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“天眼”无用论？首席科学家：基础研究从来不是因“用”驱动的
来源：互联网
2024-11-12 00:18:50 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
7月9日下午，“中国天眼”首席科学家李菂因带领团队利用中国天眼FAST实现星际磁场的精确测量，推动快速射电暴研究进入高统计时代等多项创造性成果，获颁马塞尔·格罗斯曼个人奖。马塞尔·格罗斯曼奖是国际物理学界最重要的奖项之一，历届获奖人包括6位诺贝尔奖得主，其中杨振宁、李政道、丘成桐等数位华裔科学家也曾获奖。李菂是首位凭借在中国国内取得的学术成果获得这一奖项的科学家。
李菂（右）获马塞尔·格罗斯曼奖
此前，李菂团队在快速射电暴领域的相关研究曾连续两年入选中国科学十大进展。有观点认为，他们的研究成果，都来自于FAST，因此荣誉和功劳，应属于“天眼之父”南仁东。针对这一尖锐观点，李菂回应：“当然是这样。在观测天文学领域，没有先进的设备，肯定做不出成绩。天眼的功劳，主要归功于老一代前辈。我是这一大科学装置的建设者，也是受益者，要在正确的时间、正确的位置，尽可能把它用到最好。”
“天眼探索”宇宙奥秘
在人类探索宇宙的历程中，建设大型天文望远镜是不可或缺的一环。在20世纪90年代，中国的天文学家为保证自己的研究成果准确可靠，经常要依赖外国的先进设备和数据。1994年，当时尚在日本担任客座教授的天文学家南仁东提出，要在中国的土地上，建造世界上最大的射电望远镜，以免让中国在宇宙探索中受制于人。
为了选址，南仁东带着300多幅卫星遥感图，几乎踏遍了贵州大山里的所有洼地，最终将目标定在平塘县克度镇一个叫大窝凼的喀斯特洼坑中。
早在2002年，李菂从美国康奈尔大学博士毕业在国内开会时遇到南仁东，主动询问FAST筹建是否需要年轻科学家加入，当时南仁东希望他继续在国外充电。直至2008年，李菂被中国科学院聘为兼职FAST项目科学家；2012年回国，加入国家天文台，参与FAST建设。
2016年9月25日，被称为“中国天眼”的FAST工程终于落成启用，22年的艰难坎坷最终铸就了这个国际天文学领域的奇迹。作为全球最大的单口径射电望远镜，FAST不仅在规模上打破了所有的纪录，更在技术上领先世界，为天文学研究提供了前所未有的工具。
FAST的五大科学目标在建设之初已被明确，包括巡视宇宙中性氢、观测脉冲星、搜索地外文明信号等。2017年，“中国天眼”首席科学家、总工程师南仁东去世。次年，李菂接棒FAST首席科学家。最初几年，他的压力很大。“FAST何时能有重大发现？国内外用户会将FAST与国际上的望远镜对比，它能否经受住那些苛刻的评价？”
中国天眼FAST
FAST的观测能力惊人。它的接收面积相当于30个光学望远镜或120个红外望远镜的总和。不仅如此，它的灵敏度还超过了世界上最大的100米口径射电望远镜的3倍。这意味着中国天眼可以观测到更远的天体，而且能够检测到小得多的信号。
比如，FAST能够观测到“快速射电爆发”等高能现象,这是一种来自宇宙深处的神秘现象，直到现在，人们仍不知道快速射电暴的性质、物理机制及真正的起源，这吸引全球天文学家投入研究。中国天眼在观测这些现象上具有独特的优势，为解开这个宇宙之谜提供了更多可能性。
“快速射电暴在几毫秒时间里释放的能量相当于太阳几天甚至一年内释放的能量。研究这种极端爆炸的产生机制可能对物理学和天文学产生革命性的影响。”李菂介绍。
快速射电暴作为新兴领域，是天文学重大热点前沿之一，国际同行竞争激烈。研究好它，大致要经历三个阶段：先发现数量足够多的快速射电暴，在此基础上深入观测，最后去寻找它的定位。李菂团队也保持着足够的冷静，这三步中，FAST凭借灵敏度高、观测距离远，与其他望远镜比，在第二个环节有优势，但要想长期发展，需要把其他两步补齐。
好奇心是科研的原动力
与很多人的想象不一样，用“天眼”观星的科学家，并不是真地在“看星星”，而是在办公室从海量的数据里计算、探查。
FAST具有强大的数据处理能力。每天，望远镜都会收集到海量的数据。为了处理这些数据，FAST配备了一流的计算机集群和算法。科研人员通过分析这些数据，可以研究出更多的天文现象，进一步推动人类对宇宙的认知。
“基础研究有它的特性，一开始要坐很长时间的冷板凳，或者获得的正反馈没有那么多。你最初对它的好奇心和兴趣，是决定未来能走多远的至关重要的因素。”团队的每一名成员对于自己的日常工作都不觉得枯燥，反而乐在其中。在他们看来，做好一件事有两个前提：热爱、擅长。两者的顺序不能调换。
如今，“中国天眼”不仅成为国际一流的天文学研究与交流中心，而且还成为世界天文学重要的科普基地之一。FAST正带动起天文科普研学热潮，在提高全民天文知识素养方面展现出独特作用。自2016年开放至今，“中国天眼”科普基地获得了“国家科普示范基地”“全国科普教育基地”“全国首批中小学生研学旅游教育实践基地”等称号。FAST正在培训科研人员、推动科普教育等方面发挥更大的作用，激发出更多孩子们对于天文学的好奇心。
“中国天眼”首席科学家李菂
基础研究是好奇心驱动的，所以即使有用，也不是因“用”而驱动的。FAST核心目标是看似“全无用处”的基础天文研究，但FAST的建设过程所催生的技术进步又反哺了中国的工业体系。如FAST的高抗疲劳拉索技术在港珠澳大桥得到应用等。不仅如此，通过参与以FAST为代表的天文大科学工程的建设和使用，一批人有幸成为中国过去几十年高速发展历史性进程的受益者和贡献者。
“无用而能存在，昭示了好奇心是个体和群体生存的必要条件，等同于吃饱、穿暖等人所必需。很多东西人类现在不探索，就可能无法在未来面对难以想象的生存危机。”李菂说，“天文学属于既古老又现代的科学，是基础科学里最基础的一个科学，即使没有眼前能够看得见的用处，但它是为了未来。”
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