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世界上望得最遠(yuǎn)的“科學(xué)天團(tuán)”

發(fā)布時(shí)間:2023-01-29 11:15:00來(lái)源: 光明日?qǐng)?bào)

 

  【人才強(qiáng)國(guó)新征程】

  黃暖的燈光,白色的枕頭堆,醇郁的咖啡……在北京東城一家網(wǎng)紅咖啡館里,一群人圍著筆記本電腦在聊天。

  快速射電暴的高時(shí)間分辨率探測(cè),是他們正在討論的話(huà)題。

  他們,到底是何許人也?

  這群時(shí)常到咖啡館開(kāi)展“頭腦風(fēng)暴”的人,是中國(guó)天眼首席科學(xué)家李菂率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)。

  作為“大國(guó)重器”,中國(guó)天眼(FAST)是世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。抬眸所及,便是億萬(wàn)光年以外的宇宙空間。

  2020年1月11日,F(xiàn)AST建成并通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收正式開(kāi)放運(yùn)行。2023年1月12日,由兩院院士投票評(píng)選的2022年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞在京揭曉,“中國(guó)天眼FAST取得系列重要進(jìn)展”位居榜首。

  “從追趕到超越的一次嘗試”

  脈沖星、中子星、快速射電暴、中性氫宇宙……這些拗口的科學(xué)名詞,因?yàn)镕AST的成果連續(xù)發(fā)布,日益走入大眾視野。

  “FAST提高了公眾對(duì)天文的關(guān)注度。”一見(jiàn)面李菂就笑著坦承,“其實(shí)我們的研究目前‘毫無(wú)實(shí)際用處’,對(duì)普通人的生活沒(méi)有任何直接的影響。”

  作為有史以來(lái)最大的射電望遠(yuǎn)鏡,500米口徑的FAST相較于排名世界第二的望遠(yuǎn)鏡,靈敏度是其2.5倍以上,巡天速度是其10倍以上。

  “FAST讓中國(guó)在無(wú)線(xiàn)電波段擁有了世界上最先進(jìn)的設(shè)備。”李菂介紹,“宇宙一切誕生都有微弱的回響,F(xiàn)AST使我們能非常好地捕獲這樣的回響?!?/p>

  在很多領(lǐng)域,F(xiàn)AST都具備超強(qiáng)“發(fā)現(xiàn)力”,可以驗(yàn)證很多科學(xué)規(guī)律,在引力理論、星系演化、恒星、行星乃至物質(zhì)和生命起源等方面,都具備突破性的科研潛力。

  作為世界上望得最遠(yuǎn)的“科學(xué)天團(tuán)”,李菂團(tuán)隊(duì)的科研工作,注定要在科學(xué)“無(wú)人區(qū)”中跋涉。

  “我們所做的事,不光是領(lǐng)先世界,而且要領(lǐng)先歷史?!崩钋呎f(shuō),“在天文這種‘遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)’的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,只有人類(lèi)迄今為止沒(méi)有做過(guò)的事情,才是值得做的事情?!?/p>

  李菂在21世紀(jì)初提出并命名了中性氫窄線(xiàn)自吸收方法,多個(gè)國(guó)際同行團(tuán)隊(duì)開(kāi)始嘗試探測(cè)其塞曼效應(yīng),都未成功。正式運(yùn)行3年以來(lái),F(xiàn)AST展現(xiàn)出無(wú)與倫比的靈敏度,在2021年首次測(cè)到高置信度的中性氫窄線(xiàn)自吸收塞曼效應(yīng),揭示了微弱的星際磁場(chǎng),為解決恒星形成三大經(jīng)典問(wèn)題之一的“磁通量問(wèn)題”提供了重要的觀測(cè)證據(jù)。北京時(shí)間2022年1月6日,國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志以封面文章形式,發(fā)表了這一重大科學(xué)成果。

  “這一結(jié)果比較好地反映了著名天文學(xué)家南仁東先生說(shuō)的一句話(huà)——中國(guó)天眼是中國(guó)天文從追趕到超越的一次嘗試。”李菂說(shuō),“生逢盛世,我們必須努力做出能夠跟這個(gè)時(shí)代和國(guó)家的發(fā)展步伐所匹配的科學(xué)成果?!?/p>

  “好奇心是驅(qū)動(dòng)科研的原動(dòng)力”

  探索未知的科學(xué)前沿,等待科研人員的往往不乏壓力、挫折、迷茫,甚至是絕望。那么,什么樣的動(dòng)力才能支持他們?cè)谶@條險(xiǎn)峻的道路上執(zhí)著前行?

  “科學(xué)探索要不斷打破過(guò)往的認(rèn)知局限?!崩钋呎f(shuō),“好奇心是驅(qū)動(dòng)科研的原動(dòng)力?!?/p>

  “當(dāng)然,從單純感到好奇到實(shí)現(xiàn)科研突破之間,會(huì)有一段漫長(zhǎng)的路要走?!崩钋呎J(rèn)為,從事前沿探索的科研人員聰明程度其實(shí)都差不多,能否取得突破性成果,更主要的是靠專(zhuān)注和勤奮。

  每天從睜眼就開(kāi)始思考科學(xué)問(wèn)題,李菂有意識(shí)地模糊生活與工作的邊界。工作累了,他就刷一下視頻網(wǎng)站,追追美食探店的短視頻。這容易被當(dāng)成工作狂,雖然他自己不承認(rèn)。

  “人生的最終結(jié)果是分離,我們總要為這個(gè)世界留下點(diǎn)什么?!崩钋呎f(shuō),“我們從事的工作,很像是在科學(xué)曠野中為后人確立一個(gè)個(gè)路標(biāo)。參與天眼建設(shè),超出我對(duì)人生最美好的想象。”

  在李菂影響下,團(tuán)隊(duì)成員也都癡迷于坐在“冷板凳”上鉆研科學(xué)問(wèn)題。

  “李老師工作起來(lái)太拼了,以至于我們也不好意思‘摸魚(yú)’。”90后團(tuán)隊(duì)成員牛晨輝說(shuō)。

  為了調(diào)動(dòng)大家的好奇心,李菂常在周末約請(qǐng)團(tuán)隊(duì)成員一起到咖啡館里開(kāi)展“頭腦風(fēng)暴”。他表示:“‘討論’這個(gè)過(guò)程,與獨(dú)立思考是不能互相替代的。”

  “我們每次去的店都不同,都是李老師在網(wǎng)上找的人氣高、有特色的店,每次大家都是抱著探寶的心情去聚會(huì)?!眻F(tuán)隊(duì)成員、國(guó)家天文臺(tái)副研究員王培說(shuō)。

  在咖啡館里的交流,氛圍很輕松?!袄罾蠋煏?huì)提出各種想法,我們很多時(shí)候會(huì)跟不上節(jié)奏,這也就促使大家回去后趕緊去查資料、讀文章?!迸3枯x說(shuō),等自己豁然開(kāi)朗后,往往會(huì)收獲一個(gè)新的研究方向,寫(xiě)出新的文章。

  在2022年9月27日起舉辦的“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展上,“天眼觀蒼穹”互動(dòng)展項(xiàng)前始終排著長(zhǎng)隊(duì)。像潺潺雨聲、像汽船鳴笛、像心臟跳動(dòng)……參觀者在“中國(guó)天眼”FAST模型前,通過(guò)耳機(jī)聆聽(tīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)處理的來(lái)自宇宙深處的脈沖星聲音。

  “點(diǎn)燃更多人探索宇宙奧秘的好奇心,傳播科學(xué)精神,是一線(xiàn)研究者的莫大快樂(lè)?!崩钋呎f(shuō)。

  “在人類(lèi)的知識(shí)邊界上拓展前行”

  “我們主要的工作,就是處理FAST觀測(cè)到的數(shù)據(jù)?!迸3枯x說(shuō),“FAST可以同時(shí)觀測(cè)天上的19個(gè)點(diǎn),如果把所有數(shù)據(jù)都存下來(lái),硬盤(pán)瞬間就滿(mǎn)了。所以我們必須要通過(guò)編程,做出專(zhuān)業(yè)化的選擇,再對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行細(xì)致梳理?!?/p>

  “我們團(tuán)隊(duì)的各類(lèi)觀測(cè)項(xiàng)目,一年大概有上千個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)要處理。”李菂說(shuō),“科研工作的常態(tài),其實(shí)是比較枯燥的。所以,在探索未知的同時(shí),我們要想辦法把科學(xué)做得有趣。”

  “李老師經(jīng)常把大家聚在一起,騎自行車(chē)在北京城內(nèi)到處轉(zhuǎn)。像魯迅、老舍、茅盾、宋慶齡等文化名人的故居,我們都去過(guò)。”王培說(shuō),“騎行的過(guò)程中,大家既放松了頭腦,也提高了審美水平。在沒(méi)有目的性的游游走走中,也往往會(huì)有新的想法被激發(fā)出來(lái)。”

  也許正因如此,這個(gè)團(tuán)隊(duì)把極為專(zhuān)業(yè)、晦澀的科研做得生動(dòng)有趣、深入淺出?!盀榱吮阌诖蟊娎斫?,我們不僅將快速射電暴機(jī)制轉(zhuǎn)化成音樂(lè),還將相關(guān)研究成果以《千里江山圖》的風(fēng)格繪制成圖,其中山脈河流的形態(tài)都來(lái)自FAST傳回的真實(shí)數(shù)據(jù)?!蓖跖嗾f(shuō)。

  FAST正式運(yùn)行3年來(lái),其獲取的數(shù)據(jù)催生了100多篇高水平學(xué)術(shù)論文,其中涉及的最活躍的前沿領(lǐng)域是快速射電暴。

  2022年,李菂團(tuán)隊(duì)通過(guò)FAST的“多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天”優(yōu)先重大項(xiàng)目,發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴FRB20190520B。北京時(shí)間2022年6月9日,該成果發(fā)表于《自然》雜志。

  “快速射電暴這個(gè)領(lǐng)域是很年輕的。在設(shè)計(jì)、建設(shè)FAST望遠(yuǎn)鏡的時(shí)候,這個(gè)領(lǐng)域都還沒(méi)有成形?!崩钋吔榻B,2019年夏天,尚在FAST調(diào)試期間,團(tuán)隊(duì)就通過(guò)自主研發(fā)的實(shí)時(shí)后端,成功捕獲了一個(gè)極端的快速射電暴爆發(fā)活躍期。

  “在一個(gè)半月的監(jiān)測(cè)期內(nèi),我們獲取了1652個(gè)脈沖。這個(gè)數(shù)量,超過(guò)了此前14年中,所有其他先進(jìn)望遠(yuǎn)鏡正式發(fā)表的快速射電暴爆發(fā)事件的總和。”王培說(shuō),“由于FAST設(shè)備本身的優(yōu)勢(shì),以及團(tuán)隊(duì)對(duì)科學(xué)的執(zhí)著探索,我們?cè)谌祟?lèi)的知識(shí)邊界上又往前走了一步?!?/p>

  “這是一件多么美好而有趣的事?!崩钋呇壑?,仿佛有星光閃爍。

(責(zé)編:常邦麗)

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