叶叔华:从“世界时”走向“深空探测”
我出生在广东一个笃信宗教的小康之家。父亲很重视儿女的教育,我们兄弟姐妹共6人,除姐姐读会计外,兄弟4人和我都读了大学,哥哥还凭借自己工作多年的积蓄赴美攻读博士。父母对子女都同样关爱,造就了我大胆、自信的性格和男女平等的信念。
我从小功课就很好,在香港读完了小学和初中。抗战期间,在粤北读完高中,一直是全校优秀学生。高考时父亲多次希望我学医,以便有个好出路。但我执意要读文学,最后折中为数学。1945年我以第一名的高分考入广州中山大学数学天文系,很快就被宇宙的奇妙所吸引,选定了天文专业。对我影响最大的人是我的丈夫程极泰,他是我大学同班同学,后来成为我的终身伴侣。
1949 年6月大学毕业时,广州还没有解放,社会动荡,无法找工作。父亲介绍我们到香港德贞女中(我的母校)当数学教师。当时的生活安定,收入也不低,但我们一直向往回到天文台或大学工作。不久,全国解放,我们两个人立即联系内地的单位,1951年7月回到上海。当时抗美援朝还没有结束,第三次世界大战即将爆发的传闻很多,父亲很舍不得我们离开,我们都曾在抗战时期度过流亡学生生涯,离开香港时已作了要过“穿草鞋住草房”生活的思想准备。实际上,并未有这样的艰苦。
这一年暑假我们来到上海。程极泰到了复旦大学。4个月后,我敲响了上海徐家汇观象台的大门。徐家汇观象台是上海天文台的前身,从1914年起,就参与了国际上世界时综合系统的测定工作。
进台之时,连我在内只有4个业务人员,我的工作就是看星星,每日观测、计算,收时号、校对天文钟、发时号……为世界时间组织提供重要的数据。工作刻板,与我所向往的宇宙奥秘相去甚远,我才干了3天就觉得没意思。但是,在我国大地上只有这一家是长期从事时间工作的,而建国初期精密地图测绘是国家的急需,而时间工作正是测绘的后盾。一旦知道工作的重要性,我就安心了。
我原来很讨厌数字,如今竟整天与数字打交道,心里很烦闷。当时,李珩先生对我说:“数字会说话,就看你懂不懂。”我就注意各种数字的变化,找寻存在的问题,查阅各种资料,才逐渐走上天文测时、地球自转的研究之路。当时全世界十几个天文台合作制定标准世界时,我们的工作精确度总是排在最后。感到自己肩负的重担后,我发奋工作。
落后的时间工作拖了测绘工作的后腿,国务院要求科学院天文系统首先做好时间工作。1954年来,徐家汇观象台的人力和设备得到大力加强。1958年,我承担建立我国世界时综合系统的任务。最先参加的只有紫金山天文台和徐家汇的观测,以后陆续增加了武汉、北京、西安和昆明的观测,形成了全国的综合系统。由于大家的努力,1963年,我国世界时测时精度跃居世界第二位。1965年,经过国家鉴定成为国家基准,以后一直保持国际先进水平。
20世纪 70 年代早期,我从国外期刊上看到美国用射电望远镜、用全新的技术,可以让测量的精确度提高十倍以上。当时我们在传统技术方面已经很不错了,但是如果停步不前,我们马上就会落后了。为此,我找到电子工业部的一位处长,问能不能造一个25米口径的射电望远镜。他坐在办公桌前说不行,之后就不再理我。我没有办法,就在那里站了约15分钟。他后来被感动了,问我还有什么要求,我说要见部长。后来见到了部长,问题解决了。
祖国的改革开放使我国天文地球动力学研究获得了好时机。1978年,中国天文事业与国际接轨第一次成为现实,我有机会走出国门,第一次带团到法国进行业务访问。第二年,又带团去美国,专门考察激光和射电两项新技术。以后,我又担任了上海天文台的台长,与欧、美、澳、日许多天文台和研究所建立合作。
上海天文台同仁非常努力,在改革开放的大潮中,我们派出骨干到美国去学习研制激光人造卫星距离和射电长基线干涉的核心部件和数据处理方法,建立从观测设备到数据处理的整套队伍,赶上了1981-1985年间国际上的“地球自转联合观测”。在总结会上,上海天文台给出了国际上用激光测人卫、激光测月和射电长基线的国际联合观测分析报告,这是会上仅有的、由一个单位提出的三种新技术的结果分析,得到国际同行的赞许。这样,在 1988 年国际地球自转合作确定从经典技术转入新技术的时候,上海天文台赶上了技术转型的时代。
新技术以几十倍的精度提高,超越了原来的世界时和北极移动的观测,还首次用于测定地壳运动。中国是一个地震多发的国家,承受了世界三分之一的6级以上大陆强震与地壳运动。新兴的GPS 技术更广泛用于地壳运动监测。1991-2001年,我和国家测绘局、总参测绘局、中国科学院的同行,争取了首届科技部的攀登项目“现代地壳运动与地球动力学”,联合了天体测量、大地测量、地质、地震、地球物理等130多位同行,奋斗10年,得到第一幅中国大陆地壳运动图,还有许多有关的研究报告。我担任首席科学家。要研究中国的地壳运动,牵涉到相邻的地区,首先是亚太地区,这里人口众多,自然灾害频发,而这方面的研究相对落后。我们通过攀登项目已经组织起来,而且在我国大陆上已经建立了一些激光人卫站、射电长基线站和GPS站,有相当的实测数据了。
回顾学科的发展,感慨良多。地球自转的观测,代表地球在空间中的指向,在精密的导航、测轨、定位都是不可缺少的参数。而当前使用的激光测距、射电长基线干涉、GPS等技术既用在测定地球自转、地壳运动和地面参考坐标上,还应用在卫星和深空飞船定位定轨上。
上海天文台由于同时建立这三种技术的观测站,长期以来,成为国际地面参考坐标系的基准站。这样级别的基准站,我国至少还应再建三个,分布在不同地区。
我还十分高兴地看到,在深空探测中,射电长基线干涉,已经用在我国的探月飞船定轨之中,今后还将用在火星和其他大行星和小行星的探测上。激光测距,已经在导航定位的卫星系统中应用,还在卫星和地面的时间比对上得到前所未有的高精度。我衷心为我的同行欢呼,30年来大家不辞辛劳建立的新技术,从原来的天文基础研究发展到今天国家开展的深空探测和多种空间技术的应用之中,不断开拓前进。
(节选自《新民晚报》,2010-05-09,B1版)