她是中国首位天文台女台长,90高龄的她正在推进一个世界最大天文合作项目……
[2017-06-29 12:40:30]

 

她是中国首位天文台女台长,

90高龄的她正在推进一个世界最大天文合作项目……

原创 2017-06-27 许琦敏 文汇教育

    人生的河流,流淌到90岁的“界碑”。近日,中科院上海天文台为我国著名天文学家、中科院院士叶叔华举行了90华诞学术研讨会。

    她在接受记者采访时说,她如今最大的心愿就是能够为上海成为SKA (平方公里阵列望远镜)的亚太区域数据处理中心做一些推进——这个项目建成要在2030年,运行的时间可达50年。她希望中国在这个迄今世界上最大的天文国际合作项目中不要缺席。

    创新的机会,中国永远不要错失。这句话,叶先生践行至今——从奠基我国世界时系统,到创立天文地球动力学,支持在南极建天文台、月基望远镜,如今又积极推动中国参与SKA项目。她深知,不错失今天的机会,才有明天的得占先机。

    人物小传

    •叶叔华,天文学家,1927年生于广州。
    •中国科学院上海天文台研究员,1981年—1993年任台长,1980年当选为中国科学院院士(原称学部委员)。
    •1985年当选为英国皇家天文学会外籍会员,1988年—1994年被选任为两届国际天文学联合会副主席。
    •上世纪五六十年代,她主持建立和发展中国的综合世界时系统,1965年该系统被作为国家标准。
    •上世纪九十年代她推动中国科学院、国家地震局、国家测绘局和总参测绘局合作,共同承担“现代地壳 运动和地球动力学研究”国家攀登项目,受聘为首席科学家,历时十年得出我国地壳运动第一个定量图象。
    •她发起成立亚太空间地球动力学国际合作计划,任该计划主席。她参与倡导将VLBI技术应用于我国空间探测,并于2007年成功应用于“嫦娥一号”探月工程中。


叶叔华于1949年6月毕业于广州中山大学数学天文系,毕业后到香港德贞女中任教。

    无用之中有大用

    天文学家就是夜夜繁星为友,坐看银河巡天?天文学研究,在三百多年前的欧洲确有“贵族游戏”之称——花费巨资建造望远镜,推算星星的运行轨道,除了满足兴趣,于国计民生有何用?

    刚从中山大学数学天文系毕业时,叶叔华也对天文研究抱着浪漫的幻想,她与爱人程极泰的相知相恋,也因对天文有共同的兴趣。可当她进入现今中科院上海天文台的前身——徐家汇观象台之后,浪漫的想法在枯燥的工作中改变。


1951年11月,叶叔华进入徐家汇观象台,这份工作的意义在于时间——精确的标准时间。

    全世界统一使用的标准时间,是以地球自转运动为基准,通过对准天上一个个天体,报出精准时间。从1914年起,徐家汇观象台就参与了世界时的测定工作。

    1950年底,新中国接管的徐家汇观象台,使用的设备还是几十年前法国人留下的,已经十几年没有维修,能把时间报出来,已经很不错了。叶叔华说,是测绘部门的抱怨,使她意识到了天文授时的“大用”。测绘地图需要精准的时间,上世纪五十年代天文台提供的标准时间精度不足,无法满足测绘需求,国务院要求中国科学院把时间工作做好。

    “资源勘探、水利铁路、地面与空间导航……原来有这么多部门等着我们的数据。”1958年,叶叔华挑起了建立我国“综合世界时服务系统”的重担。经费不足、人员有限、设备落后,现在能听到的任何抱怨与失败理由,叶叔华都碰到了,可她带着团队不顾一切地去努力,终于找到了一套适合我国观测条件的方法,用只有国际台站十分之一数量的仪器,取得了授时精准度世界排名第二的成绩。


1963年,我国的世界时测量达到了国际先进水平。

    “不大胆,优势就丢了”
 
    叶叔华自认为最大胆的一件事,是一次失败的尝试。上世纪七十年代初,刚从“牛棚”里放出来的她,偷偷溜进图书馆,发现不到十年间,国外人造卫星上天、探月竞赛激烈,采用全新技术后,测时精度足足提高了十倍。眼见曾经取得的优势要丢了,她立刻向天文台领导申请尝试研制新设备——激光陀螺。

    “当时不知哪来这么大胆子,一出‘牛棚’就用大锤子敲废弃的大墩子,准备改造用于激光陀螺的底座。”她说,最终因为激光器稳定性不够,试验失败。其实,直到最近两年,用于测地球自转变化的激光陀螺才在外国研制成功。

    这条路走不通,走哪条路?叶叔华想到做射电望远镜,因为国外同行使用射电望远镜和全新技术,取得很高的分辨率,把测量精度提高了几十倍。可射电望远镜太贵,当时国内根本没人敢想这事儿。


1973年,在叶叔华的领导下,上海天文台开始了中国VLBI网建设总体方案的研究工作和论证报告的编写工作,并于80年代完成中国VLBI网建设。

    为此,她跑去找中科院领导,希望能立项建造射电干涉仪。要知道,这台家伙可是至少两台相距千里、口径几十米的大望远镜。当时,望远镜怎么造,叶叔华心里也没底,可她知道,这件事不做不行。

    1988年,世界时间工作大转变,全球放弃传统的时间观测技术,改用人造卫星激光测距技术、人造卫星多普勒技术等新技术来进行时间测量。此时,上海天文台除了射电干涉,也已发展起上述新技术,保持住了在世界天文测时领域的地位。

    如果没有当初叶叔华的“大胆”,我国在世界授时领域的地位,在那转变的一瞬间就被抹杀。正因为有了及时转变,中国天文界不仅保持了天文测时的先进地位,还发展起了精度达到厘米级的大地观测系统,开辟出天文地球动力学的新方向。

    “脑袋空空,怎么抓住机会”

    与叶叔华共事过的人都说,叶先生对未来总是看得很准,她自己却说:“机会就在你面前,怎么可以不抓住它!”但她更强调另一句话:“脑袋空空,怎么抓机会?”

    亚太空间地球动力学计划主席许厚泽对叶先生的一句话记忆深刻:办一件事,只有40%的把握,如果停止在这里不动,把握就会慢慢变为20%,最后是0;如果积极争取,可以将其变成60%、70%,最后就搞成了。
 
    若非早就萌生了建造射电望远镜的想法,1973年中科院天文台有一笔联合使用经费时,叶叔华怎么可能抓住这个机会?当时全国唯有她提出了这个想法。

    若非多年致力发展各种天文测量新技术,叶叔华怎可能开辟新的学科方向,并发起亚太空间地球动力学计划?当时,这可是天文学界唯一一个由中国科学家倡导并主持的国际科研活动。


1994年提出建设65米射电望远镜,推动望远镜最终建成。

    2012年落成的亚洲第一射电望远镜——天马望远镜,也是叶叔华抓住了机会。2007年,上海天文台牵头的VLBI系统成功参与探月工程,市领导接见探月有关人员时,她提出的新建更大口径望远镜的建议被接受。 “可这个想法,从上世纪九十年代起,就在上海天文台同仁心里了。”她说,1993年国家拨下一笔经费用于科研大项目,可惜与上海天文台失之交臂,此后她一直在等机会。2007年终于抓住了!

    时不我待,不做不行

    90岁的叶叔华院士有着说不完的故事。

    •讲尊重他人,她的办公室挂着一句她最喜欢的话“每个人把自己的工作做好,都是一份很珍贵的贡献”;在食堂吃完饭,她每次都会对回收餐盘的工人道谢;
    •讲对年轻人的爱护培养,她在办公室拿着放大镜看资料和邮件,为的是把合适的青年人才推荐给国际天文界;
    •讲勤俭节约,她很多衣服买自城隍庙,一穿二三十年;
    •讲科普大众,她力促上海建造天文馆,认真参加一系列科普活动。

 

    然而,这些于叶叔华都是小节。这位身材娇小的女性之所以能够在国际同行中受到尊敬,就在于她那“不做不行,要做就做到最好”的远见与魄力。

    在叶叔华这辈人看来,现在的科学家们无疑是幸福的,经费、设备各方面条件都远胜于三四十年前。在这么好的条件下,有什么理由不做出优秀的成绩呢?

    叶叔华说,有一种现象令她痛心,那就是年轻人不够沉下心。

    尽管她理解如今年轻人“不患贫,患无居”的现实处境,可哪一代人会碰上一个完美无缺的时代与环境?

    时不我待,舍我其谁。“不做不行”所蕴含的使命感、紧迫感,对于这个正在跨界与互联中深层变革的时代,正是年轻一代实现中国梦所需要的精神——若干年后令人称道的创新成就、民族复兴,或许就在于今天的“不做不行”。
 

    看过了这位令人敬仰的女科学家的故事,
    她牵挂的SKA是个怎样的项目?

    2016年5月,国际SKA(平方公里阵列射电望远镜)组织总干事菲利浦·戴蒙德来上海参加SKA科学数据处理与高性能计算第三次研讨会,来看看他对SKA的介绍。

    他在会议间隙接受记者专访时说,作为SKA首倡国,中国不仅在科学上做出了许多贡献,中国工业界也为SKA提供了许多技术,“中国贡献”在SKA这样的国际大合作科学项目中,越来越受到重视。

    “一个国际合作的大科学项目,往往会带来大量挑战技术极限的机会,对于参与国家而言,也是提升其工业实力的良好机会。我非常高兴地看到,中国企业已开始受益。”

    全球携手探索“宇宙第一缕曙光”

    国际大科学工程SKA是世界上最大的综合孔径望远镜,由分布在南非及南部非洲8个国家的2500个高频蝶形天线,以及分布在澳大利亚西部沙漠无线电宁静区域的上百万个偶极子低频天线组成,并将在各大洲设科学分中心。

    这些相隔3000公里的望远镜建成后,将组成比目前世界上最先进望远镜灵敏上百倍、巡天速度提高上万倍的超级望远镜,用以实现探寻“宇宙第一缕曙光”、利用脉冲星测引力波、检验引力理论等科学目标。

    戴蒙德说,这个纯科学工程建设预计耗资65亿欧元,所遇到的各种挑战空前巨大,“与国际热核聚变实验堆(ITER)计划一样,SKA必须联合全世界科研与工业力量,才可能实现”。

    他举了个简单的例子,将于2018年开建的SKA一期工程,将在南非建设200个高频天线、在澳大利亚建13万个低频天线,仅这些设备投入运行后所产生的数据量,就需要至少6台天河二号计算机(目前世界上速度最快的超级计算机)来处理。当SKA全部建成时,其每天产生的数据量预计是全球互联网流量的10倍———它的数据处理、传输、存储,将极其复杂。

 

    中国工业借机升级,挑战极限

    中国是SKA的最早倡议国之一,2012年9月,国务院授权科技部代表中国参加SKA建设准备阶段。我国大科学设施、世界最大的单口径射电望远镜FAST,就是由SKA催生的。因此,这位SKA组织掌门人非常看重“中国贡献”。中国企业在SKA中的贡献,更让他印象深刻。

    他这次来沪的目的之一,就是代表国际SKA组织,与上海天文台签署合作备忘录,并见证上海天文台与澳大利亚国际射电天文研究所,以及我国本土综合实力最强IT企业之一的浪潮集团签订合作备忘录。“浪潮的服务器和存储技术在世界上相当领先,我们还与IBM、英特尔等公司合作,共同研发新技术,来解决未来的数字信息处理问题。”他说。

    中国企业在SKA项目上另一个令人印象深刻的贡献,是SKA天线设计方案———中国电科提交的天线方案,作为最佳方案,成为该工程后续天线工作包唯一研发方案。“SKA项目包含11个工作包,中国参与了其中6个工作包的研发。而天线工作包是其中最主要、最核心的部分。”戴蒙德说,中国的科研实力不断提升,正可以借SKA之机,挑战极限,提升工业实力。

     上海有实力建设SKA亚洲科学和数据中心

    在会议上,“在上海建设SKA亚洲科学中心”的话题受到各方关注。上海市科委副主任干频透露,市科委已将SKA亚洲科学中心建设项目列入上海市科技创新十三五规划中。

    戴蒙德认为,上海的创新能力正在不断生长,非常有活力。同时,上海又集聚了很多优秀人才,涵盖了软件、天文、信号处理等诸多领域。“如果SKA有一个科学与数据中心可以落户上海,将为年轻人才搭建起一个与世界一流科学家一起工作、交流的平台。”他说,“大范围的科学合作,将为上海培养出更多杰出人才,他们将来还可惠及其他领域,使上海不断走向卓越。”

    目前,中科院上海天文台已有一支几十人的队伍,专门从事SKA相关研究,未来还将招聘更多优秀学者,并将队伍扩大到100人以上。台长洪晓瑜介绍,若联合上海交大、复旦、上师大,以及超算中心等高校和科研机构,上海在SKA方面的力量可辐射全国。

    戴蒙德认为,上海在射电天文领域有长期积累,完全有实力建设SKA亚洲科学和数据中心。

    愿这位受人爱戴、敬仰的女院士,幸福长寿!

编辑:花梨舒

 

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