李正心，1935年9月22日生于上海市盧灣區(qū)，是名天文學(xué)家、測(cè)量學(xué)家。將地球自轉(zhuǎn)參數(shù)的數(shù)據(jù)歸算從空間域擴(kuò)展到時(shí)間空間域，顯著地提高了其測(cè)定的精度。對(duì)鉛垂線變化進(jìn)行了創(chuàng)造性的研究，為地震的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)提供了新的思路。另有烹師李正心等同名人物。
人物簡(jiǎn)介
李正心，1935年9月22日生于上海市盧灣區(qū)。他的祖父李維格，早在19世紀(jì)80年代就接觸西學(xué)，后留學(xué)游
歷英、美、日等國(guó)10年；歸國(guó)后辦學(xué)、辦報(bào)，“與梁?jiǎn)⒊?/a>、汪康年一起寫文章宣傳‘變法’，名揚(yáng)一時(shí)”；后投身實(shí)業(yè)，曾先后主持漢陽(yáng)鐵廠和漢冶萍煤鐵廠礦有限公司，“成為發(fā)展我國(guó)近、現(xiàn)代冶金事業(yè)的奠基人，開拓者和帶頭人”中主要的一個(gè)（《中國(guó)科學(xué)技術(shù)專家傳略》工學(xué)編冶金卷，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1995）。他在一次演說(shuō)中呼吁發(fā)展我國(guó)冶金事業(yè)，“拯中原于涂炭，登億兆于康莊”。李正心的父親（美國(guó)西北大學(xué)法學(xué)博士）、母親（美國(guó)伊利諾衣大學(xué)文學(xué)碩士）以及兩位伯父、兄姐等都是留學(xué)生，都學(xué)成歸國(guó)報(bào)效祖國(guó)，這已成為他家三代人的共同心愿。
個(gè)人經(jīng)歷
少小立志
和他的先輩一樣，李正心很早就有獻(xiàn)身科學(xué)振興中華的志向。他自幼聰穎好學(xué)，善于思考，學(xué)習(xí)成績(jī)一貫名列前茅。為以后從事科技工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
求學(xué)生涯
1953年10月，李正心進(jìn)入中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院。五年學(xué)習(xí)的成績(jī)幾近全優(yōu)。他在畢業(yè)設(shè)計(jì)中推導(dǎo)出的新公式，經(jīng)國(guó)家測(cè)繪學(xué)總局和總參測(cè)繪局審定后列入測(cè)量規(guī)范，在全國(guó)推廣使用。
李正心于1958年10月畢業(yè)后留校任教，不久后因他的“海外關(guān)系”，就再也沒(méi)有機(jī)會(huì)接近科研任務(wù)，但在搞好教學(xué)工作的同時(shí)他仍堅(jiān)持學(xué)術(shù)研究。據(jù)此他發(fā)表論文近10篇，專著一部。
測(cè)繪學(xué)院被撤銷后他于1970年初復(fù)員回到上海市。在工廠工作的四年中他仍不忘專業(yè)。1974年6月他如愿進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)，從事天體測(cè)量研究工作。由于他學(xué)過(guò)天文測(cè)量，且已對(duì)測(cè)量學(xué)有了較深的造詣，很快就在研究工作上取得了進(jìn)展。
科研工作
中國(guó)科學(xué)院在1976年組織了一個(gè)“極移會(huì)戰(zhàn)組”專門研究1949年以來(lái)的地極運(yùn)動(dòng)，以供我國(guó)大地測(cè)量學(xué)整體平差工作之需。李正心參加了這項(xiàng)研究工作。其時(shí)正值黨中央一舉掃除了禍國(guó)殃民的“四人幫”，科學(xué)事業(yè)受摧殘的那種情景一去不復(fù)返了！科學(xué)的春天到來(lái)了！李正心決心趁年富力強(qiáng)的時(shí)候?yàn)槿嗣褡鞒龈嗟呢暙I(xiàn)。他將研究重點(diǎn)放在緯度非極變化這一問(wèn)題上。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐，李正心開始懂得要解決這個(gè)難題一定要打破陳規(guī)，一定要從基本的思路上去突破。1979年他開始萌發(fā)了將觀測(cè)數(shù)據(jù)的歸算從空間域擴(kuò)展到時(shí)間空間域的這一新設(shè)想。
“特殊點(diǎn)”概念
對(duì)用光學(xué)天文技術(shù)得到的長(zhǎng)期極移軌線的可信性問(wèn)題，李正心提出了一種前所未見的“特殊點(diǎn)”概念，即軌線中有一些點(diǎn)（特殊點(diǎn)）是基本可信的，其他的點(diǎn)則混有因地球全球性變形所致的誤差。
作為我國(guó)派出的進(jìn)修生，李正心于1981年底到達(dá)法國(guó)，在巴黎天文臺(tái)工作了兩年半時(shí)間。在國(guó)際時(shí)間局局長(zhǎng)Guinot博士的指導(dǎo)下，李正心將他的在時(shí)間空間域進(jìn)行歸算的設(shè)想付諸實(shí)踐，成功地重新歸算了1962～1982年的地球自轉(zhuǎn)參數(shù)，并顯著地提高了結(jié)果的精度。由于這一項(xiàng)創(chuàng)新且出色的研究成果，李正心于1984年6月20日獲得了法最高學(xué)位——國(guó)家科學(xué)博士。
地球自轉(zhuǎn)參數(shù)的重新歸算
李正心于1984年10月回到上海天文臺(tái)。他的“地球自轉(zhuǎn)參數(shù)的重新歸算”獲得中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（1986）。國(guó)家科委批準(zhǔn)他為“突出貢獻(xiàn)中青年科技專家”（1986）。
在重新歸算地球自轉(zhuǎn)參數(shù)這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，李正心憑著對(duì)科研的迷戀與不懈的努力，對(duì)一系列有關(guān)的課題進(jìn)行了深入研究，如主章動(dòng)常數(shù)，全球板塊運(yùn)動(dòng)，多種技術(shù)觀測(cè)的綜合解算，差分濾波器等，為進(jìn)一步發(fā)掘天文技術(shù)的潛力作出了貢獻(xiàn)。與此同時(shí)他對(duì)上海天文臺(tái)的研究生工作在學(xué)術(shù)上加以指導(dǎo)，在學(xué)位課程的設(shè)置上提出抓好三個(gè)工作環(huán)節(jié)（招生選題答辯）等，起了積極的推動(dòng)作用。
作為中國(guó)天文界惟一的成員，李正心參加了國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）的IAU Working Group for 地球 Rotation in the Hipparcos Reference Frame（1988～1997），為國(guó)內(nèi)外資料和學(xué)術(shù)的交流作了大量的工作。
對(duì)研究鉛垂線長(zhǎng)期變化的可能性進(jìn)行探討
1991年國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）和國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)（IAG）相繼通過(guò)決議要求上海天文臺(tái)繼續(xù)收集天文時(shí)緯觀測(cè)資料并“對(duì)研究鉛垂線長(zhǎng)期變化的可能性進(jìn)行探討”。IAG還為此成立了專門研究組IAG SSG 5.146“Processing of Optical Polar Motion in View of Plumb Line Variation”，并來(lái)函要求李正心參加且作出主要的貢獻(xiàn)。從此李正心將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)到對(duì)鉛垂線變化的研究上來(lái)了。
李正心證明了緯度公共Z項(xiàng)與日長(zhǎng)變化△LOD、南海濤動(dòng)指數(shù)SOI在年際變化頻段顯著相關(guān)，因而揭示了鉛垂線存在低頻變化的可能性。在對(duì)全球10個(gè)主要緯度站的非極變化進(jìn)行了研究后更加具體地提出了這種可能性。通過(guò)對(duì)波蘭華沙技術(shù)大學(xué)天文、重力測(cè)量?jī)煞N技術(shù)1976～1996年平行觀測(cè)的研究分析，確認(rèn)了幅度達(dá)0″.01～0″.02的鉛垂線低頻變化，及用這兩種技術(shù)對(duì)它實(shí)際測(cè)定的可能性。李正心等還在滇西重力測(cè)量網(wǎng)的資料分析中發(fā)現(xiàn)在1996年麗江7.0級(jí)地震發(fā)生前后存在0″.1的鉛垂線變化。李正心還測(cè)量了該地區(qū)的大地水準(zhǔn)面變化，發(fā)現(xiàn)在地震前兩個(gè)月，震中附近的大地水準(zhǔn)面隆起了3cm，震后則恢復(fù)原狀。
國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)李正心的有關(guān)研究給予很好的評(píng)價(jià)。在1995 年國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)第21屆全會(huì)上選舉他為該協(xié)會(huì)專門研究組IAG SSG5.175 Interannual Variations of the Vertical and Their Interpretation的主席。在1999年于英國(guó)伯明翰大學(xué)舉行的第22 屆全會(huì)上選舉他為國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)的Fellow.
個(gè)人簡(jiǎn)歷
1941～1947年 在上海中西女中第二小學(xué)學(xué)習(xí)。
1947～1953年 在上海圣芳濟(jì)中學(xué)學(xué)習(xí)。
1953～1958年 在北京測(cè)繪學(xué)學(xué)院學(xué)習(xí)。
1958～1959年 任總參測(cè)繪局第四地形隊(duì)測(cè)量員。
1959～1970年 任北京測(cè)繪學(xué)院教員。
1970～1974年 任上海醫(yī)用電子儀器廠技術(shù)員。
1974～1981年 任中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)助理研究員。
1982～1984年 在巴黎天文臺(tái)進(jìn)修及工作，于1984年6月20日獲法國(guó)國(guó)家科學(xué)博士學(xué)位。
1985～1988年 任中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)副研究員。
1988～1996年 任中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員。
1995～1999年 任國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)（IAG）專門研究組Special Study Group 5.175 Interannual Variations of the Vertical and Their Interpretation的主席。
1999年在7月 舉行的國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)（IAG）第22次全會(huì)上被選舉為國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)的Fellow。
科技成就
緯度非極變化與長(zhǎng)期極移軌線的特殊點(diǎn)
地球的極點(diǎn)不是固定不動(dòng)的。它的活動(dòng)可分為兩類：繞中心的轉(zhuǎn)動(dòng)和中心自身的運(yùn)動(dòng)。前者的半徑并不固定，但不超過(guò)20m，周期為一年多；后者（長(zhǎng)期極移）的速度極慢，一年只有幾個(gè)厘米。
地極的運(yùn)動(dòng)（極移）反映在世界各地天文緯度的變化（緯度的“極性變化”）上。但是，實(shí)際觀測(cè)到的緯度變化還存在著一種與此無(wú)關(guān)的成分，即緯度的非極性變化。觀測(cè)星表、天文常數(shù)、物理模型的誤差，所在地鉛垂線的變化，大氣異常折射等，都會(huì)產(chǎn)生緯度觀測(cè)值的非極性變化，進(jìn)而影響計(jì)算得到的地極坐標(biāo)，使極移軌線失真。
李正心對(duì)緯度非極變化及其對(duì)長(zhǎng)期極移測(cè)量的影響作了一系列的探討，如緯度非極變化長(zhǎng)周期項(xiàng)（1975，1977，1979），它對(duì)長(zhǎng)期極移的影響（1978，1980），它的地區(qū)性問(wèn)題（1981）和長(zhǎng)期極移的顯著性問(wèn)題（1982）。值得注意的是他對(duì)用光學(xué)天文技術(shù)得到的長(zhǎng)期極移結(jié)果的觀點(diǎn)。
由于長(zhǎng)期極移每年只有幾個(gè)厘米，天文技術(shù)能否對(duì)這樣精細(xì)的現(xiàn)象給出可信的測(cè)量結(jié)果從來(lái)是一個(gè)有爭(zhēng)論的問(wèn)題。在20世紀(jì)70年代后期，我國(guó)天文界在討論我國(guó)大地測(cè)量學(xué)該如何使用長(zhǎng)期極移軌線時(shí)又一次提到了這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)計(jì)算得到的長(zhǎng)期極移結(jié)果并不穩(wěn)定，它會(huì)因參加解算臺(tái)站的數(shù)量，或臺(tái)站的組成的不同而不同，有時(shí)甚至?xí)锌此棋娜徊煌挠?jì)算結(jié)果。對(duì)這樣的長(zhǎng)期極移結(jié)果該不該去用它？又該用哪一種呢？對(duì)此，李正心根據(jù)他的研究提出了一個(gè)前所未有的論點(diǎn)，即“特殊點(diǎn)”的存在。他證實(shí)了看似不同的幾種長(zhǎng)期極移軌線之間實(shí)際上有其相同之處。在1949～1973年間，存在幾個(gè)特殊的時(shí)刻（如1952年中，1957年初，1960年中，1968年左右），此時(shí)各不同長(zhǎng)期極移軌線相應(yīng)的這幾個(gè)點(diǎn)（即特殊點(diǎn)）所構(gòu)成的折線軌線卻是基本相同的。所以，對(duì)光學(xué)天文技術(shù)得到的長(zhǎng)期極移結(jié)果不應(yīng)全部否定，至少可對(duì)這些特殊點(diǎn)有信心。因?yàn)椴还芩门_(tái)站的數(shù)量或其組成有什么變化，它們的相對(duì)坐標(biāo)仍是穩(wěn)定的。因此，它們所反映的長(zhǎng)期極移基本走向應(yīng)該是可信的。
根據(jù)星組未知數(shù)測(cè)定板塊運(yùn)動(dòng)
自從阿爾弗雷德·魏格納于1912年提出大陸漂移學(xué)說(shuō)以來(lái)，人們一直試圖用天文技術(shù)來(lái)證實(shí)這一學(xué)說(shuō)，但是一直未有明確的結(jié)論。直到1976年，國(guó)際時(shí)間局還在給出大西洋兩岸在靠攏的相反數(shù)據(jù)。
李正心利用重新歸算地球自轉(zhuǎn)參數(shù)中得到的星組未知數(shù)對(duì)此作了研究。星組未知數(shù)中的值，包含了星組自行誤差和臺(tái)站坐標(biāo)變化率這兩種成分。假設(shè)星組自行誤差為偶然誤差，那么同一臺(tái)站在緯度或經(jīng)度方向所有的值的平均值就可以被視為臺(tái)站在這一方向坐標(biāo)變化率的測(cè)量值。根據(jù)全球各地在這種坐標(biāo)變化率，各有關(guān)板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就可以計(jì)算出來(lái)。
李正心給出了天文技術(shù)對(duì)全球主要板塊運(yùn)動(dòng)的測(cè)定結(jié)果（1988，1989）。說(shuō)明在改進(jìn)了歸算方法以后，天文技術(shù)的結(jié)果還是能與其他技術(shù)的測(cè)量結(jié)果相符合的。如以大西洋兩側(cè)的板塊為例，天文技術(shù)表明北美、歐亞兩大板塊在分離，其速率為每年3.8cm（指北緯40°～60°地帶）。與其他技術(shù)的結(jié)果（每年1～4cm）相符。
鉛垂線低頻變化的測(cè)量
國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）、國(guó)際大地測(cè)量與地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUGG）1991年夏在阿根廷、維也納分別召開的第21次、20次全會(huì)上相繼通過(guò)決議，要求中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)“繼續(xù)收集全球光學(xué)天文時(shí)緯測(cè)量資料，對(duì)研究鉛垂線長(zhǎng)期變化的可能性進(jìn)行探討”，并在國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)（IAU）成立了專門研究組IAG SSG 5.146：“Processing of Optical Motion in View of Plumb Line Variation”。該專門研究組主席P.Paquet教授來(lái)函邀請(qǐng)李正心參加，并希望他能“作出主要的貢獻(xiàn)”。從此，李正心將主要精力轉(zhuǎn)到了鉛垂線變化的研究上來(lái)。
Z項(xiàng)的低頻變化是各臺(tái)站緯度非極低頻變化的一種平均，既然已發(fā)現(xiàn)它與△LOD、SOI有相關(guān)，那么理應(yīng)對(duì)一個(gè)臺(tái)站的緯度非極變化也進(jìn)行類似的研究。由于此時(shí)（90年代）地極坐標(biāo)已完全由空間新技術(shù)所提供，一個(gè)臺(tái)站的緯度觀測(cè)殘差是其非極變化的真實(shí)反映，依此而做的分析已不再會(huì)有疑問(wèn)。
李正心對(duì)全球較為重要的十個(gè)緯度站的緯度非極變化進(jìn)行了研究，其中包括國(guó)際緯度服務(wù)（ILS）的五個(gè)緯度站，華盛頓哥倫比亞特區(qū)海軍天文臺(tái)的照相天項(xiàng)筒（1995）和日本Mizusawa的四架測(cè)緯儀器（1996）。結(jié)論是這十架天文儀器的緯度非極變化在年際變化頻段都存在著波動(dòng)，其幅度約為0″.01～0″.02，且都與南海濤動(dòng)指數(shù)SOI呈顯著相關(guān)關(guān)系，但各地的相位差有所不同。
在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金（NSF）的支持下，李正心兩次赴美國(guó)德州大學(xué)進(jìn)行合作研究，利用美國(guó)的大氣資料對(duì)華盛頓海軍天文臺(tái)上空的大氣異常折射作了具體的計(jì)算。結(jié)果否定了上述的低頻變化是由大氣異常反射所致的這一種可能性。
迄今的研究結(jié)果都在說(shuō)明鉛垂線低頻變化的存在。當(dāng)然，要確認(rèn)這一點(diǎn)還應(yīng)該有另外的證據(jù)。
參考資料 >