她让“北京时间”更精确｜叶叔华

编者按

1960年5月1日，沙河工作站钟房正式向中央人民广播电台提供精度为0.1秒的民用授时信号。

一个国家的精准时间，与国计民生、科研国防息息相关，因此独立精准的计时能力和稳定可靠的授时能力意义重大。1956年制定的《国家十二年（1956—1967）天文学发展远景规划》里，授时工作再次成为中国天文学发展的首要任务，包括北京天文台沙河工作站等一系列新的台站相继建立。

1872年，建立徐家汇观象台（图片拍摄于

1900年）

来源｜国家授时中心微信公众号

回溯中国近代授时发展之路，1872年建立的上海徐家汇天文台当属最早。新中国成立后，该台成为中国科学院紫金山天文台下属的一座观象台，授时工作是其中心任务。在叶叔华等一批天文学家的共同努力下，授时精度和可靠性大大提高，为1960年建立中国独立的世界时系统打下了基础。

应对数据波动，借毫厘修正叩开科学之门

1951年年底，24岁的叶叔华进入中国科学院紫金山天文台上海徐家汇观象台工作。可现实情况和她心中对天文研究的浪漫憧憬，完全不是一回事。

1991年1月11日，叶叔华在乌鲁木齐VLBI台地址

来源｜中国科学家博物馆

叶叔华的第一份工作是观测恒星，计算恒星时，再换算成世界时。夜晚观测时需要用两手操作中星仪跟踪恒星，必须全神贯注，同时还要手眼并用做好记录。冬天时她双脚冻得发麻，用冻得发僵的手指操作着冰冷的仪器。白天，她还要承担繁重的计算和数据处理工作，计算工具只有算盘。每日枯燥地观测、计算、接收时号、校对天文钟、发播时号……设备陈旧、简陋，工作单调、刻板，跟她设想的天文工作完全不同，她感到无所适从，陷入一片茫然之中。

“枯燥的数据也会说话。”有一次，国际时间局来信询问：为什么你们的结果每个月都有波动？带着疑问，叶叔华逐步检查计算步骤，发现原来是一个修正值没有加进去，以前觉得这个值比较小，所以未加考虑。随着测时精度的提高，加不加它的影响就看出来了。叶叔华发现了问题，并在以后的计算结果中改了过来，张钰哲台长肯定了她的工作说：“这就是为什么要你们大学生来做这些工作的原因。几十年来应该改正的没有改正，难怪不知道为什么一直都会波动。”

随着工作逐步深入，叶叔华慢慢体会到时间工作也是很有意思的。“正是这些没有生命的数字，让我逐渐发现了科学的真谛，引领我踏入灿烂辉煌的科学殿堂。”叶叔华回忆说。

服务中国测绘部门，为提高授时精度而

奋战

促使叶叔华走上天文学之路并最终走向与地球物理学科结盟的最大、最直接的动力来自国家对授时工作的迫切需要，更具体地说，是中国测绘部门对高精度时间服务的迫切需要。

20世纪50年代之前，全国仅有约三分之一的面积进行过精度较低的测绘，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互相不能拼接。国家对测绘成果和地图的迫切需要促使测绘事业迅速发展。

我国的测绘工作最初曾经使用过日本和美国的时号，面临收听时号经常受限或时号不稳定等问题，测绘部门迫切希望能够使用中国自己发播的时号。

全国轰轰烈烈开展起来的测绘工作以及地图制作对高稳定度时号的要求给徐家汇观象台提出了挑战。

1955年4月，王绶琯、苗永瑞等人补充到徐家汇观象台，开启了徐家汇观象台的新阶段。新增了人手，也购置和改装了一些仪器，徐家汇观象台的授时工作有了提高和改善，这让叶叔华的内心感觉好多了。

1984年4月叶叔华与杨福民（左）、

何妙福（右）在上海天文台激光测距仪前

来源｜中国科学家博物馆

然而，短暂的喜悦随着大地测量组组长韩天芑的“一声大吼”而烟消云散。

1955年春天，在徐家汇观象台老办公楼西侧的会议室里，韩天芑情绪激动，嗓门也大了起来：“测绘界是不会使用徐家汇公布的数据的。不用你们的结果还好，用了你们的结果，反把我们的工作搞坏了！”

这场会议主要讨论徐家汇观象台利用帕兰中星仪与紫金山天文台利用50毫米中星仪的测时结果，以及联合订正时号改正数的事宜。28岁的叶叔华坐在会议室里，感到既委屈又难堪，但事实和数据摆在那里，叶叔华无从辩驳。这激起了叶叔华内心不服输的冲劲，她暗下决心：一定要把这项工作做好，就算国家没有要求，也总不能比苏联人做得差。

随着国家的重视和投入，徐家汇观象台的工作条件和环境逐步得到改善。观测人手增加，熟练程度提高，最关键的是仪器得到了更新和改造。随着测时、收时、守时和播时工作的不断改进，徐家汇观象台发播的时号稳定度精确度不断提高。1957年6月，时号稳定度达到0.003秒，仅次于当时世界最佳时号之一的苏联RWM时号（稳定度为0.002秒），进入了国际先进行列。

1957年10月9日，中国科学院数理化学部在上海召开授时工作会议，对徐家汇观象台的授时工作进行了质量鉴定，认为徐家汇发播的BPV时号，目前的精确度好于±0.003秒，已能基本满足国内大地测量、航海、航空、工矿等各界进行测绘的需要。

叶叔华迎来了她天文生涯中第一个胜利。

叶叔华在丹容等高仪上观测（1959年）

来源｜中国科学家博物馆

主持建立我国综合世界时系统，

推动“北京时间”诞生

鉴于中国当时所处的政治环境，拥有独立的世界时系统是一件势在必行、有利于国计民生的事情。1957年10月，中国科学院在上海召开授时工作会议，决定建立我国的时间网，要求徐家汇观象台协助有关台站建立天文测时和有关时间频率标准方面的工作。

这项艰巨的任务最终落到了叶叔华的肩上。当时，徐家汇观象台的不少科研骨干被调到外地参与相关项目筹建，或承担更重要的国家任务，较早参与时间工作的只剩下了叶叔华、苗永瑞、吴守贤、金文敬等人。32岁的叶叔华年龄最大、资格最老，尽管晋升为助理研究员才一年多，她责无旁贷地挑起了建立中国世界时系统的重担。

1959年1月起，徐家汇观象台综合了本台的四架仪器和紫金山天文台的两架仪器的测时结果，开始在《授时公报》上刊布“综合时号改正数”，每月一期，提供给有关应用部门使用，这意味着中国世界时系统的初步建立。

叶叔华的内心充满了自信和自豪感，因为当时的精确度不仅远超日本，而且与国际时间局的精确度已相差无几，排在世界第二位。

1965年8月3日，“综合时号改正数”通过了由中国科学院副院长吴有训和武汉大学校长夏坚白主持的国家级技术鉴定，鉴定书写到：1963年起，我国世界时服务的精确度就已进入国际先进行列。

1965年9月24日，《新华日报》报道上海天文台的成就

来源｜《经纬乾坤：叶叔华传》

1965年12月25日，国家科委下达文件同意鉴定结论，并宣布自1966年1月1日起，全国各个应用部门一律采用上海天文台所刊布的综合时号改正数，“北京时间”由此诞生。

在一代代科学家的共同努力下，中国现代授时手段已经多样化，拥有长短波授时、低频时码授时、互联网授时、卫星单向授时、卫星双向时间传递、光纤传递等方法，基本满足了经济社会、国家安全和科学研究应用的需求。同时，国家授时中心拥有国内第一、世界第四规模的守时原子钟组，负责确定和保持我国原子时标准和协调世界时标准。

回首往事，叶叔华说：“一项事业会改变人的初衷，兴趣也是可以改变和培养的，关键在于你真正了解了事业的意义所在，然后你就在世界里找到了自己的定位，几十年如一日地勤勉工作，作出自己的贡献。”

参考文献：

[1]宁晓玉.经纬乾坤：叶叔华传[M].北京：中国科学技术出版社，上海交通大学出版社，2017.

[2]“任务带学科”模式下的授时工作——以综合世界时系统的建立为中心[J].中国科技史杂志,2021,42(2):246-256.

[3]专访95岁广东籍天文学家叶叔华：从未感受到“玻璃天花板”[N].南方都市报官方账号,2021-12-01.

[4]中国的一面大钟：国家授时系统 | 张首刚.中国科学院国家授时中心官网,2021-09-11.

中国科学家博物馆出品