葉叔華的名字與“北京時間”聯(lián)系在一起。但在那之前,對于枯燥乏味的“時間”測量,她一度想要放棄,直到受了兩次“刺激”——
上世紀50 年代,中國很多省份還沒有精確測量,3 萬測繪工作人員奔波在全國各地。而測繪離不開天文授時,如果時間測得不準,地圖就拼不起來。這就好比挖隧道,從山的一側挖過去,那邊挖過來,結果兩邊卻不能“相遇”。當時的時間信息由上海天文臺負責提供,一位測繪專家批評:“不用你們的結果還好,用了你們的結果,反而把我們的工作都搞壞了?!?/p>
葉叔華當時負責給國際時間局寄送徐家匯觀象臺的測時結果,一次對方來信詢問,為何提供的數據每半個月會有波動?葉叔華琢磨后發(fā)現(xiàn),有個15 天周期的修正值沒有加進去,以前精確度低影響不大,但隨著測時精度的提高,影響就大了。這個修正值,20 多年來竟都沒有人注意到。
時間測量,雖枯燥卻大有意義。1958 年,葉叔華挑起了籌建我國世界時綜合系統(tǒng)的重擔。到了1964 年,我們的世界時系統(tǒng)達到世界第二名,1966 年初正式作為我國的時間基準向全國發(fā)送,這就是后來的“北京時間”。
火星距地球最遠時達4 億公里,如何精準確定中國首個火星探測器“天問一號”的實時位置?甚長基線干涉測量(VLBI)測軌分系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。葉叔華正是這一技術在我國發(fā)展的推動者,使得中國抓住了世界天文觀測技術轉換的大好時機。
1970 年,葉叔華恢復工作的第一件事,就是跑到圖書室看國外同行在做什么。她了解到,1966 年,VLBI 的分辨率比傳統(tǒng)觀測儀器提高了幾十倍,而且不需要電纜,各個天文臺站借助原子鐘就可以連接起來,相距可達幾千公里。更讓葉叔華振奮的是,這一技術利用空間射電源,銀河系外也能觀測到。
由于這是一項新技術,成本又比較高,即使在一些發(fā)達國家也鮮有人問津。但葉叔華敏銳地看到了它的應用前景,1973 年,她提出了發(fā)展VLBI 的計劃。1981 年10 月,葉叔華擔任上海天文臺臺長,VLBI 項目正式上馬。
當時,科研經費不足,而VLBI 至少需要一個25 米口徑的望遠鏡,她跑到當時的第四機械工業(yè)部詢問一位處長能否建造,對方頭也不抬、斬釘截鐵地說不行。葉叔華在他面前默默地站了一刻鐘,感動了這位處長,約好第二天去見部領導。望遠鏡有了著落,接下來就是選址,葉叔華提出要在烏魯木齊建VLBI 站點,這讓很多人想不通。當時烏魯木齊只有一個觀測人造衛(wèi)星的小站,技術相對薄弱,而昆明有一個成熟的天文臺,建造難度更小。對此,葉叔華想得長遠,上海到昆明1000 多公里,到烏魯木齊是3000 多公里,要力爭盡可能高的分辨率,這個聯(lián)網的距離就要盡可能遠,如果以后還要和歐洲聯(lián)網,更應該建在烏魯木齊。事實證明,葉叔華的判斷是對的。國際天文學會和國際大地測量學會宣布,從1988 年起全部采用VLBI、激光測人造衛(wèi)星和GPS 等新技術,同時廢除原來的觀測技術。如果當初沒有預估到這一趨勢,我國的時間測量優(yōu)勢將不復存在。
上世紀90 年代,我國啟動“探月工程”,之前我國航天器最遠只去過8 萬公里遠的太空,而地月之間有38 萬公里。當時面臨一個棘手的難題,衛(wèi)星飛到月球附近要改變軌道,需要非常精確的空間測量。葉叔華和上海天文臺同事跑到北京主動請纓,當她說出“10 分鐘內把VLBI測軌結果報到北京總部”時,現(xiàn)場一片寂靜,有吃驚,更有懷疑。2007 年,“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射,實際只用了6 分鐘完成VLBI 測軌,到了“嫦娥四號”和“天問一號”,更是縮短到了1 分鐘。
佘山腳下,“天馬”望遠鏡靜靜矗立著。為更好地發(fā)揮VLBI 網的作用,葉叔華再次高瞻遠矚地提出建設上海65 米全方位可動的射電望遠鏡。2013 年12 月,“天馬”全程參加了“嫦娥三號”實時觀測,使我國VLBI 網的靈敏度提高至2.6 倍以上?!拔磥聿还芎教炱鞯侥拘恰⑼列腔蚴翘栂颠吘?,測軌都不在話下?!比~叔華話里透著自豪。
熟悉葉叔華的人,都能背得出她的一句口頭禪:辦一件事,假設只有40%的把握,如果停在那里不動,就會慢慢變成20%的把握,最后變?yōu)榱?。但積極爭取,可以將其變成60%、70%,最后將事情辦成。拓荒“無人區(qū)”,一直是她性格中的重要特質。
1988 年,葉叔華成為第一個當選國際天文學會副主席的中國天文學家。上世紀90 年代,一些主持國際空間對地觀測合作項目的國家,希望中國建更多的觀測站,然后把所有數據給他們?!爸袊惨獱款^主持國際合作計劃,掌握更多的主動權?!敝袊牡刭|災害很多,葉叔華不僅開創(chuàng)了我國天文地球動力學的研究,還倡導了“亞太地區(qū)空間地球動力學研究計劃”。但要真正實施這一計劃,還得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。機會難得,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(zhàn)群儒”贏得了支持。國際大地測量協(xié)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。
眼下,上海天文臺正牽頭“平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)”中國區(qū)域中心的籌備,以助力中國科學家做出原創(chuàng)性重大科學發(fā)現(xiàn)。SKA是國際天文界計劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠鏡,接收總面積達一平方公里?!霸谶@個全球最大科學合作計劃中,我們能否占有一席之地?”這是葉叔華最近一直在思考的問題。SKA 每天產生的數據量將是全球互聯(lián)網流量的10 倍,對于計算和存儲都是很大的挑戰(zhàn)。
葉叔華曾經說過,科學家的工作相當于380 伏電壓,只有把它變成220 伏,才能為大眾所用。她不僅身體力行做科普,還倡議建設了上海科技館與上海天文館。
上世紀90 年代,葉叔華和遺傳學家談家楨院士向市領導建言,上海應該有個科技城,對公眾進行科普教育,這正是2001 年12 月正式對外開放的上??萍拣^。2010 年,她又建言,深空探測是各國科技競爭的重要“賽場”,興建上海天文館,能夠激發(fā)青少年對天文學的興趣,為我國深空探測培養(yǎng)后備人才。今年6 月23 日,上海天文館通過竣工驗收,這一全球最大天文館將于明年開館。這一天,93 歲的葉叔華饒有興致地去了現(xiàn)場。這是一座沒有圍墻的天文館,正如宇宙的無邊無際。一座可以容納350 人的球幕影院,就“懸浮”在半空中?!安还苁钦l,來了這里都能有所得,這才是有生命力的天文館?!比~叔華說。