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中国首位女天文台长叶叔华:把天文当作一辈子的浪漫事业

2022-05-05王新同

伴侣 2022年4期
关键词:天文台射电天文

王新同

   

  38岁,成为“北京时间之母” 

今年95歲的中科院院士叶叔华,出生在广州一个清贫的牧师家庭。年幼时,她经历日本侵华战争,饱受颠沛流离之苦到广东连县求学,一个大通铺的床位就让她觉得很满足。

1950年暑假,叶叔华和丈夫程极泰一起到南京紫金山天文台求职。那时的她觉得天文是浪漫的。

令叶叔华没想到的是,工作人员却回答她:“天文台只招男生,不要女生。”这对初入社会的叶叔华来说,无疑是一个打击,但倔强的她吃了“闭门羹”后并不服气,提笔写了一封信,给当时的台长、天文学家张钰哲,列举了五个“不应该不用自己”的理由。张钰哲被叶叔华的执着和追求感动,1951年底她被录用,进入当时紫金山天文台所属的上海徐家汇观象台。成为徐家汇观象台历史上首位女性研究员。

而丈夫程极泰则去复旦数学系工作。就这样,夫妻俩在上海安了家。

叶叔华说,当时全国就这么一家完备的时间工作站,上午11点,下午17点,通过电台发布时间讯号。工作条件很艰苦,在半地下室办公,而且只有四个员工。叶叔华进入观象台的第一项工作是观测恒星,计算恒星时,再换算成世界时。

几名同事轮班倒,白天黑夜不间断地观测。冬天为了保证室内外温度一致,就得打开观测室的活动屋顶,减少热辐射对观测造成的影响。观测需要手眼并用、全神贯注,而身材矮小的叶叔华需站在一块小平板上才方便操作。南方的冬天湿冷,操作仪器时不能戴手套,即使没有风,几个小时在室外,她的手指也常常被冻得发僵;夏天蚊虫多被一个劲儿地叮咬,她也只能忍受。

每日重复性地观测,让人感到异常乏味。但随着工作不断深入,叶叔华在枯燥的数字记录中,逐渐理解了天文台工作的意义。建国之初,我们还没有一份完整统一的全国地图,势必会影响到大型工程建设。很多省份没有精确测量,3万测绘人员奔波在全国各地。而测绘离不开天文授时,如果天文时间测得不准,地图就绘不出来。

叶叔华知道,当时的条件,根本无法满足国家对高精度授时工作的迫切需要。国务院要求科学院首先做好时间工作。1955年,紫金山天文台调来骨干,又加强人员设备配置,工作状况立马有所改观。

徐家汇天文台购置和改装了一些仪器,在守时方面,从德国购买了一具大型石英钟,使时间讯号发播的均匀性达到了国际先进水平;接着又从俄罗斯学到光电中星仪技术,观测精度马上就提高了。

由于徐家汇观象台在我国东端,发播的时间讯号在西部不容易接收到。中科院便决定在西安附近选址建设新的授时台,也就是现在的国家授时中心。

1958年,筹建我国世界时综合系统的重担,落在了32岁的叶叔华身上。她说,当时世界上最精准的两个时间系统,一个在法国,由39个天文台联合组成;另一个是前苏联建的,有17个天文台做支持。而我国能用的天文台,只有南京紫金山和上海徐家汇两处。

叶叔华受命带领团队反复试验、校准,攻克数学模型难题。在全国天文机构增设天文测时,历时6年,建立了我国独立测算的世界时。通俗点说,如今我们所使用的“北京时间”,就是叶叔华团队当时校准的成果。

1965年,我国综合世界时系统通过国家鉴定,正式作为我国的时间基准。结果证明,其精确度超越了由4个国家共17个台站参加的苏联标准时刻系统,跃居世界第二。科技部发表公告向全国发播,“北京时间”横空出世,这年叶叔华仅38岁。她也因此被称为“北京时间之母”,为我国国防和经济建设作出了重大贡献!

       把天文当做一辈子的浪漫事业 

1970年,“上山下乡”后的叶叔华恢复工作,回城后的第一件事,就是跑到积满灰尘的图书馆,翻看外国天文学杂志,她急于知道外国同行这几年到底在做什么。叶叔华发现世界天文技术日新月异,进步了好几个量级。

比如新出现的VLBI(甚长基线干涉测量)的分辨率,比传统观测仪器提高了几十倍,而且不需要电缆,各个天文台站借助原子钟就可以连接起来,距离可达几千公里。更让叶叔华振奋的是,这一技术利用空间射电源还能观测到银河系外……

由于这是一项新技术,成本又比较高,即使在一些发达国家也鲜有人问津。但叶叔华却敏锐地看到了它的应用前景,1973年,她提出发展VLBI的计划。第一步需要建造25米的射电望远镜,她就去电子工业部申请,几经波折,发展VLBI的计划终于被批准。

叶叔华挑选出一批“骨干”,决定先试制6米望远镜。在上海建了一个6米望远镜后,与德国的100米望远镜做了首个欧亚大陆的联合观测,果然成功了。于是她就提出在中国的上海、乌鲁木齐和昆明三地建立25米的望远镜。叶叔华清楚,在这三个地点组成全球最大的三角形,其他国家都没有这个魄力。

本文主人公叶叔华

因为建设需要花很多钱,“麻烦”也随之而来。当时的经费只够建两个站,这就意味着乌鲁木齐和昆明只能二选一。对此,叶叔华考虑得比较长远,上海到昆明1000多公里,到乌鲁木齐是3000多公里,要达到尽可能高的分辨率,这个联网的距离就要尽可能远,如果以后还要和欧洲联网,那么更应该建在乌鲁木齐。

1981年10月,叶叔华担任上海天文台台长,也是中国第一位女天文台长。1983年,在叶叔华的带领下,上海天文台在第一研究室建立了射电天文研究小组,从事VLBI技术的研究。

1994年,经国际天文学联合会批准,紫金山天文台把该台发现的小行星3241号命名为 “叶叔华星”,这是国内第一颗以女性名字命名的星星!

1995年7月,叶叔华为争取更广阔的国际合作空间,准备前往美国参加“国际大地测量与地球物理学术大会”。然而在这个节骨眼上,丈夫程极泰却不小心摔断了股骨头,急需手术治疗。

留在家中照顾丈夫,还是去美国参加会议,叶叔华陷入两难,程极泰明白叶叔华此行的重要意义,如果这次不去,就得再等4年,他鼓励妻子不要放弃美国的会议。最终,叶叔华请求医生尽早为丈夫做手术。丈夫手术3天后,叶叔华安排好了后续事宜,毅然踏上了征途。

会上,叶叔华陈述时,遭到很多质疑,她舌战群儒,几乎每天都在平息充满偏见的反对声。但令丈夫和儿子高兴的是,在那一次的“国际大地测量与地球物理学术大会”上,叶叔华提出的国际合作项目计划得以通过。

1996年,叶叔华发起成立了“亚太空间地球动力学”(APSG)国际合作计划,在上海启动,20个国家和地区参与其中,将APSG中央局总部设在上海天文台,首届主席则由叶叔华担任。这是第一位由中国科学家主持的国际天文合作计划。

对事业,叶叔华永远都在拼尽全力,对丈夫和儿子,她只能把愧疚放在心里。叶叔华家里收藏最多的是各种各样的石头,这都是她出差时,从各地给儿子带回来的礼物。不是因为儿子喜欢这些,而是她常年出差在外,总想着给孩子带点东西作纪念,可是工作一忙就忘了买礼物。这些年下来,她对自己评价是:“我是家里的‘大坏蛋。”

       95岁依然年轻,一生都在打破“玻璃天花板”

20世纪90年代,我国启动“探月工程”,之前我国航天器最远只去过距离地球8万公里的太空,而地月之间的距离有38万公里。当时面临一个棘手难题——卫星飞到月球附近要改变轨道,需要非常精确的空间测量。叶叔华说:“如果飞船没有按照原定轨道走,要么撞上月球,要么飞到很远的地方,这两个都是‘大失败。”

于是,她和上海天文台的同事跑到北京主动请缨,接受了任务,后来在国际射电天文会议上,当她说出“10分钟内把VLBI测轨结果报到北京总部”时,现场一片寂静,有吃惊,更有怀疑。2007年,嫦娥一号卫星发射,由上海、乌鲁木齐、北京和昆明4个站组成的VLBI联测,从上海报到北京总部实际只用了6分钟;到了嫦娥四号和天问一号任务时,将VLBI测轨结果报到北京的时间,更是缩短至1分钟!

为更好发挥VLBI网的作用,2008年,叶叔华再次提出,建设上海65米全方位可动的天马射电望远镜。4年后“天马”落成,它也是亚洲第一射电望远镜!

2013年12月,“天马”全程参加了嫦娥三号实时观测,使我国VLBI网的灵敏度,提高至2.6倍。叶叔华非常自豪地说:“未来不管航天器到木星、土星或是太阳系边缘,测轨都不在话下。”

作为中国第一位女天文台台长,叶叔华潜心于天文事业研究的同时,也在身体力行地推动中国天文的科普工作。她热衷做一名热心社会科普事业的志愿者,经常在百忙之中抽出时间为青少年学生指导科学实验活动、做科普报告、在广播和影视媒体上讲课,并参与编辑新版《十万个为什么》等科普著作。

她常说,科学工作者自身就是科普的最大受益者,自己从一张白纸到成为天文学领域的专家,也是受到大量天文科普作品的启发和影响。叶叔华不断走进中小学校园,科普天文知识,解答科学疑问。

70岁那年,叶叔华在黑龙江漠河观察20世纪我国能观测到的最后一次月全食,并对孩子们进行科普。当天,由于天气寒冷和连日劳累,叶叔华发起高烧,但她仍然笑容满面地出现在现场。

半年后,有一位年轻的天文工作者对她说:“叶先生,您知道吗?正是因为那次和您一起去漠河,亲眼见证了月全食的整个过程,被浪漫的天文魅力和您专业有趣的讲解深深感染,我才决定了自己未来要走的路。”叶叔华听了非常欣慰,她希望让更多的人了解这份浪漫。

而更让叶叔华高兴的是,在她和一些科学家持之以恒的推动下,上海天文馆终于在2021年6月正式开馆,今后将成为天文科普和教育的重要场所。叶叔华说,作为一座国际化的大都市,上海一直没有一座天文馆,这是积压在她心里40多年的一个结。

2021年,有导演专门拍了一部纪录电影《星河一叶》,首映式在科学会堂举办。

在2021年11月召开的第四届世界顶尖科学家论坛上,95岁的传奇女院士叶叔华,再次引起世界的关注。她全英文演讲,“If you want to get something,you have to fight for it.(如果你想获得平等,必须为之奋斗。)”她提到了女性在职场上的“玻璃天花板”——“事实上,女性承担的家务和家庭的责任更大,需要照顾小孩、老人,要让家庭和睦。作为一名女性,同时作为一名职场人、一位科学家或者工程师是很不容易的。”其实叶叔华的一生,都在不断打破“玻璃天花板”。演讲视频一经发出,迅速冲上热搜榜第一!

大可颐养天年的叶叔华,如今依旧每天到天文台上班,上午9点来到办公室,翻阅文献了解国际和台里的最新进展,一直工作到下午。她说自己还有一个愿望,希望能在太空放两个30米口径的射电望远镜,在深空开展精密低频段射电观测,空中的两个射电望远镜一旦与地面上的高科技设备形成响应与配合,也许将为人类探索宇宙奥秘带来更大的惊喜和变革。

作为首届“中国十大女杰”,叶叔华在天文上取得了如同星星一般耀眼的成就:与同仁奠基了我国世界时系统;建立亚洲首个具有三种新技術设备的国际地面参考坐标基准站;建成亚洲第一射电望远镜,为我国的探月工程作出巨大贡献。有人称赞叶叔华是中国天文界最亮的那颗星,她却笑着说:“我只是一粒小小的芝麻,在漫漫宇宙长河中,不值得一提。”

天文是叶叔华一辈子的浪漫事业,这早已是她生活的一部分。“宇宙是如此浩瀚,人在宇宙中是何等渺小。我要在有生之年,为人类多做些好的事情!”现在叶叔华的身体仍然硬朗,思路十分清晰,宇宙的生命是无极限的,而95岁的她,依然浪漫而年轻!

责编/伊和和

E-mail:yihehe@163.com

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