鐘。后來他被感動了,帶我去見副部長,望遠鏡的事情就這么順利解決了?!钡?,甚長基線干涉的任務(wù)還要在中科院立項。葉叔華又去找相關(guān)領(lǐng)導(dǎo),反復(fù)強調(diào)射電干涉儀如何重要。領(lǐng)導(dǎo)終于松了口,同意立項。1973年,上海天文臺建立射電天文組,從零開始,從事VLBI技術(shù)的研究。
1979年,葉叔華在美國參觀噴氣推進試驗室。
1994年,“葉叔華星”命名大會召開。
葉叔華在為學(xué)生做科普。
可國內(nèi)的科研人員對這些新儀器、新技術(shù)聞所未聞,研制工作需從頭學(xué)起,進行得很困難。幸運的是,改革開放又帶來了新機遇。1978年的一天上午,葉叔華接到上海市科協(xié)打來的一個電話,說美國哥倫比亞大學(xué)地球物理學(xué)教授郭宗汾來上海作報告,希望她能夠出面接待。在與郭宗汾的交流中,葉叔華告訴他準備做VLBI和激光測距等項目。郭宗汾熱心地建議她去美國看一看,這個出國學(xué)習(xí)的機會讓葉叔華激動不已。在郭宗汾的牽線搭橋下,美國麥克唐納天文臺和美國宇航局都向葉叔華發(fā)出了邀請信。
1979年春天,就在中美正式建交后,葉叔華帶領(lǐng)上海天文臺考察團共8人赴美,進行了為期一個月的考察訪問。他們參觀了麥克唐納天文臺、美國宇航局噴氣推進實驗室、美國得克薩斯大學(xué)空間研究中心,了解到國際上最新的空間對地觀測設(shè)備和研究進展。這次訪美讓葉叔華深受震動,回國后,她和團隊立刻抓緊空間對地觀測設(shè)備的建設(shè)。
1986年,在葉叔華的帶領(lǐng)下,上海天文臺完成了《關(guān)于發(fā)展中國VLBI網(wǎng)的建議書》,規(guī)劃了中國VLBI網(wǎng)的概貌——新建烏魯木齊VLBI站、昆明VLBI站、升級上海VLBI數(shù)據(jù)處理中心等。中科院同意據(jù)此立項,命名為“VLBI網(wǎng)二期工程”,并確定為“七五”期間重大項目,葉叔華為這項工程的總負責(zé)人。在她的帶領(lǐng)下,1987年,25米射電望遠鏡建成,為我國開展各項深空探測奠定了基礎(chǔ)。
后來,根據(jù)射電天文和深空探測的發(fā)展需要,葉叔華又提出了建設(shè)“65米全波段射電望遠鏡”的建議。2013年12月,命名為“天馬”的65米口徑全方位可動的望遠鏡全程參加了“嫦娥三號”實時觀測任務(wù),為月球軟著陸做出了卓越貢獻。
隨著觀測技術(shù)的迅猛發(fā)展,測量地球的整體性和大尺度運動變化的精度有了數(shù)量級的提高,各國科學(xué)家又把對地球各圈層運動變化的分別研究發(fā)展成一個完整的體系,從而形成了天文學(xué)與地學(xué)以及大氣科學(xué)、海洋科學(xué)等的交叉學(xué)科——天文地球動力學(xué)。敏銳的葉叔華又把眼光瞄準了這項科學(xué)。
1994年,葉叔華提出了亞太空間地球動力學(xué)計劃(APSG計劃)。次年,4年一次的國際大地測量和地球物理聯(lián)合會第二十一屆大會在美國召開,葉叔華赴美提交APSG計劃。討論會上,不少國家的科學(xué)家懷疑:“中國人能干成這事嗎?”葉叔華一個人舌戰(zhàn)群儒,在她的據(jù)理力爭下,終于爭取到了各國對中國APSG計劃的支持?;貞浧疬@件事,葉叔華依舊感慨萬千:“那是我在聯(lián)合國會議上為中國爭取到的一個國際合作項目,也是我國天文界在國際上第一次爭取到一項由我們倡議、由我們主辦的大型國際合作項目,真的非常不容易?!?/p>
1996年5月,上海召開了APSG計劃的成立大會,中國、美國、澳大利亞、日本、韓國、俄羅斯、德國、法國、印度尼西亞、香港等近20個國家和地區(qū)的學(xué)者與專家參與該計劃。葉叔華擔(dān)任APSG執(zhí)委會主席,并且一直連任到2008年。APSG計劃是國內(nèi)極少數(shù)幾個以我國為主的大型國際合作研究項目之一,大大促進了我國天文地球動力學(xué)研究的發(fā)展。
由于在天文學(xué)領(lǐng)域做出的突出貢獻,1994年,紫金山天文臺將他們新發(fā)現(xiàn)的一顆小行星命名為“葉叔華星”,她也從此被尊稱為“女先生”。
葉叔華出生于廣州一個基督教牧師家庭。1935年,全家遷往香港,她在那里完成了初中教育。1941年日本侵占香港后,葉叔華收到一位要好同學(xué)從廣東韶關(guān)寫來的信,說政府收容僑生,可以免費入學(xué)。于是葉叔華只身回到粵北樂昌,進入國立華僑第三中學(xué)。1944年,日軍迫近,葉叔華又來到粵北連縣,在培英真光聯(lián)合中學(xué)高三完成了學(xué)業(yè),考入中山大學(xué)。
顛沛流離的青少年生活和求學(xué)時光在葉叔華心頭刻下了深深的烙印?!澳莻€時候我別無出路,只希望有書讀,有飯吃,有地方住?!比~叔華說,“只有體會過什么是亡國奴滋味的人,才知道什么是科技工作者的愛國熱忱;才會明白科學(xué)沒有國界,但科學(xué)家有祖國?!?/p>
葉叔華上學(xué)時喜歡文學(xué),本來想報考中文系,可是父親勸她說,你如果讀中文的話,將來都沒飯吃。一番糾結(jié)后,數(shù)學(xué)成績突出的葉叔華后來報考了中山大學(xué)數(shù)學(xué)天文系,但文學(xué)依然是葉叔華的心頭好。她總說,中文這么美,沒有讀文學(xué)專業(yè)是她的遺憾?!拔业乃枷氤尚问窃谥袊墓艜?,有一點士大夫思想,不為五斗米折腰,不求官、不求財。我對物質(zhì)的要求不高,以前過的日子比現(xiàn)在艱苦得多?!痹趲资甑墓ぷ魃闹?,葉叔華有過從政的機會,也擔(dān)任過公職,但她太愛自己的專業(yè)了,從來沒有放棄過科學(xué)研究。
如今,92歲高齡的葉叔華獨自在上海生活,她依然每天出現(xiàn)在中科院上海天文臺的辦公室里,閱讀最新的科技文章。她說:“我的孩子都在國外生活,我這個年齡,也許哪天就沒了,但我希望還能夠做一些事,為年輕一輩人敲鑼打鼓,建立舞臺,我這一生就算是為國家盡力了?!?/p>
葉叔華 天文學(xué)家。1927年出生于廣州,1949年畢業(yè)于中山大學(xué)數(shù)學(xué)天文系,1978年起負責(zé)建立中國綜合世界時系統(tǒng),成為國家標(biāo)準。曾任上海天文臺臺長,國際天文學(xué)聯(lián)合會副主席,全國人大常委、上海市人大常委會副主任,現(xiàn)為中國科學(xué)院院士,英國皇家天文學(xué)會外籍會員。