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探索未知星空的天文學(xué)家葉叔華

2020-01-19 03:26周文平
金秋 2019年19期
關(guān)鍵詞:天文臺(tái)射電天文

文/周文平

中山大學(xué)天文系畢業(yè)后,她憧憬璀璨的浪漫星空,硬是闖進(jìn)只有男性參與的天文領(lǐng)域。經(jīng)歷了最初的迷茫,她一往無前,堅(jiān)定地在星空探索無限未知的世界。她讓“北京時(shí)間”回蕩在中國大地,為中國探月工程、火星探測及其他深空探測工程應(yīng)用做出重大貢獻(xiàn)。她就是中國科學(xué)院院士、天文學(xué)家葉叔華,也是我國迄今為止唯一一位女天文臺(tái)臺(tái)長。

倔強(qiáng)女孩硬闖天文領(lǐng)域

今年92歲的葉叔華出生于廣州。在她讀小學(xué)時(shí),父親為了謀生,舉家搬遷至香港。在戰(zhàn)火紛飛的年代,年少的葉叔華雖然經(jīng)歷了顛沛流離的生活,但她的學(xué)習(xí)并未因此而耽誤??箲?zhàn)勝利,愛好文學(xué)的她準(zhǔn)備考取中山大學(xué)文學(xué)專業(yè)。“你念文學(xué)恐怕將來連飯都吃不上!不如學(xué)醫(yī)吧!”父親考慮現(xiàn)實(shí),不同意女兒學(xué)文。但葉叔華堅(jiān)決不肯學(xué)醫(yī),父女倆僵持到最后各退一步,經(jīng)過三次修改志愿,葉叔華填報(bào)數(shù)學(xué)系。最終葉叔華以理學(xué)院第一名高分,被中山大學(xué)數(shù)學(xué)天文系錄取。

葉叔華在中山大學(xué)接受扎實(shí)的教育,數(shù)學(xué)天文系知識(shí)面很廣,但她都能學(xué)會(huì)。就連同學(xué)們公認(rèn)最難的課,幾乎沒人能過,她卻能高分通過。

經(jīng)過一年基礎(chǔ)學(xué)習(xí),葉叔華對天文學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣,大二時(shí)便專修天文學(xué)?!拌驳男强湛杀瓤菰锏臄?shù)字可愛得多?!边@個(gè)憧憬浪漫的女孩愛上天文還有另外一個(gè)原因。一個(gè)名叫程極泰的男同學(xué)因?yàn)闊釔厶煳?,不惜放棄在武漢大學(xué)已完成兩年的學(xué)業(yè),轉(zhuǎn)入中山大學(xué),葉叔華對這名男同學(xué)充滿好奇。接下來的日子,程極泰在學(xué)校期間就發(fā)表了多篇天文方面的文章,他的才華和刻苦深深吸引了葉叔華,兩人很自然地相知相愛了。

葉叔華和程極泰從中山大學(xué)畢業(yè),到香港一所中學(xué)當(dāng)了老師。但是很快,這對愛國青年放棄了香港生活,回來報(bào)效祖國。

葉叔華一心想從事天文工作,她給徐家匯觀象臺(tái)寫了求職信,希望進(jìn)入天文臺(tái)。天文臺(tái)工作人員收到一位24歲姑娘的求職信,非常驚訝,因?yàn)樘煳囊恢笔悄行浴邦I(lǐng)地”。這個(gè)中國最早的天文觀象臺(tái),80年歷史里沒接納過一個(gè)女性工作人員。負(fù)責(zé)人委婉拒絕了她,葉叔華憤憤不平:“我是學(xué)天文的,為什么不能干天文?”她提筆給管轄徐家匯觀象臺(tái)的紫金山天文臺(tái)臺(tái)長張鈺哲寫了封長信,“義正詞嚴(yán)”地歷數(shù)五個(gè)不該不錄用自己的理由?!斑@個(gè)女孩有點(diǎn)意思!”葉叔華的沖勁一下子引起張臺(tái)長注意。當(dāng)?shù)弥~叔華在校成績優(yōu)異,曾是中山大學(xué)數(shù)學(xué)天文系狀元時(shí),張鈺哲欣然批準(zhǔn)錄取這個(gè)勇敢女性。

葉叔華如愿以償,進(jìn)入夢寐以求的天文領(lǐng)域。但進(jìn)入觀象臺(tái)后,她才發(fā)現(xiàn)與想象中探索宇宙奧秘的天文科研根本不一樣,這里只有四名從事業(yè)務(wù)的工作人員,每日刻板地觀測、計(jì)算、接收時(shí)號(hào)、校對天文鐘、發(fā)播時(shí)號(hào),工作單調(diào)令人乏味。設(shè)備簡陋,辦公條件特別差,吃飯時(shí)拿報(bào)廢的汽油桶當(dāng)桌子,在上面放飯碗、菜碗……葉叔華一時(shí)感到無所適從,心中十分迷茫。

一往無前建立“北京時(shí)間”

現(xiàn)實(shí)與理想總是相差太遠(yuǎn),枯燥的工作讓葉叔華想過放棄?!叭绻x開,我能去哪里?”她根本沒有方向,實(shí)在沒辦法,她只能默默跟著同事工作。最后,她想明白了:“不理解、不適應(yīng)也得堅(jiān)持,因?yàn)榍叭硕际沁@樣做的?!泵總€(gè)夜晚對著天空,仔細(xì)觀測每顆星星位置變化,還要進(jìn)行大量復(fù)雜計(jì)算,不僅不浪漫反而枯燥。由于室內(nèi)外溫差會(huì)對觀測產(chǎn)生影響,每天晚上,天文臺(tái)觀測室屋頂都要打開,這可苦了葉叔華,冬天,她的手腳凍得發(fā)麻,但為了能靈活操作還不能戴手套;夏天,明知蚊蟲叮咬,不能放松操作望遠(yuǎn)鏡的雙手,以免影響觀測質(zhì)量。程極泰看著愛人被蚊子叮得滿身是包,心疼地說:“最好晚上下雨,就有一天休息了?!?/p>

當(dāng)時(shí)巴黎有個(gè)名為國際時(shí)間局的機(jī)構(gòu),其分支分布在世界各地有條件進(jìn)行時(shí)間觀測的天文臺(tái),每半個(gè)月向該局報(bào)告一次觀測結(jié)果。國際時(shí)間局經(jīng)過周密計(jì)算,確定的時(shí)間就稱為世界時(shí)。徐家匯觀象臺(tái)是中國唯一一家參加世界聯(lián)合觀測的天文臺(tái),負(fù)責(zé)向上述機(jī)構(gòu)發(fā)送觀測結(jié)果。它是上海天文臺(tái)前身,由法國人創(chuàng)建。之所以在上海建立天文臺(tái),就是為了觀星測定時(shí)間。這種測定時(shí)間的方法是以地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(shí)間。

剛剛解放的新中國,極度缺乏天文專業(yè)人才,我國測量時(shí)間的精確度在全世界屬倒數(shù)水平。在一次天文部門與測繪部門共同召開的會(huì)議上,有專家直言不諱:“不用你們的結(jié)果還好,用了你們的結(jié)果,反把我們的工作搞壞了。”雖然這批評不是直接針對葉叔華,但卻激起她的決心:“我們的工作多么重要,有人等著用。而且我們工作好壞,國際上也看得見,一定要設(shè)法把這項(xiàng)工作做好。”

1958年,我國提出建立自己的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間系統(tǒng),葉叔華勇敢地挑起這個(gè)擔(dān)子。她說:“這個(gè)天文臺(tái)是從法國人手里接管的,我們當(dāng)然有責(zé)任把它變好。就算是國家沒要求,你也會(huì)覺得總不能比法國人差?!比~叔華帶領(lǐng)一個(gè)課題組,反復(fù)試驗(yàn)、反復(fù)研究,排列多種數(shù)據(jù)處理方案,苦苦尋求適用我國綜合世界時(shí)數(shù)據(jù)處理方法。經(jīng)大量嚴(yán)謹(jǐn)試驗(yàn)分析,最終找到一套適合我國觀測臺(tái)站綜合世界時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算處理方法。新數(shù)據(jù)模型應(yīng)用后,效果驚人地理想,數(shù)據(jù)處理獲得成功。到1963年,我國測時(shí)精確度已經(jīng)躍居世界第二。1965年,我國結(jié)束采用別國時(shí)間訊號(hào)歷史,北京時(shí)間自此沿用至今。北京時(shí)間的建立,滿足了全國多方面需求,為國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出重大貢獻(xiàn)。

葉叔華深深理解了科學(xué)的真諦:“我想任何科學(xué)當(dāng)你把它定為目標(biāo)時(shí),你就覺得它是很美妙的。但是,你要真正接近這個(gè)目標(biāo)的時(shí)候,才發(fā)現(xiàn)它依然是很枯燥的。任何一門科學(xué)都是這樣,要下好多苦功,沒有很多苦功,你是達(dá)不到目標(biāo)的?!?/p>

生命不息貢獻(xiàn)不止

“文化大革命”,讓葉叔華和大批天文工作者受到?jīng)_擊,他們被關(guān)進(jìn)牛棚,我國天文工作幾乎陷入癱瘓。讓葉叔華感到心痛的不只是遭受不公正待遇,最重要的是白白浪費(fèi)了數(shù)年時(shí)間。剛走出牛棚的葉叔華就跑去圖書室,在積滿灰塵的書堆里翻閱國外天文學(xué)雜志,她急于知道外國同行這幾年到底在做什么。當(dāng)?shù)弥獓馊嗽煨l(wèi)星已經(jīng)上天,測量時(shí)間采取了新技術(shù)和儀器,精確度比以前提高幾十倍時(shí),葉叔華受到很大沖擊。射電望遠(yuǎn)鏡和甚長基線干涉測量(VLBI)技術(shù)也因此進(jìn)入她的視野。葉叔華真切地感受到:隨著這些新技術(shù)和新方法的出現(xiàn),墨守成規(guī),遲早要被世界淘汰。

葉叔華決定發(fā)展甚長基線干涉測量技術(shù)。她隨后便進(jìn)京登門拜訪電子工業(yè)部一位處長。“中國一定要發(fā)展甚長基線干涉測量技術(shù)和激光測月,我們能否制造一臺(tái)25米射電望遠(yuǎn)鏡。”處長坐在辦公桌前,根本沒拿她的話當(dāng)回事,直截了當(dāng)回絕:“不行?!闭f完不再理睬她。葉叔華想不出別的辦法,就在處長辦公室默默站著。“你怎么還不走?還有什么要求?”處長看她站了足足15分鐘,又問她?!拔乙姴块L?!碧庨L拗不過這個(gè)倔強(qiáng)女人,只好答應(yīng)。第二天,葉叔華見到部長,部長非常和氣地答應(yīng)了她的要求。但是,甚長基線干涉任務(wù)還要在中科院立項(xiàng)。于是,葉叔華去找經(jīng)管的局長。她向局長講明為何一定要做VLBI和激光測距。在她向局長“科普”幾天后,局長被她磨得沒辦法,認(rèn)為她做的東西也不大,就點(diǎn)頭同意立項(xiàng)。

在葉叔華努力下,我國建成6米射電望遠(yuǎn)鏡,并開始參與美國和歐洲等一系列國際聯(lián)測。接著,在葉叔華帶領(lǐng)下,上海天文臺(tái)射電天文研究室規(guī)劃了中國VLBI網(wǎng)概貌:新建烏魯木齊25米射電望遠(yuǎn)鏡,改建昆明10米射電望遠(yuǎn)鏡,改進(jìn)上海25米射電望遠(yuǎn)鏡及數(shù)據(jù)處理中心。這使得上海天文臺(tái)和中國天文界迅速趕上20世紀(jì)八九十年代國際天文從經(jīng)典觀測轉(zhuǎn)向空間觀測的潮流。

葉叔華在54歲時(shí)出任上海天文臺(tái)臺(tái)長,她是我國迄今為止唯一一位女天文臺(tái)臺(tái)長。61歲時(shí),葉叔華當(dāng)選為國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)副主席。幾年后,她主持亞太空間地球動(dòng)力學(xué)國際合作計(jì)劃。這是少數(shù)幾個(gè)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)中央局和秘書部工作,在項(xiàng)目中始終起核心作用。該項(xiàng)研究首次建立中國天文的完整圖像,并成功預(yù)測了厄爾尼諾災(zāi)害;第一次清楚測定中國地殼運(yùn)動(dòng),掌握了地殼板塊運(yùn)動(dòng)劇烈的地方,也就是地震高發(fā)區(qū)。

為了表彰葉叔華對天文事業(yè)做出的貢獻(xiàn),紫金山天文臺(tái)將該臺(tái)新發(fā)現(xiàn)的3241號(hào)小行星命名為“葉叔華星”。只有行業(yè)中的頂尖人物才會(huì)有這樣的待遇,然而,她卻平淡地說:“我從來沒有刻意觀測過天空中用自己名字命名的這顆星星?!?/p>

2007年,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射,因?yàn)橹拔覈教炱髯钸h(yuǎn)只去過8萬公里遠(yuǎn)的太空,而地月之間有38萬公里,“嫦娥一號(hào)”變軌成為一大難題。葉叔華自告奮勇:“我們承諾在10分鐘之內(nèi)完成VLBI測軌任務(wù)?!币匀~叔華為首的專家組,正是利用甚長基線干涉測量技術(shù),成功攻克這一技術(shù)難關(guān)。

為更好發(fā)揮VLBI網(wǎng)作用,葉叔華向上海市領(lǐng)導(dǎo)建言再做一個(gè)65米望遠(yuǎn)鏡,成為中國科學(xué)院和上海市合作項(xiàng)目,未來不管航天器到木星、土星或太陽系邊緣,測軌不在話下。2012年,上海新地標(biāo)“天馬”65米射電望遠(yuǎn)鏡落成,在深空探測和天文研究中發(fā)揮很大作用。

近幾年,中國正在參與多個(gè)國際合作天文項(xiàng)目,葉叔華最關(guān)心中國參與的“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)”項(xiàng)目。她說:“簡單來說,項(xiàng)目要做一個(gè)信號(hào)總接收面積超過一平方公里的望遠(yuǎn)鏡,可是這太大了,所以就分成數(shù)千個(gè)陣列望遠(yuǎn)鏡來建設(shè)。這個(gè)項(xiàng)目的目的是探索大爆炸后,宇宙如何從黑暗時(shí)代走到有光時(shí)代,是一個(gè)過程很長的研究,參與項(xiàng)目對中國而言是好事?!?/p>

業(yè)余時(shí)間,葉叔華積極推廣天文學(xué),向上海市領(lǐng)導(dǎo)建議的上海天文館正在建設(shè)。該館將成為世界級(jí)大型天文館,為廣大群眾普及天文知識(shí)?!拔蚁M茉谏虾=ㄔO(shè)一個(gè)區(qū)域性科學(xué)數(shù)據(jù)中心,不限于中國,甚至不限于亞洲。此外,我和上海天文臺(tái)同仁還在構(gòu)想,在距離地球9000公里外的太空,建兩個(gè)30米的射電望遠(yuǎn)鏡,開創(chuàng)空間低頻射電新領(lǐng)域,這一定會(huì)讓外國同行嘖嘖稱贊?!?/p>

2019年1月3日,嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸,這將為今后遠(yuǎn)程空間探測提供新基地,開創(chuàng)人類空間探測新紀(jì)元。這次任務(wù)中,一分鐘就完成測軌,這和葉叔華的貢獻(xiàn)是分不開的。已經(jīng)90多歲的葉叔華每天還要堅(jiān)持上半天班。她說:“喜歡科學(xué),熱愛科學(xué),將一輩子投身在科學(xué)事業(yè)是一件幸福的事?!?/p>

如今,葉叔華最大的享受是每晚回家,與老伴一起聽著音樂分頭工作。她的養(yǎng)生“秘訣”就是一直保持工作和思考。有人問她為什么年過九旬還要堅(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(huì)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(shí)候多努力。只要我還能工作,我就會(huì)繼續(xù)工作?!?/p>

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