"北京时候"尺度创建者:92岁仍在岗,为2070年奔波

时间 :2021-07-01 作者 : 来源: 浏览 : 分类 :最新动态
出品|《科学大师》栏目文章|彭丽慧人物简介叶叔华,生于1927年,天文学家,中国科学院院士,中国科学院上海天文台研究员。中国第一位女天文台台长。长期从事天体测量和天文地球动力学研究,1957年受命组建中国世界时综合系统,精度达到世界排名第二;20

北京时候尺度创建者:92岁仍在岗,为2070年奔波

出品|《科学巨匠》栏目

文章|彭丽慧

人物简介

叶叔华,生于1927年,天文学家,中国科学院院士,中国科学院上海天文台研究员。中国第一名女天文台台长。

持久从事天体丈量和天文地球动力学研究,1957年受命组建中国世界时综合系统,精度到达世界排名第二;20世纪60年月后期起,起头研究应用新手艺测定地球自转活动和地壳的活动方式;牵头成立了与世界同步的甚长基线射电干与网扶植,为嫦娥卫星保驾护航;90年月开辟天文地球动力学研究,倡议成立了“亚太空间地球动力学”(APSG)国际合作打算。

研究功效曾获全国科学年夜会和中科院重年夜功效奖,中科院科技功效一等奖、国度天然科学二等奖等。

以下为正文

3月23日,周六。《我是科学家》勾当如期在中国科技馆进行,叶叔华院士在上海长途视频,作了一堂近50分钟的演讲,她说本身还想做两件事,一件事是,想在中国成立一个平方千米阵列射电千里镜(SKA)项目标地域中间,另外一件事,是想向太空发射两颗VLBI卫星,使他们的FAST年夜口径千里镜可以或许在中低频规模内斥地新科研的疆界。

全场演讲,92岁的叶院士一向站立在投影屏边演示讲授,未作间歇歇息。虽然隔着视频远在上海,但北京现场掌声阵阵,对叶院士的长者风采暗示敬意。

依照叶院士的构思,这两个项目要完全落地实行,已是2070年的工作。叶院士请在坐的听众安心,她说,相干手艺,中国已根基上可以完成,是可行的。

“我今天心理上很是怯,成果我是看不见了,”叶院士对听众们说,但愿在坐的青年和中青同道,多多尽力,“我只能在这里敲锣打鼓、摇旗呐喊了。”

中国科学院高能物理研究所研究员张双南与叶院士多有合作。他先容,叶院士如斯高龄还在为天文科研奔走筹划。2003年,上海天文台和上海市等机构决议为中国申办天文界的“奥林匹克”——国际天文学结合年夜会,叶院士要张双南撰写申办陈述,成果没有成功。

叶院士给他打气,此后再战。2006年,再一次申办,叶院士还要张双南来做这个陈述,还没有成功。颠末中国天文学会的尽力,如愿,2012年关于在北京举行了国际天文学结合会年夜会。

人们凡是称叶叔华为“师长教师”。在中国,名字上能被冠以这个敬称的女性长者,其实不多。这个称呼,在中国式语境里,指代的不但是女性的遐龄,凡是更代表了才调学识,和某种出众的气质。

年夜大都非天文学界的公家,对她的名字可能会感应目生,可是,中国人谁也解脱不了和她的科学创举的联系,事实上,我们天天都糊口在由她创建的尺度时候——北京时候当中。早在1965年,由叶叔华主持筹建的中国“切确授时”系统,即已正式经由过程国度判定,作为时候基准向全球发布。

叶院士为科学事业的那种执著,给张双南留下深入印象。2018年炎天,国际天文学结合会第30届年夜会在奥地利维也纳召开,叶院士亲身率团参会。时代原本团队里大师约好了要往下馆子,吃本地闻名的炸猪肘子,成果等了老半天,人都没到齐。张双南从姗姗来迟的同事那边才领会到,是叶院士当天姑且要求加一场陈述,拖了堂,迟误了大师吃猪肘子。

那天加的陈述,与此次“我是科学家”长途演讲的大旨一致,就是讲她还想要做的上述两件事。

1、深空中,有一颗“叶叔华星”

叶叔华院士已苦守天文科研六十余载,虽已迈进鲐背之年,但叶院士照旧天天都到上海天文台的办公室工作。

1951年,叶叔华进进上海徐家汇不雅测站工作,在徐家汇不雅象台一间半地下室里,起头了她的第一份使命——不雅测和计较“时候”。之前的她以为天文工作有趣且浪漫,等真正上手之时,才体验到单调死板的一面:不雅测到三更乃至清晨是常事,然后再走半小时才能抵家。

上世纪50年月,全国没有一张尺度舆图,良多省分都没有切确丈量过。

1958年,中国提出成立本身的时候尺度系统,叶叔华成为首要领头人,但一起头她的心里没底。而颠末团队的尽力,到了1964年,中国的世界时系统切确度与国际时候局计时系统相差无几,排活着界第二位。

1965年,中国终究竣事了依托全球合作和苏联系统供给的时候尺度。

在承当这项工作时,叶叔华方才31岁,竣事时,她已38岁。

尔后几年,中国天文研究裹足不前,世界手艺却日新月异。比及1970年,叶叔华在藏书楼查阅国外最新天文进展时才发现,因为美苏的空间比赛,精准度比之前进步了几十倍。这也使她的心里遭到庞大的冲击。

甚长基线干与丈量(VLBI)激光测距等空间手艺使丈量精度前进好几个量级,这些手艺也遭到了她的存眷。

在叶叔华和团队的尽力下,中国于1979年建成6米射电千里镜,并起头介入国际一系各国际联测。而在1981年10月叶叔华担负上海天文台台长后,VLBI项目也正式启动。

尽力从事科学事业,却苦于“囊中羞怯”是那时的中国科研界的近况,刚起步的中国天文事业也不破例。在叶叔华的印象中,研制氢原子钟时,原本要求恒温的尝试室都没有钱开空调。为了建造25米的射电千里镜,她跑到那时的第四机械产业部扣问一名处长,却被一口否决。

“在已被谢绝的环境下,我在他的办公桌前站了十五分钟,终究见到了部长,获得撑持。”回想起那段汗青,叶叔华坦言这个行为是遭到东周各国“申包胥哭秦庭”的开导。

在几十年后,叶叔华的对峙获得了证实,在探月工程中,VLBI丈量系统阐扬了主要感化。

与此同时,上世纪90年月起,叶叔华开辟天文地球动力学研究,负责“现代地壳活动和地球动力学研究”攀缘项目,倡议“亚太空间地球动力学”国际合作项目。该研究初次成立了中国天文的完全图象,并成功展望了厄尔尼诺灾难,第一次清晰地测定了中国的地壳活动,把握了地壳活动猛烈的散布区域。

北京时候、亚洲第一的射电千里镜——天马千里镜、现代地壳活动和地球动力学研究、VLBI网等一系列天体丈量和天文地球动力学研究功效,都离不开叶叔华的尽力。

1994年,紫金山天文台同仁把天空中一颗编号为第3241号的小行星定名为叶叔华星。

2、第一件心愿:在上海成立一个SKA数据区域中间

颠末几十年的成长,中国的天文研究不但早已和国际接轨,也在积极介入多个国际合作的天文项目,此中SKA项目是叶叔华最正视,也是最记忆犹新的。

SKA是当今最年夜的天文合作项目,项目起头于上世纪末,是中国加入的第二个国际合作年夜科学工程。本年3月12日,中国作为七个原始倡议国之一,在罗马签订天文台公约,这也标记SKA项目正式起头。

SKA全称平方千米阵列射电天文千里镜(The Square Kilometre Array)。作为世界最年夜综合孔径射电千里镜,SKA是由包罗中国在内10多个国度配合介入的全球年夜科学装配。

据叶叔华先容,SKA终究将扶植2500面反射面天线和一百多万个低频天线,散布在澳年夜利亚、南非及非洲南部8个国度约3000千米的广袤荒原中,总领受面积达1平方千米,将构成世界最年夜阵列式射电千里镜,可以用于研究一些天文学范畴的未解之谜,如查验相对论和引力理论,生命烛光和地外文明,宇宙磁场,宇宙暗中期间和宇宙拂晓,星系和各级天体的构成,宇宙学、暗物资、年夜标准布局,摸索未知世界等。

SKA总部设在英国,SKA千里镜的两个台址国别离为澳年夜利亚-西澳年夜利亚莫奇森郡和南非-南非台地高原地域,数据从这两个处所发生后,再分发到各个处所,所以这要求有区域中间来领受复杂的数据信息,然后区域中间再把数据传到需要用的处所。

SKA能发生几多数据?叶叔华给出了一个谜底,2027年起头,SKA每一年输出600PB数据,2030年以后数据量增添十倍。

“此刻我们全球用的所稀有据加起来都不及它的十分之一,并且后面还有增添。”是以,她但愿,能在上海扶植一个区域性科学数据中间。“这个区域性科学数据中间,不限于中国,乃至不限于亚洲,而是亚太地域的数据中间。”

在她的料想中,SKA数据中间不该该只是在上海,应当分散到全国更多的处所,各地天文工作者成立一个数据处置小组进行研究,每一年或每几年组织召开全国性的年夜会,为中国争夺更好的研究成果。

叶叔华但愿2500台SKA都回中国制造。“如果都回中国造的话,我们交的用度都可以回来,或许可以有红利了。”可是她也坦言,这个设法其实不见得太公道。或许将来会分成几个国度一路来承当。

好动静是,由中国电子科技团体公司第54研究所研制的千里镜已颠末SKA项目组织验收。“证实仍是很好的一个设计。今后会采取的。”叶叔华高兴的说。

SKA是一个进程很长的项目,两个台址的千里镜阵列打算在2030年摆布起头完全运行。在叶叔华看来,这个项目需要延续到2070年摆布,能介入到此中对中国而言是功德。是以她但愿列位年青的同道乃至儿童未来都能承当起这个使命及责任。

3、第二件心愿:让VLBI从地面走向空间

2019年1月3日,“嫦娥四号”实现了人类探测器初次在月球后背软着陆。这里面也有叶叔华及其团队的进献。

这也证实在中国扶植VLBI丈量网的决议计划是准确的。

几十年前,在叶叔华的率领下,上海天文台计划了中国VLBI网的概貌:新建乌鲁木齐VLBI站及25米射电千里镜,改建昆明10米射电千里镜为VLBI站,进级上海25米射电千里镜及数据处置中间,这也使得中国天文界在甚长基线干与丈量手艺 上,敏捷遇上了国际天文研究的程序。

有媒体评论,“这让上海天文台和中国天文界,敏捷遇上了上世纪八九十年月国际天文从经典不雅测转向空间不雅测的潮水。”

按照官方诠释,VLBI网是测轨系统的一个分系统,它今朝由上海25米、北京50米、昆明40米和乌鲁木齐25米的4台射电天文千里镜,和上海数据处置中间构成。分辩率相当于口径为3200多千米的庞大的综合千里镜,测角精度可以到达百分之几角秒,乃至更高。

不外因为国力所限,昔时中国只能撑持建造2台射电天文千里镜。这在叶叔华眼里已是很了不得了。

上世纪90年月,国度酝酿“探月工程”,“嫦娥一号”的变轨成为一浩劫题,探月卫星飞向月球时会进行变轨,特别变轨之前与变轨以后,更需要切确计较运行轨道,而切确计较的条件是切确丈量,叶叔华及其团队主动请缨提出用VLBI网对“嫦娥一号”进行测轨。

“我们挺身而出许诺10分钟以内,完成VLBI测轨使命,最后我们做到是均匀六分钟,后来在‘嫦娥四号’的使命中,1分钟就可以完成测轨。”

为更好地阐扬VLBI网的感化,叶叔华提出建造65米的千里镜,成为中国科学院和上海市共建打算。2012年,上海天马65射电千里镜落成,这一年,叶叔华已81岁了。

随后,上海天马65射电千里镜在深空探测和天文研究中阐扬了很高文用。2012年,介入并成功完成嫦娥二号卫星在深空约700万千米飞越小行星“图塔蒂斯”成像探测再拓展使命。2013年作为主力测站,全程介入了嫦娥三号的VLBI测定轨不雅测,2014年嫦娥五号飞翔实验器的VLBI测定轨使命,另外,更在国际VLBI网中阐扬着主将感化。

叶叔华先容,VLBI手艺可以或许支持航天器到火星、木星、小行星乃至到太阳系边沿。“美国往探测冥王星的时辰,我们就也在探测,成果都还有讯号,都还成功。”

现阶段很多科学家都在摸索宇宙拂晓期间,而研究这段期间需要用到低频射电。那既然用低频射电,为何我们不成以到空间往?

叶叔华的第二个心愿就是,让VLBI从地面走向空间。简单来讲,在间隔地球9千千米外的太空,建两个30米口径的射电千里镜,这两个千里镜可以跟地面上的年夜千里镜和FAST、SKA进行组合,也能够本身联系起来,首创空间低频射电新范畴。

“这个手艺我们国度根基上可以完成,所以但愿今后国度强大,有更多的钱后能获得撑持。”叶叔华以为这对中国射电天文走向世界会是一个很好的进献。

4、不知道本身星座的天文学家

“92岁还能做甚么呢?只能说我们给年青同道搭舞台。”

叶叔华院士说,她的心愿是但愿中国天文科学也能从随着人家跑到并排跑再做到领着人家跑。她提到,中国今朝在500米口径天文千里镜(“天眼”)手艺上,确切实现了国际领先,但以为这依然不敷,应当有更多的天文项目实现国际领先。

“虽然我是这么老了,大师都不厌恶,比刘姥姥还老的一个家伙,来给大师乱说八道。”叶院士安静而滑稽的语气中,又包含着一股英气,“ 要做到一些人家还没有做到的工作,我们应当做到,我们可以做到。”

媒体报导,叶院士此刻天天跟通俗职工一样会到上海天文台上班,午时往食堂列队吃饭。眼睛有些老花,浏览最新科技文章时,她就用放年夜镜。

有记者采访她,她扯着身上穿的衬衫说:“这是我几年前在城隍庙小店买的,好几件衣服一路,很廉价。”

为了表扬她的科研进献,1994年,经国际天文学结合会有关委员会核准,南京紫金山天文台将新发现的3241号小行星定名为“叶叔华星”。

有趣的是,资料上说,跟星星打了一生交道,叶叔华却不知道本身是甚么星座。

有人问到她这个题目时,她答:那都没用。

在她看来,最有价值的工作,始终是她的老本行——天文研究。

援用及参考资料:

SKA中国官网、广州日报、解放周末、新华社等。

《叶叔华:成立北京时候的女天文科学家》

《没有她,就没有此刻精准的“北京时候”》

《用了这么久的北京时候,本来是她成立的》

《叶叔华九十华诞:夜空中一颗小行星》

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