葉叔華的“天文”人生

葉叔華的“天文”人生

作者：***

來源：《中國新時代》2022年第04期

浩瀚星空，科學探索永無止境。步入鮐背之年的葉叔華，依然是老驥伏櫪、志在千里，絲

毫沒有停下探索的腳步。

“如果你想要獲得平等，你必須為之奮斗。”2021年11月2日，在第四屆世界頂尖科學家

論壇舉辦的首場“她”論壇上，一位女院士進行了20分鐘的全英文脫稿演講，鼓勵女性打破“玻

璃天花板”。

這段發言迅速走紅網絡，并登上熱搜榜第一。而演講的主人公正是中國首位女性天文臺臺

長、我國天文地球動力學的開拓者、被譽為“北京時間之母”的葉叔華。

主持建立中國世界時系統

葉叔華走上天文之路，是從測算、發布精準的“北京時間”開始的。

1950年，葉叔華和丈夫來到南京，并向紫金山天文臺求職。然而，現實給葉叔華迎面潑

了一盆冷水：紫金山天文臺答復說，只打算招一名男性。倔強的她沒有退縮，而是給臺長寫了

一封長信，列舉了五大“不應該不用自己”的理由。最終，葉叔華如愿進入了當時紫金山天文臺

所屬的上海徐家匯觀象臺，成為這里的第一位女性工作人員。

葉叔華的第一份工作是觀測天象，幾個人輪班倒，白天黑夜不間斷地觀測。冬天為了保證

室內外溫度一致，就得打開觀測室的頂棚和窗戶。南方的冬天濕冷，哪怕沒有風，幾個小時在

室外，手指也凍得僵硬;夏天蚊蟲多，一個勁兒地叮咬，也只能忍受。辦公條件艱苦，沒有地

方吃飯，葉叔華就把報廢的汽油桶當成餐桌，在上面吃午飯。

也正是在走上工作崗位后，葉叔華發現了現實和想象中的差距。她沒想到，看似浪漫的天

文事業，其實更多是具體瑣碎且重復性的工作。葉叔華想過離開，但“去哪里，根本沒有方向”;

沒有辦法，“只能待在那里，慢慢地跟著做些工作”。“不理解、不適應也得要堅持，因為前人

都是這樣做的。”

重復的工作會讓人感到異常枯燥乏味，而來自外界的批評更讓葉叔華嘗到委屈的滋味。新

中國成立后，國家對高精度的授時工作有迫切需求，尤其是測繪部門。因為當時全國僅有1/3

的面積進行過精度較低的測量，而且成果質量參差不齊，測繪基準不統一，致使許多省與省之

間的地形圖都不能拼接。在國家需求推動下，徐家匯觀象臺購置了儀器、增添了人手，授時工

作有了很大提高，但一時還是滿足不了需求。

在1955年的一次與測繪部門共同召開的會議上，由于我國天文授時精度當時在全球排名

處于落后的位置，有專家直言不諱：“不用你們的結果還好，用了你們的結果，反把我們的工

作都搞壞了。”

葉叔華聽到這番話，心里既委屈又難堪，也更加認識到自己工作的重要性、迫切性。不服

輸的她暗下決心，“我們的工作多么重要，有人等著要用。而且我們工作的好壞，在國際上也

是看得見的。一定要設法把這項工作做好。”她誓言，要“努力攀登，報效祖國”。隨后，她和

同事們一起晝夜奮斗，不斷在測時、收時和播時工作中進行改進，使徐家匯發播的時號穩定度

（精確度）不斷提高。

1957年，中科院數理學部正式宣布：中國的播時精度已經達到了應用部門所需的測繪標

準，可以投入實際科研應用。但還需要在中西部建立新的授時臺，以滿足全國各地都能收到播

時訊號。此外，還需要盡快建立中國自己的世界時系統，不再依靠國際時間局或蘇聯的時間系

統。

1958年起，徐家匯觀象臺便著手于籌建我國自己的世界時綜合系統，32歲的葉叔華勇敢

地挑起了這個擔子。1959年起，正式建立我國“綜合世界時服務系統”。在數據處理工作中，她

帶領一個課題組，反復試驗、反復研究，排列了多種數據處理方案，以苦苦尋求適用于我國綜

合世界時的數據處理方法。經過大量的嚴謹試驗分析，最終找到了一套適合我國觀測臺站相對

較少、觀測儀器不夠穩定等特點的綜合世界時數據計算處理方法。新數據模型應用之后，效果

理想，數據處理獲得成功。

由于精確時間是重要任務，幾年內，除原來的上海、南京之外，武漢、北京、西安和昆明

的天文臺也陸續參加合作。在天文測時儀器方面，還創建了多架光電中星儀、光電等高儀等設

備。隨著觀測儀器的不斷增多，我國世界時綜合系統也越來越完善，從事世界時工作的人員也

越來越多。自1964年起，我國世界時測量精度便躍居世界第二位，并在此后一直保持國際先

進水平。

1965年，我國綜合世界時系統通過國家鑒定，正式作為我國的時間基準，科技部發表公

告向全國發播，“北京時間”橫空出世。

葉叔華說：“辦一件事，假設只有40%的把握，如果停止在那里不動，也就會慢慢變成

20%的把握，最后變到零。如果積極爭取，可以將它變成60%、70%，最后將事情辦成。”正

是憑著這種精神，葉叔華帶領團隊克服種種困難，建立了中國綜合世界時系統，為以衛星、火

箭發射為代表的航天技術、戰略武器試驗、空間技術、測繪、地震、氣象等諸多領域作出了重

要貢獻。

“嫦娥”向導的鋪路人

2020年12月17日，“嫦娥五號”圓滿完成我國首次月球采樣返回任務。

那天凌晨，已鮐背之年的葉叔華來到位于佘山的上海天文臺VLBI深空探測指揮控制中

心，她要與天文臺的同事們一起，共同見證激動人心的那一刻。

當天凌晨1時59分，“嫦娥五號”返回器在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸。回憶起好

消息傳來的那一刻，葉叔華難掩激動之情，她說：“當時大家都非常激動，也非常非常高興！”

作為中國探月工程“嫦娥五號”測控與回收系統的重要組成部分，中科院上海天文臺牽頭的

中國甚長基線干涉測量（VLBI）網與現有航天測控網，共同完成了“嫦娥五號”探測器各飛行

段的測定軌及定位任務。

23天的飛行，“嫦娥五號”相繼完成了11個飛行段，其中從動力下降，到月面采樣，再到

月面起飛、交會對接……20多次軌道控制，任務之多、動作之復雜，對天文人而言，挑戰前

所未有。

“在這次‘嫦娥五號’任務中，VLBI測軌分系統通過技術創新，不斷提高測定軌技術能力，

課題組的年輕人都非常棒！”對天文臺一線科研人所做出的努力，葉叔華毫不吝惜贊美之詞，

“我們過去從射電望遠鏡接收數據，到計算出結果，至少要6分鐘，現在他們只需1分鐘不到

的時間就能將數據發送到北京指揮控制中心了，非常了不起！”

VLBI是“甚長基線干涉測量技術（verylongbalineinterferometry）”的縮寫。簡單來說，

VLBI就是把幾個分布在各地的望遠鏡聯合起來，達到一架超大望遠鏡的觀測效果。

我國VLBI測軌分系統以上海天文臺為牽頭總體單位，由國家天文臺密云站、上海天文臺

天馬站、云南天文臺昆明站、新疆天文臺烏魯木齊站以及位于上海天文臺的VLBI數據處理中

心（VLBI中心）組成。這個觀測網絡構成的望遠鏡分辨率，相當于口徑達3000多千米的巨大

綜合口徑射電望遠鏡，測角精度可以達到百分之幾角秒，甚至更高。在國際上，我國是第一個

將VLBI技術成功應用于航天測控的國家。

而葉叔華，正是我國VLBI技術發展的開拓者和奠基人。

早在20世紀70年代，為上海天文臺尋覓轉型之路的葉叔華便敏銳地察覺到VLBI技術和

激光測距等空間技術的應用前景。1973年，她提出了發展VLBI的計劃，并決定先試制6米望

遠鏡。“在上海建了一個6米望遠鏡，和德國的100米望遠鏡做了首個歐亞大陸的聯合觀測，

果然成了。我就提出在中國建3個站，上海、烏魯木齊和昆明，都是25米的望遠鏡。”葉叔華

清楚，這3個站將組成全球最大的三角形，其他國家沒有這個魄力，只有把這件厲害的事做

成，上海天文臺才有新生命。

然而，當時對于新興的VLBI技術，即使在國際上也還處于探索階段，要解決的問題有很

多。“以前我們使用的天文望遠鏡都是很小的設備，口徑只有10厘米，而VLBI需要口徑25米

以上的大型拋物線天線，造價很高，技術上要求也高，當時很多專家仍對此持質疑態度。”葉

叔華回憶道。

但對于自己認定的事情，葉叔華像釘子一樣執著。對于提出質疑的專家和領導，她就跟在

他們身后“軟磨硬泡”，用科學道理一個個耐心說服。沒有研制經費，她就想辦法將天文口能夠

動用的全部科研經費投入進去……想起那段往事，葉叔華笑稱自己當時“不知天高地厚，只要

是能沖的地方就沖上去，一個人就把天文口的經費給用光了，同行們反應過來后都恨‘死’我

了”。

在葉叔華的不懈努力下，VLBI計劃獲得了中科院的重視。20世紀80年代起，上海天文

臺從6米口徑的射電望遠鏡起步，1987年又建成25米口徑的射電望遠鏡。此后，葉叔華又付

出加倍心血，將烏魯木齊一個原本僅有幾人的衛星觀測站發展成第二個VLBI站，中國VLBI

網絡的雛形就此奠定。

20世紀90年代，中國啟動籌備“探月工程”。之前我國航天器最遠只去過8萬公里遠的太

空，而地月之間有38萬公里。當時面臨一個棘手難題，衛星飛到月球附近要改變軌道，需要

非常精確的空間測量。“如果飛船沒有按照原定軌道走，要么撞上月球，要么飛到很遠的地

方，這兩個都是‘大失敗’。”

葉叔華和上海天文臺同事跑到北京主動請纓，接受了任務，后來在國際射電天文會議上，

當她說出“10分鐘內把VLBI測軌結果報到北京總部”時，現場一片寂靜，有吃驚，更有懷疑。

2007年，“嫦娥一號”衛星發射，由上海、烏魯木齊、北京和昆明4個站組成的VLBI聯測，從

上海報到北京總部實際只用了6分鐘;到了“嫦娥四號”和“天問一號”任務，將VLBI測軌結果報

到北京的時間更是縮短至1分鐘。

為更好地發揮VLBI網的作用，2008年，葉叔華再次高瞻遠矚地提出建設上海65米全方

位可動的射電望遠鏡“天馬”，成為中科院和上海市的合作計劃。“天馬”望遠鏡自建成以來就成

為我國的主力測站。先后參加并完成了2012年的“嫦娥二號”奔小行星探測、2013年的“嫦娥三

號”月球軟著陸、2014年的“嫦娥五號”飛行試驗器的VLBI測定軌任務，使我國VLBI觀測網的

靈敏度提高至1.67倍，大幅提高了VLBI系統的測量能力，為探月系列衛星的VLBI測定軌作

出了卓越貢獻。“未來不管航天器到木星、土星或是太陽系邊緣，測軌都不在話下。”葉叔華話

里透著自豪。

推動籌建SKA亞洲科學中心

在2019年“我是科學家”年度盛典活動中，葉叔華曾表示，自己還想做兩件事，一件事是

想在中國建立一個平方公里陣列射電望遠鏡（SKA）項目的地區中心;另一件事是想向太空發

射兩顆VLBI衛星，使他們的FAST大口徑望遠鏡能夠在中低頻范圍內開辟新科研的疆界。

同一年，SKA上海大會暨第六屆SKA工程大會間隙，提問者與中國SKA首席科學家武向

平院士對話時，92歲的葉叔華走了過來，笑著比了一下手勢：“SKA以后就靠他了，他是第一

號人物。”武向平趕忙接道：“葉先生說過，如果我做不成這件事，她不放過我，我記住這句話

了。”

如同半個世紀前認準的VLBI技術，推動中國（上海）建設SKA亞太區域數據處理中

心，推動我國天文觀測向太空、向月球不斷拓展，是葉叔華近些年來最大的心愿之一。

SKA是由大量小單元天線構成綿延至上千公里的綜合孔徑陣列，集大視場、高靈敏度、

高分辨率、寬頻率范圍等卓越性能于一身，其科學研究目標包括第一代天體如何形成、星系形

成與演化、暗能量性質、宇宙磁場、引力本質、生命分子與地外文明等。

值得關注的是，上述任何一個問題的突破，都將是自然科學的重大變革。其革命性設計也

意味著難以想象的超大信息量和數據量，顛覆了射電天文學的傳統研究手段，給射電天文學創

新研究帶來全新理念。

作為SKA的發起者、倡導者、研制者，中國是SKA建設中不可或缺的重要力量。上海是

亞太區域最積極承建SKA數據中心的城市。作為國內牽頭單位，上海天文臺全力推進中國

SKA工作，取得了一系列實質性成果：加入SKA低頻先導項目MWA的國際合作組織，組織

國內天文學家利用SKA先導望遠鏡數據開展科學準備和技術研發;完成了SKA核心軟件的聯

合開發和大規模集成測試，推動SKA數據中心大型核心軟件的工程化進程。

近年來，葉叔華多次在公開場合表示，目前最大的心愿就是讓上海承建SKA亞太區域數

據處理中心。對于數據中心的建立，葉叔華十分看重。“這是一件很實際的事，有個區域中

心，數據都在我這里，就更容易召集很多的科學技術界，大家開會討論，進步就很快，否則一

盤散沙。”葉叔華認為，中國起步比較晚，科學隊伍看起來龐大，但真正集中做事的人并不

多，這就需要為年輕人鋪路，讓他們走得更快。“我們從跟著跑，到并排跑已經不容易，做到

領頭，不是一兩句話的事兒。”

在葉叔華的預想中，SKA數據中心不應該只是在上海，應該擴散到全國更多的地方，各

地天文工作者成立一個數據處理小組進行研究，每年或者每幾年組織召開全國性的大會，為中

國爭取更好的研究結果。

現在，葉叔華仍然每天去上海天文臺上班。她說：“宇宙這么大，這么長，在我們短暫的

幾十年人生中，怎樣為社會做些有意義的工作，這是每個人都可以做的，各行各業都可以發光

發熱。”作為一名與“時間”“空間”打了一輩子交道的天文人，葉叔華至今還在追尋，在有限的

時間和空間里多做一些于國于民有價值的事情。