吴守贤
——天文学家/原中科院西安分院院长/1952届校友
发表: 2011-05-04 12:02:10    浏览: 14654 次


  吴守贤(1934- ),湖北沙市人。天文学家,中国现代高精度授时的开拓者之一。早期在徐家汇观象台从事观量象授时,是中国综合时号改正系统的主要完成者之一。1970年主持筹建BPM短波授时台并取得成功,为中国空间科学发展和国防建设提供了可靠的时间保障,获中国科学院科技成果一等奖。在基本天体测学研究中,发现地极移动的钱德勒周期分量具有双峰分裂现象;利用中国古代天象记录研究地球自转长期变化取得多项成果,开创了应用历史天文学研究领域;“夏代仲康日食考”被评为“夏商周断代工程”标志性成果之一。代表性论著有《时间测量》、《司马迁与中国天学》、《中国古代天体测量及天体仪器》等。历任中国科学院陕西天文台副台长、中国科学院西安分院院长、陕西省科学院院长、中国天文学会副理事长陕西省学位委员会副主任。1986年被国家授予有突出贡献中青年专家称号。

  一、 求学历程

  吴守贤,1934年11月出生于湖北省沙市(现荆州市)。他的祖父吴盘圃(实为外祖父)于19世纪末从祖籍安徽省休宁县旅沙经商并定居,是沙市著名徽商。吴盘圃年逾花甲时有三子两女,但无孙男继承宗祧,遂决定将次女吴承玉所生第五子随母姓,名守贤,过继给其三子吴仙洲为嗣。

  吴盘圃年青时受“公车上书”及“洋务运动”新思潮影响,以实业救国为理念,把商业资本转为工业投资,创办沙市电灯公司,任董事长。此举有利于沙市工业发展,颇受社会好评,其子吴汉波为副总经理,掌控公司营运。但由于不懂技术,常受雇员德国工程师牵制和刁难。于是吴汉波力主幼年守贤入新学,攻电机,将来成为懂技术的公司接班人。

  可惜,吴守贤尚未启蒙,日本侵略者的铁蹄便踏向荆楚大地。吴盘圃为躲避侵略者的蹂躏,避免在刺刀威逼下强制合作而沦为汉奸,于1939年携全家避难于四川省万县农村。为不荒废子弟学业,他与友人刘子贤(沙市商会会长)合作,聘请原沙市树人小学校长李东屏设馆办学。该馆形同私塾,但开设语文、自然和算术等新学课程。吴守贤入馆就读,初识之无,一年后考入当地董家乡中心小学,插班三年级,读至六年级时迎来日本投降。此时,吴盘圃不避三峡艰险,携全家乘木制小舟匆匆返回沙市。

  抵沙后,正值学期之中,吴守贤无法插班就读,便在一位前清举人的私塾学馆补习,熟读《孝经》、《论语》。略解其义,但能全书背诵。不期这一短暂补习,竟对他半个世纪后涉猎中国古代天文学研究生产了基础性影响。1946年春,吴守贤考入沙市民权镇中心小学,读六年级,1947年以优异成绩考入沙市私立晴川中学(现为沙市二中)。

  在此期间,吴守贤家庭发生了重大变故:被当时沙市人民称为“五毒八害三条蛇”的社会黑恶势力,勾结国民党当局,以重新注册为名吊销了沙市电灯公司有效期为五十年的经营执照,强行征购公司固定资产,又不即时兑现资金,致使电灯公司破产。吴盘圃返沙后恢复公司重振实业的美梦破灭,并在重病困扰下于1948年抱憾辞世。此时吴守贤仅14岁,摆在他面前的不再是电机工程师的幢憬,而是从零开始寻求自己的发展空间。

  吴守贤就读初中的三年,正是国民党政权在大陆作最后挣扎的三年,国统区人民处于水深火热之中。社会动荡,家境窘迫,苦闷中的吴守贤学习成绩平平。

  初中毕业时,吴守贤在家庭压力下报考沙市邮电局短训班,初录取。但他本意还是希望继续求学,于是背着家庭又报考了公立高中,被沙市中学录取。沙中是所省级重点中学,竞争十分激烈。吴守贤不愿失去已经得到的机会,在说服家庭后进了沙市中学。主导这所中学的教师队伍,大多来自革命激流中的中青年知识分子。他们建设新中国的使命感深深感染着学生。学校经常组织学生参加社会调查与服务,并以艰苦奋斗精神教育学生。在这种朝气蓬勃的革命气氛影响下,吴守贤渡过了愉快的高中三年,学业大进,数学、物理成绩优秀。

  1952年,国务院决定在大学实行全额助学金制度。这使许多家庭困难的学生得以免费读书。就这样,吴守贤高中毕业后沐浴着新中国的阳光,顺利走上深造之路。

  吴守贤喜欢阅读课外书籍。他读过张钰哲的《宇宙论从》,被其优美文学描述的宇宙壮观所吸引;前苏联施密特院士的《地球起源学说》更激发了他探索宇宙奥秘的兴趣。于是在报考大学的志愿表上,他郑重地填上了南京大学天文系,并被录取。1952年秋,吴守贤溯江东下,由沙市来到六朝古都南京,开始了他的大学生涯。

  南京大学天文系1952年入学新生达50名,盛况空前。中国天文学会在玄武湖组织了特别迎新会。李珩教授在会上讲了一个法国古老的“打炮对钟”的故事,以启迪学生认识天文学的应用价值。这个故事寓意天文授时在人类社会活动中的重要性,给吴守贤留下深刻印象。

  南大天文系根据当时教育方针,全部搬用苏联莫斯科大学数学力学系天文专业的教学大纲和教材。这有利于学生打好数学和物理学基础。1953年秋,著名一天体物理学家戴文赛教授从北京大学调任南大天文系系主任。戴教授以学术民主、兼容并包、擢拔青年学子而著称。吴守贤及其同窗学友都以出自戴文赛门下而荣幸。1955年,在国务院制订的“十二年科技发展远影规划”中,提高授时精度的任务被列为天文学科发展的重中之重项目。戴文赛在参加了全国科学规划后囬校后立即从大局出发,在1956年毕业的学生中选派吴守贤等四人进入天体测量专业,为实现规划做出了相应安排。吴守贤大学毕业后被分配到中国科学院紫金山天文台,并随即被派往其隶属的上海徐家汇观象台,在刚从英国归国的王绶琯先生领导下,开始了他一生为之奋斗的高精度授时工作。

  二、观象授时

  徐家汇观象台是1926年和1933年两次国际经度联测中被国际组织认定的一个天文基本点。面临1957-1959年参加第三次联测。联测需要将该台目视中星仪改造成光电中星仪。为此王绶琯受命赴苏联普尔柯沃天文总台,与中星仪光电记录设备发明人巴甫洛夫教授合作,研制相应终端并带回国内安装。吴守贤作为王先生的助手参加了这一项目,并在改装后的仪器上进行天文观测。在此期间,吴守贤被紫台任命为徐家汇观象台业务秘书。这在客观上为他全面深入地进行授时领域研究创造了条件。1959年初,吴守贤参加中国科学院张劲夫副院长和国家计量局钟林局长联合召集的工作会议,讨论把时间计量等四种国家级计量基准委托中国科学院负责建立的实施方案。会上,吴守贤与紫台黄建树共同起草建立我国时间计量基准方案。该方案被国家科委采纳并反映在国务院“国科周字185号文件”中。1960年,国家科委按中苏合作计划,选派吴守贤赴莫斯科学习时间计量。吴遂进入北京外国语学院留苏预备班学习俄语。不料一年后中苏关系破裂,合作中断,留学计划被取销。留学不成,吴守贤并未灰心。他利用熟练掌握俄语的条件在两年内自修完苏联天体测量专业研究生课程《基本星表》、《基本天文常数》、《基本天体测量学》和《经纬度变化》,专业基础更趋扎实。

  1961年,吴守贤参加叶叔华先生主持的建立我国世界时系统的项目研究,任其中的“综合时号改正数组”组长。该项目的目的在于克服当时的国际时间局要推迟两年才能提供精确世界时的缺陷,亦期摆脱我国对苏联“标准时刻系统”的依赖,为我国大地测量等广大应用部门提供可靠的时间服务。项目组于1963年完成测量方法、误差理论等项研究,建成独立自主的中国世界时系统,定时精度达到国际先进水平。1965年通过了由吴有训和夏坚白两位学部委员主持的国家级技术鉴定,当年该成果获中国科学院郭沫若院长签发的奖状。1982年,“我国世界时系统的建立和发展”获国家自然科学二等奖。1986年,国家科委第一号科技白皮书在“伟大成就”一节中写道:“1963年起,我国世界时服务精确度就已进入国际先进行列”。在吴守贤调离上海台后由叶叔华台长签署的对吴的评价是:“1960年-1970年期间,吴守贤同志担任综合时号改正组组长。综合时号改正数是建立我国世界时系统的核心课题。该组的研究为我国世界时系统的建立的各项科研成果做出了主要贡献,而吴守贤是实际承担此项研究的完成者。许多研究报告由他完成。若干重要的报告由叶叔华院士与吴守贤共同署名”。吴守贤为我国世界时标准的建立和发展做出了重大贡献。

  三、国家授时中心的创业与开拓

  建立独立自主的授时系统是攸关国家安全的一项基础工程。1965年,为适应我国发射第一颗人造卫星的需要,国家科委要求中国科学院在我国腹地建立短波无线电授时台。1966年,中国科学院据此决定在陕西关中地区建立西北授时台,代号为“326工程”。由上海天文台提出建设方案并派技术干部,与中国科学院西北分院共同实施工程联

  1970年初,吴守贤奉中国科学院调令,离开深情眷恋的上海,举家西迁,并注全力投入我国的国家授时中心——西北授时台的建设。是年7月,326工程更名为中国科学院陕西天文台(现中国科学院国家授时中心),吴守贤被任命主持短波授时台建设的技术工作。

  短波授时台土建工程始于1966年。时至1970年电台发射 天文测时、守时和试播等筹备工作就绪,在吴守贤主持下全面展开联调,在基本完成后,由中国科学院报请国务院,经周恩来总理批准,于1970年12月15日开始试验发播短波无线电授时信号,电台呼号为BPM。

  在1971年-1972年试播期间,陕西天文台在吴守贤主持下组织技术人员,在全国范围内对BPM时号的性能进行监测。对大量监测资料进行了仔细分析后,吴守贤代表陕西天文台提出试播技术报告。报告认为短波授时台的设计和建设是成功的,但信号作用距离没有达到有效覆盖全国疆域的设计要求,其原因是建设过程中受当时的不应有的干扰改变了原设计方案:将原设计的高铁塔天线阵改变为“小天线笼”,降低了天线辐射功率。中国科学院对此非常重视,随即组织专家工作组,对BPM的两年试播工作进行全面检查,并赴兰州、乌鲁木齐等地对时号作实地测量。专家组经过分析论证,同意吴守贤的结论,建议按原设计重新架设高铁塔天线阵(此时亦因“九一三事件”后使得突破“小天线”禁区成为可能),并尽快增加设备实施原子时控制时号和改善信号波形。中国科学院根据专家组建议,决定从1973年1月起,BPM短波授时台暂停试播,进行工程和实验改建,原有天文测时、守时、收时诸项目作为我国世界时服务网正式台站正常运行。

  在此期间,国防部门又提出“远洋授时任务”,要求BPM短波时号作用距离在原设计基础上增大2-3倍,能够有效覆盖到赤道附近的太平洋远区海域。经中国科学院批准,陕西天文台将此两项任务合并实施,仍由吴守贤任项目总体负责人。扩建工程于1975年开始,1978年完成并重新试播,扩建后的BPM授时台在试播期间圆满完成我国向太平洋预定海域发射远程运载火箭试验中的授时任务。BPM授时台1980年12月通过中国科学院鉴定,正式交付使用。吴守贤等为鉴定会提供约30万字技术资料。该资料后由科学出版社以《时间测量》专著形式出版,受到应用部门欢迎。

  BPM短波授时和远洋授时工程的建成分别获中国科学院科技成果一等奖和二等奖。

  根据国务院决定,BPM授时台从1978年7月1日零点起,正式承担我国短波授时任务。

  BPM短波授时是一个工程性项目。它的建成是集体努力的成果。陕西天文台在筹建阶段拥有一支由电子学、无线电通信、和天体测量等专业的优秀大学毕业生组成的技术团队。吴守贤团结和和依靠他们得以不辱使命,顺利完成任务。

  二十年的后的2001年,吴守贤在志书《中国科学院陕西天文台(1966-2000)》的前言中写道:

  “我还回忆起1986年中国科学院李薰副院长与数理学部王绶琯副主任视察陕台时,深为在处于“十年浩劫”的恶劣环境中艰苦奋斗、不辱使命建成此台,并按期完成历次空间试验重大授时任务而感动,李薰副院长曾深情地对我说,应该为建设者们树碑纪念。我想这本书正是献给陕台建设  中做出贡献和科技人员、工人、解放军战士和干部组成的集体的无形纪念碑。”

  可以看出,吴守贤把自己作为普通一员深情地融入这个光荣的集体之中。

  1977年10月,吴守贤参加了以叶叔华先生领导的中国科学院天文地球动力学考察团赴法国考察。考察期间,代表团会见国际时间局局长、巴黎天文台授时部主任B.Guinot先生。他对曾经与国际时间局合作达半个世纪的上海天文台单方面中止资料交换感到困惑;也不明白,在中国中部倔起的一个全天候的新的BPM授时台已经工作七年,为什么与国际时间局没有交流意愿。当代表团向他解释了问题的根源是中国科学院反对国际天文学联合会及其隶属机构中出现“两个中国”的局面时,他表示了理解并愿意在国际时间局采取措施尊重中国科学院意愿。吴守贤代表陕西天文台向他介绍了陕台筹建原子时及BPM授时工作情况。他希望尽快得到中国的授时资料。事实上后来陕西天文台於1979年建成中国原子时标准后,顺利与国际时间局建立了资料交换关系,参加了国际原子时计算,为国际原子时系统的保持做出了贡献。这样,吴守贤不仅把BPM授时台展示在全世界面前,而且把中国的授时工程推向了世界。

  四、基本天体测量学研究

  地球自转是基本天体测量学重要研究领域。吴守贤从青年时代起就开始该课题的研究。但是,在20世纪70年代,由于建设新授时台后任务繁重,不得不中断。BPM授时台任务基本完成后,他根据新的发展重新恢复了该领域研究工作。

  1. 地极移动研究:发现chandler周期双峰分裂现象

  吴守贤大学毕业论文就是在邹仪新教授指导下完成的“纬度变化与极移”。1977年起,他用Fourier变换 分析了国际极移中央局发表的近80年归一化极坐标系列,发现极移变化中存在的chandler周期具有对称的双峰分裂现象,并提出一个以太阳活动为背景的调制模型,试图解释它的形成机理。论文发表于1981年《中国科学》。在1982年国际天文学联合大会上,地球自转专业委员会主席在总结地球自转研究成果中,引用全球300余篇论文,其中包括吴守贤上述论文。它是唯一一篇中国文献。

  2. 利用中国古代天象记录研究地球自转长期减慢:开创中国应用历史天文学研究领域。

  从1970年起,国际上掀起利用远古日食记录研究地球自转特长期减慢热潮。国外学者先后使用30多个中国古代日食记录。他们在称赞中国古代记录丰富宝贵之时,指出只有中国天文学家介入这一研究才能得到有价值的结果。吴守贤检查了国外学者使用的中国记录,发现竟有三分之一引用错误。于是他着手建立符合中国记录特征的研究方法,重新整理中国古代天象记录,并以次方向招收研究生。他和他的学生刘次沅博士在这一方向上进行了创造性研究,发表了一系列研究论文,吸引了一批国外学者与之合作,开创了利用古代天象记录研究现代天文学问题的历史天文学研究领域。

  3. 国际地球自转联测

  20世纪80年代初,由国际时间局牵头,在全球范围内开展国际地球自转联测,简称MERIT计划。它是把测定地球自转参数的经典技术与正在兴起的新技术作大规模的比较观测,为向新技术过渡做准备,具有重要意义。中国科学院决定参加合作,成立以叶叔华为组长、吴守贤为副组长的MERIT计划中国组,经外交部批准,上海、紫金山、北京、陕西、云南等天文台和武汉测地所参加联测。在中国组精心组织下,上述天文单位在1983—1985年期间进行了大规模相关观测,取得优异成果,为MERIT计划的成功做出了贡献,获得了较高评价。该项成果获中国科学院科技进步一等奖。它是近百名中国天文工作者集体智慧的结晶。

  4.“夏商周断代工程”研究:仲康日食考

  1995年,国家启动“夏商周断代工程”研究。吴守贤应项目首席科学家席泽宗院士邀请,承担夏代仲康日食再研究。他分析历代天文学家对这次日食发生年代的13种不同结论,进行复算,并利用现代天文常数和日食计算方法,对公元前2250—1850年400年期间发生在洛阳地区的日食进行普查计算,提出2243年B.C 10月30日、2019年B.C 12月6日,1970年B.C 11月5日和1961年B.C10月26日四个日期可以作为夏代仲康日食发生时间的参考。这一结论成为历史学家确定夏代始于公元前2070年的重要依据之一。该成果被评为“夏商周断代工程”12个标志性成果之一。

  五、学科全局中的合作者

  从1952年进入南京大学天文系读书起,吴守贤在天文学领域驰骋奋斗半个多世纪,不仅在天体测量学、高精度授时领域中锲而不舍地完成国家任务和进行研究,还在中国天文学全局发展规划和组织方面奉献相当精力。他具有良好的合作精神和亲和力,在同事们中间有着非常融洽的关系,深得同行信任。1977年,中国科学院成立天文学科规划组,负责提出符合国际发展趋势和国家需要的天文学发展规划,王绶琯任组长,吴守贤任副组长。学科组召集全国有代表性的天文学家会议,通过充分讨论,制订了由吴守贤执笔起草的中国天文学十年发展规划,经国务院批准付诸实施。1978年,吴守贤被聘为国家科委天文学科组成员。

  1981年,中国天文学会在陕西天文台召开第五次全国代表大会暨庆祝中国天文学会成立60周年大会,并为陕西天文台举行挂牌典礼。吴守贤参与筹备和组织这一盛会,并被选为中国天文学会第五届理事会副理事长,4年后在武汉举行的第六届代表大会上继续当选连任,在这8年期间,他多次主持时间、星表与天文常数、天文地球动力学的学术会议。

  1985年,国际天文学联合会恢复中国天文学会合法席位。吴守贤作为中国天文学会代表团成员出席在印度新德里举行的国际天文学联合会第19届大会,协助王绶琯团长做了中国代表团与会的组织工作,并在专业讨论会上提出利用中国古代交食记录研究地球自转长期变化的进展报告。

  1983年10月,根据中央组织部决定,吴守贤被任命为中国科学院西安分院副院长,陕西省科学院副院长,1987年被任命为院长。这样,他就必需要从事非天文学范畴的科技组织领导工作,在“科技兴陕”、“秦巴山区域生物资源开发”、“小流域生态环境综合治理”等方面投入相当精力。但是,他没有脱离天文工作,仍然是陕西天文台研究员、博士生导师、学位委员会主任,重点培养研究生。他早期的几位博士研究生先后成为国内外天文研究机构中的骨干力量。

  吴守贤抓住一切机会推进天文工作。1994年,他以陕西天文学会理事长名义邀请台湾省嘉义市天文协会代表,以及北京、上海、南京的天文学史专家访问西安,探讨海峡两岸合作编撰“中国古代天文学大成”的可能性,并以陕西省政协经济与科技委员会付主任名义邀请嘉义市两位来宾参加祭扫黄帝陵大典;次年,接受嘉义市天文协会邀请回访嘉义、台北和高雄等地方天文协会,增进了两岸天文学家的了解和友谊。1996年,他出席在香港举行的“21世纪中国天文学发展研讨会”,与香港、台湾和海外华裔天文学家相聚一堂,共谋振兴中华民族的天文事业。

  1986年,吴守贤被国家授予有突出贡献中青年专家称号,1990年获国务院颁发的政府特殊津贴,1998年获陕西省优秀博士导师表彰,2008年,被中国科学院研究生院授予“杰出贡献教师”。

  六、吴守贤主要论著

  1、叶叔华、吴守贤,我国的综合时号改正数,测会学报,Vol.9.No.1 1966

  2、Ye Shu-hua,Wu Shou-xian,The Joint Corrections of Radio Time Signals in China,科学通报外文版,Vol.17.No.9 1966

  3、吴守贤,确定瞬时极坐标的台站最佳分布,天文学报,Vol.12.No.2 1961

  4、吴守贤,王叔和,华英敏,Chandler极移的特征,天文学报,Vol.20.No.2 1979

  5、吴守贤,华英敏,王叔和,在极移的Chandler分量上的调调现象,中国科学(A),No.7 1981

  6、吴守贤,在研究地月系加速中应用中国古代交食记录的某此问题,陕西天文台台刊,No.3 1980

  7、吴守贤,漆贯荣,高精度授时新进展,中国测绘学会第二届年会文集,1982

  8、吴守贤,漆贯荣,新天文学常数系统,天文学进展,Vol.1.No.1 1983

  9、吴守贤,刘次沅,古代交食观测对地球自转长期变化研究进展,天文学进展,Vol.5.No.2 1987

  10、吴守贤,刘次沅,中国古代月掩犯的记录得到的地球自转长期变化,天文学报,Vol.34.No.1 1993

  11、吴守贤,夏代仲康日食记载再读,自然科学史研究,Vol.7.No.3 1998

  12、吴守贤,夏代仲康日食年代确定的研究史略,自然科学史研究,,Vol.19.No.20 2000

  13、库时柯夫,吴守贤译,新天文常数系统,北京,科学出版社,1979

  14、吴守贤,漆贯荣,边玉敬,时间测量,北京,科学出版社,1983

  15、吴守贤,飞向太空,西安,陕西人民出版社,1994

  16、吴守贤,马马迁与中国天学,西安,陕西人民教育出版社,2000

  17、吴守贤,全和钧等,中国古代天体测量学及天文仪器,北京,中国科学技术出版社,2008

  (撰稿人:漆贯荣(1940- ),江苏泗阳人,国家授时中心研究员,在吴守贤指导下进入天体测量与时间频率研究,发表《时间测量原理》、《时间科学基础》等论著。)
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