2020年1月11日，中國天眼建成并通過國家驗(yàn)收正式開放運(yùn)行，這是具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。李菂，中國天眼首席科學(xué)家?！睹鎸?duì)面》特別推出《國之重器-總師訪談錄》在北京專訪了李菂。
告慰南仁東
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中國天眼并不能直接看見遙遠(yuǎn)的宇宙，而是通過接收來自宇宙的無線電波信號(hào)來感知宇宙。中國天眼建成之前，曾經(jīng)長(zhǎng)期稱霸“世界望遠(yuǎn)鏡界”的是美國的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡。20世紀(jì)90年代，中國老一輩科學(xué)家在美國參觀阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡，已故天文學(xué)家南仁東當(dāng)時(shí)受到阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的啟發(fā)，萌生了要建造中國自己大型射電望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)想。
記者：你跟南仁東老師交流過，為什么中國一定要建設(shè)中國天眼呢？
李菂：天文屬于既古老又現(xiàn)代的科學(xué)，它就是基礎(chǔ)科學(xué)里最基礎(chǔ)的一個(gè)科學(xué)。我們之所以要看是兩個(gè)原因，第一個(gè)它在那兒，你總不能瞎，抬頭就看見了，看見了你就需要記錄它，需要研究它。第二個(gè)滿足個(gè)人和群體的好奇心，你說它的必要性在哪兒，它為什么是我們?nèi)后w生存的一個(gè)必要呢？是因?yàn)槲覀儾荒芩腥硕贾豢囱矍暗氖?，這樣我們很快就會(huì)面臨我們所有人都沒有想象到的或者沒有看到的重大挑戰(zhàn)。而如果我們沒有提前的好奇心這些基礎(chǔ)研究的準(zhǔn)備的話，我們就會(huì)無法應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)。我看一億光年以外有什么用？可能永遠(yuǎn)沒有什么用，但是我們以人類整體的好奇心為驅(qū)動(dòng)，我們?nèi)U(kuò)展整個(gè)全人類的視野。
當(dāng)中國老一代的天文人南仁東準(zhǔn)備建造中國自己的大設(shè)備時(shí)，2002年，在天體物理及射電天文專業(yè)畢業(yè)剛剛獲得博士學(xué)位的李菂，也把目光投向了“中國天眼”的項(xiàng)目。
李菂：剛剛畢業(yè)有一個(gè)機(jī)會(huì)回國來開會(huì)就遇到南仁東老師，就問他關(guān)于天眼的項(xiàng)目。那個(gè)時(shí)候我也是剛剛做了關(guān)于中性氫帶有開創(chuàng)意義的工作，所以還是有些自信的，問他這需不需要年輕的科學(xué)家來幫幫忙。
李菂：南老師當(dāng)場(chǎng)就拒絕了我。南老師的回復(fù)很帶有他的個(gè)人魅力和特點(diǎn)，他說你別回來，他說你這種在國外現(xiàn)在就是充電，你回來就是放電，所以你還是回去接著充電。當(dāng)時(shí)肯定自尊心還是很受傷的，因?yàn)椴还茉趺唇庾x它都是一個(gè)當(dāng)面的拒絕。但十年后2012年我全職做天眼項(xiàng)目，自己也需要招人了，也需要去爭(zhēng)取經(jīng)費(fèi)了，這時(shí)我能理解到南仁東老師當(dāng)時(shí)的難處。在那種情況下你項(xiàng)目也沒有立項(xiàng)，既缺錢又缺人，他還能夠從求職的年輕人的角度去考慮這個(gè)問題，我個(gè)人非常感激。
為了建設(shè)中國自己的設(shè)備，南仁東把生命中近三分之一的時(shí)光都奉獻(xiàn)給了“中國天眼”。2017年9月15日，南仁東因肺癌突然惡化，搶救無效逝世。他留給世人的只是一句“喪事從簡(jiǎn)，不舉行追悼?jī)x式”的簡(jiǎn)短遺愿。在南仁東去世三天前，李菂給他發(fā)了一封郵件。
李菂：郵件就是報(bào)告說我們現(xiàn)在有一個(gè)確定的被驗(yàn)證的一個(gè)新發(fā)現(xiàn)，這是我們第一個(gè)脈沖星的發(fā)現(xiàn)，南老師沒有回，后來我才知道，他那個(gè)時(shí)候剛剛住到急診病房里頭去，在這之后兩三天就過世了。
李菂郵件的內(nèi)容是告訴南仁東，當(dāng)時(shí)還在調(diào)試期間的中國天眼已經(jīng)成為國際天文學(xué)界的“新秀”，它探測(cè)到6個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，并獲得國際認(rèn)證。
記者：他有可能沒有看到這封郵件？
李菂：我覺得他不論有沒有看到這個(gè)郵件，都會(huì)為他后半生的工作而自豪，我相信他對(duì)自己推動(dòng)建設(shè)的設(shè)備有充分的信心。
記者：南先生對(duì)于天眼整個(gè)寄予的厚望，包括付出的精力還有時(shí)間，他當(dāng)時(shí)所樹立的目標(biāo)里面是希望通過天眼達(dá)到什么樣的愿景？
李菂：南老師是非常有個(gè)性的人，當(dāng)你去問這么聰明這么有遠(yuǎn)見而且充滿理想主義的人的時(shí)候，他是不會(huì)跟你說實(shí)話的。理想主義的人的特征是羞于把理想主義告訴你，南老師是人民科學(xué)家，也是功勛科學(xué)家，我能體會(huì)到他雄霸世界的野心，但他表現(xiàn)出來的是焦慮，這設(shè)計(jì)它能工作嗎？他的壓力還是非常大。
“宇宙的豐富多彩從來沒讓觀測(cè)者失望”
當(dāng)年，被南仁東拒絕后，李菂并沒有氣餒，而是時(shí)刻關(guān)注項(xiàng)目的進(jìn)展。在他看來，趕上這樣歷史級(jí)項(xiàng)目的建設(shè)，可以用“一代人才有一次的機(jī)會(huì)”來形容。
2011年，中國天眼正式開工，2012年，李菂全職投入中國天眼項(xiàng)目的建設(shè)，每年有相當(dāng)?shù)臅r(shí)間甚至春節(jié)，是在貴州的山里度過的。李菂回憶，從開工前到竣工超過5年的時(shí)間里，他們都住在臨時(shí)板房里，板房?jī)?nèi)沒有洗手間和洗澡間。貴州的冬天又濕又冷，經(jīng)常是從外面洗澡回到住處，頭發(fā)上就會(huì)結(jié)一層硬硬的冰碴。相比生活上的困難，科學(xué)工程上的難題才是更大考驗(yàn)。2015年起，李菂擔(dān)任中國天眼副總工程師，不僅要參與主持主要工程系統(tǒng)的驗(yàn)收，還要跟施工方、材料供應(yīng)方打交道。
李菂：2015年南仁東老師很不幸確診了肺癌，這一段工作我就完全缺乏相關(guān)的訓(xùn)練了，這個(gè)就是要在工作中間大量學(xué)習(xí)，很苦惱，你每天都在想，我怎么能夠合理在預(yù)算非常嚴(yán)格的限制下，它剛好能夠用，能夠達(dá)到它的指標(biāo)。
經(jīng)過10多年的立項(xiàng)準(zhǔn)備，5年半的艱苦建設(shè)，中國天眼建設(shè)團(tuán)隊(duì)攻克了望遠(yuǎn)鏡超大尺度、超高精度的技術(shù)難題，最終讓中國天眼屹立在了世人面前。2019年，中國天眼在已經(jīng)建成但尚未驗(yàn)收時(shí)，就已經(jīng)顯示出對(duì)宇宙深處信號(hào)強(qiáng)大而靈敏的捕捉能力。
李菂：2019年我們?cè)谝淮纹频膾呙璧倪^程中，一下看到了四個(gè)非常具有遙遠(yuǎn)距離特征的又非常亮的脈沖，這也是一個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn)，它是世界上第一個(gè)我們叫持續(xù)活躍的快速射電暴?？焖偕潆姳┑人降厍蛏系臅r(shí)候已經(jīng)很微弱了，但它來自銀河系以外，所以在它爆發(fā)的地方是非常亮的。它在千分之幾秒的時(shí)間里頭它能夠釋放相當(dāng)于太陽一年的能量，太陽一年的能量是什么概念？太陽一年釋放的能量可以夠整個(gè)現(xiàn)在的人類社會(huì)用電用一萬億年，而我們不知道它濃縮在這千分之一秒里頭，這樣一個(gè)宇宙爆炸是怎么來的。
由于是2019年5月20日發(fā)現(xiàn)的，按照慣例，李菂和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這例快速射電暴，按照發(fā)現(xiàn)時(shí)間被命名為FRB20190520B，這是一個(gè)帶有些許浪漫色彩的命名。與此前其他國家發(fā)現(xiàn)的快速射電暴時(shí)有時(shí)無，或者只有在爆發(fā)窗口期才能探測(cè)到信號(hào)不同，中國天眼在后續(xù)跟蹤觀測(cè)中，每次都能收到來自FRB 20190520B的“射電情書”，有時(shí)候是十幾封，有時(shí)候是幾封，但從未間斷。也就是說李菂他們發(fā)現(xiàn)的這例RB20190520B，是迄今為止全球發(fā)現(xiàn)的唯一持續(xù)活躍的快速射電暴。由于這一發(fā)現(xiàn)，中國天文學(xué)界有關(guān)快速射電暴的研究成果，在世界權(quán)威雜志的比重越來越大。
李菂：中國天眼是2020年在這個(gè)方向發(fā)表了第一篇《自然》的論文，2021年整個(gè)領(lǐng)域有兩篇，我們占到了一篇，占一半。2022年到6月底不完全統(tǒng)計(jì)應(yīng)該一共有三篇，天眼有兩篇。我們從零星有現(xiàn)在到占據(jù)一個(gè)比較重要的權(quán)重，這就是中國天眼的深度觀測(cè)力量。
對(duì)中國天眼來說，2020年尤為值得紀(jì)念，1月11日，中國天眼通過國家驗(yàn)收，開始進(jìn)行全天候觀測(cè)。除了設(shè)備維護(hù)，一天可觀測(cè)22至23小時(shí)，產(chǎn)出了很多觀測(cè)數(shù)據(jù)。截至目前，僅基于中國天眼發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量就超過了600顆，并在星際磁場(chǎng)測(cè)量、快速射電暴等研究領(lǐng)域取得重大突破。除了脈沖星和快速射電暴，李菂和他的天眼團(tuán)隊(duì)還將在原子氫氣、尋找地外文明等方面繼續(xù)展開探索。在李菂看來，不停探索前所未知的世界，才能面對(duì)前所未有的困難，才能取得想象不到的答案。
記者：像這種發(fā)現(xiàn)在天體研究里面是不是也是存在很多偶然性？
李菂：當(dāng)然，我們的發(fā)現(xiàn)主要是偶然，但是基礎(chǔ)是整個(gè)人類的工業(yè)進(jìn)步，這樣才能使我們看得更遠(yuǎn)，看得更廣，看得更深。我們感到非常幸福和幸運(yùn)，每次你觀測(cè)能力好一點(diǎn)點(diǎn)，帶寬寬一點(diǎn)點(diǎn)，深度深百分之幾十就會(huì)比以前有革命性的發(fā)現(xiàn)，在上海天文館新館落成的時(shí)候我講過一句話，宇宙的豐富多彩從來沒讓我們觀測(cè)者失望過。
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