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葉叔華:建立北京時間的女天文學(xué)家

她是我國歷史上第一位也是唯一一位女天文臺臺長。她建立、發(fā)展了中國的世界時綜合系統(tǒng),并使得該系統(tǒng)精度從1963年起一直保持國際先進(jìn)水平。她力主設(shè)立的基線干涉站,為“嫦娥一號”探月創(chuàng)造了必要條件。1988年,她當(dāng)選為國際天文學(xué)聯(lián)合會副主席。1994年,紫金山天文臺將一顆新發(fā)現(xiàn)的小行星以她的名字命名。她就是中國科學(xué)院院士、天文學(xué)家葉叔華。

曾三次修改大學(xué)志愿

1945年抗戰(zhàn)勝利,中山大學(xué)招生,葉叔華的初衷是報考文學(xué)專業(yè)?墒歉赣H不同意,怕念文學(xué)將來連飯都吃不上,想讓她學(xué)醫(yī)。葉叔華堅(jiān)決不肯,三次修改志愿,最終雙方各退一步,填報了數(shù)學(xué)系。中山大學(xué)當(dāng)時沒有單獨(dú)的數(shù)學(xué)系,只有數(shù)學(xué)天文系。葉叔華以理學(xué)院第一名的高分,被中山大學(xué)數(shù)學(xué)天文系錄取。

由于是數(shù)學(xué)天文系,要學(xué)數(shù)學(xué)和天文學(xué)的專業(yè)課程,涉及的知識面很廣。比如物性學(xué),現(xiàn)在物理專業(yè)的學(xué)生也未必涉及的,葉叔華當(dāng)年都學(xué)了。系里有門叫實(shí)變函數(shù)的課程,學(xué)生公認(rèn)是最難的課,很少有人能過,但葉叔華高分通過,其中當(dāng)然少不了埋頭苦讀的辛勤汗水。在中山大學(xué)接受的扎實(shí)教育和養(yǎng)成的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng),為葉叔華日后的研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

提升我國世界時測時精度

1951年,葉叔華進(jìn)入徐家匯觀象臺工作,她是那里的第一位女性研究人員。徐家匯觀象臺是上海天文臺的前身,由法國人創(chuàng)建。之所以在上海建立天文臺,就是為了觀星測定時間。這種測定時間的方法是以地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動為基準(zhǔn),通過觀測不同恒星在天空中的位置而得到標(biāo)準(zhǔn)時間。測定時間后,通過無線電系統(tǒng)發(fā)送給在上海附近海面上的航船。航船對比時間訊號與格林尼治時間,就可以確定自己所在的經(jīng)度。新中國成立后,測繪地圖同樣需要用這種方法,通過精確定時來確定方位。

當(dāng)時在巴黎有一個名為國際時間局的機(jī)構(gòu),其分支分布在世界各地有條件進(jìn)行時間觀測的天文臺,每半個月向該局報告一次觀測結(jié)果。國際時間局經(jīng)過周密計(jì)算,確定的時間就稱之為世界時。徐家匯觀象臺是中國唯一一家參加世界聯(lián)合觀測的天文臺,負(fù)責(zé)向上述機(jī)構(gòu)發(fā)送觀測結(jié)果。

這也正是葉叔華當(dāng)年做的工作――看星星,定時間。聽起來很浪漫,但每個夜晚對著天空,仔細(xì)觀測每顆星星位置的細(xì)微變化,還要進(jìn)行大量復(fù)雜的計(jì)算,不僅不浪漫,反而很枯燥。由于室內(nèi)外的溫差會對觀測產(chǎn)生影響,觀測時要把屋頂拆掉,使內(nèi)外溫度一致。上海的冬天潮濕陰冷,與溫暖的廣東截然不同;夏天蚊子滋生,常常叮得觀測人員渾身是包。

剛解放的新中國,極度缺乏天文專業(yè)人才,葉叔華除了進(jìn)行觀測,還要經(jīng)常指導(dǎo)其他參與觀測的同志。而他們所用的設(shè)備,還是法國人在19世紀(jì)30年代購置的,已經(jīng)破舊不堪。1958年,我國提出建立自己的標(biāo)準(zhǔn)時間系統(tǒng),葉叔華是主要帶頭人。剛開始,我國測量時間的精確度在全世界是倒數(shù)水平。葉叔華說:“我們就覺得這個天文臺是從法國人手里接管的,我們當(dāng)然有責(zé)任把它變好,對吧?就算是國家沒有要求,你也會覺得總不能比法國人差!苯(jīng)過葉叔華團(tuán)隊(duì)的努力,到了1963年,我國的測時精確度已經(jīng)躍居世界第二。1965年,我國結(jié)束了采用別國時間訊號的歷史,北京時間自此沿用至今。

建設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡

射電望遠(yuǎn)鏡和甚長基線干涉測量(VLBI)技術(shù)從此進(jìn)入葉叔華的視野。“文革”后期,中科院向各個單位詢問發(fā)展事宜,她就大膽提出了發(fā)展甚長基線干涉測量技術(shù)。還跑去當(dāng)時的電子工業(yè)部跟人磨嘴皮子,說中國一定要發(fā)展甚長基線干涉測量技術(shù)和激光測月。

如今上海新地標(biāo)“天馬”65米射電望遠(yuǎn)鏡,也是葉叔華一手促成的!疤祚R”建設(shè)的每個階段,她都會去工地看看;建成投用后,她多次為前來參觀的公眾擔(dān)任講解員。

新時代的繼續(xù)探索

1981年,葉叔華出任上海天文臺臺長,她是我國迄今為止唯一一位女天文臺臺長。隨著改革開放的起步,中外天文界的學(xué)術(shù)交流也豐富起來。

觀測精度的極大提高,使得天文臺的作用不僅局限于測定時間,還可以觀測地球板塊運(yùn)動、海平面變化等等。由此,一個嶄新的分支學(xué)科――天文地球動力學(xué)形成了。這項(xiàng)研究云集了100多名科研人員和30多名專家教授,葉叔華出任該項(xiàng)目的首席科學(xué)家。1994年,葉叔華主持了亞太空間地球動力學(xué)國際合作計(jì)劃。這是少數(shù)幾個以我國為主體的大型國際科研合作項(xiàng)目之一。我國負(fù)責(zé)中央局和秘書部的工作,在項(xiàng)目中始終起著核心作用。參與的除了我國,還包括美國、德國、日本、澳大利亞等國家,項(xiàng)目一直延續(xù)至今。

該項(xiàng)研究首次建立了中國天文的完整圖像,并成功預(yù)測了厄爾尼諾災(zāi)害;第一次清楚地測定了中國的地殼運(yùn)動,掌握了地殼板塊運(yùn)動劇烈的地方,也就是地震的高發(fā)區(qū)。2008年的汶川大地震,一直有人質(zhì)疑為何未能及時預(yù)報。葉叔華澄清說:“目前的科學(xué)發(fā)展水平,對地震還無法作出精確的預(yù)測,只能說哪個地方板塊運(yùn)動比較活躍,容易發(fā)生地震。相信隨著科技的進(jìn)步,地震預(yù)報的難題遲早會被攻克! 隨后,葉叔華還參與了我國的奔月工程。探月衛(wèi)星飛向月球時會進(jìn)行變軌,需要精確計(jì)算運(yùn)行軌道,而精確計(jì)算的前提是精確測量。由于月亮和地球之間的距離大約為38萬公里,而我國的精確測距范圍最遠(yuǎn)只有8萬公里,“嫦娥一號”的變軌成為一大難題。以葉叔華為首的專家組,正是利用甚長基線干涉測量技術(shù),成功地攻克了這一技術(shù)難關(guān)。

為了表彰葉叔華對天文事業(yè)做出的貢獻(xiàn),1994年8月,紫金山天文臺將一顆新發(fā)現(xiàn)的小行星命名為“葉叔華星”。在我國,能冠名小行星的,都是行業(yè)中的頂尖人物,如祖沖之、沈括、巴金等。這充分說明了葉叔華在天文科學(xué)中的地位。然而葉叔華平淡地說,她從來沒有刻意觀測過天空中用自己名字命名的這顆星星。

研究之外的多彩生活

除了研究工作,葉叔華院士還擔(dān)任了眾多社會職務(wù),歷任全國人大常委會委員、全國政協(xié)委員、上海市人大常委會副主任、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會副主席。

作為一名科技工作者,對青少年進(jìn)行科普教育一直是葉叔華關(guān)心和強(qiáng)調(diào)的。少年兒童出版社推出《十萬個為什么》時,葉叔華就是負(fù)責(zé)天文卷的編委。說到這一點(diǎn),葉叔華連連擺手,謙虛地說:“其實(shí)我沒做什么工作,都是下面的作者在做。我的日常工作太忙,只能做些支持的工作!

葉叔華還發(fā)起成立上海市科學(xué)普及志愿者協(xié)會并擔(dān)任會長。有一次,她同廣大天文愛好者同赴漠河觀測日全食。觀測結(jié)束后回到哈爾濱,她因勞累過度受了風(fēng)寒,突發(fā)高燒。為了不讓孩子們失望,她仍滿面笑容地出席最后一晚的聯(lián)歡會,使大家深受感動。孩子們親切地稱呼她為“奶奶”,不少小朋友甚至把她視為自己的偶像,立志成為像她一樣的科學(xué)家。

作為全國人大常委、上海市人大常委會副主任,葉叔華堅(jiān)定地?fù)?dān)當(dāng)起自己的職責(zé)。從建議制定科技節(jié),到憤怒譴責(zé)盜版行為,從簽名倡議不吃野生動物,到呼吁改善人才待遇環(huán)境,她提交的有分量的提案非常多。提起這些,她只是簡單地說:“人家推舉你做代表,總要盡到自己的責(zé)任。其實(shí)我真正能做的很少,但這些正確的行動,我一定要支持!

工作繁忙,屬于葉叔華的私人時間并不多。每天晚上回家,與老伴一起聽著音樂分頭工作,就是她最大的享受。有人詢問她為什么年過八旬還要堅(jiān)持工作。她說:“拿天文的眼光看,人的一輩子有多長?就算100歲,也是很短的。100歲中,能給社會做貢獻(xiàn)的,恐怕不到50年。所以好多事情,還是要靠我們能做的時候多努力。只要我還能工作,我就會繼續(xù)工作,除非有一天我做不動了!

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