叶叔华的“天文”人生

叶叔华的“天文”人生

作者：***

来源：《中国新时代》2022年第04期

浩瀚星空，科学探索永无止境。步入鲐背之年的叶叔华，依然是老骥伏枥、志在千里，丝

毫没有停下探索的脚步。

“如果你想要获得平等，你必须为之奋斗。”2021年11月2日，在第四届世界顶尖科学家

论坛举办的首场“她”论坛上，一位女院士进行了20分钟的全英文脱稿演讲，鼓励女性打破“玻

璃天花板”。

这段发言迅速走红网络，并登上热搜榜第一。而演讲的主人公正是中国首位女性天文台台

长、我国天文地球动力学的开拓者、被誉为“北京时间之母”的叶叔华。

主持建立中国世界时系统

叶叔华走上天文之路，是从测算、发布精准的“北京时间”开始的。

1950年，叶叔华和丈夫来到南京，并向紫金山天文台求职。然而，现实给叶叔华迎面泼

了一盆冷水：紫金山天文台答复说，只打算招一名男性。倔强的她没有退缩，而是给台长写了

一封长信，列举了五大“不应该不用自己”的理由。最终，叶叔华如愿进入了当时紫金山天文台

所属的上海徐家汇观象台，成为这里的第一位女性工作人员。

叶叔华的第一份工作是观测天象，几个人轮班倒，白天黑夜不间断地观测。冬天为了保证

室内外温度一致，就得打开观测室的顶棚和窗户。南方的冬天湿冷，哪怕没有风，几个小时在

室外，手指也冻得僵硬;夏天蚊虫多，一个劲儿地叮咬，也只能忍受。办公条件艰苦，没有地

方吃饭，叶叔华就把报废的汽油桶当成餐桌，在上面吃午饭。

也正是在走上工作岗位后，叶叔华发现了现实和想象中的差距。她没想到，看似浪漫的天

文事业，其实更多是具体琐碎且重复性的工作。叶叔华想过离开，但“去哪里，根本没有方向”;

没有办法，“只能待在那里，慢慢地跟着做些工作”。“不理解、不适应也得要坚持，因为前人

都是这样做的。”

重复的工作会让人感到异常枯燥乏味，而来自外界的批评更让叶叔华尝到委屈的滋味。新

中国成立后，国家对高精度的授时工作有迫切需求，尤其是测绘部门。因为当时全国仅有1/3

的面积进行过精度较低的测量，而且成果质量参差不齐，测绘基准不统一，致使许多省与省之

间的地形图都不能拼接。在国家需求推动下，徐家汇观象台购置了仪器、增添了人手，授时工

作有了很大提高，但一时还是满足不了需求。

在1955年的一次与测绘部门共同召开的会议上，由于我国天文授时精度当时在全球排名

处于落后的位置，有专家直言不讳：“不用你们的结果还好，用了你们的结果，反把我们的工

作都搞坏了。”

叶叔华听到这番话，心里既委屈又难堪，也更加认识到自己工作的重要性、迫切性。不服

輸的她暗下决心，“我们的工作多么重要，有人等着要用。而且我们工作的好坏，在国际上也

是看得见的。一定要设法把这项工作做好。”她誓言，要“努力攀登，报效祖国”。随后，她和

同事们一起昼夜奋斗，不断在测时、收时和播时工作中进行改进，使徐家汇发播的时号稳定度

（精确度）不断提高。

1957年，中科院数理学部正式宣布：中国的播时精度已经达到了应用部门所需的测绘标

准，可以投入实际科研应用。但还需要在中西部建立新的授时台，以满足全国各地都能收到播

时讯号。此外，还需要尽快建立中国自己的世界时系统，不再依靠国际时间局或苏联的时间系

统。

1958年起，徐家汇观象台便着手于筹建我国自己的世界时综合系统，32岁的叶叔华勇敢

地挑起了这个担子。1959年起，正式建立我国“综合世界时服务系统”。在数据处理工作中，她

带领一个课题组，反复试验、反复研究，排列了多种数据处理方案，以苦苦寻求适用于我国综

合世界时的数据处理方法。经过大量的严谨试验分析，最终找到了一套适合我国观测台站相对

较少、观测仪器不够稳定等特点的综合世界时数据计算处理方法。新数据模型应用之后，效果

理想，数据处理获得成功。

由于精确时间是重要任务，几年内，除原来的上海、南京之外，武汉、北京、西安和昆明

的天文台也陆续参加合作。在天文测时仪器方面，还创建了多架光电中星仪、光电等高仪等设

备。随着观测仪器的不断增多，我国世界时综合系统也越来越完善，从事世界时工作的人员也

越来越多。自1964年起，我国世界时测量精度便跃居世界第二位，并在此后一直保持国际先

进水平。

1965年，我国综合世界时系统通过国家鉴定，正式作为我国的时间基准，科技部发表公

告向全国发播，“北京时间”横空出世。

叶叔华说：“办一件事，假设只有40%的把握，如果停止在那里不动，也就会慢慢变成

20%的把握，最后变到零。如果积极争取，可以将它变成60%、70%，最后将事情办成。”正

是凭着这种精神，叶叔华带领团队克服种种困难，建立了中国综合世界时系统，为以卫星、火

箭发射为代表的航天技术、战略武器试验、空间技术、测绘、地震、气象等诸多领域作出了重

要贡献。

“嫦娥”向导的铺路人

2020年12月17日，“嫦娥五号”圆满完成我国首次月球采样返回任务。

那天凌晨，已鲐背之年的叶叔华来到位于佘山的上海天文台VLBI深空探测指挥控制中

心，她要与天文台的同事们一起，共同见证激动人心的那一刻。

当天凌晨1时59分，“嫦娥五号”返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。回忆起好

消息传来的那一刻，叶叔华难掩激动之情，她说：“当时大家都非常激动，也非常非常高兴！”

作为中国探月工程“嫦娥五号”测控与回收系统的重要组成部分，中科院上海天文台牵头的

中国甚长基线干涉测量（VLBI）网与现有航天测控网，共同完成了“嫦娥五号”探测器各飞行

段的测定轨及定位任务。

23天的飞行，“嫦娥五号”相继完成了11个飞行段，其中从动力下降，到月面采样，再到

月面起飞、交会对接……20多次轨道控制，任务之多、动作之复杂，对天文人而言，挑战前

所未有。

“在这次‘嫦娥五号’任务中，VLBI测轨分系统通过技术创新，不断提高测定轨技术能力，

课题组的年轻人都非常棒！”对天文台一线科研人所做出的努力，叶叔华毫不吝惜赞美之词，

“我们过去从射电望远镜接收数据，到计算出结果，至少要6分钟，现在他们只需1分钟不到

的时间就能将数据发送到北京指挥控制中心了，非常了不起！”

VLBI是“甚长基线干涉测量技术（verylongbalineinterferometry）”的缩写。简单来说，

VLBI就是把几个分布在各地的望远镜联合起来，达到一架超大望远镜的观测效果。

我国VLBI测轨分系统以上海天文台为牵头总体单位，由国家天文台密云站、上海天文台

天马站、云南天文台昆明站、新疆天文台乌鲁木齐站以及位于上海天文台的VLBI数据处理中

心（VLBI中心）组成。这个观测网络构成的望远镜分辨率，相当于口径达3000多千米的巨大

综合口径射电望远镜，测角精度可以达到百分之几角秒，甚至更高。在国际上，我国是第一个

将VLBI技术成功应用于航天测控的国家。

而叶叔华，正是我国VLBI技术发展的开拓者和奠基人。

早在20世纪70年代，为上海天文台寻觅转型之路的叶叔华便敏锐地察觉到VLBI技术和

激光测距等空间技术的应用前景。1973年，她提出了发展VLBI的计划，并决定先试制6米望

远镜。“在上海建了一个6米望远镜，和德国的100米望远镜做了首个欧亚大陆的联合观测，

果然成了。我就提出在中国建3个站，上海、乌鲁木齐和昆明，都是25米的望远镜。”叶叔华

清楚，这3个站将组成全球最大的三角形，其他国家没有这个魄力，只有把这件厉害的事做

成，上海天文台才有新生命。

然而，当时对于新兴的VLBI技术，即使在国际上也还处于探索阶段，要解决的问题有很

多。“以前我们使用的天文望远镜都是很小的设备，口径只有10厘米，而VLBI需要口径25米

以上的大型抛物线天线，造价很高，技术上要求也高，当时很多专家仍对此持质疑态度。”叶

叔华回忆道。

但对于自己认定的事情，叶叔华像钉子一样执着。对于提出质疑的专家和领导，她就跟在

他们身后“软磨硬泡”，用科学道理一个个耐心说服。没有研制经费，她就想办法将天文口能够

动用的全部科研经费投入进去……想起那段往事，叶叔华笑称自己当时“不知天高地厚，只要

是能冲的地方就冲上去，一个人就把天文口的经费给用光了，同行们反应过来后都恨‘死’我

了”。

在叶叔华的不懈努力下，VLBI计划获得了中科院的重视。20世纪80年代起，上海天文

台从6米口径的射电望远镜起步，1987年又建成25米口径的射电望远镜。此后，叶叔华又付

出加倍心血，将乌鲁木齐一个原本仅有几人的卫星观测站发展成第二个VLBI站，中国VLBI

网络的雏形就此奠定。

20世纪90年代，中国启动筹备“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。当时面临一个棘手难题，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”任务，将VLBI测轨结果报

到北京的时间更是缩短至1分钟。

为更好地发挥VLBI网的作用，2008年，叶叔华再次高瞻远瞩地提出建设上海65米全方

位可动的射电望远镜“天马”，成为中科院和上海市的合作计划。“天马”望远镜自建成以来就成

为我国的主力测站。先后参加并完成了2012年的“嫦娥二号”奔小行星探测、2013年的“嫦娥三

号”月球软着陆、2014年的“嫦娥五号”飞行试验器的VLBI测定轨任务，使我国VLBI观测网的

灵敏度提高至1.67倍，大幅提高了VLBI系统的测量能力，为探月系列衛星的VLBI测定轨作

出了卓越贡献。“未来不管航天器到木星、土星或是太阳系边缘，测轨都不在话下。”叶叔华话

里透着自豪。

推动筹建SKA亚洲科学中心

在2019年“我是科学家”年度盛典活动中，叶叔华曾表示，自己还想做两件事，一件事是

想在中国建立一个平方公里阵列射电望远镜（SKA）项目的地区中心;另一件事是想向太空发

射两颗VLBI卫星，使他们的FAST大口径望远镜能够在中低频范围内开辟新科研的疆界。

同一年，SKA上海大会暨第六届SKA工程大会间隙，提问者与中国SKA首席科学家武向

平院士对话时，92岁的叶叔华走了过来，笑着比了一下手势：“SKA以后就靠他了，他是第一

号人物。”武向平赶忙接道：“叶先生说过，如果我做不成这件事，她不放过我，我记住这句话

了。”

如同半个世纪前认准的VLBI技术，推动中国（上海）建设SKA亚太区域数据处理中

心，推动我国天文观测向太空、向月球不断拓展，是叶叔华近些年来最大的心愿之一。

SKA是由大量小单元天线构成绵延至上千公里的综合孔径阵列，集大视场、高灵敏度、

高分辨率、宽频率范围等卓越性能于一身，其科学研究目标包括第一代天体如何形成、星系形

成与演化、暗能量性质、宇宙磁场、引力本质、生命分子与地外文明等。

值得关注的是，上述任何一个问题的突破，都将是自然科学的重大变革。其革命性设计也

意味着难以想象的超大信息量和数据量，颠覆了射电天文学的传统研究手段，给射电天文学创

新研究带来全新理念。

作为SKA的发起者、倡导者、研制者，中国是SKA建设中不可或缺的重要力量。上海是

亚太区域最积极承建SKA数据中心的城市。作为国内牵头单位，上海天文台全力推进中国

SKA工作，取得了一系列实质性成果：加入SKA低频先导项目MWA的国际合作组织，组织

国内天文学家利用SKA先导望远镜数据开展科学准备和技术研发;完成了SKA核心软件的联

合开发和大规模集成测试，推动SKA数据中心大型核心软件的工程化进程。

近年来，叶叔华多次在公开场合表示，目前最大的心愿就是让上海承建SKA亚太区域数

据处理中心。对于数据中心的建立，叶叔华十分看重。“这是一件很实际的事，有个区域中

心，数据都在我这里，就更容易召集很多的科学技术界，大家开会讨论，进步就很快，否则一

盘散沙。”叶叔华认为，中国起步比较晚，科学队伍看起来庞大，但真正集中做事的人并不

多，这就需要为年轻人铺路，让他们走得更快。“我们从跟着跑，到并排跑已经不容易，做到

领头，不是一两句话的事儿。”

在叶叔华的预想中，SKA数据中心不应该只是在上海，应该扩散到全国更多的地方，各

地天文工作者成立一个数据处理小组进行研究，每年或者每几年组织召开全国性的大会，为中

国争取更好的研究结果。

现在，叶叔华仍然每天去上海天文台上班。她说：“宇宙这么大，这么长，在我们短暂的

几十年人生中，怎样为社会做些有意义的工作，这是每个人都可以做的，各行各业都可以发光

发热。”作为一名与“时间”“空间”打了一辈子交道的天文人，叶叔华至今还在追寻，在有限的

时间和空间里多做一些于国于民有价值的事情。