我國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡工程(FAST)位于大山深處，凝結(jié)著李菂及眾多科學(xué)家的汗水。

 

　　

人物小傳

 

李菂，國(guó)家天文臺(tái)射電天文研究部首席科學(xué)家、“千人計(jì)劃”專家、我國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡工程(FAST)副總工程師。“從孩子第一次抬頭看到星星的那一刻，天文學(xué)其實(shí)就在他們心里埋下了種子。”在天文觀測(cè)領(lǐng)域取得諸多成果的李菂認(rèn)為，觀察星空、探索宇宙是一種“好奇心”的需求。

他最喜歡的事，就是通過(guò)望遠(yuǎn)鏡探索宇宙星辰，他說(shuō)這出于人類(lèi)最基本的需求“好奇”。

他在觀測(cè)天文領(lǐng)域作出了開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)，包括發(fā)現(xiàn)新空間分子，發(fā)現(xiàn)新毫秒脈沖星，命名并發(fā)展中性氫的新觀測(cè)方法。

他從北京大學(xué)來(lái)到美國(guó)康奈爾大學(xué)，又至加州理工學(xué)院、美國(guó)宇航局從事科研。一個(gè)被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的大項(xiàng)目吸引他回國(guó)，在貴州的山窩窩里與中國(guó)科學(xué)院的同事們一起創(chuàng)造奇跡。

如今，他已經(jīng)成為國(guó)家天文臺(tái)射電天文研究部首席科學(xué)家、“千人計(jì)劃”專家。他的名字叫李菂。

 

星星背后有何秘密

 

物質(zhì)是如何演化的？星星背后有什么秘密？宇宙中的元素呈現(xiàn)什么狀態(tài)？千百年來(lái)，蒼穹之上的神秘一直是人類(lèi)的好奇所在。對(duì)于李菂而言，探測(cè)宇宙，一步步破解星辰迷局，是件別提多有意思的事。

“電磁波是很寬的，但是人眼對(duì)于電磁波的覆蓋是極窄的。光學(xué)帶給我們豐富的知識(shí)，但可見(jiàn)光只占來(lái)自宇宙信息的很少部分。好在望遠(yuǎn)鏡為人類(lèi)打開(kāi)了一扇窗戶，賦予了人的感官達(dá)不到的技能，借助望遠(yuǎn)鏡，我們可以用波段探測(cè)宇宙星系。”李菂說(shuō)。

科學(xué)家們發(fā)明了各種各樣的望遠(yuǎn)鏡，為李菂打開(kāi)了宇宙的寶藏：你能想象中子星的密度相當(dāng)于上千萬(wàn)頭大象壓縮在一枚硬幣中嗎？你知道脈沖星比原子鐘還要準(zhǔn)，而且可以用它來(lái)探測(cè)引力波嗎？還有，那神秘的中性氫……

對(duì)氫的觀測(cè)非常重要。李菂說(shuō)：“星際氣體演化是天文領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題。氫氣是宇宙重子物質(zhì)的主要成分，其質(zhì)量遠(yuǎn)大于恒星總質(zhì)量。宇宙物質(zhì)循環(huán)從原子氫氣開(kāi)始。”

但氫的觀測(cè)也是天文觀測(cè)的難點(diǎn)所在。李菂還在哈佛大學(xué)做天文學(xué)者時(shí)，通過(guò)堅(jiān)持不懈的研究，發(fā)展并命名了一個(gè)新的觀測(cè)方法——中性氫窄線自吸收，它是目前測(cè)量分子云中原子豐度的唯一可靠辦法，并被恒星形成理論的年度綜述文章評(píng)述為測(cè)量氫轉(zhuǎn)化時(shí)標(biāo)的主要工具。“能在分子云里看到原子，宇宙學(xué)的計(jì)算和模擬也開(kāi)始利用我們測(cè)量的結(jié)果，計(jì)算星系形成。”李菂說(shuō)。

此后，李菂在觀測(cè)試驗(yàn)領(lǐng)域取得一系列具有開(kāi)創(chuàng)意義的成果，包括發(fā)現(xiàn)新空間分子，發(fā)現(xiàn)新脈沖星，發(fā)展解算塵埃溫度的求逆新算法等等，并獲得了美國(guó)科學(xué)委員會(huì)學(xué)者獎(jiǎng)資助，被稱為具有“杰出的科研能力”。在射電天文領(lǐng)域，李菂有著較高國(guó)際影響和學(xué)術(shù)地位，屢次被推選擔(dān)任國(guó)家級(jí)項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)或咨議性職務(wù)，例如澳大利亞國(guó)家設(shè)備指導(dǎo)委員會(huì)杰出國(guó)際委員、世界最大機(jī)載望遠(yuǎn)鏡SOFIAd的科學(xué)委員會(huì)委員、“突破”基金會(huì)聆聽(tīng)計(jì)劃咨詢委員會(huì)委員等。

隨著一項(xiàng)項(xiàng)成果問(wèn)世，望遠(yuǎn)鏡的那一端，李菂發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不一樣的世界。

 

為地球造最大“天眼”

 

2016年9月份，我國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡工程(FAST)在貴州平塘落成啟用，其被譽(yù)為“中國(guó)天眼”，是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。

進(jìn)入李菂辦公室，直入眼簾的就是一臺(tái)電子相冊(cè)，關(guān)于FAST從初始到竣工的一幕幕場(chǎng)景不停循環(huán)播放，有星空掩映下的美麗身影，也有開(kāi)疆拓土的壯麗奇觀。作為FAST工程的副總工程師，李菂和他的同事要在這里打造世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。

“我是因?yàn)檫@個(gè)工程才回來(lái)的。”李菂坦言。當(dāng)時(shí)他在美國(guó)宇航局工作，但是這個(gè)工程他不可以錯(cuò)過(guò)。“對(duì)于望遠(yuǎn)鏡而言是越大越好。FAST口徑達(dá)到500米，有30個(gè)足球場(chǎng)大，整體精度卻要達(dá)到毫米級(jí)。它可以看得更遠(yuǎn)，看到更多驚喜。”這對(duì)于李菂的吸引力太大了。

“這個(gè)項(xiàng)目是我的技術(shù)背景和科學(xué)興趣所在，能夠?qū)嵸|(zhì)性地參與和幫助這個(gè)項(xiàng)目達(dá)到技術(shù)之最，是我的幸運(yùn)。”李菂說(shuō)。

參與到FAST項(xiàng)目后，他大約有三分之一時(shí)間在貴州度過(guò)。工程人員從開(kāi)工之前到竣工的6年時(shí)間里，都住在臨時(shí)板房里，板房不帶洗手間和洗澡的地方。天氣暖和的時(shí)候還好，2016年當(dāng)?shù)匕l(fā)生凍災(zāi)，現(xiàn)場(chǎng)氣溫降到零攝氏度以下，晚上去外面洗澡后，進(jìn)屋前李菂頭頂結(jié)出了一層冰碴。

相比生活上的困難，工程上的難題才是對(duì)科學(xué)家們真正的考驗(yàn)。李菂于2015年起任FAST副總工程師，主持過(guò)饋源支撐、總體控制等主要工程系統(tǒng)驗(yàn)收。“動(dòng)態(tài)條件下的信息傳輸?shù)蛽p耗是一種高科技，美國(guó)有專利技術(shù)，但是我們拿不到，只能依靠自主創(chuàng)新。同樣，高強(qiáng)度抗疲勞的鋼索也是遠(yuǎn)超相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)與高校和相關(guān)公司共同研發(fā)攻關(guān)，催生了中國(guó)自主專利。”李菂說(shuō)。

如今，F(xiàn)AST落成啟用，看著這個(gè)明眸善睞的觀天“巨眼”，所有的汗水都在李菂的心頭化作甜蜜的回憶。面對(duì)FAST，他有無(wú)限暢想和萬(wàn)千感慨：FAST將使中國(guó)深空探測(cè)能力延伸至宇宙外緣，并在星際介質(zhì)演化、恒星形成、中性氫觀測(cè)和脈沖星搜尋及引力波探測(cè)等天體物理前沿領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。FAST的目標(biāo)是成為世界范圍內(nèi)催生新發(fā)現(xiàn)的重大科學(xué)裝置，與其他現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡一同打開(kāi)面向宇宙的窗口，延展人類(lèi)的感知和想象力。

“經(jīng)過(guò)了國(guó)家天文臺(tái)南仁東老師等20多年的推動(dòng)和努力，F(xiàn)AST是貴州的，中國(guó)的，更是世界的；FAST承接過(guò)去，開(kāi)啟未來(lái)。”李菂說(shuō)。

 

常懷“好奇”之心

 

盡管工程環(huán)境艱苦，但是看著FAST一天天長(zhǎng)大，李菂樂(lè)在其中。同事從北京帶去了一只小狗，以FAST所在的大窩凼就地取名“凼凼”。“凼凼挺兇的，會(huì)咬人。”李菂笑著說(shuō)。后來(lái)，“凼凼”成了貴州的“媳婦”，在當(dāng)?shù)厣艘桓C又一窩的小狗，“小凼凼”們成為FAST工程工地上忠心的“保安”，為工程人員看家護(hù)院。

除了小狗陪伴，李菂還在當(dāng)?shù)亟Y(jié)識(shí)了很多從未見(jiàn)過(guò)的“新朋友”。“有時(shí)候圍著水槽刷牙，看見(jiàn)滴水的地方聚集了各種各樣的蟲(chóng)子，見(jiàn)過(guò)手掌一樣大的天牛、蜘蛛，還有很多叫不上名字的昆蟲(chóng)，盡管‘不熟’，我們各自也都和諧相處、相安無(wú)事。”在山窩里，李菂和眾多科學(xué)家們以苦為樂(lè)，竟然將生活過(guò)成了陶淵明的歸田園居。“皮膚上抹蝎子泡的酒，蚊蟲(chóng)不叮。我們工地周?chē)€有玉米、香椿，有時(shí)候還能發(fā)現(xiàn)刺梨，閑暇的時(shí)候我們就去采摘。還有蘭花，很美。”對(duì)于那里的一草一木，李菂至今還很留戀。

記者一眼掃過(guò)他的辦公室，發(fā)現(xiàn)很多物件承載著不同的意義，小到一些貝殼、海螺，大到拼圖畫(huà)作，都是李菂親自撿回來(lái)或者買(mǎi)回來(lái)的，記錄著他不同階段的足跡。多年來(lái)，李菂走遍世界，借助大大小小的望遠(yuǎn)鏡去探索未知世界，他迷戀這種生活，并覺(jué)得認(rèn)識(shí)宇宙星辰是件有意思的事情。

“觀天需要盡量避開(kāi)各種干擾，因此望遠(yuǎn)鏡建在貴州偏遠(yuǎn)的喀斯特地形區(qū)，建在美國(guó)夏威夷的火山，建在改裝過(guò)的飛機(jī)上，我們甚至還利用遠(yuǎn)在月球軌道之外的繞日衛(wèi)星觀測(cè)。”李菂說(shuō)。FAST之前世界上最大的望遠(yuǎn)鏡，曾在007、Contact等電影中出現(xiàn)的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡，也曾成為李菂觀測(cè)宇宙的“慧眼”。

“比較聰明的同學(xué)很多轉(zhuǎn)向IT、金融等熱門(mén)行業(yè)，我是比較笨、不怎么靈活的，一直從事基礎(chǔ)科學(xué)。天體物理是比較純粹的基礎(chǔ)科學(xué)，沒(méi)有直接的實(shí)用性，原動(dòng)力是滿足人類(lèi)的好奇心。好奇心是我們科學(xué)家個(gè)體生活的樂(lè)趣，是人類(lèi)生存的必須。不停探索前所未知的世界，才能面對(duì)前所未有的困難，取得我們現(xiàn)在還想象不到的答案。”李菂說(shuō)。

FAST副總工程師：望穿“天眼”探蒼穹

圖文簡(jiǎn)介

物質(zhì)是如何演化的？星星背后有什么秘密？宇宙中的元素呈現(xiàn)什么狀態(tài)？千百年來(lái)，蒼穹之上的神秘一直是人類(lèi)的好奇所在。