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天文界“90 后”叶叔华:天文是一辈子的浪漫事业

2022-02-16雨匀音

初中生世界·七年级 2022年2期
关键词:天文台天文科普

雨匀音

叶叔华,中国科学院上海天文台名誉台长,我国天文地球动力学的奠基人之一。在中国,大家习惯叫她“叶先生”;在浩渺的宇宙中,3241号小行星被命名为“叶叔华星”。

叶叔华的职业生涯,意味着对世界科学研究最高峰的不懈攀登。1958年,叶叔华挑起了筹建我国世界时综合系统的重担。20世纪70年代初,叶叔华提出了发展VLBI(very long baseline interferometry的缩写,简称甚长基线干涉测量技术,就是把几个小望远镜联合起来,达到一架大望远镜的观测效果)的计划,推进该项目正式启动,并在我国“探月”和“探火”等深空项目中发挥了重要的作用。

这位天文界的“90后”也有不按常理出牌的可爱的另一面。比如,人们通常认为,小行星被命名为自己的名字是件浪漫的事,叶叔华却觉得被命名毫无意义——反而认为小行星们长得像洋芋、山药蛋,外形很丑,是宇宙空间的“废物”。再比如,对于一些有关“水逆”之类的说法,叶叔华觉得很无聊,完全没有科学道理。

有人称赞叶叔华是中国天文界最亮的那颗星,她却说:“我只是一粒小小的芝麻,在漫漫宇宙长河中,不值得一提。”

与天文结缘,主持建立中国世界时系统

1927年,叶叔华在广东出生,同年12月,广州起义爆发,革命的烈火迅速在这座城市蔓延。迫于战争和生计,叶叔华跟随家人经历了多次迁徙才完成学业。1945年,中山大学来中学招生。一门心思想学古文的叶叔华,遭到父亲的阻挠。两人三改志愿达成折中方案:数学系。由于当时的中山大学没有单独的数学系,只有数学天文系,叶叔华便被理学院以全区第一名的高分录取。

叶叔华大一时,被邹仪新教授讲的天文课深深吸引了。到了大二,她便决定主修天文。1950年暑假,她和人生伴侣程极泰一起到南京紫金山天文台求职。当时,工作人员回答她“天文台只招一个男的”。吃了“闭门羹”的叶叔华很不服气,提笔写了一封长信给当时的台长、天文学家张钰哲,列举五个“不应该不用自己”的理由,成功说服了台长。1951年底,叶叔华进入当时紫金山天文台所属的上海徐家汇观象台工作。

这里恰恰是叶叔华天文事业的开始。当时全国就这么一家完备的时间工作站,条件艰苦,在半地下室办公,员工就四个人。叶叔华说,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。观测需要手眼并用、全神贯注,身材矮小的叶叔华只有站在一块小平板上才方便操作。冬天,操作仪器时不能戴手套,叶叔华常被冻得手指发僵。

新中国成立之初,还没有一份统一的全国地图,这影响了大型的工程建设。很多省份还没有精确测量,3万名测绘工作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,地图就拼不起来。国务院要求科学院首先做好时间工作。1958年,筹建我国世界时综合系统的重担,落在了叶叔华身上。“我衡量了一下,要做得和国际上一样好,最主要是保持数据平稳,要搞一套自己的方法。”叶叔华说。他们最先遵循了国际时间局的原则,但后来发现,中国授时台站的数量与国际时间局及苏联系统相差太远,不能照搬,最后改用了自己的方案。叶叔华回忆,到了1964年,中国世界时系统达到世界第二名,1966年初正式作为我国的时间基准向全国发送标准时间,这就是后来的“北京时间”。叶叔华也因此有了“北京时间之母”的称号。

拓荒“无人区”:VLBI的变革

熟悉叶叔华的人,都能背得出她的一句口头禅:办一件事,假设只有40%的把握,如果停在那里不动,就会慢慢变成20%的把握,最后变为零;但积极争取,可以将其变成60%或70%的把握,最后将事情办成。拓荒“无人区”,一直是她性格中的重要特质。

1970年,她恢复工作的第一件事,就是跑到图书室看国外同行在做什么。叶叔华了解到,1966年,新出现的VLBI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,相距可达几千公里。更让叶叔华振奋的是,这一技术利用空间射电源,银河系外也能观测到。由于VLBI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;但叶叔华敏锐地看到了它的应用前景。1973年,她提出了发展VLBI的计划,从自己的队伍里头挑选了一批“骨干”出来,决定先试制6米望远镜。

“人很奇怪,先把难的吃掉,容易的就好弄。如果先做了容易的,难的就开展不起来。” 1981年10月,叶叔华担任上海天文台台长,VLBI项目正式上马。1988年起,国际天文学会和国际大地测量学会宣布,世界时测定全部采用VLBI、激光测距人造卫星和GPS等新技术。如果当初没有预估到这一趋势,我国的时间测量优势将全军覆没。

20世纪90年代,本来一直用处不大的VLBI,恰巧赶上我国启动“探月工程”。之前,我国航天器最远只去过8万公里远的太空,而地月之间有38万公里。当时面临的一个棘手难题,即卫星飞到月球附近要改变轨道,需要非常精确的空间测量。“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’。”叶叔华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”发射时,四站联测将VLBI测轨结果报到北京的时间更是缩短至1分钟。

把天文当作一辈子的浪漫事业

叶叔华潜心于天文研究的同时,也是一名热心社会科普的志愿者。她经常在百忙之中抽出时间为青少年指导科学实验活动,做科普报告,在媒体上讲课,并参与编辑了新版《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。

2019年3月,耄耋之年的她和一群青少年到漠河观测日全食。因途中受了风寒,她突发高烧。为了不让孩子们失望,她仍然坚持出席最后一晚的联欢会,满面笑容地跟大家讲话。她希望让更多人了解这份浪漫。“年轻人,一定要努力学习,只争朝夕。现在是科技发展日新月异的时代,稍不留神,机会就会溜走。身为科学家,总要在有限的时间里多做一些于国于民有意义的事情。”更让叶叔华欣慰的是,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年夏季正式开馆,今后将成为天文科普和教育的重要场所。“作为一座国际化的大都市,上海一直没有一座天文馆,这是积压在我心里40多年的一个结。”接下来,在她的倡导和推动下,上海又建成了65米射电望远镜(天马望远镜),从而使我国VLBI网的灵敏度提高至2.6倍以上。

大可颐养天年的叶叔华,依旧每天到天文台上班,从早上9点,一直工作到下午。“每个人把自己的工作做好,都是一份很珍贵的贡献!”办公室墙上,有一幅根据叶叔华语录创作的书法,这是叶叔华的自勉,也是叶先生对忙碌在大小岗位上的你我,提出的期许。

(根据2021年第12期《新民周刊》文章《天文界“霸道奶奶”葉叔华访谈 我们从跟着跑,到并排跑》、2021年第10期《时代邮刊·下半月》文章《叶叔华:天文是一辈子的浪漫事业》综合整理)

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